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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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A. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Trommeleinheit und eine Grundplatte
für Bilderzeugungsvorrichtungen
wie etwa Kopiermaschinen, Faxgeräte
oder Laserdrucker.
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B. BESCHREIBUNG DES STANDS
DER TECHNIK
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In
einer Bilderzeugungsvorrichtung wie etwa einer Kopiermaschine wird
ein Bild von einem Originaldokument bzw. einer Vorlage von einer
Belichtungseinheit optisch gelesen, und ein elektrostatisches latentes Bild
wird auf einer lichtempfindlichen Trommel gebildet. Eine Entwicklungseinrichtung
ist der lichtempfindlichen Trommel benachbart angeordnet, um ein
Tonerbild darauf zu bilden. Die Entwicklungseinrichtung weist einen Tonertrichter
auf, und der aus dem Trichter zugeführte Toner erhält eine
elektrische Ladung, die zu derjenigen des auf der lichtempfindlichen
Trommel gebildeten elektrostatischen latenten Bilds entgegengesetzt
ist. Der Toner haftet an der Oberfläche der lichtempfindlichen
Trommel, um ein tonerentwickeltes Bild zu bilden.
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Die
lichtempfindliche Trommel weist auf: ein rohrförmiges Element, das aus einem
elektrisch leitfähigen
Metall gebildet ist, und zwei Flanschelemente, die in die Öffnungen
gepreßt
sind, welche an den gegenüberliegenden
Enden des rohrförmigen
Elements definiert sind. Eine Öffnung
ist in dem zentralen Bereich von jedem von den Flanschelementen
definiert, und eine Stützachse
verläuft
durch die beiden Öffnungen,
um die Trommeleinheit in der Kopiermaschine abzustützen.
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Damit
Elektrizität
zwischen der Oberfläche
des rohrförmigen
Elements und dem Körper
der Kopiermaschine fließt,
ist eine Grundplatte an dem Flanschelement angebracht, wobei ein
Bereich ihres Außenumfangs mit
einem Bereich der inneren Umfangsoberfläche des rohrförmigen Elements
in Kontakt ist und ihr Innenumfang mit der Stützachse in Kontakt ist. Da
jedoch die innere Oberfläche
des rohrförmigen
Elements häufig
mit einem Material zur Korrosionshemmung (wie etwa Aluminiumoxid)
beschichtet ist, muß diese
Beschichtung entfernt werden, so daß Elektrizität zwischen
dem rohrförmigen
Element und der Grundplatte geleitet werden kann.
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Zu
diesem Zweck haben Bereiche der Grundplatte einen Durchmesser, der
größer als
der Innendurchmesser des rohrförmigen
Elements ist. Die Grundplatte wird dann in das rohrförmige Element
gedrückt,
wodurch Bereiche des Außenumfangs
der Grundplatte verformt werden, so daß sie in das rohrförmigen Element paßt. Dieser
Vorgang verkratzt die innere Umfangsoberfläche des rohrförmigen Elements
und entfernt ausreichend viel von der Beschichtung, so daß Elektrizität zwischen
dem rohrförmigen
Element und der Grundplatte geleitet werden kann.
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Aufgrund
der Konfiguration der Grundplatte kann jedoch das rohrförmige Element
verformt werden, wenn die Grundplatte in das rohrförmige Element
gedrückt
wird. Wenn das rohrförmige
Element auf eine solche Weise verformt wird, können eventuell unbefriedigende
Kopien erzeugt werden. Zudem ist das rohrförmige Element häufig dünner ausgebildet,
um das Gesamtgewicht der Kopiermaschine sowie seine Herstellungskosten
zu reduzieren. Der Verformungsgrad, der während des Einbaus der Grundplatte
auftritt, nimmt jedoch häufig
zu, wenn die Dicke des rohrförmigen
Elements verringert wird.
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JP 05072955 beschreibt
eine Grundplatte zur Verwendung in der Trommel eines Fotokopierers
zum elektrischen Erden. Die Ausbildung der Platte weist mehrere
spitze Vorsprünge
zum Herstellen eines guten elektrischen Kontakts mit der Trommel
auf. Diese Vorsprünge
sind von Ausschnitten umgeben, die zulassen, daß die Vorsprünge beim
Einsetzen der Grundplatte in die Trommel leichter gebogen werden.
Die in diesem Dokument angegebene Ausbildung offenbart jedoch nicht
das Vorsehen von zwei großen
Ausschnitten an gegenüberliegenden
Seiten der Platte. Diese großen
Ausschnitte lassen eine elastische Verformung der Grundplatte beim
Einsetzen zu, was sowohl die Beschädigung der Trommel reduziert
als auch die elektrische Verbindung weiter verbessert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lichtempfindliche
Trommeleinheit in einer Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen,
wobei Elektrizität
ohne Verformung des rohrförmigen
Elements während
des Einbaus der Grundplatte zwischen der lichtempfindlichen Trommeleinheit
und dem Körper
der Bilderzeugungsvorrichtung zuverlässig geleitet werden kann.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine lichtempfindliche
Trommeleinheit für
eine Bildwiedergabevorrichtung ein rohrförmiges Element auf, das mindestens
eine Öffnung
an einem Ende davon hat, wobei das rohrförmige Element einen Innendurchmesser
D hat. Mindestens ein Flanschelement ist mit der Öffnung des
rohrförmigen
Elements verbindbar, und mindestens eine Grundplatte ist mit dem
Flanschelement verbindbar. Die Grundplatte hat einen Durchmesser
d und weist ein scheibenförmiges
Substrat auf, das einen Durchmesser d' hat, der kleiner als der Innendurchmesser
D des rohrförmigen
Elements ist. Mindestens ein Vorsprung erstreckt sich über einen
Außenumfang
des scheibenförmigen
Substrats hinaus, und zwei Ausschnitte sind in dem scheibenförmigen Substrat
an jeder Seite des Vorsprungs gebildet, um die Flexibilität zu verbessern.
Der Durchmesser d der Grundplatte ist größer als der Durchmesser D des
rohrförmigen
Elements.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine äußere Umfangsoberfläche des
Flanschelements einen abgeschrägten
Bereich auf, der dem Vorsprung benachbart ist, wenn die Grundplatte
und das Flanschelement miteinander verbunden sind.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Grundplatte eine Vielzahl von
Vorsprüngen
auf.
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Nach
noch einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht die Grundplatte aus rostfreiem
Stahl.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachstehenden genauen
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
in denen gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Seitenansicht einer Kopiermaschine, die eine lichtempfindliche
Trommel gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ist
eine auseinandergezogene Schrägansicht
einer lichtempfindlichen Trommeleinheit, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
eine fragmentarische Querschnittsansicht des in 2 gezeigten
rohrförmigen
Elements;
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4 ist
eine Vorderansicht des in 2 gezeigten
Flanschelements;
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5 ist
eine seitliche Querschnittsansicht des in 4 gezeigten
Flanschelements;
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6 ist
eine Vorderansicht der in 2 gezeigten
Grundplatte;
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7 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke der Grundplatte
und der Differenz der Durchmesser des rohrförmigen Elements und der Grundplatte
zeigt;
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8 ist
eine fragmentarische Querschnittsansicht des Flanschelements, des
rohrförmigen
Elements und der Grundplatte, die ihre relativen Konfigurationen
zeigt, wenn sie ordnungsgemäß eingebaut
sind.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Querschnittsansicht der Kopiermaschine, welche die vorliegende Erfindung
nach einer Ausführungsform
verkörpert,
ist in 1 gezeigt. Es ist jedoch zu beachten, daß die vorliegenden
Erfindung gleichermaßen
bei Laserdruckern und Faxgeräten
angewandt werden kann.
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Die
Kopiermaschine 1 weist ein optisches Belichtungssystem 5 zum
Erhalten eines Bilds von einer Vorlage auf. Das optische Belichtungssystem 5 weist
eine Lichtquelle, Spiegel und eine Objektiveinheit auf. In dem zentralen
Bereich der Kopiermaschine 1 ist eine Bildverarbeitungseinrichtung 6 angeordnet,
um ein Tonerbild der Vorlage auf einem leeren Papierblatt zu bilden.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 6 weist eine lichtempfindliche
Trommel 7 auf, an deren Außenumfang ein elektrostatisches
latentes Bild gebildet wird. Die lichtempfindliche Trommel 7 ist
umgeben von einer Ladeeinrichtung 8 zum Laden der lichtempfindlichen
Trommel 7 mit einem vorbestimmten elektrischen Ladungspegel,
von einer Entwicklungseinrichtung 9 zum Entwickeln des
elektrostatischen latenten Bilds, von einer Übertragungs-Trenn-Einrichtung 10 zum Übertragen
eines Tonerbilds auf ein Papierblatt und zum Trennen des Blatts
von der lichtempfindlichen Trommel 7 und von einer Reinigungseinrichtung 11 zum
Entfernen von überschüssigem Toner
von der lichtempfindlichen Trommel 7.
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Eine
Papierzuführeinheit 12 ist
in dem unteren Bereich der Kopiermaschine 1 angeordnet.
Die Papierzuführeinheit 12 weist
auf: einen Umleitungstisch 13, drei Papierzuführkassetten 14, 15 und 16,
die senkrecht zu dem unteren Bereich der Kopiermaschine 1 angeordnet
sind, eine Zuführkassette 17 für Papier
mit Überformat
und eine Papiertransporteinrichtung 18 zum Transportieren
der in dem Umleitungstisch 13 oder den Papierzuführkassetten 14 bis 17 aufgenommenen
Blätter
zu der Bildverarbeitungseinrichtung 6. In einem Bereich des
Blatttransportstroms nach der Bildverarbeitungseinrichtung 6 befinden
sich ein Papieraustragband 19 zum Überführen des Blatts zu der linken
Seite der Kopiermaschine in 1 hin, eine
Fixiereinrichtung 20 zum Anschmelzen und Fixieren von Tonerbildern
auf dem Blatt, eine Austragrolle 21 zum Austragen des Blatts
und eine Blattablageschale 22 zum Aufnehmen des Blatts.
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Ein
Tonertrichter 23 zum Zuführen von Toner zu der Bildverarbeitungseinrichtung 6 ist
an der Entwicklungseinrichtung 9 angebracht. Eine Tonerpatrone 24 ist
mit dem Tonertrichter 23 abnehmbar verbunden.
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Wie 2 zeigt,
weist die lichtempfindliche Trommeleinheit 7 ein rohrförmiges Element 31 und
zwei Flanschelemente 32 auf. Das rohrförmige Element 31 besteht
aus einem elektrisch leitfähigen
Metallsubstrat (wie etwa Aluminium oder rostfreiem Stahl) und einer
organischen oder anorganischen Lichtleiterschicht, die an der äußeren Umfangsoberfläche davon
gebildet ist.
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Das
rohrförmige
Element 31 weist zwei Endbereiche (Öffnungen) 33 auf,
wobei jeder Endbereich 33 einen Flanscheinpaßbereich 34 aufweist.
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Jedes
Flanschelement 32 besteht aus ABS-Harz und ist allgemein
scheibenförmig
und so bemessen, daß sein
Durchmesser allgemein gleich dem Innendurchmesser D des rohrförmigen Elements 31 ist
(wie 3 zeigt). Wie die 2, 4 und 5 zeigen,
weist die Innenseite jedes Flanschelements 32 sieben erste
Vorsprünge 36 auf,
wobei der erste Vorsprung 36, der in dem mittleren Bereich
jedes Flanschelements 32 liegt, mit einer Öffnung 35 versehen
ist, die mit einer Stützachse
(nicht gezeigt) in Eingriff ist. Die äußere Umfangsoberfläche jedes
Flanschelements 32 bildet einen Kontaktbereich 46,
der in die Öffnung 33 des
rohrförmigen
Elements 31 eingesetzt ist. Ein abgeschrägter Bereich 47 ist
an der Innenseite jedes Flanschelements 32 gebildet.
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Es
wird nun auf 6 Bezug genommen. Eine Grundplatte 37 besteht
aus rostfreiem Stahl oder Kupfer und ist an der inneren Oberfläche von
einem oder von beiden Flanschelementen 32 angebracht. Die
Grundplatte 37 weist ein scheibenförmiges Substrat 38 auf,
das einen Durchmesser d' hat,
der kleiner ist als der Innendurchmesser D des rohrförmigen Elements 31.
Die Grundplatte 37 weist ferner fünf Anbringlöcher 40 und zwei Ausschnitte 41 auf,
die den ersten Vorsprüngen 36 an
jedem Flanschelement 32 entsprechen. Jedes Anbringloch 40 ist
mit drei zweiten Vorsprüngen 45 versehen,
die nach innen zu ihrer Mitte hin weisen.
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Die
Grundplatte 37 ist ferner mit sechs dritten Vorsprüngen 42 versehen,
die sich über
den Außenumfang
des scheibenförmigen
Substrats 38 hinaus erstrecken. Der Durchmesser d jeder
Grundplatte 37 wird von den Spitzen von gegenüberliegenden
dritten Vorsprüngen 42 aus
gemessen und ist größer als
der Innendurchmesser D des rohrförmigen
Elements 31. Zwei Ausschnitte 43 sind an jeder
Seite von jedem von den drei Vorsprüngen 42 gebildet.
Das Vorhandensein dieser Ausschnitte 43 erhöht die elastische
Verformbarkeit der dritten Vorsprünge 42 relativ zu
dem scheibenförmigen
Substrat 38 und reduziert den Druck, der erforderlich ist, um
das Flanschelement 32 in das rohrförmige Element 31 zu
drücken.
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Die
Grundplatte 37 wird an der inneren Oberfläche des
Flanschelements 32 durch Einpassen der ersten Vorsprünge 36 in
das Anbringloch 40 angebracht. Wenn dies geschieht, gelangen
die zweiten Vorsprünge 45 mit
den ersten Vorsprüngen 36 in
Eingriff, so daß die
Grundplatte 37 an der inneren Oberfläche des Flanschelements 32 sicher
befestigt wird.
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Einer
der Ausschnitte 41 an der Grundplatte 37 weist
einen umbiegbaren Bereich 48 auf. Nachdem die Grundplatte 37 an
dem Flanschelement 32 angebracht ist, wird der umbiegbare
Bereich nach hinten und über
einen Bereich des zentralen Anbringlochs 44 gebogen.
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Das
Flanschelement 32 und die Grundplatte 37 werden
dann in die Öffnung 33 des
rohrförmigen
Elements 31 gedrückt.
Wie aus 8 ersichtlich ist, werden die
dritten Vorsprünge 42 elastisch
verformt und kratzen an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements 31.
Infolgedessen wird die an der inneren Oberfläche des rohrförmigen Elements 31 gebildete
Schutzschicht entfernt, so daß eine
elektrische Verbindung zwischen der Grundplatte 37 und
dem rohrförmigen
Element 31 hergestellt und die Befestigung des Flanschelements 32 in
der Öffnung 33 unterstützt wird.
Außerdem
dient der abgeschrägte
Bereich 47 an dem Flanschelement 32 dazu, einen
Raum für
die verformten dritten Vorsprünge 42 zu
bilden.
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Nach
dem Verbinden der Flanschelemente 32 mit den gegenüberliegenden
Enden des rohrförmigen Elements 31 ist
jede von den Öffnungen 35 mit
den in der Kopiermaschine vorgesehenen Stützachsen (nicht gezeigt) in
Eingriff. Wenn die Stützachsen
in die Öffnungen 35 eingesetzt
sind, ist ein Ende von jeder von den Stützachsen mit dem an jeder Grundplatte 37 vorgesehenen
umbiegbaren Bereich 48 in Kontakt, so daß eine elektrische
Verbindung zwischen den Grundplatten 37 und den Stützachsen
hergestellt ist.
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Tabelle
1 zeigt die Ergebnisse einer Versuchsreihe, wobei die Dicke und
der Durchmesser d der Grundplatte 37 geändert wurden, um eine Grundplatte
zu finden, welche eine optimale elektrische Verbindung mit dem rohrförmigen Element 31 herstellen
würde,
ohne daß das
rohrförmige
Element 31 während
des Einbaus verformt wird. Die Gesamtbewertung jeder Ausführungsform
beruhte auf dem Verformungsgrad in dem rohrförmigen Element 31,
der Qualität
und Quantität
der elektrischen Leitung zwischen dem rohrförmigen Element 31 und
der Grundplatte 37, der Anzahl von dritten Vorsprüngen, die
nach dem Einbau der Grundplatte 37 in das rohrförmige Element 31 gebogen
wurden, und der Anzahl von Kratzern in der inneren Oberfläche des
rohrförmigen
Elements 31. Die Dicke des rohrförmigen Elements 31 war
in diesem Experiment 0,8 mm.
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Tabelle
2 zeigt die Ergebnisse einer Versuchsreihe, die derjenigen gemäß Tabelle
1 ähnlich
ist, mit der Ausnahme, daß die
Gesamtbewertung jeder Ausführungsform
nur auf dem Verformungsgrad des rohrförmigen Elements 31 und
der Quantität
und Qualität
der elektrischen Leitung zwischen dem rohrförmigen Element 31 und
der Grundplatte 37 beruhte.
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7 zeigt
ein Diagramm der Ausführungsformen
gemäß Tabelle
2, welche die Bewertung "akzeptabel" erhielten. Wie daraus
ersichtlich ist, genügen "akzeptable" Ausführungsformen
den Ungleichungen 0,2 mm ≤ X ≤ 0,4 mm und
0,1 mm ≤ Y ≤ –2,5X +
1,2 mm, wobei X = die Dicke der Grundplatte und Y = die Differenz zwischen
dem Innendurchmesser D des rohrförmigen
Elements 31 und dem Durchmesser d der Grundplatte.
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Verschiedene
Einzelheiten der Erfindung können
geändert
werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen. Ferner dient
die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung
nur der Erläuterung
und nicht der Beschränkung
der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
