專利名稱：具有容易安裝的齒輪耦合的成像設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種成像設備。
背景技術：
傳統上，在采用電照相技術的成像設備中，作為載像元件的光電導體由充電器充電，根據圖像數據利用光對充電后的光電導體進行輻射從而在光電導體上形成潛像，該潛像由顯影裝置顯影，顯影后的調色劑圖像被轉印到記錄介質上，由此形成圖像。
另一方面，隨著圖像的彩色化，也開發出了級聯式(tandem type)的彩色成像設備，其中設有執行每一成像程序的多個成像單元，青色、品紅色、黃色以及優選的黑色調色劑圖像形成于各光電導體上，這些調色劑圖像在各光電導體的轉印位置以多層形式轉印到環形的(endless)中間轉印元件上，從而形成全彩色圖像。
由于這種級聯式彩色成像設備對每一種顏色都具有成像部件，因此其在加快速度方面是有益的。
下面描述傳統的級聯式彩色成像設備。
圖7是表示傳統彩色成像設備之結構的示意圖。圖8是透視圖，其中傳統彩色成像設備之光電導體鼓中使用的第一齒輪部分315是局部剖開的。
圖7中，在彩色成像設備的主體1內，設有分別形成黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)各種顏色的調色劑圖像的成像單元2、3、4和5，并設有分別與這些成像單元2至5對應的曝光裝置6a、6b、6c和6d。成像單元2至5包括光電導體鼓(光電導體)2a、3a、4a和5a，通過曝光裝置6a至6d發出的激光束的輻射，在這些光電導體鼓的圓周表面上形成靜電潛像；以及顯影輥2b、3b、4b和5b(顯影單元)，這些顯影輥使從調色劑箱供應的調色劑附著在光電導體鼓2a至5a上，從而使靜電潛像變成可以看見的調色劑圖像。
在成像單元2至5的下端設置環形中間轉印帶(中間轉印元件)7，從而使該轉印帶能在箭頭所示的方向運轉，通過對光電導體鼓2a、3a、4a和5a上可見的各種顏色的調色劑圖像進行多層轉印，在所述環形中間轉印帶上形成彩色調色劑圖像。中間轉印帶7在其環路上包括驅動輥8、拉緊輥9、四個第一偏壓轉印輥10a、10b、10c和10d、以及從動輥11。
在設備的下部設有其中存放紙張(記錄介質)P的供紙盒13。紙張P由供紙輥一張一張輸出供紙盒13，送至送紙路徑。
在送紙路徑上，設有第二偏壓轉印輥12，該輥在從動輥11的位置上以預定幅度與中間轉印帶7接觸，從而將中間轉印帶7上的彩色圖像轉印到紙張P上；以及定影裝置4，該裝置將轉印到紙張P上的彩色圖像定影到紙張P上。
在這樣構成的成像設備中，在成像單元2至5中，黃色、品紅色、青色和黑色的調色劑圖像從光電導體鼓2a至5a上粘附到中間轉印帶7的表面上并形成彩色圖像。在從動輥11與第二偏壓轉印輥12之間的夾持力(nip power)的作用下，該調色劑彩色圖像被轉印到從供紙盒13取出的紙張P上。接著，紙張P被供給定影裝置14，調色劑圖像被定影在該紙張上，然后排出紙張P。
這里，如圖8中所示，在各個光電導體鼓2a至5a的一端的內圓周處，具有多個沿軸向延伸的齒315a的第一齒輪部分315形成于轉軸上。并且，在光電導體驅動軸的外部圓周上，與該第一齒輪部分315嚙合的第二齒輪部分形成于轉軸上。通過第一齒輪部分315和第二齒輪部分，各光電導體鼓2a至5a與各光導驅動軸同軸彼此齒輪嚙合(gear)，從而各光電導體鼓2a至5a被各光導驅動軸轉動驅動。例如，美國專利公開文件第2002/0085858A1號、美國專利第6285847B1號和日本專利申請公開JP-2000-352898A號中已經公開了這種轉動驅動以及齒輪構造。
但是，當各成像單元2至5安裝在成像設備主體上時，在光電導體鼓2a至5a這一側上的第一齒輪部分315與光電導體驅動軸這一側上的第二齒輪部分處于相同的相位的情況下，它們的齒的前端會彼此接觸，從而使光電導體驅動軸不能插入光電導體鼓2a至5a中。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種能順利地在光電導體與驅動該光電導體的光電導體驅動軸之間形成齒輪耦合的成像設備。
為了解決這個問題，本發明的成像設備包括光電導體，第一齒輪部分在該光電導體內部形成于轉軸上，通過該光電導體在圓周方向上的轉動將與調色劑圖像對應的靜電潛像形成于該光電導體上；顯影單元，對應于光電導體而設置，并使形成于光電導體上的靜電潛像可視化從而形成調色劑圖像；以及光電導體驅動軸，具有與第一齒輪部分嚙合的第二齒輪部分并形成于一轉軸上，該光電導體驅動軸與和其同軸的光電導體齒輪嚙合并轉動地驅動該光電導體，在第一齒輪部分和第二齒輪部分中的至少一個中，構成該齒輪部分的一部分齒的軸向長度不同于其它齒的軸向長度。
根據本發明，在光電導體這一側上的第一齒輪部分與光電導體驅動軸這一側上的第二齒輪部分處于相同相位的情況下，只有比其它齒長的齒的前端才與另一側上的齒輪部分的齒接觸。所以，第一齒輪部分與第二齒輪部分不容易在彼此接觸的部分齒之間處于該相位，從而能順利地形成光電導體與驅動該光電導體的光電導體驅動軸之間的齒輪嚙合。
根據本發明的第一方面，成像設備包括光電導體，第一齒輪部分在該光電導體內部形成于轉軸上，通過該光電導體在圓周方向上的轉動將與調色劑圖像對應的靜電潛像形成于該光電導體上；顯影單元，對應于光電導體而設置，并使形成于光電導體上的靜電潛像可視化從而形成調色劑圖像；以及光電導體驅動軸，具有與第一齒輪部分嚙合的第二齒輪部分，形成于轉軸上，與和其同軸的光電導體齒輪嚙合并轉動地驅動該光電導體。并且，在第一齒輪部分和第二齒輪部分中的至少一個中，構成齒輪部分的一部分齒的軸向長度不同于其它齒的軸向長度。
在第一齒輪部分與第二齒輪部分處于相同相位的情況下，只有比其它齒長的齒的前端才與另一側上的齒輪部分的齒的前端接觸。所以，第一齒輪部分與第二齒輪部分不容易在相互間彼此接觸的部分齒之間處于該相位，從而能順利地形成光電導體與驅動該光電導體的光電導體驅動軸之間的齒輪嚙合。
圖1是表示本發明一實施例中的彩色成像設備之構造的示意圖；圖2表示圖1中的彩色成像設備中的光電導體鼓和光電導體驅動軸的部分的局部透視圖；圖3是局部透視圖，其中形成于圖2所示光電導體鼓中的齒輪部分是局部剖開的；圖4是表示成像單元的透視圖；圖5是表示本發明第二實施例中的光電導體鼓和光電導體驅動軸的部分的局部透視圖；圖6是局部透視圖，其中形成于圖5所示光電導體鼓中的齒輪部分是局部剖開的；圖7是表示傳統彩色成像設備之構造的示意圖；以及圖8是局部透視圖，其中傳統彩色成像設備之光電導體鼓中所用的齒輪部分是局部剖開的。
具體實施例方式
下面將參照圖1-4描述本發明的一個實施例。在這些附圖中，相同的元件具有相同的附圖標記，并省略重復的描述。
在圖1中，在彩色成像設備的主體1內，可拆卸地按順序設有分別形成黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)各種顏色的調色劑圖像的成像單元2、3、4和5，并設有分別與這些成像單元2至5對應的曝光裝置6a、6b、6c和6d。
成像單元2至5包括光電導體鼓(光電導體)2a、3a、4a和5a，它們是可轉動地設置的載像元件；顯影輥2b、3b、4b和5b，這些顯影輥使從調色劑箱供應的調色劑附著在光電導體鼓2a至5a上，在這些光電導體鼓的圓周表面上通過由曝光裝置6a至6d發出的激光束的輻射形成靜電潛像，從而使靜電潛像變成可以看見的調色劑圖像；充電輥2c、3c、4c和5c；以及調色劑排出螺桿2d、3d、4d和5d。在圓周方向上轉動的光電導體鼓2a、3a、4a和5a設置成一排，從而使它們的轉動的中心軸彼此平行。圖4是成像單元2的透視圖，其它成像單元3、4和5具有類似的結構。
這里，如圖2和3所示，在各光電導體鼓2a至5a的內部圓周上，具有多個沿軸向延伸的齒15a的第一齒輪部分15形成于轉軸上。并且，在各光電導體驅動軸16的外部圓周上，具有多個沿軸向延伸并與第一齒輪部分15嚙合的的齒17a的第二齒輪部分17形成于轉軸上。
通過同軸的第一齒輪部分15和第二齒輪部分17，各光電導體鼓2a至5a與各光電導體驅動軸16彼此齒輪嚙合，由此從各光電導體驅動軸16向各光電導體鼓2a至5a傳遞轉動驅動力，并使各光電導體鼓2a至5a轉動。關于各光電導體驅動軸16的驅動，可以采用日本專利中請公開JP-2002-352898A中公開的構造，也可以采用通過多個齒輪來傳遞諸如電機這樣的驅動源的驅動力的構造。
如圖3所示，在各光電導體鼓2a至5a中形成的第一齒輪部分15的多個齒15a中，部分齒15a′(該實施例中的一個齒)的軸向長度大于其它齒15a。
在該實施例中，第一齒輪部分15只有一個齒15a′比其它齒15a長。不過，可以有兩個或多個齒較長。即，可以有多個齒15a′的軸向長度比其它齒15a的長。
另外，第一齒輪部分15的部分齒15a′可以不長于其它齒15a，但作為替代，第二齒輪部分17的一部分齒17a要制作得較長，或者第一齒輪部分15和第二齒輪部分17中的部分齒15a和17a的軸向長度都可以不同于其它齒15a和17a的軸向長度。
在圖1中，在所設置的成像單元2至5的下端設置環形中間轉印帶(中間轉印元件)7，從而使該轉印帶能在箭頭所示的方向運轉，通過對光電導體鼓2a、3a、4a和5a上可見的各種顏色的調色劑圖像進行多層轉印，在所述環形中間轉印帶上形成彩色調色劑圖像。中間轉印帶7在其環路上包括驅動輥8，其使該中間轉印帶7運轉；拉緊輥9，其向中間轉印帶7施加預定張力；四個第一偏壓轉印輥10a、10b、10c和10d，其與各個光電導體鼓2a至5a對應地設置，并使中間轉印帶7與各光電導體鼓壓力接觸，從而將光電導體鼓2a至5a上的各種顏色琶中間轉印帶7上；以及從動輥11，其由于中間轉印帶7在驅動輥8的作用下的轉動而轉動。中間轉印帶7在箭頭所示的方向上被驅動從而繞著這些部件運轉。
在印制過程中，拉緊輥9由圖中的彈簧(未示出)所驅動，并移向右下方，從而向中間轉印帶7施加張力。并且，在不進行印制的過程中，拉緊輥9不向中間轉印帶施加張力，從而不會留下由于中間轉印帶7長時間在相同位置繞各輥轉動而造成的轉動軌跡。
在設備的下部設有其中存放紙張P(記錄介質)P的供紙盒13。紙張P由供紙輥一張一張輸出供紙盒13，送至送紙路徑。
在送紙路徑上，設有第二偏壓轉印輥12，該輥在從動輥11的位置上以預定幅度與中間轉印帶7接觸，以將中間轉印帶7上的彩色圖像轉印到紙張P上；以及定影裝置4，該裝置通過輥的夾持轉動而產生的壓力和熱將轉印到紙張P上的彩色圖像定影到紙張P上。
在這樣構造成的成像設備中，首先在成像單元2的光電導體鼓2a上形成圖像數據中黃色成分的潛像。該潛像由具有黃色調色劑的顯影裝置2b可視化為黃色調色劑圖像，并作為黃色調色劑圖像由第一偏壓轉印輥10a轉印到中間轉印帶7上。
另一方面，在黃色調色劑圖像轉印到中間轉印帶7上的同時，在成像單元3中形成品紅色成分的潛像，接著由具有品紅色調色劑的顯影單元3b可視化為品紅色調色劑圖像。然后，通過成像單元3中的第一偏壓轉印輥10b將品紅色調色劑圖像轉印到在中間轉印帶7上(其中在成像單元2中已經完成了黃色調色劑圖像的轉印)，從而黃色調色劑圖像與品紅色調色劑圖像形成疊層。
同樣，對于青色調色劑圖像和黑色調色劑圖像，類似地進行成像，從而完成中間轉印帶上的四種顏色的調色劑圖像的多層轉印。
中間轉印帶7上形成的彩色圖像一起(in the lump)轉印到由驅動輥11與第二偏壓轉印輥12之間的夾持力從供紙盒13送出的紙張P上。然后，轉印來的調色劑圖像由定影裝置14熱定影到紙張P上，在該紙張P上形成全彩色圖像。之后，排出紙張P。
在這種彩色成像設備中，如前所述，在各光電導體鼓2a至5a中形成的第一齒輪部分15的多個齒15a中，它的部分齒15a′的軸向長度大于其它齒15a。
所以，當成像單元2至5安裝到成像設備主體上時，在光電導體鼓2a至5a這一側上的第一齒輪部分15與光電導體驅動軸16這一側上的第二齒輪部分17處于相同相位的情況下，只有比其它齒15a長的齒15a′(該實施例中的一個齒)的前端才與第二齒輪部分17的齒17a的前端接觸，而全部齒15a與全部齒17a不會彼此接觸。因此，當安裝成像單元2至5時，在首先彼此接觸的長齒15a′與齒17a之間，第一齒輪部分15與第二齒輪部分17不容易處于該相位，從而能順利地形成光電導體鼓2a至5a與驅動該光電導體鼓的光電導體驅動軸16之間的齒輪耦合。
第二實施例下面參照圖5和6描述本發明的第二實施例。該實施例與第一實施例的不同僅在于第一齒輪部分15和光電導體驅動軸16這一側上的第二齒輪部分17的構造。由于其它構造實際上是相同的，所以省略對它們的描述。
如圖15所示，在為第二齒輪部分17所設置的多個齒17中，只有一個齒117a′的軸向長度比其它齒117a的長。
另外，如圖6所示，在為第一齒輪部分15所設置的多個齒115a中，只有一個齒115a′的軸向長度比其它齒115a的長。
另外，在軸向和轉動方向上為各齒輪117a、117a′、115a和115a′的前端部設置錐度，以便當成像單元2至5安裝到成像設備主體1上時，即使各齒輪彼此接觸，光電導體鼓與光電導體驅動軸之間也能順利裝配。
雖然在上面的描述中對齒輪和齒進行了解釋，但本發明可以使用于花鍵耦合(spline coupling)。即，使沿著其內表面或外表面的具有縱向齒輪狀隆起的軸(稱為“花鍵”)配合。在這種情況下，隆起中的一個可以制作得比其它那些長。
雖然上面已經描述了本發明應用于形成彩色圖像的成像設備的實施例，但本發明也可以應用于形成單色圖像的成像設備。
如上所述，根據本發明，當成像單元2至5安裝到成像設備主體1上時，在光電導體這一側上的第一齒輪部分與光電導體驅動軸這一側上的第二齒輪部分處于相同相位的情況下，只有比其它齒長的齒的前端才與另一側上的齒輪部分的齒接觸。所以，第一齒輪部分與第二齒輪部分不容易在彼此接觸的部分齒之間處于該相位，從而可以獲得這樣的有效優點能順利地形成光電導體與驅動該光電導體的光電導體驅動軸之間的齒輪嚙合，且成像單元2至5可以容易地安裝到成像設備1上。
權利要求
1.一種成像設備，包括一光電導體，在所述光電導體中，一第一齒輪部分形成于一轉軸上，并且在所述光電導體上，通過在一圓周方向上的一轉動形成與一調色劑圖像對應的一靜電潛像；一顯影單元，所述顯影單元對應于所述光電導體而設置，并使形成于所述光電導體上的所述靜電潛像可視化，從而形成一調色劑圖像；以及一光電導體驅動軸，具有與一第一齒輪部分嚙合的一第二齒輪部分，形成于一轉軸上，與和其同軸的所述光電導體齒輪嚙合并轉動地驅動所述光電導體，其中在至少所述第一齒輪部分和所述第二齒輪部分中任何一個中，構成所述齒輪部分的一部分齒的一軸向長度不同于其它齒的軸向長度。
2.一種成像設備，包括所述成像設備的一主體；一成像單元，所述成像單元包括一光電導體鼓、對所述光電導體鼓充電的一充電輥、以及安裝在所述主體上的用一調色劑使所述光電導體鼓上形成的一靜電潛像可視化的一顯影輥；以及一光電導體驅動軸，所述光電導體驅動軸設置在主體上，通過花鍵將驅動力傳遞給所述光電導體鼓，其中在所述光電導體鼓上軸向形成的第一花鍵和在所述光電導體驅動軸上軸向形成的第二花鍵中的至少一個花鍵的軸向長度比同軸形成的其它花鍵的長。
3.如權利要求2所述的成像設備，其中所述第一花鍵中的至少一個比其它第一花鍵長，且所述第二花鍵中的至少一個比其它第二花鍵長。
4.如權利要求2所述的成像設備，其中為所述第一花鍵的一前端部和所述第二花鍵的一前端部設置錐度，以便當所述成像單元安裝到所述成像設備主體上時，所述光電導體鼓與所述光電導體驅動軸之間也能順利裝配。
5.如權利要求4所述的成像設備，其中所述錐度形成于所述光電導體鼓和所述光電導體驅動軸的所述軸向和所述轉動方向上。
6.如權利要求2或3所述的成像設備，其中所述花鍵耦合設置在所述光電導體鼓的端部。
7.一種成像設備，包括所述成像設備的一主體；一成像單元，所述成像單元包括一感光鼓、對所述感光鼓充電的一充電輥、以及安裝在所述主體上的用一調色劑使所述光電導體鼓上形成的一靜電潛像可視化的一顯影輥；以及一光電導體驅動軸，所述光電導體驅動軸設置在所述主體上，通過花鍵將一驅動力傳遞給所述光電導體鼓，其中所述花鍵部件包括促使所述光電導體驅動軸與所述光電導體鼓之間的連接的便利部件。
8.如權利要求7所述的成像設備，其中所述便利部件還包括軸向長度比其它花鍵長的花鍵。
9.如權利要求7所述的成像設備，其中在所述便利部件的一端上形成錐度，用于使所述光電導體驅動軸與所述光電導體鼓之間的所述連接順利形成。
10.如權利要求9所述的成像設備，其中所述錐度形成于所述光電導體鼓和所述光電導體驅動軸的所述軸向和所述轉動方向上。
11.如權利要求7或8所述的成像設備，其中所述花鍵部件設置在所述光電導體鼓的一端部上。
全文摘要
一種成像設備，包括光電導體鼓(2a)，其中第一齒輪部分(15)形成于轉軸上，通過光電導體鼓在圓周方向上的轉動在光電導體鼓上形成于調色劑圖像對應的靜電潛像；以及光電導體驅動軸(16)，具有形成于轉軸上的與第一齒輪部分嚙合的第二齒輪部分(17)，該光電導體驅動軸與各其同軸的光電導體鼓(2a)嚙合，并驅動地驅動該光電導體鼓。并且，至少在第一齒輪部分(15)和第二齒輪部分(17)中的任何一個中，至少一個齒輪齒(15a、17a)的軸向長度比構成各齒輪部分的其它齒長。
文檔編號F16D1/06GK1668985SQ0381661
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月9日 優先權日2002年7月12日
發明者溝口義浩 申請人:松下電器產業株式會社