具有容易安装的齿轮耦合的成像设备 【技术领域】
本发明涉及一种成像设备。
背景技术
传统上，在采用电照相技术的成像设备中，作为载像元件的光电导体由充电器充电，根据图像数据利用光对充电后的光电导体进行辐射从而在光电导体上形成潜像，该潜像由显影装置显影，显影后的调色剂图像被转印到记录介质上，由此形成图像。
另一方面，随着图像的彩色化，也开发出了级联式(tandem type)的彩色成像设备，其中设有执行每一成像程序的多个成像单元，青色、品红色、黄色以及优选的黑色调色剂图像形成于各光电导体上，这些调色剂图像在各光电导体的转印位置以多层形式转印到环形的(endless)中间转印元件上，从而形成全彩色图像。
由于这种级联式彩色成像设备对每一种颜色都具有成像部件，因此其在加快速度方面是有益的。
下面描述传统的级联式彩色成像设备。
图7是表示传统彩色成像设备之结构的示意图。图8是透视图，其中传统彩色成像设备之光电导体鼓中使用的第一齿轮部分315是局部剖开的。
图7中，在彩色成像设备的主体1内，设有分别形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)各种颜色的调色剂图像的成像单元2、3、4和5，并设有分别与这些成像单元2至5对应地曝光装置6a、6b、6c和6d。成像单元2至5包括：光电导体鼓(光电导体)2a、3a、4a和5a，通过曝光装置6a至6d发出的激光束的辐射，在这些光电导体鼓的圆周表面上形成静电潜像；以及显影辊2b、3b、4b和5b(显影单元)，这些显影辊使从调色剂箱供应的调色剂附着在光电导体鼓2a至5a上，从而使静电潜像变成可以看见的调色剂图像。
在成像单元2至5的下端设置环形中间转印带(中间转印元件)7，从而使该转印带能在箭头所示的方向运转，通过对光电导体鼓2a、3a、4a和5a上可见的各种颜色的调色剂图像进行多层转印，在所述环形中间转印带上形成彩色调色剂图像。中间转印带7在其环路上包括驱动辊8、拉紧辊9、四个第一偏压转印辊10a、10b、10c和10d、以及从动辊11。
在设备的下部设有其中存放纸张(记录介质)P的供纸盒13。纸张P由供纸辊一张一张输出供纸盒13，送至送纸路径。
在送纸路径上，设有：第二偏压转印辊12，该辊在从动辊11的位置上以预定幅度与中间转印带7接触，从而将中间转印带7上的彩色图像转印到纸张P上；以及定影装置4，该装置将转印到纸张P上的彩色图像定影到纸张P上。
在这样构成的成像设备中，在成像单元2至5中，黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像从光电导体鼓2a至5a上粘附到中间转印带7的表面上并形成彩色图像。在从动辊11与第二偏压转印辊12之间的夹持力(nip power)的作用下，该调色剂彩色图像被转印到从供纸盒13取出的纸张P上。接着，纸张P被供给定影装置14，调色剂图像被定影在该纸张上，然后排出纸张P。
这里，如图8中所示，在各个光电导体鼓2a至5a的一端的内圆周处，具有多个沿轴向延伸的齿315a的第一齿轮部分315形成于转轴上。并且，在光电导体驱动轴的外部圆周上，与该第一齿轮部分315啮合的第二齿轮部分形成于转轴上。通过第一齿轮部分315和第二齿轮部分，各光电导体鼓2a至5a与各光导驱动轴同轴彼此齿轮啮合(gear)，从而各光电导体鼓2a至5a被各光导驱动轴转动驱动。例如，美国专利公开文件第2002/0085858A1号、美国专利第6285847B1号和日本专利申请公开JP-2000-352898A号中已经公开了这种转动驱动以及齿轮构造。
但是，当各成像单元2至5安装在成像设备主体上时，在光电导体鼓2a至5a这一侧上的第一齿轮部分315与光电导体驱动轴这一侧上的第二齿轮部分处于相同的相位的情况下，它们的齿的前端会彼此接触，从而使光电导体驱动轴不能插入光电导体鼓2a至5a中。
【发明内容】
因此，本发明的一个目的是提供一种能顺利地在光电导体与驱动该光电导体的光电导体驱动轴之间形成齿轮耦合的成像设备。
为了解决这个问题，本发明的成像设备包括：光电导体，第一齿轮部分在该光电导体内部形成于转轴上，通过该光电导体在圆周方向上的转动将与调色剂图像对应的静电潜像形成于该光电导体上；显影单元，对应于光电导体而设置，并使形成于光电导体上的静电潜像可视化从而形成调色剂图像；以及光电导体驱动轴，具有与第一齿轮部分啮合的第二齿轮部分并形成于一转轴上，该光电导体驱动轴与和其同轴的光电导体齿轮啮合并转动地驱动该光电导体，在第一齿轮部分和第二齿轮部分中的至少一个中，构成该齿轮部分的一部分齿的轴向长度不同于其它齿的轴向长度。
根据本发明，在光电导体这一侧上的第一齿轮部分与光电导体驱动轴这一侧上的第二齿轮部分处于相同相位的情况下，只有比其它齿长的齿的前端才与另一侧上的齿轮部分的齿接触。所以，第一齿轮部分与第二齿轮部分不容易在彼此接触的部分齿之间处于该相位，从而能顺利地形成光电导体与驱动该光电导体的光电导体驱动轴之间的齿轮啮合。
根据本发明的第一方面，成像设备包括：光电导体，第一齿轮部分在该光电导体内部形成于转轴上，通过该光电导体在圆周方向上的转动将与调色剂图像对应的静电潜像形成于该光电导体上；显影单元，对应于光电导体而设置，并使形成于光电导体上的静电潜像可视化从而形成调色剂图像；以及光电导体驱动轴，具有与第一齿轮部分啮合的第二齿轮部分，形成于转轴上，与和其同轴的光电导体齿轮啮合并转动地驱动该光电导体。并且，在第一齿轮部分和第二齿轮部分中的至少一个中，构成齿轮部分的一部分齿的轴向长度不同于其它齿的轴向长度。
在第一齿轮部分与第二齿轮部分处于相同相位的情况下，只有比其它齿长的齿的前端才与另一侧上的齿轮部分的齿的前端接触。所以，第一齿轮部分与第二齿轮部分不容易在相互间彼此接触的部分齿之间处于该相位，从而能顺利地形成光电导体与驱动该光电导体的光电导体驱动轴之间的齿轮啮合。
【附图说明】
图1是表示本发明一实施例中的彩色成像设备之构造的示意图；
图2表示图1中的彩色成像设备中的光电导体鼓和光电导体驱动轴的部分的局部透视图；
图3是局部透视图，其中形成于图2所示光电导体鼓中的齿轮部分是局部剖开的；
图4是表示成像单元的透视图；
图5是表示本发明第二实施例中的光电导体鼓和光电导体驱动轴的部分的局部透视图；
图6是局部透视图，其中形成于图5所示光电导体鼓中的齿轮部分是局部剖开的；
图7是表示传统彩色成像设备之构造的示意图；以及
图8是局部透视图，其中传统彩色成像设备之光电导体鼓中所用的齿轮部分是局部剖开的。
【具体实施方式】
下面将参照图1-4描述本发明的一个实施例。在这些附图中，相同的元件具有相同的附图标记，并省略重复的描述。
在图1中，在彩色成像设备的主体1内，可拆卸地按顺序设有分别形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)各种颜色的调色剂图像的成像单元2、3、4和5，并设有分别与这些成像单元2至5对应的曝光装置6a、6b、6c和6d。
成像单元2至5包括：光电导体鼓(光电导体)2a、3a、4a和5a，它们是可转动地设置的载像元件；显影辊2b、3b、4b和5b，这些显影辊使从调色剂箱供应的调色剂附着在光电导体鼓2a至5a上，在这些光电导体鼓的圆周表面上通过由曝光装置6a至6d发出的激光束的辐射形成静电潜像，从而使静电潜像变成可以看见的调色剂图像；充电辊2c、3c、4c和5c；以及调色剂排出螺杆2d、3d、4d和5d。在圆周方向上转动的光电导体鼓2a、3a、4a和5a设置成一排，从而使它们的转动的中心轴彼此平行。图4是成像单元2的透视图，其它成像单元3、4和5具有类似的结构。
这里，如图2和3所示，在各光电导体鼓2a至5a的内部圆周上，具有多个沿轴向延伸的齿15a的第一齿轮部分15形成于转轴上。并且，在各光电导体驱动轴16的外部圆周上，具有多个沿轴向延伸并与第一齿轮部分15啮合的的齿17a的第二齿轮部分17形成于转轴上。
通过同轴的第一齿轮部分15和第二齿轮部分17，各光电导体鼓2a至5a与各光电导体驱动轴16彼此齿轮啮合，由此从各光电导体驱动轴16向各光电导体鼓2a至5a传递转动驱动力，并使各光电导体鼓2a至5a转动。关于各光电导体驱动轴16的驱动，可以采用日本专利中请公开JP-2002-352898A中公开的构造，也可以采用通过多个齿轮来传递诸如电机这样的驱动源的驱动力的构造。
如图3所示，在各光电导体鼓2a至5a中形成的第一齿轮部分15的多个齿15a中，部分齿15a′(该实施例中的一个齿)的轴向长度大于其它齿15a。
在该实施例中，第一齿轮部分15只有一个齿15a′比其它齿15a长。不过，可以有两个或多个齿较长。即，可以有多个齿15a′的轴向长度比其它齿15a的长。
另外，第一齿轮部分15的部分齿15a′可以不长于其它齿15a，但作为替代，第二齿轮部分17的一部分齿17a要制作得较长，或者第一齿轮部分15和第二齿轮部分17中的部分齿15a和17a的轴向长度都可以不同于其它齿15a和17a的轴向长度。
在图1中，在所设置的成像单元2至5的下端设置环形中间转印带(中间转印元件)7，从而使该转印带能在箭头所示的方向运转，通过对光电导体鼓2a、3a、4a和5a上可见的各种颜色的调色剂图像进行多层转印，在所述环形中间转印带上形成彩色调色剂图像。中间转印带7在其环路上包括：驱动辊8，其使该中间转印带7运转；拉紧辊9，其向中间转印带7施加预定张力；四个第一偏压转印辊10a、10b、10c和10d，其与各个光电导体鼓2a至5a对应地设置，并使中间转印带7与各光电导体鼓压力接触，从而将光电导体鼓2a至5a上的各种颜色琶中间转印带7上；以及从动辊11，其由于中间转印带7在驱动辊8的作用下的转动而转动。中间转印带7在箭头所示的方向上被驱动从而绕着这些部件运转。
在印制过程中，拉紧辊9由图中的弹簧(未示出)所驱动，并移向右下方，从而向中间转印带7施加张力。并且，在不进行印制的过程中，拉紧辊9不向中间转印带施加张力，从而不会留下由于中间转印带7长时间在相同位置绕各辊转动而造成的转动轨迹。
在设备的下部设有其中存放纸张P(记录介质)P的供纸盒13。纸张P由供纸辊一张一张输出供纸盒13，送至送纸路径。
在送纸路径上，设有：第二偏压转印辊12，该辊在从动辊11的位置上以预定幅度与中间转印带7接触，以将中间转印带7上的彩色图像转印到纸张P上；以及定影装置4，该装置通过辊的夹持转动而产生的压力和热将转印到纸张P上的彩色图像定影到纸张P上。
在这样构造成的成像设备中，首先在成像单元2的光电导体鼓2a上形成图像数据中黄色成分的潜像。该潜像由具有黄色调色剂的显影装置2b可视化为黄色调色剂图像，并作为黄色调色剂图像由第一偏压转印辊10a转印到中间转印带7上。
另一方面，在黄色调色剂图像转印到中间转印带7上的同时，在成像单元3中形成品红色成分的潜像，接着由具有品红色调色剂的显影单元3b可视化为品红色调色剂图像。然后，通过成像单元3中的第一偏压转印辊10b将品红色调色剂图像转印到在中间转印带7上(其中在成像单元2中已经完成了黄色调色剂图像的转印)，从而黄色调色剂图像与品红色调色剂图像形成叠层。
同样，对于青色调色剂图像和黑色调色剂图像，类似地进行成像，从而完成中间转印带上的四种颜色的调色剂图像的多层转印。
中间转印带7上形成的彩色图像一起(in the lump)转印到由驱动辊11与第二偏压转印辊12之间的夹持力从供纸盒13送出的纸张P上。然后，转印来的调色剂图像由定影装置14热定影到纸张P上，在该纸张P上形成全彩色图像。之后，排出纸张P。
在这种彩色成像设备中，如前所述，在各光电导体鼓2a至5a中形成的第一齿轮部分15的多个齿15a中，它的部分齿15a′的轴向长度大于其它齿15a。
所以，当成像单元2至5安装到成像设备主体上时，在光电导体鼓2a至5a这一侧上的第一齿轮部分15与光电导体驱动轴16这一侧上的第二齿轮部分17处于相同相位的情况下，只有比其它齿15a长的齿15a′(该实施例中的一个齿)的前端才与第二齿轮部分17的齿17a的前端接触，而全部齿15a与全部齿17a不会彼此接触。因此，当安装成像单元2至5时，在首先彼此接触的长齿15a′与齿17a之间，第一齿轮部分15与第二齿轮部分17不容易处于该相位，从而能顺利地形成光电导体鼓2a至5a与驱动该光电导体鼓的光电导体驱动轴16之间的齿轮耦合。
第二实施例
下面参照图5和6描述本发明的第二实施例。该实施例与第一实施例的不同仅在于第一齿轮部分15和光电导体驱动轴16这一侧上的第二齿轮部分17的构造。由于其它构造实际上是相同的，所以省略对它们的描述。
如图15所示，在为第二齿轮部分17所设置的多个齿17中，只有一个齿117a′的轴向长度比其它齿117a的长。
另外，如图6所示，在为第一齿轮部分15所设置的多个齿115a中，只有一个齿115a′的轴向长度比其它齿115a的长。
另外，在轴向和转动方向上为各齿轮117a、117a′、115a和115a′的前端部设置锥度，以便当成像单元2至5安装到成像设备主体1上时，即使各齿轮彼此接触，光电导体鼓与光电导体驱动轴之间也能顺利装配。
虽然在上面的描述中对齿轮和齿进行了解释，但本发明可以使用于花键耦合(spline coupling)。即，使沿着其内表面或外表面的具有纵向齿轮状隆起的轴(称为“花键”)配合。在这种情况下，隆起中的一个可以制作得比其它那些长。
虽然上面已经描述了本发明应用于形成彩色图像的成像设备的实施例，但本发明也可以应用于形成单色图像的成像设备。
如上所述，根据本发明，当成像单元2至5安装到成像设备主体1上时，在光电导体这一侧上的第一齿轮部分与光电导体驱动轴这一侧上的第二齿轮部分处于相同相位的情况下，只有比其它齿长的齿的前端才与另一侧上的齿轮部分的齿接触。所以，第一齿轮部分与第二齿轮部分不容易在彼此接触的部分齿之间处于该相位，从而可以获得这样的有效优点：能顺利地形成光电导体与驱动该光电导体的光电导体驱动轴之间的齿轮啮合，且成像单元2至5可以容易地安装到成像设备1上。