專利名稱：成像機及其感光鼓輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及靜電復印機或激光打印機之類的成像機，它將形成于感光鼓輪光敏層上的靜電潛像顯影成調色劑圖像并將該調色劑圖像轉印到轉印紙上。本發(fā)明還涉及配置于該成像機的感光鼓輪。
這種成像機包括感光鼓輪，它可旋轉配置，且依次通過充電區(qū)、靜電潛像成像區(qū)、顯影區(qū)和轉印區(qū)；裝于充電區(qū)的充電裝置，用于將感光鼓輪圓周表面充電至預定極性；裝于顯影區(qū)的顯影裝置，用于將形成于感光鼓輪圓周表面的靜電潛像在靜電潛像成像區(qū)顯影成調色劑圖像；以及裝于轉印區(qū)的轉印裝置，用于將形成于感光鼓輪圓周表面的調色劑圖像轉印于轉印紙上。為了使這種成像機中的感光鼓輪易于更換，感光材料單元由感光鼓輪支撐裝置構成，用以旋轉支撐感光鼓輪，而該感光材料單元可拆卸地安裝在內置光學單元的機框上。
在上述結構的成像機中，感光材料單元如上述可拆卸地裝在機框上，則在安裝感光材料單元時，必須定位感光鼓輪使之相對于機框內的光學單元保持預定的位置關系。然而，為了正確地將感光鼓輪安裝在相對于機框內光學單元的預定位置，必須要求組裝感光材料單元和在機框上安裝感光材料單元具有高精度。
本發(fā)明的目的在于提供一種成像機，它使得在機框上安裝感光材料單元時能可靠地將感光鼓輪置于預定位置，而不需要過分增大組裝感光材料單元和在機框上安裝感光材料單元的精度。本發(fā)明的目的還在于提供一種配置于該成像機的感光鼓輪。
為了實現(xiàn)根據本發(fā)明的上述主要技術要求，提供了一種成像機，其中感光材料單元含有感光鼓輪和具有該感光鼓輪的感光鼓輪支撐裝置，該感光材料單元可拆卸地安裝于內置光學單元的機框之上，其中當該感光材料單元安裝于該機框預定位置時，該感光鼓輪由該機框直接支撐。
感光鼓輪包括鼓輪體和支撐軸，支撐軸可旋轉地支撐該鼓輪體以至使其限定在預定位置而不會沿軸向移動，該感光鼓輪安裝在感光鼓輪支撐裝置上，而當感光材料單元裝于機框預定位置上時，支撐軸由機框直接支撐。
機框具有用以支撐該支撐軸兩端的軸支撐部，一個軸支撐部配有推壓裝置，用以推壓支撐軸的一端，而另一軸支撐部配有軸接觸部，用以使支撐軸的另一端與其相接觸。
由螺旋齒輪構成的被動齒輪安裝在鼓輪體的一端，且該螺旋齒輪的齒以傾斜方向而形成，在該方向上由于驅動而產生的壓力施加于軸接觸部。
推壓裝置由導電材料制成且使得該感光鼓輪接地。
另外，根據本發(fā)明，提供了一種構成感光材料單元的成像機感光鼓輪，該感光材料單元可拆卸地安裝在內置光學單元的機框上，其中該感光鼓輪包括鼓輪體和旋轉支撐該鼓輪體的支撐軸，且當該感光材料單元裝于該機框預定位置上時，該支撐軸由該機框直接支撐。
支撐軸可旋轉地支撐鼓輪體，使之限定于預定位置而不產生軸向移動，且當該感光材料單元裝于該機框預定位置上時，該支撐軸由該機框直接支撐。
由螺旋齒輪構成的被動齒輪安裝在鼓輪體的一端，且該螺旋齒輪的齒以傾斜方向而形成，在該方向上由于驅動而產生的壓力施加于該軸接觸部。
圖1的前視圖簡略地描述了根據本發(fā)明方案構成的成像機；圖2為圖1所示成像機上處理單元的剖視圖；圖3為描述圖2所示成像機上處理單元主部的透視圖；圖4為描述圖1所示成像機機框主部的透視圖；圖5為沿圖1中A-A線的剖視圖；圖6的剖視圖以放大的比例描述了形成于圖5所示感光鼓輪支撐軸上的環(huán)形槽與鼓輪體上法蘭盤的嚙合倒齒相嚙合的情形。
根據本發(fā)明方案構成的成像機將參考附圖詳細說明如下。在此，所述方案將以打印機作為根據本發(fā)明構成之成像機的實例而進行說明。
圖1簡略地描述了根據本發(fā)明方案而構成的打印機。在本方案中，打印機2為用于文字處理器等儀器的袖珍、低速激光打印機，它具有由塑料材料模制而成的機箱20。機箱20包括向上開口的盒狀箱體21和可繞配置于箱體21上部之軸桿22開合的箱蓋23。機框3配置于上述結構之機箱20的箱體21之內。處理單元4可拆卸地裝在機框3之上。
如圖2所示，處理單元4具有感光材料單元40和通過支撐軸5由感光材料單元40可繞樞軸轉動而支撐的顯影單元50。感光材料單元40具有感光鼓輪支撐裝置41。感光鼓輪支撐裝置41具有一對置于前后方向一定距離的側壁裝置411(圖2中僅畫出了后側的側壁裝置)，還具有耦合裝置412a和412b，用于將該對側壁裝置411的下部耦合在一起。耦合裝置412a和412b具有平行相對的內表面，在其之間形成空間412c，用于安裝后面將要說明的充電裝置。如圖5所示，耦合裝置412a和412b的前側端(圖5中的右側)未接觸到前側側壁裝置411，而該前側端與前側側壁裝置411由側耦合裝置412d耦合在一起。用于安裝充電裝置的空間412c與后面將要介紹的充電區(qū)相對而置。上述結構的感光鼓輪支撐裝置41通過塑料材料模制成型而成為一個整體結構。支撐部413具有安裝孔414，該支撐部位于顯影單元50一側構成感光鼓輪支撐裝置41一對側壁裝置411的上端部。通過將顯影單元50的支撐軸5(它是位于將要介紹的顯影箱之內的金屬桿)插入支撐部413的安裝孔414，感光材料單元40和顯影單元50得到支撐，且可相互繞樞軸轉動。
感光材料單元40具有感光鼓輪42，其圓周表面上形成有感光層。下面將參考圖5說明感光鼓輪42的結構和該感光鼓輪42的支撐結構。
在上述方案中，感光鼓輪42包括鼓輪體420，它由鋁制圓柱圓周表面上安裝感光層而構成，還包括支撐軸421，用以可旋轉地支撐鼓輪體420。鼓輪體420受到可旋轉支撐，使其被限定在支撐軸421的預定位置，避免發(fā)生軸向移動。被動齒輪70配置于構成感光鼓輪42之鼓輪體420的一端(圖5中右端)。被動齒輪70由導電塑料材料制成，它包括安裝部701、螺旋齒輪部702和軸插入孔703，且其安裝部701配置于鼓輪體420的一端。螺旋齒輪702以傾斜方向形成，驅動時所產生的壓力沿該方向作用于另一端。法蘭盤71安裝在構成感光鼓輪42之鼓輪體420的另一端(圖5中左端)。法蘭盤71由導電合成樹脂制成，它包括安裝部711、嚙合倒齒712和軸插入孔713，其中安裝部711插入鼓輪體420的另一端部。支撐軸421插入配置于感光鼓輪42兩端分別形成于被動齒輪70和法蘭盤71的軸插入孔703和713中。環(huán)形槽422形成于支撐軸421的預定位置且與法蘭盤71的嚙合例齒712相嚙合。圖6以放大的比例描述了環(huán)形槽422與嚙合倒齒712的嚙合情形。具體而言，嚙合倒齒712的截面形狀為三角形，它具有與構成環(huán)形槽422側表面422a和422b的上邊緣相接觸的傾斜表面712a和712b，而三角形嚙合倒齒712的頂部712c與構成環(huán)形槽422的底表面422c相接觸。這樣，構成感光鼓輪42的鼓輪體420得到可旋轉地支撐，其支撐軸421被限定在預定位置而不發(fā)生軸向移動。支撐感光鼓輪42的支撐軸421由構成感光鼓輪支撐裝置41的一對側壁裝置411可旋轉地支撐且可允許沿軸向滑動。由毛氈等制成的墊片72置于側壁裝置411與配置于鼓輪體420另一端的法蘭盤71端表面之間。墊片72與法蘭盤71的端表面相接觸且產生阻礙感光鼓輪42轉動的磨擦阻力。這可以消除感光鼓輪42在齒輪驅動下而產生的旋轉上的變化。被動齒輪70由后面將要介紹的驅動齒輪沿圖2箭頭所指的方向而驅動，即沿依次經過充電區(qū)422、靜電潛像成像區(qū)423、顯像區(qū)424和轉印區(qū)425的方向而驅動。
在位于充電區(qū)422用于安裝充電裝置的空間412c中裝有充電裝置43，它與感光鼓輪42下側的圓周表面相對。充電裝置43包括沿軸向平行于感光鼓輪42放置并用作充電器的電暈放電裝置431以及由塑料材料制成并用以固定作為充電器之電暈放電裝置的充電器固定裝置432。當充電器固定裝置432配置于充電裝置安裝空間412c中時，充電裝置43被安裝于預定位置。在充電區(qū)422與轉印區(qū)425之間裝有雜質回收刷44，它與感光鼓輪42的圓周表面相接觸且沿感光鼓輪42的軸向放置。紙塵回收刷44由丙烯酸纖維等材料制成，其軸向長度與感光鼓輪42的長度大致相同，它與充電器固定裝置432成一體結構模制而成且安裝在沿感光鼓輪42的軸向配置的刷支撐裝置440上。充電器固定裝置432的上端伸出以便接近于充電區(qū)422中用于充電的電暈放電裝置431與雜質回收刷44之間的感光鼓輪42的圓周表面，從而構成防止調色劑滲入的壁47。感光鼓輪42的圓周表面上剩余的調色劑隨紙塵等雜質一道被雜質回收刷44清除。然而，當剩余調色劑未被雜質回收刷44牢靠地截留時，壁47用以防止該調色劑滲入用于充電的電暈放電裝置431之中。
在構成感光鼓輪支撐裝置41的一對側壁裝置411之間，裝有構成用于導引轉印紙的預轉印導板對45之一的下導板451，該轉印紙由圖2的左上方饋向感光鼓輪42圓周表面上的轉印區(qū)425。下導板451與該對側壁裝置411成一體模制而成。下導板451還具有與其下表面一體成形的一組加強肋451b，該加強肋451b沿長度方向(圖2中垂直于紙面的方向)以相同的間隔而形成且與支撐軸5相接觸。因此，即使當上表面受到推壓力時，由于加強肋451b與支撐軸5相接觸，則也可防止下導板451發(fā)生變形。另外，下導板451用作耦合裝置以便將構成感光鼓輪支撐裝置41之側壁裝置對411的上部耦合在一起，同時還有利于增強感光鼓輪支撐裝置41的剛性。再有，在上述方案中，下導板451一體化形成于該對側壁裝置411上，且與由該對側壁裝置411旋轉支撐的感光鼓輪42嚴格地保持一定的相對位置關系。另外，在上述方案中，下導板451還用作在裝卸處理單元時防止與感光鼓輪42上感光層發(fā)生接觸的裝置，也用作防止顯影單元50與后面將要介紹的顯影滾輪發(fā)生接觸的裝置，同時也用于防止由顯影滾輪表面散射而來的調色劑附著在轉印紙上或附著在用于傳送轉印紙的通道上。
在構成感光鼓輪支撐裝置41的側壁裝置對411之間裝有導板46，用于將轉印紙(其上在轉印區(qū)425轉印有調色劑圖像)導引至后面將要介紹的定影裝置，該導板46一體化成形于該對側壁裝置411上。因此，導板46用作耦合裝置以便將構成感光鼓輪支撐裝置41的側壁裝置對411耦合在一起，且其增強了感光鼓輪支撐裝置41的剛性。上述方案中的導板46在裝卸處理單元4時還用作感光鼓輪42感光層的防接觸裝置。
下面將說明用作靜電潛像顯影裝置的顯影單元50。上述方案的顯影單元50配備有顯影箱51，它含有由單組份調色劑組成的顯影劑。顯影箱51由底壁511、前后側壁512a(見圖3)和512b以及左側壁513構成，其中前側壁512a和后側壁512b由底壁511前后兩端(即圖2中垂直于紙面方向的兩端)垂直豎起。這些壁由塑料材料一體化模制成形，且定義出攪拌室514和顯影室515。在構成顯影箱51的底壁511上攪拌室514與顯影室515之間沿前后方向(即圖2中垂直于紙面的方向)一體化形成分隔壁516。分隔壁516的左右兩表面形成精確導引表面516a和516b。在構成顯影箱51的前后側壁512之間顯影室515一側的上部配有耦合裝置517，它與前后側壁512一體化成形。在構成顯影箱51的后側壁512上形成有調色劑供應孔518并配有孔蓋519。在如上結構顯影箱51顯影室515一側的上端部裝有穿過前后側壁512的支撐軸5。支撐軸5的兩端配置于構成用以支撐感光材料單元40之支撐裝置41側壁裝置對411支撐部413上形成的安裝孔414中，以便使感光材料單元40和顯影單元50得到支撐且可相互繞樞軸轉動。構成彈性裝置的螺旋彈簧52插在用于支撐感光材料單元40的支撐裝置41下部的前端與顯影箱51下部的后端之間。由于這些螺旋彈簧52，感光鼓輪支撐裝置41和顯影箱51被相互拉緊，并以支撐軸5為轉動軸。顯影箱51的上側和右側為開放的，即在感光材料單元40一側為開放的。
在顯影箱51中配置有顯影滾輪53，饋送滾輪、攪拌裝置55和顯影劑限定裝置56。
顯影滾軸53安裝在顯影箱51的顯影室515之內，它包括可旋轉安裝于構成顯影箱51之前后側壁512上的轉動軸531和固定在轉動軸531外圓周表面的固態(tài)合成橡膠滾輪532。轉動軸531可以由適當?shù)慕饘俨牧?如不銹鋼)制成。固態(tài)合成橡膠滾輪532由相對較軟且導電的固態(tài)合成像膠(如尿烷橡膠)組成。在上述方案中，固態(tài)合成橡膠滾輪532的圓周表面具有一定的表面粗糙度，即按照JIS B 0601進行測量具有從5.0到12.0的10點平均粗糙度Rz(10-point average roughness Rz)。另外，固態(tài)合成橡膠滾輪532的體電阻率約為104至109Ω·cm。再有，在上述方案中，固態(tài)合成橡膠滾輪532具有60至80的滾輪硬度或阿斯克C(Asker’s C)硬度。顯影滾輪53上如此結構的滾輪532通過形成于顯影箱51的右側開口而曝光，且其安裝在與感光鼓輪42相對的位置。在顯影區(qū)中，構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面被擠壓在感光鼓輪42的圓周表面上。在其擠壓嚙合部，滾輪532的圓周表面受到某種程度的彈性壓縮。顯影滾輪53轉動軸531的前側端如圖3所示伸出顯影箱51的前側壁512a，且被動齒輪501安裝在這一端，以便顯影滾輪53由后面將要介紹的驅動齒輪沿圖2中箭頭所示的方向驅動，即在顯影區(qū)中自下側向上側方向轉動，而在該顯影區(qū)中滾輪532與感光鼓輪42相接觸。被動齒輪501由螺旋齒輪構成。傳遞傘形齒輪502作為整體結構形成于被動齒輪501的內部。隨著轉動軸531的轉動，滾輪532也沿箭頭方向轉動，從而滾輪532的圓周表面依次經過顯影劑附著區(qū)533、顯影劑限定區(qū)534和顯影區(qū)424。在上述方案中，在顯影滾輪53的轉動軸531上施加有300V的恒定電壓。
饋送滾輪54配置在顯影箱51的顯影室515內，與顯影滾輪53平行，且其包括可旋轉安裝在構成顯影箱51前后側壁512上的轉動軸541及固定于轉動軸541外圓周表面的滾輪542。與轉動軸531一樣，轉動軸541可由適當?shù)慕饘俨牧?如不銹鋼)制成。滾輪542由泡沫材料(如泡沫硅氧烷和泡沫尿烷)制成。滾輪542在顯影劑附著區(qū)533中被擠壓在顯影滾輪53的滾輪532上，而在該附著區(qū)內滾輪542與顯影滾輪53嚙合在一起。要求構成饋送滾輪54之滾輪542的泡沫材料硬度顯著地小于構成顯影滾輪53之滾輪532的硬度(例如其阿斯克C(Asker’s C)硬度約為35)，還要求通過將滾輪542擠壓于顯影滾輪53之滾輪532上，從而使?jié)L輪542在嚙合區(qū)內被彈性壓縮約0.1至0.6mm。滾輪542也具有導電性且其體電阻率約為102至106Ω·cm。如圖3所示，饋送滾輪54轉動軸541的前端伸出顯影箱51的前側壁512a，且被動齒輪503安裝于這一端。被動齒輪503與傳遞傘形齒輪502相嚙合。因此，饋送滾輪54的轉動軸541沿圖2中箭頭所示的方向驅動，即從顯影區(qū)的下側向上側而轉動，而在該顯影區(qū)中滾輪532與感光鼓輪42相互接觸在一起。饋送滾輪54的轉動軸541在驅動裝置(圖中未畫出)的驅動下沿箭頭方向轉動，即沿顯影劑附著區(qū)533的上側向下側而轉動，且該附著區(qū)是滾輪542與顯影滾輪53之滾輪532相嚙合區(qū)域的一部分。隨著轉動軸541的轉動、滾輪542沿箭頭所指的方向而轉動。在上述方案中，在饋區(qū)滾輪54的轉動軸541上施加有450V的恒定電壓，該電壓大于顯影滾輪53上所施加的電壓。
在感光鼓輪42圓周速度V1、顯影滾輪53圓周速度V2和饋送滾輪54圓周速度V3之間存在V1＜V2＜V3的關系。在上述方案中，感光鼓輪42圓周速度V1與顯影滾輪53圓周速度V2之間的關系為1.2V1≤V2≤2.5V1，而顯影滾輪53圓周速度V2與饋送滾輪54圓周速度V3之間的關系為1.0V2≤V3≤2.0V2。當顯影滾輪53的圓周速度V2小于1.2V1時，向感光鼓輪42供應的顯影劑不足從而使圖像密度下降。另外，當顯影滾輪53的圓周速度V2小于1.2V1時，顯影滾輪53對轉印操作后滯留在感光鼓輪42上之顯影劑的刮擦作用減弱。若顯影劑未從感光鼓輪42上轉移或移除，則會發(fā)生所謂偏移灰化效應。另一方面，當顯影滾輪53的圓周速度V2大于2.5V1時，驅動顯影滾輪53需要更大的轉矩，則顯影劑由于離心力作用而散射。當饋送滾輪54的圓周速度V3小于1.0V2時，向顯影滾輪53供應的顯影劑不足而使圖像密度下降。另外，當饋送滾輪54的圓周速度V3小于1.0V2時，饋送滾輪54對顯影滾輪53的圓周表面只產生極小的刮擦作用。在這種情況下，顯影劑在轉印操作之后被轉移一部分但仍有些滯留在感光鼓輪42之上，從而這些顯影劑附著于顯影滾輪53上，使得難于得到移除；也就是說，滯留的顯影劑將在下次顯影過程中導致所謂重影現(xiàn)象。另一方面，當饋送滾輪54的圓周速度大于2.0V2時，驅動饋送滾輪54需要更大的轉矩，則顯影劑趨于滯留在饋送滾輪54與顯影滾輪53相嚙合部的上側，從而導致向顯影滾輪53的顯影劑供應不足。
攪拌裝置55配置在顯影箱51的攪拌室514之中。攪拌裝置55與饋送滾輪54平行配置，且它包括可旋轉安裝在構成顯影箱51之前后側壁512上的轉動軸551、固定于轉動軸551上的攪拌桿552以及裝于攪拌桿552上的彈性攪拌片553。攪拌桿552由塑料材料制成且沿長度方向(即圖2中垂直于紙面的方向)具有一組開口。攪拌片553由具有柔韌性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETP)樹脂制成，目利用粘結劑固定于攪拌桿552的前緣。如圖3所示，上述構造攪拌裝置55之轉動軸551的前端伸出顯影箱51的前側壁512a，且被動齒輪安裝在這一端。被動齒輪504通過裝于饋送滾輪54轉動軸541上的傳遞齒輪505、506和507與裝于饋送滾輪54轉動軸541上的被動傘形齒輪503相嚙合。因此，攪拌裝置55沿圖2中箭頭所示的方向而連續(xù)轉動。
顯影劑限定裝置56具有柔韌彈性葉片561，它在壓力下與構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面相接觸。葉片561由不銹鋼片或彈簧鋼片制成，其厚度舉例而言約為0.1至0.2mm，且其在長度方向與構成顯影滾輪53之滾輪532的長度大致相同。葉片561的底端部安裝在構成顯影箱51之底壁511的開口端處位于感光材料單元40一側的葉片安裝部511a上。葉片561的底端部插在葉片安裝部511a與夾固板562之間，且由螺釘563加以固定。葉片561的前端被彎曲，而此彎曲部在壓力下與構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面在顯影劑限定區(qū)534內相接觸。
箱蓋57安裝在顯影箱51上用以封閉其開口頂部。箱蓋57由塑料材料制成且利用粘結劑固定于構成顯影箱51的前后側壁512、左側壁513及耦合裝置517的上表面上。在箱蓋57的內表面上，限定部一體化成形于與饋送滾輪54相對的位置，它沿前后方向(即圖2中垂直于紙面的方向)延伸并伸向顯影室515。在限定部571的下端與構成饋送滾輪54之滾輪542的外圓周表面之間留有預定的間隙。在上述方案中，片狀密封裝置58安裝在構成顯影箱51的耦合裝置517上。片狀密封裝置58由柔韌片狀件(例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETP)制成)構成且與構成顯影滾輪53的滾輪532沿其軸向具有大致相同的長度。片狀密封裝置58的一個端部通過固定裝置(如粘結劑)固定在耦合裝置517上，而其另一端部被彎曲并使之與構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面發(fā)生彈性接觸。如上結構的片狀密封裝置58與顯影劑限定裝置56的葉片561一道防止顯影劑散射穿過感光材料單元40一側顯影箱51的開口。
上述構造的處理單元4可拆卸地安裝在位于機箱20之箱體21之內的機框3上。
下面將參考圖1、4和5說明機框3。
機框3安裝在機箱20的箱體21之內預定配置處理單元4的位置。機框3由塑料材料構成且如圖4所示具有底壁31、前側壁32和后側壁33。軸支撐部34配置于機框3前側壁32上用以支撐感光鼓輪42支撐軸421的一端，而另一軸支撐部35配置于后側壁33上用以支撐支撐軸421的另一端。配置于機框3前側壁32上的軸支撐部34具有向上漸寬且其上部開放的導引槽部341以及配合槽部342，該配合槽部沿導引槽部341的下端連續(xù)形成且具有對應于支撐軸421直徑的寬度。在構成導引槽部341的外側壁上形成有從其上端向內傾斜的導引表面341a。由導電片(如彈簧鋼片或不銹鋼片)折疊而構成的推壓裝置343配置于配合槽部342。推壓裝置343用于將感光鼓輪42接地，并且其通過金屬板344安裝在前側壁32上。金屬板344的下端與框架基座345相連，該基座由安裝在構成機框3之底壁31上的金屬板制成。這樣，感光鼓輪42通過被動齒輪70和由導電塑料材料制成的法蘭盤71、由金屬桿構成的支撐軸421、推壓裝置343以及金屬板344接地于框架基座345。配置于機框3后側壁33上的另一軸支撐部35與配置于前側壁32上的軸支撐部34相對，它具有向上漸寬且上部開放的導引槽部351以及配合槽部352，且象上述軸支撐部34一樣，該配合槽部352沿導引槽部351的下端連續(xù)形成并具有對應于支撐軸421直徑的寬度。在構成導引槽部351的外側壁上形成有自其上端向內傾斜的導引表面351a，而構成配合槽部352的外側壁沿導引表面351a的下端而連續(xù)形成且用作軸接觸部352a。
在機框3的前側壁32上裝有驅動齒輪36，它與被動齒輪70相嚙合，其中當感光鼓輪42裝在軸支撐部34和35上時，被動齒輪配置于感光鼓輪42的一端。另外，在機框3的前側壁32上裝有驅動齒輪37，它與裝于顯影滾輪53轉動軸531上的被動齒輪501相嚙合。驅動齒輪36和37為螺旋齒輪。驅動齒輪36和37通過適當?shù)凝X輪驅動機構由電機(圖中未畫出)的驅動力而驅動。
處理單元4以如下方式安裝在上述結構的機框3上。沿圖1中逆時針方向繞軸桿22轉動構成打印機2機箱20的箱蓋23，構成機箱20的箱體21上部被打開且機框3顯露。然后，從上側將處理單元4裝在機框3上。此時，感光鼓輪42支撐軸421的兩端經過軸支撐部34和35的導引槽341和351導引而配合于配合槽部342和352之中，且支撐軸421由機框3直接支撐。當支撐軸421如上所述配置于配合槽部342和352時，裝在構成感光鼓輪42鼓輪體420一端的被動齒輪70與驅動齒輪36相嚙合，而裝在顯影滾輪53轉動軸531上的被動齒輪501與驅動齒輪37相嚙合。接著，如圖5所示使感光鼓輪42支撐軸421的一端與推壓裝置343相接觸并向左進行推壓，再令其另一端與軸接觸部352a相接觸并保持這種安裝狀態(tài)。這樣，鼓輪體420通過支撐軸421被可旋轉地支撐在預定位置，它得到了限定以防止發(fā)生軸向移動，從而便可靠地安裝在機框3的預定位置。通過上述方式從上側將處理單元4裝于機框3上，感光鼓輪42的支撐軸421由機框3直接支撐。因此，無需過分加大感光材料單元40的組裝精度或感光材料單元40在機框3上的安裝精度便可牢靠地感光鼓輪42安裝在預定的位置。機框3配備有用于將處理單元4裝在預定位置的定位裝置(圖中未畫出)，此時感光鼓輪42固定在預定位置。依靠這種定位裝置，處理單元4被安裝在機框3的預定位置。在將處理單元4安裝在機框3上之后，沿圖1中順時針方向繞軸桿22轉動箱蓋23以便將機箱上側關閉。
參考圖1，作為光學單元的激光單元60裝于機框3的底壁31之上，其中機框3配置于構成打印機2機箱20的箱體21上。在處理單元4的靜電潛像成像區(qū)423，激光單元60將對應于打印資料(如來自接于打印機2的文字處理器)的激光束投射到感光鼓輪42的感光層上，從而形成靜電潛像。其上帶有由激光單元60產生之靜電潛像的感光鼓輪42具有支撐軸421，該支撐軸被直接支撐在機框3的預定位置且與配置在機框3預定位置的激光單元60牢固地保持相對位置關系。因此，可在感光鼓輪42的預定位置上可靠地形成靜電潛像。另外，一對定影滾輪61安裝在構成打印機2機箱20的箱體21內導板46的下游側，而一對輸出滾輪62配置在定影滾輪對61的下游側。最后，紙張輸出托盤63配置在輸出滾輪對62的下游側。
參考圖1，在構成打印機2機箱20之箱蓋23的左上部裝有紙張饋送托盤64，其中將用于放置轉印紙。紙張饋送滾輪65配置在紙張饋送托盤64的下游側并由某種圖中未畫出的驅動裝置沿圖1中箭頭所示的方向進行驅動。在紙張饋送滾輪65的對面裝有用于分離紙張的摩擦墊66。另外，在轉印區(qū)422中，非接觸型轉印滾輪67裝于感光鼓輪42的對面。上述方案中的轉印滾輪67由導電泡沫尿烷制成并由箱蓋23可旋轉地支撐。在轉印滾輪67的兩端具有由絕緣材料(如塑料材料)制成，且其外徑大于轉印滾輪67外徑的軸環(huán)(圖中未畫出)，該軸環(huán)與感光鼓輪42的圓周表面相接觸。這樣，轉印滾輪67隨感光鼓輪42的轉動而以滑動的方式被驅動。在轉印滾輪67圓周表面與感光鼓輪42圓周表面之間保持有約為0.5mm的間隙。例如，可允許10μA的恒定電流流入上述結構的轉印滾輪67中。另外，在箱蓋23中裝有構成該預轉印導板對45中另一個的上導板452。
本方案打印機2的構造如上所述。下面將說明其工作原理。
根據來自文字處理器等設備(圖中未畫出)的指令，上述各裝置開始進行打印操作，而感光鼓輪42表面的感光層被用于充電的電暈放電裝置43大致均勻地充電至預定的極性。然后，來自激光單元24對應于文字處理器等設備資料的激光束被投射到感光鼓輪42充電感光層的表面，從而形成靜電潛像。如此形成于感光鼓輪42感光層上的靜電潛像由顯影單元50的顯影作用而顯影成調色劑圖像。顯影單元50的顯影作用將在后面詳細介紹。利用紙張饋送滾輪29和摩擦墊30的作用，紙張饋送托盤28上的轉印紙逐張進行饋送。轉印紙由預轉印導板對45導引而傳輸至感光鼓輪42與轉印滾輪31之間，且形成于感光鼓輪42上的調色劑圖像被轉印到轉印紙的表面。其上轉印有調色劑圖像的轉印紙由導引板46導引并被傳送至定影滾輪對25。定影滾輪對25對轉印紙上的調色劑圖像進行墊定影，再由輸出滾輪對26將轉印紙輸出到紙張輸出托盤27。當來自轉印區(qū)425的感光鼓輪42圓周表面經過雜質回收刷44時，附著在該圓周表面上紙塵等雜質被雜質回收刷44所移除。此時，附著在感光鼓輪42圓周表面上的剩余調色劑也隨紙塵等雜質一起被清除。已被清除的剩余調色劑常常不能被雜質回收刷44所牢靠地截獲，而可能會落下。下落并沉積在用于充電的電暈放電裝置431的調色劑可能會成為異常充電的誘因。然而，在上述方案中，由于有防止調色劑滲入的壁47(470)，從而防止了下落的調色劑進入用于充電的電暈放電裝置431。
下面將說明顯影單元50的顯影作用。
顯影單元50開始工作以后，顯影滾輪53、饋送滾輪54和攪拌裝置55在驅動裝置(圖中示畫出)的作用下沿箭頭所指的方向轉動。通過沿箭頭所指方向轉動構成攪拌裝置55的攪拌桿552和攪拌片553，裝于攪拌室514內的顯影劑被攪拌動并由饋送滾輪54上側越過分隔壁516而饋入顯影室515。在此，形成于箱蓋57內表面上的限定裝置571用于限制過量的顯影劑進入顯影室515。由攪拌裝置55饋送的顯影劑騎在饋送滾輪54的滾輪542上并被送至嚙合部，即所謂顯影劑保持區(qū)533，在該區(qū)域中滾輪542與顯影滾輪53的滾輪532嚙合在一起。饋送滾輪54和顯影滾輪53以相同方向轉動，即從顯影劑保持區(qū)533(即嚙合部)的上側向下側轉動。因此，顯影劑充足地由饋送滾輪54供應給顯影滾輪53，而不會發(fā)生供量不足。另外，饋送滾輪54和顯影滾輪53如上所述在顯影劑保持區(qū)(即嚙合部)從相同方向轉動，從而其得到可靠地轉動而不需要大驅動力。
傳輸?shù)斤@影劑保持區(qū)533(如上所述在此饋送滾輪54與顯影滾輪53相嚙合)的顯影劑由構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面所承載并送至顯影劑限定區(qū)534。在此，饋送滾輪54和顯影滾輪53在顯影劑保持區(qū)533(即嚙哈部)以相同方向從上側向下側而轉動。這樣，顯影劑穿過上述兩滾輪的嚙合部，由顯影滾輪53所承載，隨后被送至顯影劑限定區(qū)534和顯影區(qū)424。因此，當經過嚙合部時，顯影劑受到摩擦并得到充分的充電，從而可防止所謂灰化效應的發(fā)生。
在顯影劑限定區(qū)534中，顯影劑限定裝置的葉片561作用在顯影滾輪53之滾輪532圓周表面所承載的顯影劑上，使得滾輪532圓周表面所承載的顯影劑量受到限定以便在其上形成薄層。在顯影劑限定區(qū)534中，顯影劑受到顯影劑限定裝置56之葉片561的限制并被刮落在顯影箱51的底壁511上。在此，由于饋送滾輪54沿箭頭所指方向而轉動，則顯影劑繼續(xù)沿分隔壁516的導引表面516b被傳輸。
如上所述，顯影劑在顯影劑保持區(qū)533由構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面所承載并通過顯影劑限定裝置56葉片561的作用而形成薄層。然后，顯影劑沿箭頭方向轉動而被傳送到顯影區(qū)424。
在顯影區(qū)424中，顯影劑施加于感光鼓輪42圓周表面靜電材料上的靜電潛像上，從而將靜電潛像顯影成為調色劑圖像。舉例來說，靜電潛像的非圖像區(qū)被充電至大約+600V而其圖像區(qū)被充電至大約+120V，則作為顯影劑的調色劑附著于圖像區(qū)(即所謂反轉顯影)。感光鼓輪42和顯影滾輪53沿圖2中箭頭所指的方向轉動。因此，在顯影區(qū)424中，感光鼓輪42的圓周表面和構成顯影滾輪53的滾輪532的圓周表面均以同樣的方向從下側向上側運動。滾輪532的圓周速度V2和感光鼓輪42的圓周速度V1被設置得滿足1.2V1≤V2≤2.5V1的關系。足量的顯影劑被顯影滾輪53的滾輪532送至顯影區(qū)424，而偶然附著于靜電潛像非圖像區(qū)的顯影劑由于滾輪532圓周表面與感光鼓輪42圓周表面相抵的摩擦作用而被充分地剝落。這樣就可獲得無灰化效應且具有適當顯影密度的良好調色劑圖像。另一方面，所使用的顯影劑在被構成顯影滾輪53之滾輪532的圓周表面所承載的同時穿過顯影區(qū)424，該顯影劑被轉印到饋送滾輪54表面上顯影滾輪53與饋送滾輪54相嚙合的部分。在此，饋送滾輪54的圓周速度大于顯影滾輪53的圓周速度。因此，為了使顯影劑能在嚙合部進行轉移，附著于顯影滾輪53上非轉印顯影劑的附著力在其穿過顯影區(qū)424時被減弱，從而將該非轉印顯影劑回收。這樣，可以防止由滯留在顯影滾輪53上非轉印顯影劑引起的所謂重影現(xiàn)象的發(fā)生。當感光鼓輪42與顯影滾輪53相互緊壓接觸而工作時，且當感光鼓輪42的圓周速度V1如上述方案所說明的那樣小于顯影滾輪53的圓周速度V2時，感光鼓輪42在感光鼓輪42和顯影滾輪53受到驅動時用于施加制動。從而，裝在感光鼓輪42上的被動齒輪70和裝在顯影滾輪53轉動軸531上的被動齒輪501的螺旋齒沿相互背離的傾斜方向形成，以便使由驅動所產生的推壓力向后側作用。
本發(fā)明的上述說明借助于適合打印機的方案而進行。然而，本發(fā)明絕不僅限于上述方案，例如，它還可用于靜電復印機，且還可以各種方式進行改變或修改而不脫離本發(fā)明的技術精神與范圍。
根據本發(fā)明的成像機和用于該成像機的感光鼓輪，其結構如上所述，而其操作和效果將敘述如下。
根據本發(fā)明，包括感光鼓輪和裝于感光鼓輪上的感光鼓輪支撐裝置的感光材料單元安裝在機框之上，以便使感光鼓輪得到機框的直接支撐。因此，感光鼓輪牢靠地安裝在預定位置而無需過分加大組裝感光材料單元或將感光材料單元安裝在機框上的精度。這樣，可靠地保證了關于配置在機框預定位置之光學單元的相對位置關系，從而在感光鼓輪的預定位置上可靠地形成靜電潛像。
另外，根據本發(fā)明，感光鼓輪包括鼓輪體和支撐軸，該支撐軸支撐鼓輪體使之限定在預定位置而不沿軸向移動，該感光鼓輪裝于感光鼓輪支撐裝置上。當感光材料單元配置在機框預定位置上時，支撐軸由機框直接支撐。因此，感光鼓輪的軸向位置關系得到可靠的保障。
根據本發(fā)明，機框具有用于支撐支撐軸兩端的軸支撐部，一個軸支撐部配備有用于推壓支撐軸一端的推壓裝置，而另一軸支撐部配備有令支撐軸另一端與之接觸的軸接觸部。因而，感光鼓輪的支撐軸被可靠地支撐在機框的預定位置。
另外，在本發(fā)明中，由螺旋齒輪構成的被動齒輪安裝在鼓輪體的一端，而螺旋齒輪的齒沿傾斜方向形成，在該方向上由驅動而產生的推壓力作用于軸接觸部。因此，當感光鼓輪工作時，支撐感光鼓輪的支撐軸和被動齒輪沿某特定方向被推壓，在該方向上其另一端與軸接觸部相接觸。這樣，支撐軸的狀態(tài)得到可靠的維持，使得其另一端與軸接觸部相接觸。
再有，根據本發(fā)明，推壓裝置由導電材料構成并用于將感光鼓輪接地。因此，無需另外配置接地裝置，從而該設備制造的總體成本低。
權利要求
1.成像機，其中的感光材料單元包括感光鼓輪和支撐該感光鼓輪的感光鼓輪支撐裝置，該感光材料單元可拆卸地安裝在內置光學單元的機框上，其中當該感光材料單元安裝在該機框預定位置上時，該感光鼓輪由該機框直接支撐。
2.根據權利要求1的成像機，其中該感光鼓輪包括鼓輪體和支撐軸，該支撐軸可旋轉地支撐該鼓輪體使之限定在預定位置以防止沿軸向移動并被安裝在該感光鼓輪支撐裝置上，且當該感光材料單元安裝在該機框預定位置上時，該支撐軸由該機框直接支撐。
3.根據權利要求2的成像機，其中該機框具有軸支撐部，用以支撐支撐軸的兩端，一個軸支撐部配備有用于推壓該支撐軸一端的推壓裝置，而另一軸支撐部配備有令該支撐軸另一端與之相接觸的軸接觸部。
4.根據權利要求3的成像機，其中由螺旋齒輪構成的被動齒輪裝在該鼓輪體的一端，而螺旋齒輪的齒沿傾斜方向形成，在該方向上由驅動所產生的推壓力作用在該軸接觸部上。
5.根據權利要求3的成像機，其中該推壓裝置由導電材料構成并用于將該感光鼓輪接地。
6.用于成像機的感光鼓輪，它構成感光材料單元，該單元可拆卸地安裝在內置光學單元的機框上，其中該感光鼓輪包括鼓輪體和用于可旋轉地支撐該鼓輪體的支撐軸，且當該感光材料單元安裝在該機框預定位置上時，該支撐軸由該機框直接支撐。
7.根據權利要求6的成像機感光鼓輪，其中該支撐軸可旋轉地支撐該鼓輪體，使之被限定在預定位置上以防止發(fā)生軸向移動，且當該感光材料單元安裝在該機框預定位置上時，該支撐軸由該機框連接支撐。
8.根據權利要求7的成像機感光鼓輪，其中由螺旋齒輪構成的該被動齒輪安裝在該鼓輪體的一端，且該螺旋齒輪的齒沿傾斜方向形成，在該方向上由驅動所產生的推壓力作用在該軸接觸部上。
全文摘要
成像機配備有感光材料單元,該感光材料單元包括感光鼓輪和安裝該感光鼓輪的感光鼓輪支撐裝置。感光材料單元可拆卸地安裝在內置光學單元的機框上。當感光材料單元安裝在機框預定位置上時,感光鼓輪由機框直接支撐。
文檔編號G03G21/00GK1188264SQ97116398
公開日1998年7月22日 申請日期1997年8月25日 優(yōu)先權日1997年8月25日
發(fā)明者迫裕之, 后藤將, 前正展, 濱川博幸, 渡邊優(yōu) 申請人:三田工業(yè)株式會社