CN102955394B - 碳粉盒和成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳粉盒，其包括：感光鼓组件、显影辊组件，其中，所述显影辊组件还包括将所述显影辊中心轴和显影辊齿轮轴相连的联轴器，使得所述显影辊齿轮接受到的来自感光鼓齿轮的驱动力经所述联轴器传递给所述显影辊中心轴，进而带动所述显影辊旋转。通过本发明的装置扩大了感光鼓定位孔和显影辊定位孔之间的公差范围，降低了对感光鼓齿轮和显影辊齿轮精度的要求并且能严格控制显影辊的跳动，从而实现了在保证成像质量的基础上，降低了碳粉盒的生产成本，提高了碳粉盒产品的合格率。

Description

碳粉盒和成像装置

技术领域

本发明涉及一种碳粉盒，更具体地涉及一种包括感光鼓和显影辊的碳粉盒。本发明还涉及一种包括有这种碳粉盒的成像装置。

背景技术

通常，在成像装置中，首先通过在碳粉盒内的感光鼓上辐射光线来形成对应于所需图像的静电潜像，之后在显影单元中通过使用显影剂使静电潜像显影，形成显影剂图像，然后再将图像转印到记录媒介上而记录图像。

图1示出了成像装置的传统碳粉盒中的显影辊和感光鼓的结构。参照图1，感光鼓齿轮11位于感光鼓10的一个端部上。显影辊齿轮21直接安装在显影辊20的轴20a上，两者成为一体。感光鼓10和显影辊20通过感光鼓轴10a和显影辊轴20a与碳粉盒侧板上的感光鼓定位孔和显影辊定位孔进行配合，从而将显影辊20和感光鼓10进行固定。

为了保证正常显影，感光鼓定位孔和显影辊定位孔之间的距离公差必须控制在0.1mm以内。当显影辊和感光鼓的中心距过大时，显影辊和感光鼓的过盈量过小，从而容易发生色浅的现象；当显影辊和感光鼓的中心距过小时，显影辊和感光鼓的过盈量将会过大，从而容易发生色深的现象。因此，必须将感光鼓定位孔和显影辊定位孔之间的公差严格控制在0.1mm以内。然而，这一公差要求会使产品加工制造精度要求高，从而生产成本大大提高，并且在大批量生产过程中很难保证产品的合格率。另外，在这种结构中，对感光鼓齿轮和显影辊齿轮的精度要求也很高。否则，如果感光鼓和显影辊转动时其跳动度过大，也会引起显影辊和感光鼓的中心距变化，这同样会产生上述问题。

图2显示了一种对现有技术中的传统碳粉盒的改进。其中，感光鼓30仍通过轴30a与碳粉盒侧板上的感光鼓定位孔配合，从而固定了感光鼓。然而不同之处在于，显影辊40通过弹簧50与感光鼓30形成可活动的接触。但是，由于显影辊齿轮41和显影辊40组成一个整体，当显影辊40活动时，显影辊齿轮41也会随之活动，这样会导致显影辊齿轮41与感光鼓齿轮31的中心距不稳定，容易导致显影辊振动，从而影响图像成像的质量。

因此，在保证成像质量的基础上，扩大感光鼓定位孔和显影辊定位孔之间的公差范围，降低对感光鼓齿轮和显影辊齿轮精度的要求以提高产品的合格率，并且解决由于显影辊和感光鼓的跳动所造成的感光鼓和显影辊中心距变化的问题，成为生产碳粉盒和成像装置中的重要问题。

发明内容

针对上述提及的问题，本发明提供了一种碳粉盒，其扩大了感光鼓定位孔和显影辊定位孔之间的公差范围，降低了对感光鼓齿轮和显影辊齿轮精度的要求，并且解决了由于显影辊和感光鼓的跳动所造成的感光鼓和显影辊中心距变化的问题。

根据本发明的碳粉盒包括：感光鼓组件，其包括感光鼓，设置在所述感光鼓端部的感光鼓齿轮，以及穿过感光鼓齿轮的感光鼓中心轴，其中所述感光鼓齿轮接受来自外部驱动源的驱动力；显影辊组件，其包括显影辊、从显影辊端部伸出的显影辊中心轴、显影辊齿轮轴，以及安装在显影辊齿轮轴上并与所述感光鼓齿轮啮合的显影辊齿轮。其中，所述显影辊组件还包括将所述显影辊中心轴和显影辊齿轮轴相连的联轴器，使得所述显影辊齿轮接受到的来自感光鼓齿轮的驱动力经所述联轴器传递给所述显影辊中心轴，进而带动所述显影辊旋转。

联轴器将显影辊齿轮与显影辊中心轴连起来，实现显影辊齿轮与显影辊的同轴转动，而且使显影辊具有一定的活动范围。在一个实施方案中，所述联轴器使得所述显影辊具有0-2mm的自由活动量，更优选地具有0-0.5mm的自由活动量。这使得对感光鼓齿轮和显影辊齿轮的精度要求大大降低，从而降低了生产成本，并提高了产品合格率。

根据本发明，所述碳粉盒还包括设有感光鼓中心轴定位孔和显影辊齿轮轴定位孔的碳粉盒侧板，其中所述感光鼓中心轴和显影辊齿轮轴分别装配到所述感光鼓中心轴定位孔和显影辊齿轮轴定位孔中，从而保持所述感光鼓齿轮和显影辊齿轮的中心距不变。这样，由于显影辊齿轮和感光鼓齿轮受到侧板上各自的定位孔的限制，即使感光鼓和显影辊有较大的跳动，感光鼓齿轮和显影辊齿轮的中心距也不会发生变化，从而保证了显影辊齿轮和感光鼓齿轮啮合的稳定性。并且，通过使用上述的联轴器，也降低了对感光鼓定位孔与显影辊定位孔中心距的精度要求。

在一个实施方案中，在所述碳粉盒侧板上设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在侧板上，另一端作用于所述显影辊中心轴的轴承上，使得所述显影辊与所述感光鼓保持恒定的过盈接触。在一个优选的实施方案中，所述显影辊中心轴的轴承安装在所述碳粉盒侧板上的开口部分中，所述弹簧的固定端由所述开口部分内的突起限制。这样，当因感光鼓转动而发生跳动时，该弹性构件可通过两端的弹性元件使显影辊与感光鼓之间始终保持恒定的过盈接触。从而有效地防止了由于过盈量不足或过盈量过大而导致图像缺陷的产生。

在一个实施方案中，所述联轴器包括两个端部部分和一个中间部分，所述两个端部部分中的一个与所述显影辊中心轴固定连接，所述两个端部部分中的另一个与所述显影辊齿轮轴固定连接。在一个实施方案中，所述中间部分采用十字花键式结构。

在一个优选的实施方案中，感光鼓齿轮包括齿轮部分和凹槽部分，所述凹槽部分位于齿轮部分与感光鼓之间，用于容纳所述联轴器。优选地，齿轮部分与凹槽部分一体地或分体地设置。这样，可将联轴器的尺寸做的较大，不仅可以增加显影辊的活动量而且也能减小驱动力传递时联轴器上的扭力，使联轴器不容易断裂。同时，当联轴器的尺寸较大时，安装更加方便。

根据本发明，所述碳粉盒还包括传动系统，所述传动系统包括与所述显影辊齿轮啮合的第一中间齿轮、与所述第一中间齿轮啮合的惰齿轮以及与所述惰齿轮啮合的第二中间齿轮，其中所述惰齿轮还与所述碳粉盒内的显影剂搅拌单元齿轮啮合，而所述第二中间齿轮与所述碳粉盒内的送粉辊齿轮啮合。在一个优选的实施方案中，所述第一中间齿轮包括齿数彼此不同的第一中间上级齿轮和第一中间下级齿轮，其中所述显影辊齿轮与所述第一中间上级齿轮相啮合，而所述第一中间下级齿轮与惰齿轮相啮合。在另一个优选的实施方案中，所述第二中间齿轮包括齿数彼此不同的第二中间上级齿轮和第二中间下级齿轮，其中所述第二中间下级齿轮与所述惰齿轮相啮合，而所述第二中间上级齿轮与所述送粉辊齿轮相啮合。

本发明还提供了一种成像装置，其包括如上所述的碳粉盒。

本发明的优点在于，通过使用联轴器连接显影辊和显影辊齿轮来实现同轴转动，而且使显影辊具有一定的活动范围，降低了对感光鼓齿轮和显影辊齿轮的精度要求，同时对在碳粉盒侧板上的感光鼓定位孔和显影辊定位孔的中心距的精度要求也大大降低，这降低了生产成本并提高了产品合格率。另外，感光鼓齿轮和显影辊齿轮位置固定，保证了显影辊齿轮和感光鼓齿轮啮合的稳定性。显影辊两端的弹簧保证了显影辊与感光鼓之间恒定的压力，即使显影辊有较大的跳动度也可以保证两者之间恒定的过盈接触，从而可以有效的防止了过盈量不足或过盈量过大而使图像产生缺陷。

另外，通过采用本发明，实现了在单驱动条件下，感光鼓与显影辊距离和压力的可调节性，更容易产生更优良的图像，并且保证了显影辊运行的稳定性，不会产生额外的齿轮线等问题。

下面将结合附图对本发明进行详细描述，本发明的其他目的、有点和显著特征对于本领域的技术人员来说将变得更清楚。

附图说明

在下文中将基于不同的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为传统碳粉盒中的显影辊和感光鼓的结构；

图2为另一种传统碳粉盒中的显影辊和感光鼓的结构；

图3为本发明的一个实施例的碳粉盒的剖视图；

图4为本发明实施例的显影辊组件的结构；

图5为本发明实施例的感光鼓组件的结构；

图6为本发明实施例的感光组件和显影组件之间的装配图；

图7为本发明实施例的碳粉盒的侧面装配示意图；

图8为本发明实施例的碳粉盒的一个侧板的结构；

图9为本发明实施例的碳粉盒的显影辊结构示意图；

图10为本发明实施例的碳粉盒的传动装置的示意图；

图11为本发明实施例的碳粉盒的传动装置传动方向示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的碳粉盒做进一步说明。

图3显示了根据本发明的一个实施例的碳粉盒80的剖视图，其包括具有显影部分的显影单元100、感光单元200，以及用于起覆盖和保护作用的保护侧板300(如图7所示)。

在感光单元200中，感光鼓210通过轴承(未示出)可旋转地安装在感光单元200中。充电辊220和清洁部分230围绕感光鼓210而设置。充电辊220可旋转地安装到充电辊轴承(未示出)上，并且通过压簧250的作用而使充电辊220与感光鼓210紧密接触。清洁部分230用于移除感光鼓210表面上的残余显影剂，并使之掉落到残余显影剂腔240中。通过作为驱动源的驱动马达(未示出)来驱动感光鼓210，使之相对于图像形成操作旋转。

在显影单元100中，围绕着显影辊110设有送粉辊120和出粉刀130，其中送粉辊120与显影辊110可旋转地接触，而出粉刀130用于调节显影辊110上的显影剂层，使显影辊110上的显影剂层保持均匀的厚度。所述送粉辊120和出粉刀130安装于显影单元中。此外还设置了显影剂搅拌单元140，其用于搅拌设于显影单元中的显影剂容纳部分150内的显影剂，并且用于将显影剂供给至送粉辊120。以上所述特征均是现有技术中所熟知的，因此为节约篇幅起见在此未对其进行更具体的描述。

图4显示了根据本发明的显影辊组件。如图4所示，该显影辊组件包括显影辊110、显影辊中心轴113、显影辊齿轮111，以及显影辊齿轮轴112。根据本发明，设置了联轴器114，用于将显影辊齿轮轴112和显影辊中心轴113相互连接。在一个实施例中，该联轴器114包括左侧部分、中间部分和右侧部分。其中，联轴器114的左侧部分直接与显影辊中心轴113连接，右侧部分与显影辊齿轮111连接成为一个整体，而中间部分例如可为十字花键结构。此联轴器将显影辊和显影辊齿轮分开，这样在成像过程中，在显影辊移动时显影辊齿轮相对固定，这样就不会出现显影辊和齿轮同时运动、导致显影辊齿轮和与之相邻的OPC齿轮中心距不稳定而影响成像质量的情况。

图5显示了根据本发明的感光鼓组件的结构。该感光鼓组件包括感光鼓210、设置在所述感光鼓210端部的感光鼓齿轮212，以及穿过感光鼓齿轮的感光鼓中心轴211，其中感光鼓齿轮212包括齿轮部分212a和凹槽部分212b。齿轮部分212a与凹槽部分212b可一体设置也可分体设置。当分体设置时，通过过盈配合的紧固方式将齿轮部分212a与凹槽部分212b相对固定地连接起来。当一体设置时，齿轮部分212a与凹槽部分212b一体成型。

图6显示了图4所示显影辊组件和图5所示感光鼓组件的装配关系图。如图6所示，在装配时，显影辊组件中的显影辊齿轮111与感光鼓组件中的感光鼓齿轮212的齿轮部分212a相啮合。这样，当驱动力从感光鼓齿轮212传到显影辊齿轮111上时，显影辊齿轮111会将驱动力经显影辊齿轮轴112传递给联轴器114，再经过显影辊中心轴113带动传递给显影辊110，从而使显影辊110转动。由于联轴器114的存在，允许显影辊110具备一定的自由活动量。如图6所示，当执行显影操作时，弹性元件600的压力作用于显影辊110的中心轴113上，使显影辊110和感光鼓210保持压力接触。但是在实际显影操作时，感光鼓和显影辊都发生跳动，为了保证显影辊110和感光鼓210始终以一定的过盈量接触，必须使联轴器114有一定的活动量从而使显影辊110有一定的活动量。但是，当联轴器的活动量大于2mm时，与联轴器连接成一个整体的显影辊齿轮的活动量将大于2mm，从而使显影辊的中心轴113很难和碳粉盒保护侧板300上的显影辊齿轮轴安装孔320(图7)配合，从而增加了碳粉盒组装的难度。因此，根据一个实施例，显影辊110的自由活动量小于2mm，考虑到现在加工技术所易于达到的精度，实际使用时优选为0-0.5mm。

因此通过使用联轴器114，不但使得对显影辊齿轮111和感光鼓齿轮212的精度要求大为降低，并且使显影辊齿轮111的中心距和感光鼓齿轮212的中心距的公差也可以在一个较大的范围内选择，避免了显影辊和感光鼓的过盈量由于过小而导致色浅现象的发生以及显影辊和感光鼓中心距过小而导致的色深现象的发生。

在一个优选实施例中，如图5所示，在感光鼓中心轴211上，在感光鼓齿轮212a和感光鼓210之间设置了凹槽部分212b，该凹槽部分212b的尺寸选择成与上述联轴器114的尺寸相适配。这样，当感光鼓组件和显影辊组件装配在一起时，联轴器114便容纳在凹槽部分212b上，如图6所示。通过这种设计，能够将与显影辊110相连的联轴器114做的较大。这样，不仅可以增加显影辊110的活动量，而且也能减小驱动力传递时联轴器114上的扭力，使联轴器114不容易断裂，同时当联轴器114的尺寸较大时，可以更方便地组装。

图7为本发明实施例的碳粉盒的侧面装配示意图，其进一步描述了感光鼓中心轴211和显影辊齿轮定位轴112的位置关系。如图所示，碳粉盒侧板300位于显影单元100和感光单元200的一侧。在侧板300上布置有感光鼓中心轴定位孔310、显影辊齿轮轴定位孔320，以及螺钉定位孔330、340、350和360。其中，感光鼓中心轴定位孔310与感光鼓中心轴211配合，显影辊齿轮轴定位孔320与显影辊齿轮轴112配合。另外，在螺钉定位孔330、340、350和360处通过相应的螺钉将侧板330紧固在显影单元100和感光单元200上。这样可以确保显影辊齿轮111的中心和感光鼓齿轮212的中心不变，进而保证显影辊齿轮111和感光鼓齿轮212始终保持稳定的啮合。即使感光鼓和显影辊有较大的跳动，感光鼓齿轮和显影辊齿轮的中心距也不会发生变化，从而保证了啮合的稳定性。

如上所述，由于显影辊110通过联轴器114与显影辊齿轮111相连，因此显影辊110具备一定的自由活动量，优选地为0-0.5mm。这样，不仅对显影辊齿轮111和感光鼓齿轮212精度大大降低，而且显影辊齿轮111与感光鼓齿轮212的中心距的公差可以在一个较大的范围之中，从而对碳粉盒侧板300上的定位孔310和320之间的中心距的精度要求也会大大降低。因此，通过上述方式降低了生产过程中零件的制造成本，并提高了产品的合格率。

如图8和9所示，在碳粉盒侧壁700上布置有开口部分500和弹簧600。显影辊中心轴113通过轴承115安装在开口部分500处，弹簧600的一个端部由开口部分500上的突起510所限制，另一个端部与轴承115接触。这样，显影辊110通过弹簧600的作用与感光鼓210保持可活动的过盈接触。由于在显影辊中心轴113的一个端部上安装有联轴器114，因此显影辊110可以沿着如图中所示的箭头方向移动。

当感光鼓齿轮212被外部驱动源驱动而开始转动时，感光鼓210会随之发生转动，同时会发生跳动。此时，由于联轴器114和弹簧600的作用，显影辊110可以沿着图8中箭头所示的方向活动，使得在显影辊110和感光鼓210之间始终保持恒定的过盈接触，从而有效地防止了由于过盈量不足或过盈量过大而导致图像产生缺陷。另外，由于显影辊齿轮111和感光鼓齿轮212分别受各自的定位孔310和320所限制，即使感光鼓210和显影辊110有较大的跳动，感光鼓齿轮212和显影辊齿轮111的中心距也不会发生变化，从而保证了显影辊齿轮和感光鼓齿轮啮合的稳定性。

图10是根据本发明实施例的碳粉盒中的传动装置的立体图，包括：感光鼓齿轮212、显影辊齿轮111、第一中间齿轮410、惰齿轮420、显影剂搅拌单元齿轮430、第二中间齿轮440以及送粉辊齿轮450。其中，第一中间齿轮410包括第一中间上级齿轮410a和第一中间下级齿轮410b，且第一中间上级齿轮410a和第一中间下级齿轮410b具有不同的齿数。第二中间齿轮440包括第二中间上级齿轮440a和第二中间下级齿轮440b，且第二中间上级齿轮440a和第二中间下级齿轮440b具有不同的齿数。

显影辊驱齿轮111与感光鼓齿轮212相啮合，第一中间齿轮410的第一中间上级齿轮410a与显影辊齿轮111啮合，第一中间下级齿轮410b与惰齿轮420啮合。惰齿轮420一方面通过与显影剂搅拌齿轮430啮合，将驱动力传递给显影剂搅拌单元140；另一方面，惰齿轮420与第二中间齿轮440的第二中间下级齿轮440b啮合，将驱动力传递给第二中间齿轮440。同时，第二中间齿轮440的第二中间上齿轮440a与送粉辊齿轮450啮合，将驱动力传递给送粉辊120。

图11是根据本发明实施例的碳粉盒的传动装置传动示意图。在使用中，作为碳粉盒驱动源的驱动马达(未示出)将驱动力传递给感光鼓齿轮212，从而使感光鼓齿轮212沿图11中所示的A方向做顺时针旋转。感光鼓齿轮212与显影辊齿轮111啮合，将驱动力传递给显影辊齿轮111，使其沿图中所示的B方向做逆时针旋转。显影辊齿轮111与第一中间上级齿轮410a啮合，进一步将驱动力传递给第一中间齿轮410，使其沿如图所示的C方向顺时针旋转。第一中间下级齿轮410b与惰齿轮420啮合，将驱动力传递给惰齿轮420，使其沿图所示的D方向做逆时针旋转。惰齿轮420一方面与显影剂搅拌单元的齿轮430啮合，将驱动力传递给显影剂搅拌单元140，使其沿如图所示的E方向做顺时针旋转；另一方面，惰齿轮420与第二中间下级齿轮420b啮合，将驱动力传递给第二中间齿轮440，使其沿如图所示的F方向做顺时针旋转。最后，通过第二中间上级齿轮440a与送粉辊齿轮450的啮合，将驱动力传递给送粉辊齿轮450，使其沿如图所示的G方向做逆时针旋转。

通过本发明的实施例，保证了显影辊驱动的稳定性，不会产生额外的齿轮线，提高了图像的质量，同时对碳粉盒内的零件如感光鼓齿轮，显影辊齿轮，侧板等零件的制造精度要求也大大降低，进而降低了生产成本，提高了产品的合格率。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种碳粉盒，包括：

感光鼓组件，其包括感光鼓(210)、设置在所述感光鼓端部的感光鼓齿轮(212)，以及穿过感光鼓齿轮的感光鼓中心轴(211)，其中所述感光鼓齿轮(212)接受来自外部驱动源的驱动力；

显影辊组件，其包括显影辊(110)、从显影辊端部伸出的显影辊中心轴(113)、显影辊齿轮轴(112)，以及安装在显影辊齿轮轴上并与所述感光鼓齿轮(212)啮合的显影辊齿轮(111)；

其中，所述显影辊组件还包括将所述显影辊中心轴(113)和显影辊齿轮轴(112)相连的联轴器(114)，使得所述显影辊齿轮(111)接受到的来自感光鼓齿轮(212)的驱动力经所述联轴器(114)传递给所述显影辊中心轴(113)，进而带动所述显影辊(110)旋转，

所述联轴器(114)使得所述显影辊(110)具有0-2mm的自由活动量。

2.根据权利要求1所述的碳粉盒，其特征在于，所述感光鼓齿轮包括齿轮部分(212a)和凹槽部分(212b)，所述凹槽部分(212b)位于齿轮部分(212a)与感光鼓(210)之间，用于容纳所述联轴器(114)。

3.根据权利要求2所述的碳粉盒，其特征在于，齿轮部分(212a)与凹槽部分(212b)一体地或分体地设置。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的碳粉盒，其特征在于，所述碳粉盒还包括设有感光鼓中心轴定位孔(310)和显影辊齿轮轴定位孔(320)的碳粉盒侧板(300)，其中所述感光鼓中心轴(211)和显影辊齿轮轴(112)分别装配到所述感光鼓中心轴定位孔(310)和显影辊齿轮轴定位孔(320)中，从而保持所述感光鼓齿轮和显影辊齿轮的中心距不变。

5.根据权利要求4所述的碳粉盒，其特征在于，所述联轴器(114)包括两个端部部分和一个中间部分，所述两个端部部分中的一个与所述显影辊中心轴(113)固定连接，所述两个端部部分中的另一个与所述显影辊齿轮轴(112)固定连接。

6.根据权利要求5所述的碳粉盒，其特征在于，所述中间部分采用十字花键式结构。

7.根据权利要求1所述的碳粉盒，其特征在于，所述联轴器(114)使得所述显影辊(110)具有0-0.5mm的自由活动量。

8.根据权利要求1所述的碳粉盒，其特征在于，所述碳粉盒还包括传动系统，所述传动系统包括与所述显影辊齿轮(111)啮合的第一中间齿轮(410)、与所述第一中间齿轮(410)啮合的惰齿轮(420)以及与所述惰齿轮啮合的第二中间齿轮(440)，其中所述惰齿轮还与所述碳粉盒内的显影剂搅拌单元齿轮(430)啮合，而所述第二中间齿轮(440)与所述碳粉盒内的送粉辊齿轮(450)啮合。

9.根据权利要求8所述的碳粉盒，其特征在于，所述第一中间齿轮(410)包括齿数彼此不同的第一中间上级齿轮(410a)和第一中间下级齿轮(410b)，其中所述显影辊齿轮(111)与第一中间上级齿轮(410a)相啮合，而所述第一中间下级齿轮(410b)与惰齿轮(420)相啮合。

10.根据权利要求9所述的碳粉盒，其特征在于，所述第二中间齿轮(440)包括齿数彼此不同的第二中间上级齿轮(440a)和第二中间下级齿轮(440b)，其中所述第二中间下级齿轮(440b)与惰齿轮(420)相啮合，而所述第二中间上级齿轮(440a)与送粉辊齿轮(450)相啮合。

11.一种成像装置，包括根据权利要求1到10中任一项所述的碳粉盒。