专利名称：一种感光鼓驱动头及图像形成装置驱动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种感光鼓驱动头及图像形成装置驱动机构。
背景技术：
现有图像形成装置上设置有马达、图像形成装置驱动头和处理盒，处理盒可拆卸地安装在图像形成装置中，处理盒上设置有感光鼓和固定连接在感光鼓端部的感光鼓驱动头；在图像形成装置工作过程中，马达产生动力，并通过图像形成装置驱动头和感光鼓驱动头配合将动力传递给处理盒，使处理盒上的感光鼓旋转。如图1、2所示，感光鼓7的一端固定地设置有感光鼓驱动头，该感光鼓驱动头包括凸形连接轴17，该凸形连接轴17上设置有扭曲形凸台17a，凸台17a包括末端部17al ；凸形连接轴17的旋转中心与感光鼓7的旋转中心重合；凹形连接轴18上包括扭曲形凹槽18a， 凹槽18a上设置有底面ISal。在图像形成装置工作过程中，图像形成装置驱动头18接受来自马达的动力旋转， 凸形连接轴17与图像形成装置驱动头18啮合，旋转动力通过图像形成装置驱动头18传递给凸形连接轴17，并最终使感光鼓7旋转。当凸形连接轴17与图像形成装置驱动头18 啮合时，凸形连接轴17上的扭曲形凸台17a插入图像形成装置驱动头18上的扭曲形凹槽 18a内，末端面17al与底面18a2正对，图像形成装置驱动头18上的旋转动力通过扭曲凸台 17a与凹槽18a的啮合传递给凸形连接轴17。如图3、4所示分别为扭曲形凸台17a与扭曲形凹槽18a不旋转和旋转时的截面状态示意图；由图可知，扭曲形凸台17a与扭曲形凹槽18a的截面均为三角形(如等边三角形)，且三角形凸台17a的尺寸小于三角形凹槽18a的尺寸。如图3所示，当凸台17a插入到凹槽18a内但不随凹槽18a旋转时，感光鼓上的凸形连接轴旋转轴Xl与图像形成装置驱动头的旋转轴X2不重合。如图4所示，当凸台17a与凹槽18a啮合并随凹槽18a旋转时， 三角形凸台17a的三个顶角17a2与凹槽18a上三角形的三条棱边啮合，并从凹槽18a上传递动力给凸形连接轴17a ；此时，感光鼓上的凸形连接轴旋转轴Xl与图像形成装置驱动头的旋转轴X2重合，保证扭曲形凸台17a与扭曲形凹槽18a在工作过程中传动平稳；图中， RO为凸台17a三个顶角17a2的旋转圆直径，Rl为三角形凹槽18a的内切圆直径，R2为凹槽18a的三个顶角旋转圆直径，为实现凸形连接轴17a与图像形成装置驱动头18a的动力传递，R0、R1、R2需满足以下条件R1 < RO < R2。如图5所示为现有技术另一种实施例，该实施例中扭曲形凸台17a和扭曲形凹槽 18a均为四边形(如正四边形)，四边形凸台17a与四边形凹槽18a啮合，并传递动力。现有技术中图像形成装置驱动头还可以采用如图6所示方式，如图6所示，图像形成装置驱动头观的一端设置有扭曲形凹槽^a，凹槽^a上设置有底面^al和凸台^a2， 凸台位于扭曲三角形凹槽^a的中心(凸台的旋转中心与图像形成装置驱动头的旋转轴X2重合)，其高度与凹槽^a的深度基本相同，所述凸台可以是锥形。现有图像形成装置上使用的一种处理盒上普遍使用到上述带有感光鼓驱动头的感光鼓，所述处理盒上至少包括用于形成静电潜像的、带有上述感光鼓驱动头的感光鼓， 将所述静电潜象显影的显影剂和将所述显影剂传送给感光鼓的显影辊。所述处理盒安装到图像形成装置上使用时，通过上述图像形成装置驱动头接收来自图像形成装置上来自马达的旋转动力，使所述感光鼓和显影辊旋转。现有技术的这种动力传递结构存在以下缺点1.扭曲形凸台与扭曲形凹槽啮合时，凸台和凹槽上扭曲面的扭曲角度精度要求较高。当凸台上的扭曲面与凹槽上的扭曲面因制造精度问题而产生扭曲角度不一致时，凸台上的扭曲面与凹槽上的扭曲面就产生点对面接触，其中之一的扭曲面在凸台与凹槽的啮合过程中就会发生变形，从而造成感光鼓上的凸形连接轴旋转轴Xi与图像形成装置驱动头的旋转轴X2不重合，影响动力传递的平稳性；为避免上述问题，就要求凸台和凹槽的扭曲面制造精度很高，这样增加了生产制造成本，同时带来生产制造困难等问题。2.凸台与凹槽的多边形形状难以加工，对凸台和凹槽的制造精度要求较高。以等边三角形为例，等边三角形凸台与凹槽的精度要求较高，才能保证三角形中心位置的精度， 否则在凸台与凹槽啮合时感光鼓上的凸形连接轴旋转轴Xi与图像形成装置驱动头的旋转轴X2就会发生不重合现象，从而造成传动不平稳；另外，在凸台与凹槽的啮合过程中，凸台上三角形的顶角因要传递动力，因此容易因受力而发生变形，长期工作易受到磨损或破坏；而三角形的三个顶角在工作过程中，同时起到受力旋转和支撑定位作用，因此磨损或破坏后的三角形在与凹槽的啮合过程中，易产生中心XI、X2不重合的现象，从而影响传动的平稳性，因此为保证传动的精度和平稳性，对三角形凸台的材料硬度和耐磨性要求较高；同样的，三角形凹槽的棱边上、与凸台的三个顶角接触的位置在工作过程中也易受到破坏或磨损，对三角形凹槽的硬度和耐磨性同样要求较高。
实用新型内容本实用新型提供一种感光鼓驱动头及图像形成装置驱动机构，以解决现有感光鼓驱动头因受力部分在与凹槽啮合过程中因压力过大受到磨损而影响凸台凹槽啮合的技术问题。为了解决以上技术问题，本实用新型采取的技术方案是一种感光鼓驱动头，与图像形成装置驱动头配合传递驱动力，所述图像形成装置驱动头包括具有三角形横截面的三角形凹槽，设置在所述三角形凹槽的三个顶角内的动力传输部和设置在所述三角形凹槽内的限位部，其特征是，所述感光鼓驱动头包括从鼓轴端面轴向伸出的与图像形成装置驱动头上凹槽配合的凸台，所述凸台包括与所述限位部接触的侧壁，所述凸台的侧壁上设置有沿凸台径向延伸的与所述动力传输部匹配的凸齿，所述凸齿有两个，分别与所述凹槽的三个顶角的动力传输部中的两个动力传输部相匹配。所述两个凸齿倾斜地设置在所述凸台侧壁上。所述凸齿中一个倾斜设置在所述凸台的侧壁上，另一个垂直地设置在所述凸台的侧壁上。所述两个凸齿垂直地设置在所述凸台的侧壁上。所述倾斜的凸齿与感光鼓驱动头的旋转轴线间的夹角为3-40°。所述倾斜的凸齿与感光鼓驱动头的旋转轴线间的夹角为25-30°。[0020]所述两个凸齿从所述凸台的侧壁沿径向方向上的长度为2_5mm。所述两个凸齿从所述凸台的侧壁沿径向方向上的长度为2. 3-3. 3mm。一种图像形成装置驱动机构，包括上述感光鼓驱动头和图像形成装置驱动头，所述图像形成装置驱动头包括具有三角形横截面的三角形凹槽，设置在所述三角形凹槽的三个顶角内的动力传输部和设置在所述三角形凹槽内的限位部。在采用了上述技术方案后，将感光鼓驱动头作为动力传输部的凸齿与作为定位部的凸台圆柱面设置在不同位置处，使力传递功能与定位功能不会因为磨损而彼此受到影响。且由于凸齿有两个，分别与三个顶角的动力传输部中的两个动力传输部相匹配， 减小了图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头在各定位点处的作用力，进而减少图像形成装置驱动头和感光鼓驱动头产生磨损，解决了因磨损而导致图像形成装置驱动头和感光鼓驱动头轴中心不重合影响定位的技术问题。
图1为现有技术中带有感光鼓驱动头的感光鼓立体示意图。图2为现有技术中凸形连接轴与凹形连接轴的立体示意图。图3为现有技术扭曲形突起与扭曲形凹槽不旋转时的截面状态示意图。图4为现有技术扭曲形突起与扭曲形凹槽旋转时的截面状态示意图。图5为现有技术另一种突起与凹槽的形状为四边形。图6为现有技术中凹槽的中心位置设置有凸台的示意图。图7为图像形成装置驱动头的立体示意图。图8为图像形成装置驱动头的俯视图。图9为实施例一所采用的感光鼓驱动头的立体示意图。图10为实施例一所采用的感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头装配的受力分析示意图。图11为实施例二所采用的感光鼓驱动头的立体图。图12为实施例二所采用的感光鼓驱动头的正视图。图13为实施例二所采用的感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头装配俯视图。图14为实施例二所采用的感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头装配示意图。图15为实施例二所采用的图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头啮合后的截面受力分析示意图。图16为实施例三所采用的感光鼓驱动头的立体示意图。图17为实施例四所采用的感光鼓驱动头的立体示意图。图18为本实用新型所采用的凸台的局部放大图。图19为图18沿B方向的正视图。图20为本实用新型所采用的凸台的俯视图。
具体实施方式
实施例一[0046]图7和图8分别为图像形成装置驱动头的立体示意图和俯视图，由图知，图像形成装置驱动头20包括具有等边三角形横截面的凹槽11，设置在三角形的三个顶角并具有扭曲结构的动力传输部Ila和位于三角形三边位置的限位部lib。图像形成装置驱动头与图像形成装置中的马达连接传递动力。所述图像形成装置驱动头20与现有技术的图像形成装置驱动头是相同的。图9为实施例一所采用的感光鼓驱动头的立体示意图，由图知，感光鼓驱动头包括设置在感光鼓1端部与感光鼓1连接的鼓凸缘2，鼓凸缘2用于将接收的驱动力传递给感光鼓1，从鼓凸缘2端部轴向伸出的鼓轴3，鼓轴3用于在处理盒工作过程中可旋转地支撑感光鼓1，从鼓轴3端面轴向伸出、用于从图像形成装置驱动头20上接收驱动力的凸台 4，凸台4的侧壁4b上设置有沿凸台4径向延伸的第一凸齿如，其中第一凸齿fe倾斜地设置在凸台侧壁4b上。在驱动力传递过程中，位于感光鼓驱动头凸台4上的第一凸齿如与任一动力传输部Ila啮合传递动力，感光鼓驱动头的凸台侧壁4b与图像形成装置驱动头凹槽的限位部 lib在三个切点P1，P2和P3处相切啮合，从而实现在驱动力传递过程中感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头20之间的中心重合对中。图10为感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头装配的受力分析示意图，“A”为图像形成装置驱动头的旋转方向，图像形成装置驱动头对第一凸齿fe产生的力为F11，F11分解为法向力F12和径向力F14，F15为图像形成装置驱动头在切点Pl处产生的力，F13为图像形成装置驱动头在切点P2处产生的力，P3处不受力，综上可得如下受力分析式
F13 =F14 + F15-sin30° < F12=F15-sin60° F12 = V3-F14得到F13 = 2 -F14, F15 = —F12，即图像形成装置驱动头或感光鼓驱动头在Pl
3
处受到WjFU大小的力，在P2处受到2 · F14大小的力。 3因为感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头啮合传递力的过程中，相互之间存在磨损，本方案中将感光鼓驱动头作为动力传输部的凸齿与作为定位部的凸台圆柱面设置在不同位置处，使力传递功能与定位功能不会因为磨损而彼此受到影响。实施例二如图11和图12所示，分别为本实施例所采用的感光鼓驱动头的立体图和正视图，图13为本实施例所采用的感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头装配俯视图，本实施例中所描述的图像形成装置驱动头采用实施例一中提到的图像形成装置驱动头，不再重复描述。由图知，感光鼓驱动头包括固定连接在感光鼓1端部的鼓凸缘2，从鼓凸缘2端部轴向延伸出、用于在处理盒工作过程中可旋转地支撑感光鼓1的鼓轴3，从鼓轴3端面轴向伸出、 用于从图像形成装置驱动头20上接收驱动力的圆柱形凸台4，圆柱形凸台4的侧壁4b上设置有沿圆柱形凸台4径向延伸、并与图像形成装置驱动头中任意两个动力传输部配合的一对凸齿如；凸齿如倾斜地设置在圆柱形凸台4侧壁4b上，凸齿如上设置有啮合面，啮合面4al的面积为5-20mm2之间，以7_16mm2为最佳，力传递时啮合面4al与图像形成装置驱动头中的动力传输部内壁啮合传递动力，通过在凸齿如上设置啮合面4al可以减小所述感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头间的磨损；凸齿如与感光鼓驱动头的旋转轴线间的夹角β选择为3-40°之间，以25-30°为最佳，保证感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头能够顺利地啮合的同时也能够防止在动力传递过程中感光鼓驱动头从图像形成装置驱动头中脱出，使图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头间稳定的传递动力；凸齿如从侧壁4b沿径向方向上的长度为Li，Ll的范围为2-5mm之间，以2. 3-3. 3mm最佳，保证感光鼓驱动头有足够的力矩传递动力；两个凸齿如间的最小夹角α标准角度为120°，角度上限公差一般要在2°以内，本方案中凸齿如可允许有θ大小的制造精度误差，θ的范围为2° -10° 之间，以2-4°最佳，若θ为角度误差，则两个凸齿如间的最小夹角α大小变为α + θ，此时两个凸齿如不会同时与凹槽11的动力传输部Ila啮合，位于旋转方向最上游的凸齿先与图像形成装置驱动头上的动力传输部啮合，起到缓冲作用，若凸齿如沿旋转方向下游有 θ角大小的制造误差尺寸，θ会使凸齿产生一个渐变的啮合面，在凸齿如与凹槽的动力传输部1 Ia啮合过程中为凸齿如起到缓冲作用，可以减小图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头间的损坏；位于两个凸齿如间的凸台圆柱面与图像形成装置驱动头的限位部lib接触实现感光鼓驱动头的定位。在凸齿如与凸台圆柱面连接处还设置圆角以减小应力集中。且上述感光鼓驱动头中的鼓凸缘3、鼓轴3、圆柱形凸台4和凸齿如可以为同种材料一体制作成型，也可以具有缓冲结构，鼓凸缘2上还可以设置有将驱动力传递给其他元件(如显影元件等)的鼓齿轮加。图14为感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头装配示意图，图15为图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头啮合后的截面受力分析示意图，由图知，感光鼓驱动头与图像形成装置驱动头凹槽的限位部lib在三个切点P4、P5和P6处相切啮合，“A”为图像形成装置驱动头的旋转方向，图像形成装置驱动头对感光鼓驱动头产生大小相同的力FM和F56，在感光鼓驱动头承受的扭矩为实施例一扭矩两倍的情况下，FM和F56与实施例一中的Fll是大小相同的力，FM分解为法向力F2和径向力F4，F56分解为法向力F5和径向力F6，F2和 F5与实施例一中的F12大小相同，F4和F6与现有技术中的F14大小相同，假设Fl为图像形成装置驱动头在切点P5处产生的力，F3为图像形成装置驱动头在切点P6处产生的力， P4不受力，综上可得如下受力分析式
Fl + F6 · sin 3 0° = F4 + F 5 · sin 60° + F3 · sin 3 0°F2 + F3 · sin 60° = Fβ ■ sin 60° + F5 ■ sin 30° 得到 Fl = 2 .F4 和 F3 = 0，即图像 Fl = F5 = V3F4 = V3F6
形成装置驱动头和感光鼓驱动头在P5处受到2 · F4大小的力，在P6处受力为0，相对于实施例一本方案受力点减少，降低了图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头在切点P5和P6处的磨损，使感光鼓驱动头的定位稳定性提高，从而使驱动力的传递更平稳。一种图像形成装置驱动机构，包括上述实施例中描述的感光鼓驱动头和背景技术中所描述的图像形成装置驱动头20，即图像形成装置驱动头20包括具有等边三角形横截面的凹槽11，设置在三角形的三个顶角并具有扭曲结构的动力传输部Ila和位于三角形三边位置的限位部lib。图像形成装置驱动头与图像形成装置中的马达连接传递动力。[0060]实施例三本领域的普通技术人员很容易就能想到，两个凸齿中，一个设置为斜齿，另一个为直齿，也能达到同样的技术效果，图16为本实施例所采用的感光鼓驱动头的立体示意图， 由图知，斜齿如倾斜地设置在凸台的侧壁4b上，直齿如垂直地设置在侧壁4b上。实施例四当图像形成装置的转速较低时，图像形成装置驱动头的转矩较小，感光鼓驱动头的两个凸齿可以全部设置成直齿，如图17所示为本实施例所采用的感光鼓驱动头的立体示意图，4c为感光鼓驱动头的凸齿，感光鼓驱动头的制造精度进一步降低。本实用新型中，上述实施例中的凸齿还包括顶角如2，与所述凸齿侧壁相连的两个相互平行的平面4^12和如3，且平面4a2和4a3与感光鼓轴线间的夹角为β ；所述啮合面还包括直边si、s2和斜边s3 ；所述直边si和直边s2是平行的，斜边s3与感光鼓轴线间的夹角φ为5-50°之间，以10-40°间为最佳，直边si与感光鼓驱动头中心到凸齿的顶角 4a2的连线间的夹角γ为0-90°之间，以25-45°为最佳，如图18-20所示，图18中所示的 “B”方向与凸台的径向延伸方向平行。本领域普通技术人员从本实用新型中，很容易就能想到，也可将凸齿设置成对称的三个，该三个凸齿或均设置为倾斜的凸齿、或均设置为垂直的凸齿、或其中一个设置为倾斜的凸齿，另外两个设置为垂直的凸齿、或其中一个设置为垂直的凸齿，另外两个设置为倾斜的凸齿；也能达到相同的技术效果。所述倾斜的凸齿是指所述凸齿倾斜的设置在凸台的侧壁上，所述垂直的凸齿是指所述凸齿垂直的设置在凸台的侧壁上。本领域普通技术人员从本实用新型中，很容易就能想到，所述凸台的侧壁和所述凸台圆柱面为同一部件。
权利要求1.一种感光鼓驱动头，与图像形成装置驱动头配合传递驱动力，所述图像形成装置驱动头包括具有三角形横截面的三角形凹槽，设置在所述三角形凹槽的三个顶角内的动力传输部和设置在所述三角形凹槽内的限位部，其特征是，所述感光鼓驱动头包括从鼓轴端面轴向伸出的与图像形成装置驱动头上凹槽配合的凸台，所述凸台包括与所述限位部接触的侧壁，所述凸台的侧壁上设置有沿凸台径向延伸的与所述动力传输部匹配的凸齿，所述凸齿有两个，分别与所述凹槽的三个顶角的动力传输部中的两个动力传输部相匹配。
2.如权利要求1所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述两个凸齿倾斜的设置在所述凸台侧壁上。
3.如权利要求1所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述凸齿中一个倾斜设置在所述凸台的侧壁上，另一个垂直地设置在所述凸台的侧壁上。
4.如权利要求1所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述两个凸齿垂直地设置在所述凸台的侧壁上。
5.如权利要求2或3所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述倾斜的凸齿与感光鼓驱动头的旋转轴线间的夹角为3-40°。
6.如权利要求5所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述倾斜的凸齿与感光鼓驱动头的旋转轴线间的夹角为25-30°。
7.如权利要求1或2或3或4所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述两个凸齿从所述凸台的侧壁沿径向方向上的长度为2-5mm。
8.如权利要求7所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述两个凸齿从所述凸台的侧壁沿径向方向上的长度为2. 3-3. 3mm。
9.如权利要求1或2或3或4所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述两个凸齿间最小夹角为120°，所述夹角的制造精度上限公差为2-10°。
10.如权利要求11所述的感光鼓驱动头，其特征是，所述夹角的制造精度上限公差为 2-4°。
11.一种图像形成装置驱动机构，包括感光鼓驱动头和图像形成装置驱动头，所述图像形成装置驱动头包括具有三角形横截面的三角形凹槽，设置在所述三角形凹槽的三个顶角内的动力传输部和设置在所述三角形凹槽内的限位部，其特征是，所述感光鼓驱动头为权利要求1-10所述的任一感光鼓驱动头。
专利摘要本实用新型涉及一种感光鼓驱动头及图像形成装置驱动机构。感光鼓驱动头包括设置在感光鼓端部与感光鼓连接的鼓凸缘，从鼓凸缘端部轴向伸出的鼓轴，从鼓轴端面轴向伸出的与图像形成装置驱动头上的等边三角形横截面的凹槽配合的凸台，凸台的侧壁上设置有沿凸台径向延伸的与动力传输部匹配的凸齿，凸齿有两个，分别与三个顶角的动力传输部中的两个动力传输部相匹配。减小了图像形成装置驱动头与感光鼓驱动头在各定位点处的作用力，进而减少图像形成装置驱动头和感光鼓驱动头产生磨损，解决了因磨损而导致图像形成装置驱动头和感光鼓驱动头轴中心不重合影响定位的技术问题。
文档编号G03G15/00GK202150011SQ201120234238
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者彭庆菲 申请人:珠海赛纳打印科技股份有限公司