专利名称：用于图象形成设备显影机构的调色剂补给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种为包含在复印机、传真机、打印机或类似图象形成装置中由调色剂显现电子照相图象的显影机构补给调色剂的装置。
日本实用新型公开61-157962中公开了一种传统的调色剂补给装置。该补给装置包括一个装有新调色剂并能可拆卸地安装到设备主体中的调色剂容器。调色剂容器上开有释放调色剂用的狭缝。一个搅拌组件设置在该调色剂容器中并被装配到一转轴上以便搅拌其中的调色剂。一个传动组件与一个动力源运转连接。一啮合组件也被装配到该转轴上，且它在调色剂容器装入设备主体时能与传动组件啮合。当调色剂容器装入设备主体时，啮合组件与传动组件相啮合，并且通过传动组件由动力源驱动转动，从而向显影机构补给调色剂。
所述的这种调色剂补给装置还有一些问题有待解决，如下所述。假如把驱动力从动力源传递给转轴的啮合组件在调色剂容器的外部固定于轴上，则当调色剂容器偶然跌落时，该啮合组件有可能被损坏。而且，如果当调色剂容器中的调色剂发生固结时转动该搅拌组件，调色剂很可能会给搅拌组件施加过大的负荷并损坏该组件的轴。
在另一种传统的调色剂补给装置中，盛有新调色剂的调色剂容器在其内部有多余调色剂收容部件。多余调色剂收容部件装在一转轴和馈源上，在转动时，多余的调色剂经其顶部的开口进入该容器。凸缘和凹槽分别被形成在轴上和调色剂容器内壁上，并且彼此通过弹簧啮合。当凸缘与凹槽不受弹簧作用而相互分离时，轴可以转动。关于这种装置，可以参考日本实用新型公开61-19257。
如日本实用新型公开60-176448所教导的那种为显影机构补给调色剂同时又防止调色剂固结的调色剂补给装置，已经被提出。在这种装置中，调色剂从调色剂补给部分补充到显影机构中。调色剂存放部分被传递给调色剂补给部分以馈送出调色剂。调色剂存放部分中装有一个搅拌组件，与此同时一个转动组件通过一个弹簧与搅拌组件活动连接。该转动组件通过一个间歇转动机构与动力源相连接。
而且，日本实用新型公开53-21965公开了一种调色剂补给装置，它包括一个存储着将要被补充到显影机构中的调色剂的储存罐。一个转动组件安装在储存罐底部的输出口内。在转动组件轴承的轴向上，给转动组件施加一个突然的振动，以防止储存罐中的调色剂发生挂料堆积。
本发明的一个目的是提供一种调色剂补给装置，它能在调色剂容器偶然跌落时，防止啮合组件受损，而该啮合组件用于把驱动力从外部动力源传输给装在调色剂容器内的搅拌组件的轴。
本发明的另一个目的是提供一种调色剂补给装置，它能在超负荷作用于搅拌组件轴上时，防止该轴受损，其搅拌组件被用来搅拌储存在调色剂容器中的调色剂。
本发明的再一个目的是提供一种调色剂补给装置，它能防止存储在调色剂容器中的调色剂发生固结，并防止超负荷加在搅拌组件的轴上。
一种显影机构的调色剂补给装置，包括一个可拆卸地安装在含有显影机构的设备主体中的调色剂盒，它包含释放存储于其内调色剂的狭缝，及一个搅拌该调色剂的搅拌器；一个可运转地连接到动力源上的动力传递部件；和一个装在该搅拌器的转轴上并在该调色剂盒装入该设备主体中时能与该动力传递部件相啮合的啮合件；其特征在于，该啮合件通过一弹性组件装在该转轴上，该弹性组件使该啮合件总是偏向啮合位置，而这个啮合位置则是在该调色剂盒装入该设备主体时该啮合件与该动力传递部件在该转轴的轴向上啮合的位置，该啮合件在该转轴的该轴向上是可移动的。
本发明的上述和其他目的，特征及优点，将通过下文结合附图的说明而得到清楚的解释。其中
图1是一个包含有本发明调色剂补给装置实施例的显影机构截面图；图2是一个透视图，表示了可用于图1显影机构的调色剂盒的特殊构造；图3是图2调色剂盒的截面图；图4是调色剂盒所含啮合部件的透视图；图5是一个可与啮合部件啮合的动力传递部件分解图；图6A_6C表示把调色剂安装到复印机上的一种程序；图7是另一种特殊结构的调色剂盒的透视图；图8是可与图7调色剂盒中啮合组件相啮合的动力传递部件的透视图9A是从图7中A方向看上去啮合组件的视图；图9B是从图9A中B方向看上去啮合组件的视图；图10A是从图8中D方向看上去连接组件的视图；图10B是从图10A中箭头方向看上去沿E-E线的截面图；图11表示啮合组件与连接组件可以相互分离的原因；图12A是表示调色剂盒端部的截面图；图12B是从图12A中D方向看上去端壁的局部视图；图13A表示从图7中F方向看上去的一个垫片；图13B表示从图13A中G方向看去的垫片；以及图13C是一个从箭头所示方向看去沿图13B H-H线的截面图。
参见附图1，其中表示本发明的一个调色剂补给装置，此实施方案被用于包含在静电复印机这个具体图象形成装置中的显影机构。如图所示，显影机构2位于以感光鼓1为具体形式的图象承载件的右侧。环绕感光鼓1周围排布着充电器，曝光用光学系统，图象转印和纸张分离单元，清洗单元，及传统电子照相处理单元的放电器(虽然图中未画出)。
显影机构2，由面对着感光鼓1的显影单元3和与显影单元3相连的调色剂补给装置4组成。显影单元3包含一个面对着感光鼓的开口A的箱体31。显影辊32装在箱体31中，并通过开口A部分地暴露在外。辊状搅拌器33把显影剂即调色剂与载体的混合物，施加到显影辊32表面上，同时不断地搅拌箱体31内的显影剂。调节器或显影剂平整装置34，调整被搅拌器33加到显影辊32上的显影剂量。分离器35引导由调节器34清除下来的那部分显影剂向下流。螺旋装置35a和搅拌分离器35b与分离器35组合起来，以在搅拌显影剂的同时，沿感光鼓1的轴传送显影剂。
调色剂补给装置4包括一个盛有要被补充到箱体31中的新调色剂的料斗40。该料斗40位于箱体31的右上方，并且有一个面对着箱体31内腔的开口。补给辊41位于料斗40的开口内。调色剂盒42存储着要被送入料斗40的新鲜调色剂，并由固定器43可折卸地支撑着。固定器43有一个比调色剂盒42轮廓稍大的圆柱形孔。调色剂盒42有一个释放出调色剂用的狭缝420。搅拌器421装在调色剂盒42内。补给辊41和搅拌器421轮流转到显影机构一侧。
显影辊32有一个圆柱形显影套筒321及一例如磁性辊322。磁性辊或磁场形成装置322装在显影套筒321内，且有许多磁极。
图2和3表示调色剂盒42的一种具体构造。如图所示，狭缝420位于盒42的轴向相对两端之间中部。搅拌器421有一个转轴421a、搜集板421b和耙出板421c。轴421a支承在盒42相对的两个端壁422上。搜集板421b和耙出板421c装在轴421a上。具体地说，搜集板421b位于轴421a中部，面向狭缝420。耙出板421c装于轴421a两个端部，而不对着狭缝420。每个耙出板421c都是螺旋形的，以便在轴421a的转动过程中把调色剂推向狭缝。轴421a的一端从相连的端壁422伸出。啮合部件5具体形式为啮合组件500，它被装在轴421a的伸出端，并如下所述可与动力机构啮合。
参见图4和5，啮合部件5将与动力传递部件6的具体结构一起进行描述。如图所示，啮合部件500是一个有底的空心柱形组件，它的与安在轴421a上一端相反的那端是敞开的。如图4所示，一组啮合板500a位于该啮合组件500的内环表面上。啮合组件500在与动力传递部件6啮合时把驱动力从动力源(未画出)传递到轴421a。
如图5所示，动力传递部件6包括一个受动力源(未画出)驱动的驱动轴600。一个圆片或垫片602的中心有一个让轴600穿过的孔。垫片602向动力源方向的运动受到E型环601a的限制。轴600还穿过棘爪组件603中心的孔。棘爪组件603向轴600端部的移动则受到E形环601b的限制。线圈弹簧604加在垫片602和棘爪组件603之间。棘爪组件603由能伸入啮合组件500并能与啮合板500a相啮合的棘爪603a构成。E形环601b防止棘爪组件在线圈弹簧603的作用下滑出轴600之外。动力传递部件6的定位，要使棘爪组件603能在调色剂盒42装到复印机预定位置时伸到啮合组件500中。
下文将说明调色剂盒42装入复印机的过程。如图6A所示，盒42首先要狭缝420朝上地放置。在装入过程的这个阶段，狭缝420始终要用密封件423封闭着。盒42穿过固定装置43前端的开口插入固定装置43，如图1所示。接下去如图6b所示，调色剂盒42被更深地插入到固定装置43内，同时从其上除下密封件423。如图6C所示，盒42一到达固定装置43顶端，在进一步把盒42压入固定装置43的同时逆时针转动盒42，直至盒42端部的标记424运动到右侧。
在上述情况下，棘爪组件603进入啮合组件500的空心圆柱形部分。包含在显影机构中的动力源，将其转动传递到动力传送部件6的轴600上。当轴600转动时，棘爪组件603的棘爪603a与啮合板500a啮合，并且引起啮合组件500和轴421a的转动。其结果是，搜集板421b把上面的调色剂搜索到狭缝420中。通过狭缝420和料斗40将调色剂补充到显影单元3中。
当调色剂盒42处于室温环境中时，存入在其中的调色剂有可能固结而减小其流动性。盒42装入这种条件下的复印机时，固结的调色剂很可能给搅拌器421施加一个比搅拌器421搜集不固结的流动调色剂所需转矩更大的负荷。其结果是，搅拌器421不能将调色剂搜集到狭缝420。在这种情况下如果，动力源的驱动力连续地传递到轴421a上，则很可能使轴421a以及板421b和421c破裂或发生其他损坏。
鉴于这种情况，本实施方案还提供了啮合部件5和动力传递部件6的布置，该布置如下所述可以保护盒42的轴421a和板421b及421c免受损坏。如图7所示，啮合部件5由盘状垫片50、线圈弹簧51、有底的圆柱形啮合件52、垫圈53和螺钉54构成。伸出端壁422的轴421a穿过垫片50、线圈弹簧51和啮合件52。垫圈53和螺钉54防止啮合件52在线圈弹簧51的作用下从轴421a上滑出。轴421a有一个矩形截面。因此，垫片50和啮合件52用于接收轴421的孔也都是矩形的。在此情况下，垫片50和啮合件52在轴421a的轴向上可移动，但它们不能绕轴421a的轴线转动。啮合件52在线圈弹簧51的作用下保持向轴421a端部的偏置状态。
如图8所示，动力传递部件6有一个与动力源(未画出)相连的驱动轴，和一个有底的空心圆柱形连接件61。连接件61装在轴60的端部且能与啮合部件5中的啮合件52相啮合。
如图9A和9B所示，啮合件52包括一个有底的空心圆柱形件，它有端壁52a和开口52b。端壁52a上开有一个贯透其中的矩形孔。开口52b用以把线圈弹簧51接纳在啮合件52中。啮合件52的外周边上有一隆起物52c。此隆起物52c从开口52b向着端壁52a倾斜，使其每一部分都在相对于转动方向C的下游端位置(图9B)。
如图10A和10B所示，连接件61在其安装驱动轴60的地方有一端壁61a。连接件61上与端壁61a相反的一端有一个接纳啮合件52的开口61b。连接件61的内腔分为邻接开口61b的大直径部分61e，和邻接端壁61a的小直径部分61d。肩台61c位于61d和61e两部分之间。槽61f位于小直径部分61d的内周边上。槽61f从开口61b向着端壁61a倾斜，以使其每一部分处在相对于转动方向c的下游一端的位置上，如图10A和10B所示。槽61f能够接纳啮合件52的隆起物52c。较大直径部分61e有一个大致与尺寸W1相等的直径(最好稍稍大于W1)，如图9B所示。较小直径部分61d的直径大致等于尺寸W2(最好稍稍大于W2)，也示于图9b中。
当带有啮合件52的调色剂盒42按图6A-6C所述步骤插入复印机时，啮合件52的隆起物52c被接纳在连接件61的槽61f中。与此同时，啮合件52本身进入连接件61的小直径部分61d。当连接件61沿图10a和10b所示C方向被动力源转动时，它即转动啮合件52以及轴421a。其结果是，搜集板421b促使调色剂聚集到狭缝420内。
假设由于调色剂盒42内所存调色剂的流动性低，致使过度的负荷加在搅拌器421上。则在该负荷致使轴421a完全停止转动之前，啮合件52的隆起物52c和连接件61的槽61f彼此开始打滑。结果由于连接件61的转动，啮合件52根据线圈弹簧51的作用而移动，从而使啮合件52与连接件61相互脱开。因此，即使在有过量的负荷加在搅拌器421上时，轴421a以及板421b和421c也不会断裂或有其他损坏。
啮合件52和连接件61能相互脱开的原因如下文所述。如图11所示，槽61f由连接件61的转动而对隆起物52c产生压力F。力F有一个沿轴向对隆起物52c加压的分力f1′，和一个不同于分力f1的分力f2。力F以及分力f1和f2都随调色剂负荷的增加或减小而增大或减小。当负荷在通常的范围，即线圈弹簧51的力大于分力f1时，槽61f和隆起物52c保持啮合。但是，当力F由于调色剂负荷的缘故而增大到分力f1能超过弹簧51的力时，分力f1会在槽61f与隆起物52c相互滑动时迫使隆起物52c从槽61g中脱开。其结果是，槽61f与隆起物52c彼此脱离开。
就传统调色剂盒而论，实验表明在负荷超过了20公斤/厘米2时转轴会断裂。如果隆起物52c和槽61f的角度或线圈弹簧51的力量选择成，使啮合件52和连接件61在有超过15公斤/厘米2的负荷作用在盒42的时候相互脱开，则这种损坏可以消除。
当盒42装入复印机时，可能会由于隆起物52c与槽61f没有对准而出现啮合件52的隆起物52c倚靠在连接件肩部61c的情况。于是，啮合件52将不能与连接件相啮合。在此情况下，由于啮合件52在线圈弹簧的作用下始终偏向轴421a的端部，所以当通过转动连接件61而使模型相互对准时，隆起物52c可与槽61f成功地啮合。所以，盒42能很容易地装入复印机。
而且，在线圈弹簧51加载在啮合件52与垫圈50之间时，啮合件52在轴421a的轴向上是可以移动的，因此，即使在盒42偶然跌落时，弹簧51吸收了所产生的冲击并保护啮合件52免受损坏。
在所述的实施方案中，盒42被构造成轴421a每完成一次转动，即使搅拌器421产生一个振动。搅拌器421的振动可以振松盒42中固结的调色剂，或防止调色剂发生固结。这就可以减小加在搅拌器421上的负荷并促使调色剂平稳地补给到显影单元3中。
具体地讲，如图12A和12B所示，端壁422在其朝着垫圈50的部分至少有一个突起422a。如图13A和13b所示，垫圈50在其朝着突起422a的部分有一个凹口50a。由于垫圈50在线圈弹簧51的作用下总是偏向端壁422，故其有凹口50a的表面被压到端壁422的突起422a上。
在上述结构中，当轴421a转动时，装在轴421a上的垫圈50与端板422的突起(422a)相接触地转动。垫圈50转动的同时，突起422a不断地落在凹口50a内。其结果是，搅拌器421与其搜集板421b一起振动，撞击盒42内的调色剂。搅拌器421的振动使盒42内固结的调色剂变松，或防止调色剂的固结。这可减小加在搅拌器421上的负荷，并促使调色剂平滑地补充到显影单元3中，如上所述。如果需要，端壁422突起422a和垫圈50的凹口可以互相换位。
此外，在隆起物52c和槽61f由于调色剂负荷增加而相互脱开之后，一旦模型相互对准，则由于线圈弹簧51的作用隆起物52c会跃入槽61f内。其结果是，隆起物52c引起轴421a的振动。这种振动也起到了松开盒42内固结调色剂的作用，从而减小了搅拌器421上的负荷，同时促使调色剂被平滑地补给。
在此实施方案中，啮合件52和连接件61通过隆起物52c和槽61f可相互啮合。换句话说，它们可按端面相啮合的方式来构形。
简而言之，根据本发明，啮合件包含在调色剂容器中，并通过一个弹性组件装在搅拌组件的转轴上。这会使啮合件在该轴的轴向上可移动，在调色剂容器偶然跌落时可很好地吸收撞击，进而保持啮合件免受损坏。
当有一个比弹性组件力更大的力沿与弹性组件偏置方向相反的方向作用于啮合件上时，啮合件将与动力传递组件脱开。于是，会使该轴断裂或受其他损坏的超量负荷不能连续地作用在该轴上。
即使在啮合件从动力传递组件上脱开之后，他们一旦相互接触，则模型也会与后者相啮合。这是因为啮合件在弹性组件的作用下会移到与动力传递组件相接触的位置处。当啮合件与动力传递组件相互啮合时，在轴上会产生振动。此振动使调色剂容器中固结的调色剂松开，减小了加在轴上的负荷，并且促使调色剂平滑地补给到显影单元中。
此外，假设啮合件和包含在动力传递组件中的啮合部分，在调色剂容器装入复印机时在轴的圆周方向上没有对准。那么，通过动力传递组件的转动它们会自动地进行啮合。这使调色剂容器便于装入复印机中。
除此之外，由于轴每完成一次转动都要引起一次振动，所以它能松开调色剂容器中固结的调色剂或者防止调色剂发生固结。其结果是，减小在加在轴上的负荷，且促使了调色剂平滑地补给到显影单元中。
在本发明公开的教导下，各种本领域普通技术人员能够做出的改型都没有脱离开本发明的范围。
权利要求
1.一种显影机构(2)的调色剂补给装置(4)，包括一个可拆卸地安装在含有显影机构(2)的设备主体中的调色剂盒(42)，它包含释放存储于其内调色剂的狭缝(420)，及一个搅拌所述调色剂的搅拌器(421)；一个可运转地连接到动力源上的动力传递部件(6；60)；以及一个装在所述搅拌器(421)的转轴上并在所述调色剂盒(42)装入所述设备主体中时能与所述动力传递部件(6；60)相啮合的啮合件(5；52)；其特征在于，所述啮合件(5；52)通过一弹性组件装在所述转轴上，该弹性组件使所述啮合件(5；52)总是偏向啮合位置，而这个啮合位置则是在所述调色剂盒(42)装入所述设备主体时所述啮合件(5；52)与所述动力传递部件(6；60)在所述转轴的轴向上啮合的位置，所述啮合件(5；52)在所述转轴的所述轴向上是可移动的。
2.如权利要求1的装置，其特征在于，所述啮合件(5；52)和所述动力传递部件(6；60)中的啮合部分(603；61)在各自的倾斜表面处相互啮合，当把一个大于所述弹性组件偏压的力沿着与所述弹性组件偏压方向相反的方向施加到与所述动力传递部件(6；60)相啮合的所述啮合件(5；52)上时，则所述啮合件沿所述方向移动，从而与所述动力传递部件(6；60)相脱开。
3.如权利要求2的装置，其特征在于，当与所述啮合组件(5；52)脱开的所述动力传递部件(6；60)，转动到所述啮合件(5)与所述动力传递部件(6；60)的所述啮合部分在所述转轴的圆周方向上相互对准时，所述弹性组件使所述啮合组件(5)移向所述啮合位置，并与所述动力传递部件(6；60)啮合。
4.如权利要求1的装置，其特征在于还包括一个装在所述转轴上并面对着所述调色剂盒(42)一个端壁(422)的转动组件(50)，所述端壁(422)的一个或面对所述端壁的所述转动组件(50)一端一个有一突起(422a)，而另一个有一凹口(50a)，所述突起和所述凹口在所述转动组件转动时间歇互相啮合。
5.如权利要求4的调色剂补给装置，其特征在于，所述调色剂存放在所述调色剂盒(42)内。
6.一个设有如权利要求5的调色剂补给装置的图象形成装置，其特征在于，所述动力传递部件(6；60)是与所述啮合件(5；52)啮合。
7.一种可拆卸地安装在显影机构(2)的调色剂补给装置(4)，通过动力传递部件(6；60)运转地连接到一动力源上，来对显影机构(2)补给调色剂，其包括一个调色剂盒(42)，它包含释放存储于其内调色剂的狭缝(420)，及一个搅拌所述调色剂的搅拌器(421)；一个装在所述搅拌器(421)的转轴上并与所述动力传递部件(6；60)相啮合的啮合件(5；52)；其特征在于，所述啮合件(5；52)通过一弹性组件装在所述转轴上，该弹性组件使所述啮合件总是偏向啮合位置，而这个啮合位置则是在所述调色剂盒(42)装入所述设备主体时所述啮合件(5；52)与所述动力传递部件(6；60)在所述转轴的轴向上啮合的位置，所述啮合件(5；52)在所述转轴的所述轴向上是可移动的。
8.如权利要求7的调色剂补给装置，其特征在于，所述调色剂存放在所述调色剂盒(42)内。
9.一个设有如权利要求8的调色剂补给装置的图象形成装置，其特征在于，所述动力传递部件(6；60)是与所述啮合件(5；52)啮合。
全文摘要
本发明公开了一种图像形成装置显影机构的调色剂补给装置。一个用于将驱动力从外部动力源传递到设在调色剂容器中的搅拌组件轴上的啮合件，在调色剂容器偶然跌落时可防止其受损。用于搅拌存放在调色剂容器中调色剂的搅拌组件，在有超量负荷加在轴上时受到保护得以免受损坏。存放在调色剂容器中的调色剂可避免固结和在搅拌组件的轴上施加过量的负荷。
文档编号G03G21/16GK1119291SQ95104520
公开日1996年3月27日 申请日期1995年4月8日 优先权日1994年4月8日
发明者市川秀男 申请人:株式会社理光