专利名称：成像机及其感光鼓轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及静电复印机或激光打印机之类的成像机，它将形成于感光鼓轮光敏层上的静电潜像显影成调色剂图像并将该调色剂图像转印到转印纸上。本发明还涉及配置于该成像机的感光鼓轮。
这种成像机包括感光鼓轮，它可旋转配置，且依次通过充电区、静电潜像成像区、显影区和转印区；装于充电区的充电装置，用于将感光鼓轮圆周表面充电至预定极性；装于显影区的显影装置，用于将形成于感光鼓轮圆周表面的静电潜像在静电潜像成像区显影成调色剂图像；以及装于转印区的转印装置，用于将形成于感光鼓轮圆周表面的调色剂图像转印于转印纸上。为了使这种成像机中的感光鼓轮易于更换，感光材料单元由感光鼓轮支撑装置构成，用以旋转支撑感光鼓轮，而该感光材料单元可拆卸地安装在内置光学单元的机框上。
在上述结构的成像机中，感光材料单元如上述可拆卸地装在机框上，则在安装感光材料单元时，必须定位感光鼓轮使之相对于机框内的光学单元保持预定的位置关系。然而，为了正确地将感光鼓轮安装在相对于机框内光学单元的预定位置，必须要求组装感光材料单元和在机框上安装感光材料单元具有高精度。
本发明的目的在于提供一种成像机，它使得在机框上安装感光材料单元时能可靠地将感光鼓轮置于预定位置，而不需要过分增大组装感光材料单元和在机框上安装感光材料单元的精度。本发明的目的还在于提供一种配置于该成像机的感光鼓轮。
为了实现根据本发明的上述主要技术要求，提供了一种成像机，其中感光材料单元含有感光鼓轮和具有该感光鼓轮的感光鼓轮支撑装置，该感光材料单元可拆卸地安装于内置光学单元的机框之上，其中当该感光材料单元安装于该机框预定位置时，该感光鼓轮由该机框直接支撑。
感光鼓轮包括鼓轮体和支撑轴，支撑轴可旋转地支撑该鼓轮体以至使其限定在预定位置而不会沿轴向移动，该感光鼓轮安装在感光鼓轮支撑装置上，而当感光材料单元装于机框预定位置上时，支撑轴由机框直接支撑。
机框具有用以支撑该支撑轴两端的轴支撑部，一个轴支撑部配有推压装置，用以推压支撑轴的一端，而另一轴支撑部配有轴接触部，用以使支撑轴的另一端与其相接触。
由螺旋齿轮构成的被动齿轮安装在鼓轮体的一端，且该螺旋齿轮的齿以倾斜方向而形成，在该方向上由于驱动而产生的压力施加于轴接触部。
推压装置由导电材料制成且使得该感光鼓轮接地。
另外，根据本发明，提供了一种构成感光材料单元的成像机感光鼓轮，该感光材料单元可拆卸地安装在内置光学单元的机框上，其中该感光鼓轮包括鼓轮体和旋转支撑该鼓轮体的支撑轴，且当该感光材料单元装于该机框预定位置上时，该支撑轴由该机框直接支撑。
支撑轴可旋转地支撑鼓轮体，使之限定于预定位置而不产生轴向移动，且当该感光材料单元装于该机框预定位置上时，该支撑轴由该机框直接支撑。
由螺旋齿轮构成的被动齿轮安装在鼓轮体的一端，且该螺旋齿轮的齿以倾斜方向而形成，在该方向上由于驱动而产生的压力施加于该轴接触部。
图1的前视图简略地描述了根据本发明方案构成的成像机；图2为图1所示成像机上处理单元的剖视图；图3为描述图2所示成像机上处理单元主部的透视图；图4为描述图1所示成像机机框主部的透视图；图5为沿图1中A-A线的剖视图；图6的剖视图以放大的比例描述了形成于图5所示感光鼓轮支撑轴上的环形槽与鼓轮体上法兰盘的啮合倒齿相啮合的情形。
根据本发明方案构成的成像机将参考附图详细说明如下。在此，所述方案将以打印机作为根据本发明构成之成像机的实例而进行说明。
图1简略地描述了根据本发明方案而构成的打印机。在本方案中，打印机2为用于文字处理器等仪器的袖珍、低速激光打印机，它具有由塑料材料模制而成的机箱20。机箱20包括向上开口的盒状箱体21和可绕配置于箱体21上部之轴杆22开合的箱盖23。机框3配置于上述结构之机箱20的箱体21之内。处理单元4可拆卸地装在机框3之上。
如图2所示，处理单元4具有感光材料单元40和通过支撑轴5由感光材料单元40可绕枢轴转动而支撑的显影单元50。感光材料单元40具有感光鼓轮支撑装置41。感光鼓轮支撑装置41具有一对置于前后方向一定距离的侧壁装置411(图2中仅画出了后侧的侧壁装置)，还具有耦合装置412a和412b，用于将该对侧壁装置411的下部耦合在一起。耦合装置412a和412b具有平行相对的内表面，在其之间形成空间412c，用于安装后面将要说明的充电装置。如图5所示，耦合装置412a和412b的前侧端(图5中的右侧)未接触到前侧侧壁装置411，而该前侧端与前侧侧壁装置411由侧耦合装置412d耦合在一起。用于安装充电装置的空间412c与后面将要介绍的充电区相对而置。上述结构的感光鼓轮支撑装置41通过塑料材料模制成型而成为一个整体结构。支撑部413具有安装孔414，该支撑部位于显影单元50一侧构成感光鼓轮支撑装置41一对侧壁装置411的上端部。通过将显影单元50的支撑轴5(它是位于将要介绍的显影箱之内的金属杆)插入支撑部413的安装孔414，感光材料单元40和显影单元50得到支撑，且可相互绕枢轴转动。
感光材料单元40具有感光鼓轮42，其圆周表面上形成有感光层。下面将参考图5说明感光鼓轮42的结构和该感光鼓轮42的支撑结构。
在上述方案中，感光鼓轮42包括鼓轮体420，它由铝制圆柱圆周表面上安装感光层而构成，还包括支撑轴421，用以可旋转地支撑鼓轮体420。鼓轮体420受到可旋转支撑，使其被限定在支撑轴421的预定位置，避免发生轴向移动。被动齿轮70配置于构成感光鼓轮42之鼓轮体420的一端(图5中右端)。被动齿轮70由导电塑料材料制成，它包括安装部701、螺旋齿轮部702和轴插入孔703，且其安装部701配置于鼓轮体420的一端。螺旋齿轮702以倾斜方向形成，驱动时所产生的压力沿该方向作用于另一端。法兰盘71安装在构成感光鼓轮42之鼓轮体420的另一端(图5中左端)。法兰盘71由导电合成树脂制成，它包括安装部711、啮合倒齿712和轴插入孔713，其中安装部711插入鼓轮体420的另一端部。支撑轴421插入配置于感光鼓轮42两端分别形成于被动齿轮70和法兰盘71的轴插入孔703和713中。环形槽422形成于支撑轴421的预定位置且与法兰盘71的啮合例齿712相啮合。图6以放大的比例描述了环形槽422与啮合倒齿712的啮合情形。具体而言，啮合倒齿712的截面形状为三角形，它具有与构成环形槽422侧表面422a和422b的上边缘相接触的倾斜表面712a和712b，而三角形啮合倒齿712的顶部712c与构成环形槽422的底表面422c相接触。这样，构成感光鼓轮42的鼓轮体420得到可旋转地支撑，其支撑轴421被限定在预定位置而不发生轴向移动。支撑感光鼓轮42的支撑轴421由构成感光鼓轮支撑装置41的一对侧壁装置411可旋转地支撑且可允许沿轴向滑动。由毛毡等制成的垫片72置于侧壁装置411与配置于鼓轮体420另一端的法兰盘71端表面之间。垫片72与法兰盘71的端表面相接触且产生阻碍感光鼓轮42转动的磨擦阻力。这可以消除感光鼓轮42在齿轮驱动下而产生的旋转上的变化。被动齿轮70由后面将要介绍的驱动齿轮沿图2箭头所指的方向而驱动，即沿依次经过充电区422、静电潜像成像区423、显像区424和转印区425的方向而驱动。
在位于充电区422用于安装充电装置的空间412c中装有充电装置43，它与感光鼓轮42下侧的圆周表面相对。充电装置43包括沿轴向平行于感光鼓轮42放置并用作充电器的电晕放电装置431以及由塑料材料制成并用以固定作为充电器之电晕放电装置的充电器固定装置432。当充电器固定装置432配置于充电装置安装空间412c中时，充电装置43被安装于预定位置。在充电区422与转印区425之间装有杂质回收刷44，它与感光鼓轮42的圆周表面相接触且沿感光鼓轮42的轴向放置。纸尘回收刷44由丙烯酸纤维等材料制成，其轴向长度与感光鼓轮42的长度大致相同，它与充电器固定装置432成一体结构模制而成且安装在沿感光鼓轮42的轴向配置的刷支撑装置440上。充电器固定装置432的上端伸出以便接近于充电区422中用于充电的电晕放电装置431与杂质回收刷44之间的感光鼓轮42的圆周表面，从而构成防止调色剂渗入的壁47。感光鼓轮42的圆周表面上剩余的调色剂随纸尘等杂质一道被杂质回收刷44清除。然而，当剩余调色剂未被杂质回收刷44牢靠地截留时，壁47用以防止该调色剂渗入用于充电的电晕放电装置431之中。
在构成感光鼓轮支撑装置41的一对侧壁装置411之间，装有构成用于导引转印纸的预转印导板对45之一的下导板451，该转印纸由图2的左上方馈向感光鼓轮42圆周表面上的转印区425。下导板451与该对侧壁装置411成一体模制而成。下导板451还具有与其下表面一体成形的一组加强肋451b，该加强肋451b沿长度方向(图2中垂直于纸面的方向)以相同的间隔而形成且与支撑轴5相接触。因此，即使当上表面受到推压力时，由于加强肋451b与支撑轴5相接触，则也可防止下导板451发生变形。另外，下导板451用作耦合装置以便将构成感光鼓轮支撑装置41之侧壁装置对411的上部耦合在一起，同时还有利于增强感光鼓轮支撑装置41的刚性。再有，在上述方案中，下导板451一体化形成于该对侧壁装置411上，且与由该对侧壁装置411旋转支撑的感光鼓轮42严格地保持一定的相对位置关系。另外，在上述方案中，下导板451还用作在装卸处理单元时防止与感光鼓轮42上感光层发生接触的装置，也用作防止显影单元50与后面将要介绍的显影滚轮发生接触的装置，同时也用于防止由显影滚轮表面散射而来的调色剂附着在转印纸上或附着在用于传送转印纸的通道上。
在构成感光鼓轮支撑装置41的侧壁装置对411之间装有导板46，用于将转印纸(其上在转印区425转印有调色剂图像)导引至后面将要介绍的定影装置，该导板46一体化成形于该对侧壁装置411上。因此，导板46用作耦合装置以便将构成感光鼓轮支撑装置41的侧壁装置对411耦合在一起，且其增强了感光鼓轮支撑装置41的刚性。上述方案中的导板46在装卸处理单元4时还用作感光鼓轮42感光层的防接触装置。
下面将说明用作静电潜像显影装置的显影单元50。上述方案的显影单元50配备有显影箱51，它含有由单组份调色剂组成的显影剂。显影箱51由底壁511、前后侧壁512a(见图3)和512b以及左侧壁513构成，其中前侧壁512a和后侧壁512b由底壁511前后两端(即图2中垂直于纸面方向的两端)垂直竖起。这些壁由塑料材料一体化模制成形，且定义出搅拌室514和显影室515。在构成显影箱51的底壁511上搅拌室514与显影室515之间沿前后方向(即图2中垂直于纸面的方向)一体化形成分隔壁516。分隔壁516的左右两表面形成精确导引表面516a和516b。在构成显影箱51的前后侧壁512之间显影室515一侧的上部配有耦合装置517，它与前后侧壁512一体化成形。在构成显影箱51的后侧壁512上形成有调色剂供应孔518并配有孔盖519。在如上结构显影箱51显影室515一侧的上端部装有穿过前后侧壁512的支撑轴5。支撑轴5的两端配置于构成用以支撑感光材料单元40之支撑装置41侧壁装置对411支撑部413上形成的安装孔414中，以便使感光材料单元40和显影单元50得到支撑且可相互绕枢轴转动。构成弹性装置的螺旋弹簧52插在用于支撑感光材料单元40的支撑装置41下部的前端与显影箱51下部的后端之间。由于这些螺旋弹簧52，感光鼓轮支撑装置41和显影箱51被相互拉紧，并以支撑轴5为转动轴。显影箱51的上侧和右侧为开放的，即在感光材料单元40一侧为开放的。
在显影箱51中配置有显影滚轮53，馈送滚轮、搅拌装置55和显影剂限定装置56。
显影滚轴53安装在显影箱51的显影室515之内，它包括可旋转安装于构成显影箱51之前后侧壁512上的转动轴531和固定在转动轴531外圆周表面的固态合成橡胶滚轮532。转动轴531可以由适当的金属材料(如不锈钢)制成。固态合成橡胶滚轮532由相对较软且导电的固态合成像胶(如尿烷橡胶)组成。在上述方案中，固态合成橡胶滚轮532的圆周表面具有一定的表面粗糙度，即按照JIS B 0601进行测量具有从5.0到12.0的10点平均粗糙度Rz(10-point average roughness Rz)。另外，固态合成橡胶滚轮532的体电阻率约为104至109Ω·cm。再有，在上述方案中，固态合成橡胶滚轮532具有60至80的滚轮硬度或阿斯克C(Asker’s C)硬度。显影滚轮53上如此结构的滚轮532通过形成于显影箱51的右侧开口而曝光，且其安装在与感光鼓轮42相对的位置。在显影区中，构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面被挤压在感光鼓轮42的圆周表面上。在其挤压啮合部，滚轮532的圆周表面受到某种程度的弹性压缩。显影滚轮53转动轴531的前侧端如图3所示伸出显影箱51的前侧壁512a，且被动齿轮501安装在这一端，以便显影滚轮53由后面将要介绍的驱动齿轮沿图2中箭头所示的方向驱动，即在显影区中自下侧向上侧方向转动，而在该显影区中滚轮532与感光鼓轮42相接触。被动齿轮501由螺旋齿轮构成。传递伞形齿轮502作为整体结构形成于被动齿轮501的内部。随着转动轴531的转动，滚轮532也沿箭头方向转动，从而滚轮532的圆周表面依次经过显影剂附着区533、显影剂限定区534和显影区424。在上述方案中，在显影滚轮53的转动轴531上施加有300V的恒定电压。
馈送滚轮54配置在显影箱51的显影室515内，与显影滚轮53平行，且其包括可旋转安装在构成显影箱51前后侧壁512上的转动轴541及固定于转动轴541外圆周表面的滚轮542。与转动轴531一样，转动轴541可由适当的金属材料(如不锈钢)制成。滚轮542由泡沫材料(如泡沫硅氧烷和泡沫尿烷)制成。滚轮542在显影剂附着区533中被挤压在显影滚轮53的滚轮532上，而在该附着区内滚轮542与显影滚轮53啮合在一起。要求构成馈送滚轮54之滚轮542的泡沫材料硬度显著地小于构成显影滚轮53之滚轮532的硬度(例如其阿斯克C(Asker’s C)硬度约为35)，还要求通过将滚轮542挤压于显影滚轮53之滚轮532上，从而使滚轮542在啮合区内被弹性压缩约0.1至0.6mm。滚轮542也具有导电性且其体电阻率约为102至106Ω·cm。如图3所示，馈送滚轮54转动轴541的前端伸出显影箱51的前侧壁512a，且被动齿轮503安装于这一端。被动齿轮503与传递伞形齿轮502相啮合。因此，馈送滚轮54的转动轴541沿图2中箭头所示的方向驱动，即从显影区的下侧向上侧而转动，而在该显影区中滚轮532与感光鼓轮42相互接触在一起。馈送滚轮54的转动轴541在驱动装置(图中未画出)的驱动下沿箭头方向转动，即沿显影剂附着区533的上侧向下侧而转动，且该附着区是滚轮542与显影滚轮53之滚轮532相啮合区域的一部分。随着转动轴541的转动、滚轮542沿箭头所指的方向而转动。在上述方案中，在馈区滚轮54的转动轴541上施加有450V的恒定电压，该电压大于显影滚轮53上所施加的电压。
在感光鼓轮42圆周速度V1、显影滚轮53圆周速度V2和馈送滚轮54圆周速度V3之间存在V1＜V2＜V3的关系。在上述方案中，感光鼓轮42圆周速度V1与显影滚轮53圆周速度V2之间的关系为1.2V1≤V2≤2.5V1，而显影滚轮53圆周速度V2与馈送滚轮54圆周速度V3之间的关系为1.0V2≤V3≤2.0V2。当显影滚轮53的圆周速度V2小于1.2V1时，向感光鼓轮42供应的显影剂不足从而使图像密度下降。另外，当显影滚轮53的圆周速度V2小于1.2V1时，显影滚轮53对转印操作后滞留在感光鼓轮42上之显影剂的刮擦作用减弱。若显影剂未从感光鼓轮42上转移或移除，则会发生所谓偏移灰化效应。另一方面，当显影滚轮53的圆周速度V2大于2.5V1时，驱动显影滚轮53需要更大的转矩，则显影剂由于离心力作用而散射。当馈送滚轮54的圆周速度V3小于1.0V2时，向显影滚轮53供应的显影剂不足而使图像密度下降。另外，当馈送滚轮54的圆周速度V3小于1.0V2时，馈送滚轮54对显影滚轮53的圆周表面只产生极小的刮擦作用。在这种情况下，显影剂在转印操作之后被转移一部分但仍有些滞留在感光鼓轮42之上，从而这些显影剂附着于显影滚轮53上，使得难于得到移除；也就是说，滞留的显影剂将在下次显影过程中导致所谓重影现象。另一方面，当馈送滚轮54的圆周速度大于2.0V2时，驱动馈送滚轮54需要更大的转矩，则显影剂趋于滞留在馈送滚轮54与显影滚轮53相啮合部的上侧，从而导致向显影滚轮53的显影剂供应不足。
搅拌装置55配置在显影箱51的搅拌室514之中。搅拌装置55与馈送滚轮54平行配置，且它包括可旋转安装在构成显影箱51之前后侧壁512上的转动轴551、固定于转动轴551上的搅拌杆552以及装于搅拌杆552上的弹性搅拌片553。搅拌杆552由塑料材料制成且沿长度方向(即图2中垂直于纸面的方向)具有一组开口。搅拌片553由具有柔韧性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)树脂制成，目利用粘结剂固定于搅拌杆552的前缘。如图3所示，上述构造搅拌装置55之转动轴551的前端伸出显影箱51的前侧壁512a，且被动齿轮安装在这一端。被动齿轮504通过装于馈送滚轮54转动轴541上的传递齿轮505、506和507与装于馈送滚轮54转动轴541上的被动伞形齿轮503相啮合。因此，搅拌装置55沿图2中箭头所示的方向而连续转动。
显影剂限定装置56具有柔韧弹性叶片561，它在压力下与构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面相接触。叶片561由不锈钢片或弹簧钢片制成，其厚度举例而言约为0.1至0.2mm，且其在长度方向与构成显影滚轮53之滚轮532的长度大致相同。叶片561的底端部安装在构成显影箱51之底壁511的开口端处位于感光材料单元40一侧的叶片安装部511a上。叶片561的底端部插在叶片安装部511a与夹固板562之间，且由螺钉563加以固定。叶片561的前端被弯曲，而此弯曲部在压力下与构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面在显影剂限定区534内相接触。
箱盖57安装在显影箱51上用以封闭其开口顶部。箱盖57由塑料材料制成且利用粘结剂固定于构成显影箱51的前后侧壁512、左侧壁513及耦合装置517的上表面上。在箱盖57的内表面上，限定部一体化成形于与馈送滚轮54相对的位置，它沿前后方向(即图2中垂直于纸面的方向)延伸并伸向显影室515。在限定部571的下端与构成馈送滚轮54之滚轮542的外圆周表面之间留有预定的间隙。在上述方案中，片状密封装置58安装在构成显影箱51的耦合装置517上。片状密封装置58由柔韧片状件(例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)制成)构成且与构成显影滚轮53的滚轮532沿其轴向具有大致相同的长度。片状密封装置58的一个端部通过固定装置(如粘结剂)固定在耦合装置517上，而其另一端部被弯曲并使之与构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面发生弹性接触。如上结构的片状密封装置58与显影剂限定装置56的叶片561一道防止显影剂散射穿过感光材料单元40一侧显影箱51的开口。
上述构造的处理单元4可拆卸地安装在位于机箱20之箱体21之内的机框3上。
下面将参考图1、4和5说明机框3。
机框3安装在机箱20的箱体21之内预定配置处理单元4的位置。机框3由塑料材料构成且如图4所示具有底壁31、前侧壁32和后侧壁33。轴支撑部34配置于机框3前侧壁32上用以支撑感光鼓轮42支撑轴421的一端，而另一轴支撑部35配置于后侧壁33上用以支撑支撑轴421的另一端。配置于机框3前侧壁32上的轴支撑部34具有向上渐宽且其上部开放的导引槽部341以及配合槽部342，该配合槽部沿导引槽部341的下端连续形成且具有对应于支撑轴421直径的宽度。在构成导引槽部341的外侧壁上形成有从其上端向内倾斜的导引表面341a。由导电片(如弹簧钢片或不锈钢片)折叠而构成的推压装置343配置于配合槽部342。推压装置343用于将感光鼓轮42接地，并且其通过金属板344安装在前侧壁32上。金属板344的下端与框架基座345相连，该基座由安装在构成机框3之底壁31上的金属板制成。这样，感光鼓轮42通过被动齿轮70和由导电塑料材料制成的法兰盘71、由金属杆构成的支撑轴421、推压装置343以及金属板344接地于框架基座345。配置于机框3后侧壁33上的另一轴支撑部35与配置于前侧壁32上的轴支撑部34相对，它具有向上渐宽且上部开放的导引槽部351以及配合槽部352，且象上述轴支撑部34一样，该配合槽部352沿导引槽部351的下端连续形成并具有对应于支撑轴421直径的宽度。在构成导引槽部351的外侧壁上形成有自其上端向内倾斜的导引表面351a，而构成配合槽部352的外侧壁沿导引表面351a的下端而连续形成且用作轴接触部352a。
在机框3的前侧壁32上装有驱动齿轮36，它与被动齿轮70相啮合，其中当感光鼓轮42装在轴支撑部34和35上时，被动齿轮配置于感光鼓轮42的一端。另外，在机框3的前侧壁32上装有驱动齿轮37，它与装于显影滚轮53转动轴531上的被动齿轮501相啮合。驱动齿轮36和37为螺旋齿轮。驱动齿轮36和37通过适当的齿轮驱动机构由电机(图中未画出)的驱动力而驱动。
处理单元4以如下方式安装在上述结构的机框3上。沿图1中逆时针方向绕轴杆22转动构成打印机2机箱20的箱盖23，构成机箱20的箱体21上部被打开且机框3显露。然后，从上侧将处理单元4装在机框3上。此时，感光鼓轮42支撑轴421的两端经过轴支撑部34和35的导引槽341和351导引而配合于配合槽部342和352之中，且支撑轴421由机框3直接支撑。当支撑轴421如上所述配置于配合槽部342和352时，装在构成感光鼓轮42鼓轮体420一端的被动齿轮70与驱动齿轮36相啮合，而装在显影滚轮53转动轴531上的被动齿轮501与驱动齿轮37相啮合。接着，如图5所示使感光鼓轮42支撑轴421的一端与推压装置343相接触并向左进行推压，再令其另一端与轴接触部352a相接触并保持这种安装状态。这样，鼓轮体420通过支撑轴421被可旋转地支撑在预定位置，它得到了限定以防止发生轴向移动，从而便可靠地安装在机框3的预定位置。通过上述方式从上侧将处理单元4装于机框3上，感光鼓轮42的支撑轴421由机框3直接支撑。因此，无需过分加大感光材料单元40的组装精度或感光材料单元40在机框3上的安装精度便可牢靠地感光鼓轮42安装在预定的位置。机框3配备有用于将处理单元4装在预定位置的定位装置(图中未画出)，此时感光鼓轮42固定在预定位置。依靠这种定位装置，处理单元4被安装在机框3的预定位置。在将处理单元4安装在机框3上之后，沿图1中顺时针方向绕轴杆22转动箱盖23以便将机箱上侧关闭。
参考图1，作为光学单元的激光单元60装于机框3的底壁31之上，其中机框3配置于构成打印机2机箱20的箱体21上。在处理单元4的静电潜像成像区423，激光单元60将对应于打印资料(如来自接于打印机2的文字处理器)的激光束投射到感光鼓轮42的感光层上，从而形成静电潜像。其上带有由激光单元60产生之静电潜像的感光鼓轮42具有支撑轴421，该支撑轴被直接支撑在机框3的预定位置且与配置在机框3预定位置的激光单元60牢固地保持相对位置关系。因此，可在感光鼓轮42的预定位置上可靠地形成静电潜像。另外，一对定影滚轮61安装在构成打印机2机箱20的箱体21内导板46的下游侧，而一对输出滚轮62配置在定影滚轮对61的下游侧。最后，纸张输出托盘63配置在输出滚轮对62的下游侧。
参考图1，在构成打印机2机箱20之箱盖23的左上部装有纸张馈送托盘64，其中将用于放置转印纸。纸张馈送滚轮65配置在纸张馈送托盘64的下游侧并由某种图中未画出的驱动装置沿图1中箭头所示的方向进行驱动。在纸张馈送滚轮65的对面装有用于分离纸张的摩擦垫66。另外，在转印区422中，非接触型转印滚轮67装于感光鼓轮42的对面。上述方案中的转印滚轮67由导电泡沫尿烷制成并由箱盖23可旋转地支撑。在转印滚轮67的两端具有由绝缘材料(如塑料材料)制成，且其外径大于转印滚轮67外径的轴环(图中未画出)，该轴环与感光鼓轮42的圆周表面相接触。这样，转印滚轮67随感光鼓轮42的转动而以滑动的方式被驱动。在转印滚轮67圆周表面与感光鼓轮42圆周表面之间保持有约为0.5mm的间隙。例如，可允许10μA的恒定电流流入上述结构的转印滚轮67中。另外，在箱盖23中装有构成该预转印导板对45中另一个的上导板452。
本方案打印机2的构造如上所述。下面将说明其工作原理。
根据来自文字处理器等设备(图中未画出)的指令，上述各装置开始进行打印操作，而感光鼓轮42表面的感光层被用于充电的电晕放电装置43大致均匀地充电至预定的极性。然后，来自激光单元24对应于文字处理器等设备资料的激光束被投射到感光鼓轮42充电感光层的表面，从而形成静电潜像。如此形成于感光鼓轮42感光层上的静电潜像由显影单元50的显影作用而显影成调色剂图像。显影单元50的显影作用将在后面详细介绍。利用纸张馈送滚轮29和摩擦垫30的作用，纸张馈送托盘28上的转印纸逐张进行馈送。转印纸由预转印导板对45导引而传输至感光鼓轮42与转印滚轮31之间，且形成于感光鼓轮42上的调色剂图像被转印到转印纸的表面。其上转印有调色剂图像的转印纸由导引板46导引并被传送至定影滚轮对25。定影滚轮对25对转印纸上的调色剂图像进行垫定影，再由输出滚轮对26将转印纸输出到纸张输出托盘27。当来自转印区425的感光鼓轮42圆周表面经过杂质回收刷44时，附着在该圆周表面上纸尘等杂质被杂质回收刷44所移除。此时，附着在感光鼓轮42圆周表面上的剩余调色剂也随纸尘等杂质一起被清除。已被清除的剩余调色剂常常不能被杂质回收刷44所牢靠地截获，而可能会落下。下落并沉积在用于充电的电晕放电装置431的调色剂可能会成为异常充电的诱因。然而，在上述方案中，由于有防止调色剂渗入的壁47(470)，从而防止了下落的调色剂进入用于充电的电晕放电装置431。
下面将说明显影单元50的显影作用。
显影单元50开始工作以后，显影滚轮53、馈送滚轮54和搅拌装置55在驱动装置(图中示画出)的作用下沿箭头所指的方向转动。通过沿箭头所指方向转动构成搅拌装置55的搅拌杆552和搅拌片553，装于搅拌室514内的显影剂被搅拌动并由馈送滚轮54上侧越过分隔壁516而馈入显影室515。在此，形成于箱盖57内表面上的限定装置571用于限制过量的显影剂进入显影室515。由搅拌装置55馈送的显影剂骑在馈送滚轮54的滚轮542上并被送至啮合部，即所谓显影剂保持区533，在该区域中滚轮542与显影滚轮53的滚轮532啮合在一起。馈送滚轮54和显影滚轮53以相同方向转动，即从显影剂保持区533(即啮合部)的上侧向下侧转动。因此，显影剂充足地由馈送滚轮54供应给显影滚轮53，而不会发生供量不足。另外，馈送滚轮54和显影滚轮53如上所述在显影剂保持区(即啮合部)从相同方向转动，从而其得到可靠地转动而不需要大驱动力。
传输到显影剂保持区533(如上所述在此馈送滚轮54与显影滚轮53相啮合)的显影剂由构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面所承载并送至显影剂限定区534。在此，馈送滚轮54和显影滚轮53在显影剂保持区533(即啮哈部)以相同方向从上侧向下侧而转动。这样，显影剂穿过上述两滚轮的啮合部，由显影滚轮53所承载，随后被送至显影剂限定区534和显影区424。因此，当经过啮合部时，显影剂受到摩擦并得到充分的充电，从而可防止所谓灰化效应的发生。
在显影剂限定区534中，显影剂限定装置的叶片561作用在显影滚轮53之滚轮532圆周表面所承载的显影剂上，使得滚轮532圆周表面所承载的显影剂量受到限定以便在其上形成薄层。在显影剂限定区534中，显影剂受到显影剂限定装置56之叶片561的限制并被刮落在显影箱51的底壁511上。在此，由于馈送滚轮54沿箭头所指方向而转动，则显影剂继续沿分隔壁516的导引表面516b被传输。
如上所述，显影剂在显影剂保持区533由构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面所承载并通过显影剂限定装置56叶片561的作用而形成薄层。然后，显影剂沿箭头方向转动而被传送到显影区424。
在显影区424中，显影剂施加于感光鼓轮42圆周表面静电材料上的静电潜像上，从而将静电潜像显影成为调色剂图像。举例来说，静电潜像的非图像区被充电至大约+600V而其图像区被充电至大约+120V，则作为显影剂的调色剂附着于图像区(即所谓反转显影)。感光鼓轮42和显影滚轮53沿图2中箭头所指的方向转动。因此，在显影区424中，感光鼓轮42的圆周表面和构成显影滚轮53的滚轮532的圆周表面均以同样的方向从下侧向上侧运动。滚轮532的圆周速度V2和感光鼓轮42的圆周速度V1被设置得满足1.2V1≤V2≤2.5V1的关系。足量的显影剂被显影滚轮53的滚轮532送至显影区424，而偶然附着于静电潜像非图像区的显影剂由于滚轮532圆周表面与感光鼓轮42圆周表面相抵的摩擦作用而被充分地剥落。这样就可获得无灰化效应且具有适当显影密度的良好调色剂图像。另一方面，所使用的显影剂在被构成显影滚轮53之滚轮532的圆周表面所承载的同时穿过显影区424，该显影剂被转印到馈送滚轮54表面上显影滚轮53与馈送滚轮54相啮合的部分。在此，馈送滚轮54的圆周速度大于显影滚轮53的圆周速度。因此，为了使显影剂能在啮合部进行转移，附着于显影滚轮53上非转印显影剂的附着力在其穿过显影区424时被减弱，从而将该非转印显影剂回收。这样，可以防止由滞留在显影滚轮53上非转印显影剂引起的所谓重影现象的发生。当感光鼓轮42与显影滚轮53相互紧压接触而工作时，且当感光鼓轮42的圆周速度V1如上述方案所说明的那样小于显影滚轮53的圆周速度V2时，感光鼓轮42在感光鼓轮42和显影滚轮53受到驱动时用于施加制动。从而，装在感光鼓轮42上的被动齿轮70和装在显影滚轮53转动轴531上的被动齿轮501的螺旋齿沿相互背离的倾斜方向形成，以便使由驱动所产生的推压力向后侧作用。
本发明的上述说明借助于适合打印机的方案而进行。然而，本发明绝不仅限于上述方案，例如，它还可用于静电复印机，且还可以各种方式进行改变或修改而不脱离本发明的技术精神与范围。
根据本发明的成像机和用于该成像机的感光鼓轮，其结构如上所述，而其操作和效果将叙述如下。
根据本发明，包括感光鼓轮和装于感光鼓轮上的感光鼓轮支撑装置的感光材料单元安装在机框之上，以便使感光鼓轮得到机框的直接支撑。因此，感光鼓轮牢靠地安装在预定位置而无需过分加大组装感光材料单元或将感光材料单元安装在机框上的精度。这样，可靠地保证了关于配置在机框预定位置之光学单元的相对位置关系，从而在感光鼓轮的预定位置上可靠地形成静电潜像。
另外，根据本发明，感光鼓轮包括鼓轮体和支撑轴，该支撑轴支撑鼓轮体使之限定在预定位置而不沿轴向移动，该感光鼓轮装于感光鼓轮支撑装置上。当感光材料单元配置在机框预定位置上时，支撑轴由机框直接支撑。因此，感光鼓轮的轴向位置关系得到可靠的保障。
根据本发明，机框具有用于支撑支撑轴两端的轴支撑部，一个轴支撑部配备有用于推压支撑轴一端的推压装置，而另一轴支撑部配备有令支撑轴另一端与之接触的轴接触部。因而，感光鼓轮的支撑轴被可靠地支撑在机框的预定位置。
另外，在本发明中，由螺旋齿轮构成的被动齿轮安装在鼓轮体的一端，而螺旋齿轮的齿沿倾斜方向形成，在该方向上由驱动而产生的推压力作用于轴接触部。因此，当感光鼓轮工作时，支撑感光鼓轮的支撑轴和被动齿轮沿某特定方向被推压，在该方向上其另一端与轴接触部相接触。这样，支撑轴的状态得到可靠的维持，使得其另一端与轴接触部相接触。
再有，根据本发明，推压装置由导电材料构成并用于将感光鼓轮接地。因此，无需另外配置接地装置，从而该设备制造的总体成本低。
权利要求
1.成像机，其中的感光材料单元包括感光鼓轮和支撑该感光鼓轮的感光鼓轮支撑装置，该感光材料单元可拆卸地安装在内置光学单元的机框上，其中当该感光材料单元安装在该机框预定位置上时，该感光鼓轮由该机框直接支撑。
2.根据权利要求1的成像机，其中该感光鼓轮包括鼓轮体和支撑轴，该支撑轴可旋转地支撑该鼓轮体使之限定在预定位置以防止沿轴向移动并被安装在该感光鼓轮支撑装置上，且当该感光材料单元安装在该机框预定位置上时，该支撑轴由该机框直接支撑。
3.根据权利要求2的成像机，其中该机框具有轴支撑部，用以支撑支撑轴的两端，一个轴支撑部配备有用于推压该支撑轴一端的推压装置，而另一轴支撑部配备有令该支撑轴另一端与之相接触的轴接触部。
4.根据权利要求3的成像机，其中由螺旋齿轮构成的被动齿轮装在该鼓轮体的一端，而螺旋齿轮的齿沿倾斜方向形成，在该方向上由驱动所产生的推压力作用在该轴接触部上。
5.根据权利要求3的成像机，其中该推压装置由导电材料构成并用于将该感光鼓轮接地。
6.用于成像机的感光鼓轮，它构成感光材料单元，该单元可拆卸地安装在内置光学单元的机框上，其中该感光鼓轮包括鼓轮体和用于可旋转地支撑该鼓轮体的支撑轴，且当该感光材料单元安装在该机框预定位置上时，该支撑轴由该机框直接支撑。
7.根据权利要求6的成像机感光鼓轮，其中该支撑轴可旋转地支撑该鼓轮体，使之被限定在预定位置上以防止发生轴向移动，且当该感光材料单元安装在该机框预定位置上时，该支撑轴由该机框连接支撑。
8.根据权利要求7的成像机感光鼓轮，其中由螺旋齿轮构成的该被动齿轮安装在该鼓轮体的一端，且该螺旋齿轮的齿沿倾斜方向形成，在该方向上由驱动所产生的推压力作用在该轴接触部上。
全文摘要
成像机配备有感光材料单元,该感光材料单元包括感光鼓轮和安装该感光鼓轮的感光鼓轮支撑装置。感光材料单元可拆卸地安装在内置光学单元的机框上。当感光材料单元安装在机框预定位置上时,感光鼓轮由机框直接支撑。
文档编号G03G21/00GK1188264SQ97116398
公开日1998年7月22日 申请日期1997年8月25日 优先权日1997年8月25日
发明者迫裕之, 后藤将, 前正展, 滨川博幸, 渡边优 申请人:三田工业株式会社