可拆卸的显影装置及其驱动装置 【技术领域】
本发明涉及一种激光打印机、复印机等的显影装置的驱动装置，以及利用该驱动装置的显影装置，更具体地说，涉及一种可拆卸的显影装置，该显影装置能够通过引起均匀的转动并衰减振动来提高所打印图像的质量，即使在感光单元和显影单元单独驱动的情况下，并且涉及利用该驱动装置的可拆卸显影装置。
背景技术
在激光打印机、复印机、一体的打印机等中，用于在记录纸张上打印经处理的图像的显影装置设置成插入匣(cartridge)的形式。感光单元和显影单元一同形成在一个插入匣中，其中，感光单元的表面由激光扫描，以便在其表面上可以形成一个静电潜像，显影单元用来象感光单元提供墨粉，以便可以形成与静电潜像相对应的墨粉图像。然而，当如上所述将感光单元和显影单元结合在一个插入匣中时，存在一个问题，即：即使感光单元的寿命通常远远长于显影单元的寿命，但是在显影单元寿命到头时，感光单元必须与显影单元一同更换，即使感光单元还可以正常工作。
为了解决这个问题，如图1所示，提出了这样一种结构，即：感光单元110和显影单元120是单独的，并且单独驱动。根据这种结构，感光单元110和显影单元120单独安装在打印机、复印机等的主体内，并且由不同的齿轮单独驱动。此时，当显影单元120被弹簧等的作用力压向感光单元110，且感光单元110固定到主体上时，感光单元110的感光鼓111和显影单元120的显影辊121彼此接触，并在它们相应的方向上一起可滑动地旋转。
下面将详细描述图1所示的这种可拆卸显影单元地结构和操作方式。
首先，感光单元110的驱动力从感光鼓驱动齿轮113传递到感光鼓齿轮112。于是，当感光鼓齿轮112转动时，连接到感光鼓齿轮112上的感光鼓111也转动。另一方面，向显影单元120的驱动力首先传递到显影辊121，并且在第一中间齿轮125随着显影辊121的转动而转动时，驱动力的一部分传递到供给齿轮126，并且墨粉供给辊122转动。另外，驱动力的另一部分经第一中间齿轮125和第二中间齿轮127传递到搅拌器齿轮128。当搅拌器齿轮128转动时，连接到搅拌器齿轮128上的搅拌器123也转动，并于是，墨粉被搅拌器123向墨粉供给辊122移动。感光单元110和显影单元120的动力传递单独进行，并因此减小了施加到各个齿轮上的总负载。
然而，当感光单元110和显影单元120彼此单独驱动时，存在这样的可能性，即感光鼓111和显影观121之间的接触辊隙深度或宽度不均匀。为了防止这种问题，当显影单元120在其被完全安装到主体中之后被弹簧的作用力抵压时，显影辊121的旋转轴的轴线与由主体所支撑的驱动齿轮140的驱动轴的轴线必须彼此精确对齐。但是，由于在制造和组装过程中的公差等，将出现至少一些偏心问题。因此，当驱动齿轮140(见图2)直接连接到显影辊121的轴上时，在显影辊121和驱动齿轮140之间的轴线处总是出现偏心。当以这种方式出现偏心时，显影辊121的轴在显影辊121转动过程中经历振动。感光鼓111和显影辊121之间的辊隙深度由此不均匀，导致不稳定的显影辊隙。通常，在非磁性单组分接触显影方法中，显影辊隙深度保持在大约0.05～1.15mm的范围内，并且当显影辊隙深度大于这个范围的数值时，过渡的压力导致发生墨粉应力。当显影辊隙深度小于该范围的数值时，不会形成显影辊隙，并因此不可能成像。
因此，如图2和3所示，耦合元件130插入显影辊121和驱动齿轮140之间，以便显影辊121可以稳定旋转，即使在显影辊121与连接到显影辊121上要与显影辊121的旋转轴线对齐的驱动齿轮140之间出现偏心时，并且感光鼓111和显影辊121之间的辊隙深度可以保持恒定。通常，利用具有如图2和3所示形状的耦合元件130的方法被公知为Oldham耦合方法。Oldham耦合是一种即使在两个轴之间出现偏心的情况下通常用来平稳传递动力的机构。
如上所述，向显影单元120的驱动力首先通过驱动齿轮140和耦合元件130传递到显影辊121，此后，经由中间齿轮125和127传递到墨粉供给辊122和搅拌器123。但是，如图4所示，高速转动的电机小齿轮160的驱动力经减速齿轮150传递到驱动齿轮140，即，在驱动力到达驱动齿轮140之间进行减速，并且仅在减速完成之后，驱动力才传递到显影单元120和耦合元件130。如图4所示，在显影单元120、耦合元件130和驱动齿轮140之间没有减速。因此，在现有技术中，显影单元120的载荷在毫无变化的情况下传递到耦合元件130和驱动齿轮140。当显影单元120的毫无变化的载荷传递到耦合元件130和驱动齿轮140时，过大的载荷有可能施加到耦合元件130和驱动齿轮140上。那么，在彼此以直角形成在耦合盘132的外圆周表面处的四个滑动狭槽138处的摩擦增加，而该耦合盘132定位在耦合元件130的耦合齿轮131和耦合驱动件134之间。于是，由于阻止了耦合盘132的平稳滑动运动，因此，出现Oldham耦合的主要功能丧失的问题。
因此，在现有技术中，为了使在耦合盘132的外圆周表面处彼此以直角形成的四个滑动狭槽138处的摩擦载荷最小，在耦合齿轮131和耦合驱动件134的面对耦合盘132的相应表面处安装两对旋转轴136，该旋转轴136从该相应表面突出，并在该相应表面上彼此成180度角。而且，围绕相应的旋转轴136配装滑动辊133，以便在滑动狭槽138内转动。于是，归因于安装了这种滑动辊133，耦合元件的结构变得非常复杂，并且归因于对旋转轴136和滑动辊133的安装而使得它的成本增加。
【发明内容】
于是，本发明的一个方面是通过减小施加到耦合元件或施加到将驱动力传递到显影单元的驱动齿轮的载荷来使得在耦合盘的滑动狭槽处出现的摩擦最小。
本发明的另一方面是通过使耦合盘的滑动狭槽处出现的摩擦最小来保持感光鼓和显影辊之间的辊隙深度，并由此使得Oldham耦合的主要功能，即校正在所连接的轴处发生的偏心的功能平稳实现。
本发明的再一方面是通过简化耦合元件的结构来降低成本。
本发明的其他方面和/或优点将部分在下面的描述中给出，并且部分将从该描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而习得。
于是，为了实现上述和/或其他方面，提供了一种可拆卸的显影装置的驱动装置，以便将显影装置的驱动元件的驱动力传递到包括轴和墨粉供给元件的显影元件上，该驱动装置包括：耦合元件，该耦合元件包括耦合驱动件、耦合齿轮和耦合盘，其中耦合驱动件连接到驱动元件上，且驱动力从驱动元件传递到该耦合驱动件上，驱动力从耦合驱动件传递到该耦合齿轮上，并且耦合盘定位于耦合驱动件和耦合齿轮之间，以便将耦合驱动件和耦合齿轮彼此柔性连接，并校正驱动元件和耦合齿轮中间的轴偏心；以及动力传递部分，该动力传递部分包括多个齿轮，以便将来自耦合元件的驱动力传递到显影元件。
另外，为了实现上述和/或其他方面，提供了一种可拆卸显影装置的显影单元，其中，用于转印通过暴露于激光束而形成的静电潜像的感光单元以及用于通过向感光单元提供墨粉而形成墨粉图像的显影单元彼此分开，该显影单元包括：驱动元件，该驱动元件用来将驱动力传递到显影单元；显影元件，该显影元件用来通过向感光单元提供墨粉来形成墨粉图像；用来向显影元件提供墨粉的墨粉供给元件；耦合元件，该耦合元件包括耦合驱动件、耦合齿轮和耦合盘，其中耦合驱动件连接到驱动元件上，并且驱动力从该驱动元件传递到该耦合驱动件，驱动力从驱动元件传递到耦合齿轮，而耦合盘定位于耦合驱动件和耦合齿轮中间，用来将耦合驱动件和耦合齿轮彼此柔性连接，并能够校正驱动元件和耦合齿轮之间的轴偏心；以及动力传递部分，该动力传递部分包括多个齿轮，以便将驱动力从耦合元件传递到显影元件。
此外，上述和/或其他方面是通过提供这样一种显影装置的驱动装置来实现的，该驱动装置用来将显影装置的驱动元件的驱动力传递到包括轴的显影装置的显影元件上，该驱动装置包括：耦合元件，该耦合元件连接到驱动元件上，并且驱动力从驱动元件传递到该耦合元件，并校正驱动元件和耦合元件之间的轴的偏心；以及动力传递部分，该动力传递部分包括多个齿轮，以便将驱动力从耦合元件传递到显影元件，其中，多个齿轮中的至少一个是减速齿轮，来减小从显影元件施加到耦合元件上的载荷。
【附图说明】
从下面结合附图对实施例的描述中，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得清楚并易于理解，图中：
图1是示意性示出传统可拆卸显影装置的结构的视图；
图2是示意性示出传统耦合元件的结构的分解透视图；
图3是示意性示出根据现有技术在显影辊的轴和驱动齿轮之间出现偏心的状态的视图；
图4是示出根据现有技术将驱动力从电机小齿轮传递到显影辊和供给辊的结构的分解透视图；
图5是示出根据本发明一个实施例的可拆卸显影装置的结构的视图；
图6是示出根据本发明这个实施例的耦合元件的结构以及将驱动力传递到显影辊和供给辊的结构的分解透视图；以及
图7A和7B是说明与现有技术相比较，本发明的实施例的效果的视图。
【具体实施方式】
现在详细参照本发明的实施例，该实施例的示例在附图中示出，在所有附图中相同的附图标记标识相同的元件。下面通过参照附图来描述该实施例，以解释本发明。
图5示意性示出根据本发明一个实施例的可拆卸显影装置。感光单元10和显影单元20单独安装在打印机、复印机等的主体中，并且由不同的驱动齿轮单独驱动。另外，在感光单元10固定到主体上的状态下，通过用弹簧等的力将显影单元20压向感光单元10，感光单元10的感光鼓11以及显影单元20的显影辊21彼此接触。当驱动力从感光鼓驱动齿轮13传递到感光鼓齿轮12上时，感光鼓齿轮12开始转动。于是，随着连接到感光鼓齿轮12的感光鼓11转动，感光单元10开始工作。
传统的显影单元被设计成在电机小齿轮的驱动力经减速齿轮、驱动齿轮和耦合元件传递到显影辊之后，墨粉供给辊在中间齿轮随着显影辊的转动而转动的同时由中间齿轮旋转。即，外部驱动力经耦合元件无减速地传递到显影辊。因此，在传统显影单元中，在施加到耦合元件上的载荷增加时，就会阻碍耦合元件平稳工作。
相反，参照图6，在本发明的这个实施例中，电机小齿轮60的驱动力传递到驱动齿轮40，而驱动齿轮40的驱动力经连接到驱动齿轮40上的Oldham耦合型耦合元件30传递到减速齿轮25，此后，在驱动力减速之后，驱动力才经第一中间齿轮27传递到显影辊21和墨粉供给辊22。
在此，在连接到耦合元件30的减速齿轮25中，如图5和6所示，一个第二中间齿轮28一体形成，该第二中间齿轮28的直径以及齿数都小于减速齿轮25的。第二中间齿轮28与减速齿轮25一起围绕减速齿轮25的轴转动，并且在与第一中间齿轮27啮合并转动的同时将其驱动力传递到显影辊21和墨粉供给辊22。
由于在耦合元件30与显影辊21和墨粉供给辊22之间存在减速齿轮25，从显影辊21和墨粉供给辊22施加到耦合元件30上的载荷明显减小。即，在传统情况下，施加到耦合元件上的载荷与通过将显影辊和墨粉供给辊的摩擦载荷求和而获得的数值相同，但是，在本发明中，施加到耦合元件30上的载荷为：将显影辊22和墨粉供给辊21的摩擦载荷求和，并然后将求和得到的数值由减速齿轮25的减速比除，所得的数值。此时，从耦合元件30到显影辊21或墨粉供给辊22的一系列彼此连接的齿轮的减速比必须大于1。尤其是，出于实现耦合元件平稳工作的目的，减速比可以大于1.5∶1。
图7A和7B分别是说明根据现有技术和根据本发明这个实施例的载荷减小的效果的视图。首先图7A示例性示出根据现有技术的结构中的各个齿轮的模数和齿数。例如，如图7A所示，假设共轴连接到显影辊121上的显影辊齿轮124的模数是0.6，而其齿数为26，共轴连接到墨粉供给辊122上的供给齿轮126的模数是0.6，其齿数为21，并且第一中间齿轮125的模数为0.6，而其齿数为27。此时，假设显影辊121的摩擦载荷Tdeve为1kgf.cm，而墨粉供给辊122的摩擦载荷Tsr也为1kgf.cm。那么施加到耦合元件130上的载荷如下计算：
施加到耦合元件上的载荷＝Tdeve+Tsr×(27/21)×(26/27)
＝2.24kgf.cm
相反，图7B示例性示出根据本发明的结构中的各个齿轮的模数和齿数。例如，假设显影辊齿轮24的模数和齿数、以及供给齿轮26的模数和齿数具有与现有技术中相同的数值，而减速齿轮25的模数是0.4，而其齿数是64，并且第二中间齿轮28的模数是0.6，且其齿数为26。另外，假设下面将描述的耦合元件30的耦合齿轮31的模数是0.4，齿数是30。此时，假设显影辊121的摩擦载荷Tdeve以及墨粉供给辊122的摩擦载荷Tsr也是1kgf.cm，如同传统情况中一样，那么，施加到本发明的耦合元件30上的载荷如下计算：
施加到耦合元件上的载荷＝Tdeve×(27/26)+(27/21)×(26/27)×(30/64)
＝1.05kgf.cm
如上面示例中所描述的，可以看出，对于本发明的实施例，施加到耦合元件上的载荷减小到不足现有情况中的一半。因此，与传统耦合元件相比，根据本发明这个实施例的耦合元件可以构造成具有简单的结构。即，如前面所述，在传统耦合元件130中，为了减小由施加到耦合元件130上的载荷带来的滑动狭槽138内出现的摩擦载荷，在耦合齿轮131和耦合驱动件134的相对表面处安装两对旋转轴136，使得这两对旋转轴136从相应表面突出，并在相应表面上彼此成180度角，并且围绕相应的旋转轴136配装滑动辊133，以便在滑动狭槽138内转动。但是，由于根据本发明的这个实施例，相应较小的负载施加到耦合元件30上，因此，耦合元件30可以在无滑动辊133的情况下平稳工作。
下面将参照图6描述根据本发明这个实施例的耦合元件30的结构。耦合元件30作用为将驱动力传递到显影单元20，同时连接到驱动齿轮40上并与驱动齿轮40一同转动，耦合元件30采用能够柔性改变中心轴的Oldham耦合机制，以便由于制造和组装过程中出现的公差所带来的驱动齿轮40偏心可以得到校正。如图6所示，耦合元件30包括：耦合驱动件34，该耦合驱动件连接到驱动齿轮40上，并且驱动力从驱动齿轮40传递到该耦合驱动件34上；耦合齿轮31，该耦合齿轮31与减速齿轮25啮合，并且将从驱动齿轮40传递的驱动力传递到减速齿轮25；以及耦合盘32，该耦合盘32定位于耦合驱动件34和耦合齿轮31之间，并且将耦合驱动件34和驱动齿轮31彼此柔性连接。
为了实现上述功能，例如，四个滑动狭槽38彼此成直角，即，等角地形成在耦合盘32的外圆周表面上。在此，滑动狭槽38的数量是示例性的，根据特定实施例，可以形成更多数量的滑动狭槽38。另外，两个圆柱形滑动突起35形成在耦合驱动件34面对耦合盘32的表面上，使得彼此成180度角，并且耦合驱动件34和耦合盘31通过将滑动突起35插入到滑动狭槽38中而得以彼此连接。另外，两个圆柱形的滑动突起35还形成在耦合齿轮31的面对耦合盘32的表面上，使得彼此成180度角，并且耦合齿轮31和耦合盘32通过将滑动突起35插入到剩下的滑动狭槽38中而得以彼此连接。此时，形成在耦合驱动件34上的滑动突起35以及形成在耦合齿轮31处的滑动突起35交替插入到耦合盘32的滑动狭槽38中。通过这种连接，耦合元件30可以将驱动力平稳传递到减速齿轮25，而不论所连接的各轴之间是否存在偏心。
由于与传统结构相比，施加到耦合元件30上的载荷明显减小，因此，滑动突起35和滑动狭槽38之间的摩擦得以充分降低，即使没有传统的滑动辊，于是，与传统结构相比，耦合元件30即使用简单的结构也可以确保平稳工作，并相应地可以衰减振动。
对于本发明，由于Oldham耦合元件通过减速齿轮的元件连接到显影辊等上，施加到耦合元件上的载荷可以减小。因此，由于在耦合元件的滑动狭槽处发生的摩擦减小，因此，可以简单地构造耦合元件，而不必使用诸如辊的相对复杂元件。从而，由于可以减少它的制造过程，因此，材料成本等可得以降低，这在降低显影装置的制造成本方面是有益的。
此外，由于施加到耦合元件上的载荷相对小，可以实现校正轴处出现的偏心的功能，并且感光鼓和显影装置的显影辊之间的辊隙深度总是保持均匀一致。因此，可以实现显影装置的图像质量提高。
虽然本发明的实施例已经得以图示和描述，但是本领域技术人员可以理解到在不背离本发明的远离和精髓前提下，可以对本发明作出各种变化，本发明范围在权利要求书及其等价物中限定。