成像单元以及图像形成设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及成像单元及图像形成设备。该成像单元包括：支撑体；感光体；显影装置，其由支撑体支撑成能够绕布置在枢轴部处的枢轴摆动；以及从动联接构件，其以可移除地插入的方式联接至被传递有旋转动力的驱动联接构件，并且将旋转动力传递至显影辊。枢轴部布置在这样的位置，在该位置处，显影装置借助其自身重量沿朝向感光体的方向摆动。驱动联接构件或从动联接构件呈具有至少三个突出部的形式，当驱动联接构件与从动联接构件联接时，突出部限制显影装置在旋转方向上的运动。当显影辊接收来自驱动联接构件的旋转动力并被旋转地驱动时，显影辊在这样的方向上旋转，在该方向中，产生使显影装置沿朝向感光体的方向摆动的动作。
【专利说明】
成像单元以及图像形成设备
技术领域
[0001 ] 本发明涉及成像单元以及图像形成设备。
【背景技术】
[0002]通常，诸如打印机、复印机或传真机之类的借助从显影装置供应的显影剂在感光体上形成可视图像的图像形成设备一般采用保持显影装置中的显影辊与感光体之间的间隙的构造。
[0003]就采用这样的构造的显影装置而言，例如，公知一种单成分显影装置(日本未审专利申请特开4-116577号公报)，该单成分显影装置将力沿其作用在显影单元的传递构件(齿轮)上的方向与穿过显影单元的枢轴的直线的方向对准，使得感光体与显影单元的显影辊之间的挤压接触力保持在由弹性构件(挤压接触弹簧)设定的压力。
[0004]而且，就采用这样的构造的图像形成设备而言，公知一种图像形成设备(日本未审专利申请特开8-286453号公报)，该图像形成设备包括例如显影剂载体、将旋转驱动应用至显影剂载体的驱动传递单元，以及间隙保持单元，该间隙保持单元保持显影剂载体的表面与潜像载体的表面之间的恒定间隙。驱动传递单元具有保持在图像形成设备的设备本体处的驱动齿轮以及保持在显影装置处的从动齿轮，从动齿轮构造成将驱动齿轮的驱动力传递到显影剂载体。这两种齿轮布置成:由驱动齿轮和从动齿轮产生的压力角方向基本与显影剂载体和潜像载体之间的距离的方向正交。
【发明内容】
[0005]作为至少包括感光体以及具有使间隙保持构件接触感光体的一部分并旋转的显影辊的显影装置的成像单元，本发明提供了这样一种成像单元，如果旋转动力经由驱动联接构件传递至显影装置的显影辊，那么当显影辊通过接收来自驱动联接部的旋转动力而被旋转地驱动时，该成像单元使显影棍的间隙保持构件能够持续稳定地接触感光体。本发明还提供了一种包括成像单元的图像形成设备。
[0006]根据本发明的第一方面(Al)，提供了一种成像单元，该成像单元包括:支撑体；由所述支撑体支撑的感光体；显影装置，该显影装置由所述支撑体支撑成能够绕布置在枢轴部处的枢轴摆动，并且该显影装置包括具有间隙保持构件的显影辊，所述间隙保持构件接触所述感光体的一部分并且保持所述显影辊与所述感光体之间的间隙；以及设置在所述显影辊的第一端部的从动联接构件，该从动联接构件以可移除地插入的方式联接至被传递有旋转动力的驱动联接构件，并且该从动联接构件将所述旋转动力传递至所述显影辊。所述枢轴部布置在这样的位置，在该位置处，所述显影装置借助该显影装置的自身重量沿朝向所述感光体的方向摆动。所述驱动联接构件或所述从动联接构件是这样的构件，该构件呈具有至少三个突出部的形式，当所述驱动联接构件与所述从动联接构件联接时，所述突出部限制所述显影装置在旋转方向上的运动。当所述显影辊接收来自所述驱动联接构件的所述旋转动力并被旋转地驱动时，所述显影辊在这样的方向上旋转，在该方向中，产生使所述显影装置沿朝向所述感光体的方向摆动的动作。
[0007]在根据本发明的第二方面(A2)的成像单元中，基于根据第一方面(Al)的所述成像单元，所述枢轴部布置在这样的位置，在该位置处，绕所述枢轴产生的力矩相对于一切向矢量沿所述显影辊接触所述感光体的方向起作用，所述切向矢量在一远离所述枢轴的相交点处沿所述显影辊的旋转方向指向，所述相交点被包括在这样的相交点中，在这些相交点处，连接所述枢轴和所述显影辊的旋转中心的直线与所述显影辊的表面相交。
[0008]根据本发明的第三方面(BI)提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括:根据第一方面(Al)或第二方面(A2)所述的成像单元；以及所述驱动联接构件，该驱动联接构件以可移除地插入的方式联接至所述成像单元中的所述显影装置的所述从动联接构件，并且该驱动联接构件将所述旋转动力传递到所述显影辊。
[0009]借助根据第一方面Al的成像单元，如果旋转动力通过驱动联接构件传递至显影装置的显影辊，那么当显影辊通过接收来自驱动联接构件的旋转动力而被旋转地驱动时，显影棍的间隙保持构件能持续稳定地接触感光体。
[0010]而且，借助根据第二方面A2的成像单元，能进一步适当地获得由第一方面Al提供的有益效果。
[0011]借助根据第三方面BI的图像形成设备，当成像单元中的显影装置的显影辊通过接收来自驱动联接构件的旋转动力而被旋转地驱动时，显影辊的间隙保持构件能持续稳定地接触感光体。
【附图说明】
[0012]将基于下面的附图详细描述本发明的示例性实施方式，在附图中:
[0013]图1是示出包括根据第一示例性实施方式的成像单元的图像形成设备的主要部分的示意性说明图；
[0014]图2是示出图1中的整个成像单元的立体图；
[0015]图3是示出沿箭头III所示的方向(设备的深度侧)看图2中的成像单元时的状态的背面外视图；
[0016]图4是沿图2中的成像单元的线IV-1V剖切的示意性剖面图；
[0017]图5是示出图2中的成像单元的深度侧端部(显影装置与从动侧联接器)的一部分的示意性剖面图；
[0018]图6A是示出安装图1中的图像形成设备的成像单元(例如，驱动侧联接器)的安装部的一部分的示意性剖面图，并且图6B是示出沿图6A中的箭头E2指示的方向看驱动侧联接器的状态的示意性前视图；
[0019]图7是示出图2中的成像单元安装至图像形成设备中的安装部(图6A)的状态下的一部分的示意性剖面图；
[0020]图8是示出图2中的成像单元的主要部分(感光鼓、显影装置等)的说明性剖面图；
[0021]图9是示出评估测试的结果的图表；
[0022]图10是示出旋转动力通过设置有三个爪的联接构件传递至显影辊时力产生状态、借助各个爪的跟随力的测量结果以及各个测量结果的总结果的说明图；
[0023]图11是概念性示出图2中的成像单元的构造以及该构造的各个作用力的说明图；
[0024]图12是概念性示出不同视点下图2中的成像单元的构造以及该构造的各个作用力的说明图；
[0025]图13是概念性示出评估测试中使用的比较例的成像单元的构造以及该构造的各个作用力的说明图；以及
[0026]图14是示出旋转动力通过设置有两个爪的联接构件传递至显影辊时力产生状态、借助各个爪的跟随力的测量结果以及各个测量结果的总结果的说明图。
【具体实施方式】
[0027]以下参照附图描述用于实施本发明的示例性实施方式(下文仅称作“示例性实施方式”)。
[0028]第一示例性实施方式
[0029]图1与图2示出包括根据第一示例性实施方式的成像单元2的图像形成设备I。图1示出图像形成设备I的概观，并且图2示出成像单元2的外观。由附图中的附图标记X、Y以及Z指示的箭头代表指示附图中预期的三维空间的宽度、高度以及深度的直角坐标轴(的方向)。
[0030]图像形成设备的总体构造
[0031]图像形成设备I在记录片材9 (记录介质的实施例)上形成由显影剂构造成的图像。例如，图像形成设备I被构造成打印机，该打印机通过接收从诸如信息终端等的外部设备输入的图像信息形成图像。
[0032]图像形成设备I包括整体具有箱型外观的壳体10。如图1中所示，成像单元2形成由用作显影剂的色调剂构造成的色调剂图像；中间转印装置30转运并传送由成像单元2形成的色调剂图像，然后将色调剂图像转印在记录片材9上；片材馈送装置40容纳待供应至中间转印装置30的二次转印位置的记录片材9，并且发送出记录片材9 ;并且定影装置45将经中间转印装置30 二次转印的色调剂图像定影至记录片材9。输出容纳部12形成在壳体10的上表面部处。在记录片材9被输出后，输出容纳部12容纳定影有图像并且以堆叠的方式形成的记录片材9。图1中的点划线是壳体10中的记录片材9的主要传送路径。
[0033]根据第一示例性实施方式的成像单元2由四个成像单元2Y、2M、2C以及2K构造成，这四个成像单元分别单独形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)以及黑色(K)的四色显影剂(色调剂)图像。而且，这些成像单元2 (Y、M、C、K)以黑色、青色、品红色、然后黄色的顺序布置在壳体10的内部空间中，使得其位置以上述顺序逐渐变高(倾斜的状态)。
[0034]四个成像单元2 (Y、M、C、K)均包括:沿箭头A指示的方向被旋转地驱动的感光鼓21 ;呈辊形或其它形状的充电装置22，该充电装置将感光鼓21的用作图像形成区的外周表面充电至预定电势；曝光装置23，该曝光装置使带电感光鼓21的外周表面照射具有根据图像信息划分的相应颜色成分之一的光，从而形成所述颜色成分的静电潜像；显影装置24 (Y、M、C、K)，该显影装置借助所述颜色成分的色调剂使静电潜像显影，从而使静电潜像显现成相应颜色(Y、M、C、K)的色调剂图像；以及鼓清洁装置26，在感光鼓21上的色调剂图像一次转印在中间转印装置30(中间转印带31)上之后，该鼓清洁装置移除余留在感光鼓21的外周表面上的诸如色调剂之类的不需要的物质并清理干净感光鼓21。
[0035]而且，在每个成像单元2(Y、M、C、K)中，感光鼓21、充电装置22、显影装置24(Y、M、C、K)以及鼓清洁装置26由共同的支撑框架20 (参见图2)支撑并因而是集成的，而且整体具有可移除地附接至设置在图像形成设备I的壳体10处的相应安装部(未示出)的单元结构。而且，成像单元2 (Y、M、C、K)安装至图像形成设备I的安装部，并以如下姿态使用:布置显影装置24的那一侧相对于作为中心的感光鼓21稍微向上升高，并且整个单元稍微倾斜。呈线性形式布置的LED阵列被应用至曝光装置23，在LED阵列中，结合了多个发光二级管(LED)和多种光学部件。曝光装置23预先布置在图像形成设备I的壳体10处。而且，在成像单元2被安装至图像形成设备I的安装部的情况下，此曝光装置23布置在形成于成像单元2中的充电装置22与显影装置24之间的布置空间230 (参见图3与图4)内。
[0036]稍后描述成像单元2 (Y、M、C、K)的细节。
[0037]在每个成像单元2 (Y、M、C、K)中，例如，当接收到图像形成操作的要求时，充电装置22将被旋转驱动的感光鼓21的外周表面充电至预定电势，然后曝光装置23使感光鼓21的带电外周表面照射对应于相应颜色成分的图像信号的光，并因而形成该颜色成分的静电潜像。然后，相应的显影装置24(Y、M、C、K)借助四种颜色(Y、M、C、K)中相应一者的色调剂使形成在感光鼓21的外周表面上的颜色成分的静电潜像显影。因此，四种颜色的色调剂图像形成在感光鼓21上。
[0038]中间转印装置30布置成朝四个成像单元2(Y、M、C、K)的上侧稍微倾斜。中间转印装置30包括:环状的中间转印带31，该中间转印带借助静电效应使得形成在成像单元2 (Y、M、C、K)的感光鼓21上的色调剂图像能够被转印并保持在其上；多个支撑辊32a至32e，这些支撑辊支撑中间转印带31，使得中间转印带31相继经过成像单元2(Y、M、C、K)的各个一次转印位置并且旋转；呈辊形或其它形状的一次转印装置34，这些一次转印装置布置在中间转印带31的内侧，并且将分别形成在成像单元2 (Y、M、C、K)的感光鼓21上的色调剂图像一次转印到中间转印带31的外周表面上；呈辊形或其它形状的二次转印装置35，该二次转印装置将一次转印在中间转印带31上的色调剂图像二次转印到记录片材9上；以及带清洁装置36，该带清洁装置移除二次转印后余留在中间转印带31的外周表面上的诸如色调剂之类的不需要的物质，并且清理干净中间转印带31。
[0039]支撑辊32a构造成驱动辊以及二次转印支承辊，支撑辊32c构造成张力施加辊，支撑辊32d与支撑辊32e构造成表面整形辊，并且支撑辊32b构造成清洁支承辊。
[0040]片材馈送装置40布置在四个成像单元2(Y、M、C、K)下方。片材馈送装置40附接至壳体10而能够从壳体10取出，并且包括:片材容纳体41，该片材容纳体容纳堆叠在安装板42上的期望尺寸与种类的记录片材9 ;以及发送装置43，该发送装置从片材容纳体41 一张接一张地发送出记录片材9。
[0041]例如，在图像形成操作过程中，此片材馈送装置40借助发送装置43从片材容纳体41 一张接一张地发送出预定的记录片材9。从片材馈送装置40发送出的记录片材9沿由点划线指示的传送路径移动，并最终借助布置在传送路径中的转印正时调节辊对44与二次转印正时同步地发送至中间转印装置30的二次转印位置(位于中间转印带31与二次转印装置35之间)。
[0042]在中间转印装置30中，例如，在图像形成操作过程中，分别形成在成像单元2(Y、M、C、K)中的感光鼓21上的相应颜色的色调剂图像借助一次转印装置34的转印动作以色调剂图像的位置相互对准的方式相继地一次转印在中间转印带31的外周表面上。此时，在成像单元2 (Y、M、C、K)中，鼓清洁装置26在一次转印后清理干净感光鼓21的外周表面。然后，中间转印带31将一次转印的色调剂图像传送至二次转印位置，中间转印带31在该二次转印位置面对二次转印装置35。然后，中间转印装置30借助二次转印装置35的转印动作将中间转印带31上的色调剂图像二次转印到从片材馈送装置40供应至二次转印位置的记录片材9上。而且，在中间转印装置30中，带清洁装置36在二次转印后清理干净中间转印带31的外周表面。
[0043]定影装置45包括:沿预定方向被旋转驱动的呈辊形、带形或其它形状的加热旋转体46，该加热旋转体被加热单元加热成表面温度保持在预定温度；以及呈辊形、带形或其它形状的加压旋转体47，该加压旋转体以预定压力与加热旋转体46接触，从而基本沿加热旋转体46的旋转轴线方向布置，并且通过跟随加热旋转体46的旋转而旋转。
[0044]在定影装置45中，在图像形成过程中，具有在中间转印装置30处二次转印在其上的色调剂图像的记录片材9被发送至加热旋转体46与加压旋转体47之间的压力接触部分，从而被加热以及加压。因此，色调剂图像熔化并定影至记录片材9。被定影的记录片材9在由点划线指示的传送路径中移动，借助布置在传送路径中的输出辊对48输出至壳体10的外部，然后被容纳在输出容纳部12中。
[0045]图像形成设备I能够形成彩色图像，通过选择性地操作成像单元2 (Y、M、C、K)中的所有或部分(但是是多个)成像单元而结合四种颜色(Y、M、C、K)中的所有或部分色调剂构造成所述彩色图像。而且，图像形成设备I能够形成单色图像，通过操作成像单元2 (Y、M、C、K)中的一者而使例如黑色的单色色调剂构造成所述单色图像。
[0046]成像单元等的构造
[0047]如图2至图5等所示，每个上述成像单元2 (Y、M、C、K)均被构造成:感光鼓21、充电装置22、显影装置24 (Y、M、C、K)以及鼓清洁装置26由支撑框架20支撑并因而是集成的。支撑框架20包括至少两个侧板20A与20B，并且还包括联接构件，该联接构件使侧板20A和20B与所需要的其它构件联接。
[0048]例如，感光鼓21使用这样的构造，在该构造中，由有机传导材料等形成的感光层形成在接地的筒形传导基体的外周表面上。感光鼓21具有盘形凸缘部212与213，这些盘形凸缘部构成传导基体的位于感光鼓21的纵向方向上的两端的部分。而且，感光鼓21被附接成:位于其两端部上的旋转轴可相对于侧板20A与20B旋转。而且，感光鼓21被构造成使得旋转动力被传递至该感光鼓21，这是因为，在成像单元2被安装的情况下，布置在设置于深度侧的端部的轴部215内的从动齿轮214与布置在旋转驱动装置(未示出)的轴部接纳部内的驱动齿轮啮合，此旋转驱动装置布置在图像形成设备I的壳体10处。
[0049]充电装置22使用接触充电装置，在该接触充电装置中，充电辊221接触感光鼓21的外周表面，并通过跟随感光鼓21而旋转。充电辊221被附接成:其两个端部可相对于侧板20A与20B旋转。而且，充电辊221包括清洁刷辊222，该清洁刷辊接触充电辊221的外周表面并旋转。
[0050]而且，就显影装置24 (Y、M、C、K)而言，例如，使用这样的双成分显影装置，此双成分显影装置使用包含色调剂与载体的双成分显影剂。双成分显影装置24包括容纳显影剂的壳体240。在壳体240中，显影装置24还包括:显影辊241，该显影辊具有旋转套筒242以及布置在套筒242中的磁体辊243 ;诸如螺旋推运器之类的搅拌传送构件245和246，这些搅拌传送构件搅拌容纳在壳体240中的显影剂，并以循环的方式传送显影剂，使得色调剂经过显影辊241 ;以及杆形层厚度限制构件247，该层厚度限制构件限制由显影辊241的套筒242保持的显影剂的量(层厚度)。盘形跟随辊244设置在显影辊241的两个端部。跟随辊244接触感光鼓21的一部分(凸缘部212与213的外周表面)，并保持显影辊241与感光鼓21的图像形成表面之间的间隙。
[0051]鼓清洁装置26在其壳体中包括:诸如弹性板之类的清洁构件261，该清洁构件接触感光鼓21，而且刮擦且移除诸如余留的色调剂之类的不需要的物质；以及诸如螺旋推运器之类的旋转传送构件262，该旋转传送构件将由清洁构件261刮擦且移除的余留色调剂作为废弃色调剂发送到回收容器(未示出)。鼓清洁装置26被附接成:其两个端部固定至侧板20A与20B。
[0052]如图2至图5等所示，在成像单元2(Y、M、C、K)中，显影装置24(Y、M、C、K)被侧板20A与20B支撑成能够绕枢轴部28A与28B沿由箭头Pl和箭头P2指示的方向摆动。
[0053]具体地说，每个枢轴部28A与28B均包括:设置在显影装置24的壳体240的一部分处的摆动轴部249 ;以及孔形摆动轴接纳部208，该摆动轴接纳部设置在侧板20A与20B的上部，从而以旋转配合的方式接收摆动轴部249并支撑摆动轴部249 (参见图5)。显影装置24的摆动轴部249设置有摆动臂部248。摆动臂部248具有这样的形状，其中，侧表面部与布置在显影装置的壳体240中的显影辊241的两个端部中的一者一起沿重力方向(沿附图中坐标轴Y方向的方向)向上侧延伸。于是，摆动轴部249从摆动臂部248的上端部向外伸出。
[0054]而且，枢轴部28A与28B布置在侧板20A与20B的这样的位置处，在所述位置，显影装置24凭借自身重量沿朝向感光鼓21的方向Pl摆动。在第一示例性实施方式中，枢轴部28A与28B被布置在例如比在重力方向上穿过整个显影装置24的重心的的直线更接近感光鼓21的位置。
[0055]因此，在成像单元2中，显影装置24被恒定支撑在如下状态:显影装置24绕支撑框架20中的枢轴部28A与28B沿朝向感光鼓21方向Pl摆动。
[0056]而且，在此成像单元2 (Y、M、C、K)中，将旋转动力传递至显影辊241 (实际上是套筒242)的从动侧联接器60设置在每个显影装置24 (Y、M、C、K)中的显影辊241的第一端部。如图6A、图6B、图7等中所示，从动侧联接器60以可移除地插入的方式联接至布置在图像形成设备I的壳体10处的驱动侧联接器15，从而接收被传递的旋转动力。通过将从动侧联接器60联接至驱动侧联接器15，旋转动力被传递至从动侧联接器60。
[0057]在第一示例性实施方式中，如图7等所示，驱动侧联接器15应用了提供有三个爪16的形式，当驱动侧联接器15联接至从动侧联接器60时，这三个爪限制显影辊241在旋转方向B上的运动(停止运动、接合)。
[0058]具体地说，驱动侧联接器15具有三个具有突出的形状的爪16a、16b以及16c，这三个爪在联接器的插入/移除方向上略长。爪16a、16b以及16c以在联接器的旋转方向上相隔相等间距的方式设置在筒形本体15a的联接侧端部处的外周表面上。
[0059]而且，如图6A、图6B、图7等所示，驱动侧联接器15布置在构成图像形成设备I的壳体10中的成像单元2的安装部的内框架13处，使得联接器15沿该联接器15面向所安装的成像单元2的深度侧端部的方向突出。
[0060]而且，驱动侧联接器15以可移置的方式容纳于联接器容纳部142中。联接器容纳部142设置在传动齿轮141中，该传动齿轮构成齿轮系机构部14的一部分，齿轮系机构部14传递布置在图像形成设备I的壳体10中的旋转驱动装置(未示出)的旋转动力。具体地说，驱动侧联接器15的联接器本体15a的附接侧端部以可移置的方式沿大体水平方向(例如沿坐标轴Z方向)配合至联接器容纳部142。而且，附接侧端部联接至螺旋弹簧17的第二端(螺旋弹簧17的第一端固定至联接器容纳部142)，从而驱动侧联接器15借助螺旋弹簧17的弹力而可弹性地移置。
[0061]与之相比，如图3、图5等所示，设置在显影辊241的第一端部的从动侧联接器60具有位于筒形本体61的联接侧端部的柱状联接凹口部。驱动侧联接器15的本体15a的联接侧端部配合到联接凹口部中。从动侧联接器60还具有三个爪接纳槽62，这三个爪接纳槽位于联接凹口部的内壁表面处。爪接纳槽62接纳并保持驱动侧联接器15的三个爪16a、16b 以及 16c。
[0062]而且，从动侧联接器60的本体61的附接侧端部固定至显影辊241的旋转轴部。而且，在成像单元2被安装的情况下，从动侧联接器60从设置在深度侧的侧板20B处的开口部206暴露至外部。
[0063]如图7所示，当成像单元2(Y、M、C、K)安装至图像形成设备I的安装部时，设置在显影辊241处的从动侧联接器60联接至设置在图像形成设备I的安装部处的驱动侧联接器15。
[0064]具体地说，驱动侧联接器15的联接侧端部插入位于移动至图像形成设备I的深度侧(坐标轴Z方向)的成像单元2处的从动侧联接器60的联接凹口部中，然后驱动侧联接器15的三个爪16a、16b以及16c分别插入从动侧联接器60的三个爪接纳槽62中。由此完成联接操作。
[0065]因此，驱动侧联接器15的旋转动力经由从动侧联接器60而被传递至每个显影装置24中的显影辊241。因而，显影辊241沿预定方向B被旋转地驱动。
[0066]当成像单元2安装至图像形成设备I的安装部时，处于安装状态下的图像形成设备I被定位成:例如，感光鼓21的轴部215配合到设置在安装部处的轴部接纳部中。例如借助如下操作执行安装成像单元2时的定位:将感光鼓21的轴部215 (参见图2与图3)配合到设置在安装部处的轴部接纳部中；将设置在支撑框架20的侧板20B处的定位突出部217 (参见图3)配合到设置在安装部处的定位孔中；使设置在支撑框架20的侧板20B处的定位突出部216 (参见图2)与设置在安装部处的定位凹口部接触，并将定位突出部216配合到定位凹口部中等。
[0067]而且，如图8等所示，在此成像单元2 (Y、M、C、K)中，当每个显影辊241通过接收来自驱动侧联接器15的旋转动力而被旋转地驱动时，显影装置24(Y、M、C、K)的显影辊241沿如下方向旋转，在此方向上，沿显影装置24逼近感光鼓21的由箭头Pl指示的方向或由箭头M指示的方向产生动作(力矩)。
[0068]在第一示例性实施方式中，如图8等所示，每个显影装置24(Y、M、C、K)中的显影辊241沿由箭头B指示的方向相对于沿由箭头A指示的方向被旋转地驱动的感光鼓21旋转。换而言之，就枢轴部28以及沿由箭头A指示的方向被旋转地驱动的感光鼓21而言，显影辊241被设定为旋转成:在远离枢轴部28的相交位置，显影辊241的表面的旋转方向是朝向感光鼓21的方向，在所述相交位置，所述表面与穿过枢轴部28的中心(枢轴)02以及显影辊241的旋转中心Ol的假想线L相交。
[0069]如图3等所示，在根据第一示例性实施方式的每个成像单元2中，设置有螺旋弹簧29。螺旋弹簧29防止显影装置24意外地在远离感光鼓21的由箭头P2指示的取向(方向)上绕枢轴部28摆动。S卩，螺旋弹簧29的第一端部附接至大体位于显影装置24的壳体240中的显影辊241与搅拌传送构件245之间的中间位置的部分，并且螺旋弹簧29的第二端部附接至与支撑框架20的枢轴部28分离的部分。
[0070]螺旋弹簧29还起弹性推压构件的作用，该弹性推压构件施加微小作用力，因而使显影装置24绕枢轴部28沿朝向感光鼓21的方向Pl弹性摆动。
[0071]成像单元等的使用与操作状态
[0072]当使用具有上述构造的成像单元2 (Y、M、C、K)时，通过执行移动操作以使得成像单元2相对于图像形成设备I的壳体10的安装部朝向图像形成设备I的深度侧(由箭头Z指示的方向)插入来安装成像单元2。此时每个成像单元2借助固定部(未示出)固定至安装部。
[0073]在安装时，每个成像单元2的感光鼓21中的轴部215配合到设置在图像形成设备I的安装部处的轴部接纳部(未不出)中，并且感光鼓21中的从动齿轮214与设置在图像形成设备I的安装部处的驱动齿轮(未示出)啮合。
[0074]而且，在安装时，每个成像单元2的显影装置24中的从动侧联接器60联接至设置在图像形成设备I的安装部处的驱动侧联接器15 (参见图7)。具体地说，驱动侧联接器15的联接侧端部插入到从动侧联接器60的联接凹口部中，然后如上所述，驱动侧联接器15的三个爪16a、16b以16c分别插入到从动侧联接器60的三个爪接纳槽62中并且容纳于其中。从而完成联接。
[0075]然后，在图像形成设备I的图像形成等的时候，旋转动力经由诸如驱动齿轮、驱动侧联接器15等的驱动传递部从位于图像形成设备I的本体处的旋转驱动装置(未示出)传递至成像单元2 (Y、M、C、K)。
[0076]因此，成像单元2中的感光鼓21接收经由从动齿轮214从驱动齿轮(未示出)传递来的旋转动力，从而开始沿箭头A指示的方向被旋转地驱动。而且，成像单元2中的显影装置24的显影辊241 (套筒242)接收经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递来的旋转动力，从而开始沿箭头B指示的方向被旋转地驱动。而且，在显影装置24中，因为搅拌传送构件245和246借助齿轮传动机构(未示出)连接至显影辊241，所以搅拌传送构件245和246接收由显影辊241传递的旋转动力，从而开始沿预定方向被旋转地驱动。
[0077]具体地说，在每个成像单元2中，如上所述，显影装置24凭借自身重量绕支撑框架20中的枢轴部28A与28B沿朝向感光鼓21的方向Pl摆动。而且，在显影装置24中，因为如上所述，显影辊241沿箭头B指示的方向被旋转地驱动，所以如图8示例性所示在显影辊241处产生使显影装置24沿朝向感光鼓21的方向Pl摆动的作用力(力矩)M。
[0078]而且，作为用于向显影辊241传递旋转动力的驱动侧联接器15与从动侧联接器60，图像形成设备I与每个成像单元2采用设置有三个爪16a至16c的联接构件。因此，限制了扭矩的变动，从而驱动侧联接器15与从动侧联接器60之间几乎不产生咬合振动。旋转动力被稳定地传递至显影辊241。
[0079]因此，在每个成像单元2中，尽管旋转动力经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递至显影装置24中的显影辊241，但是不会发生变动等的稳定的旋转动力被稳定地传递至显影辊241。而且，显影辊241的跟随辊244持续稳定地接触感光鼓21 (凸缘部212与213) ο
[0080]因此，在每个成像单元2 (Y、M、C、K)中，可以持续稳定地保持显影装置24 (Y、M、C、K)中的显影辊241与感光鼓21之间的间隙，并因而可以执行稳定的显影。因此，在图像形成设备I中，可以避免产生由成像单元2(Υ、Μ、C、K)中的间隙不稳定导致的显影失败以及由旋转速度不均匀导致的显影失败，从而不会产生由这些显影失败导致的图像质量缺陷。
[0081]评估测试等
[0082]在评估测试中，根据第一示例性实施方式的成像单元2Κ (实施例)被安装至仿效图像形成设备I的单元安装部的装置，并且测量成像单元2Κ的显影装置24Κ中的显影辊241的跟随辊244接触感光鼓21时的挤压接触力(跟随力)。
[0083]此评估测试中使用的成像单元2Κ的主要条件如下。
[0084]就感光鼓21而言，采用这样的测试结构，在该测试结构中，应用了模仿具有约30mm外直径的有机感光鼓的由合金铝制成的筒形构件，并且在筒形构件中布置有测压元件(负载转换器)。显影装置24K包括具有约16mm外直径的套筒242的显影辊241，并且具有约430g的总质量(包括显影剂初始容纳量的重量)。显影装置24K采用作为枢轴部28的枢轴部，该枢轴部被构造成:沿重力方向(坐标轴Z方向)从显影辊241的旋转中心01到枢轴02的距离约是20mm ;布置枢轴部的位置与沿重力方向穿过显影辊241的旋转中心01的直线相比沿水平方向(坐标轴X方向)以Imm之差更接近感光鼓21。显影装置24K被支撑成能够绕枢轴部摆动。显影辊241接收经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递来的旋转动力，因而显影辊241以50至400mm/s的旋转速度沿箭头B的方向被旋转地驱动。
[0085]这样测量跟随力:布置有测压元件的测试结构被假定成感光鼓21并安装至成像单元2，电压输入记录器连接至测压元件并记录结果。此时，从显影辊241的旋转被停止的状态到显影辊241接收旋转动力、开始被旋转地驱动并且以稳定速度旋转的状态，执行至少预定时间(此案例中为4秒)的测量。
[0086]图9示出了此实施例的测量结果。在图9中，跟随力约是4.0N的时段(略早于I秒(Is)的运行时间的时段)对应于显影辊241的旋转被停止的时段(旋转停止时)。
[0087]而且，为了比较，准备了包括具有图13中示意性示出的构造的显影装置24N的成像单元，然后通过利用具有安装有此成像单元的图像形成设备I (比较例)执行了类似于本实施例的测量的测量。图9中也示出了此比较例的测量结果。
[0088]在根据比较例的成像单元中，感光鼓21沿箭头C指示的方向被旋转地驱动。在根据比较例的成像单元中，显影装置24N在其下部受到支撑框架的支撑，使得显影装置24N绕枢轴部28沿箭头D3与箭头D4指示的方向摆动。而且，类似于实施例，旋转动力经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递至显影装置24N中的显影辊241，从而显影辊241沿箭头E指示的方向被旋转地驱动。在此情况下，图13中感光鼓21的旋转方向C是从图像形成设备I的安装部的近侧观察的，因而旋转方向C基本类似根据实施例的感光鼓21的旋转方向(由箭头A指示的)。而且，显影装置24N绕支撑框架20中的枢轴部28沿箭头D4指示的远离感光鼓21的方向摆动。
[0089]而且，根据比较例的成像单元的主要条件如下。
[0090]感光鼓21具有与实施例相同的构造。显影装置24N包括具有约16mm外直径的套筒242的显影辊241，并且具有约600g的总质量。显影装置24N采用作为枢轴部28的枢轴部，该枢轴部构造成:沿重力方向(坐标轴Z方向)从显影辊241的旋转中心01到枢轴02的距离约是31mm，枢轴部布置在沿重力方向穿过显影辊241的旋转中心01的直线上(即，所述直线与感光鼓21之间的位移量约是0_的构造)。显影装置24N被支撑成能够绕枢轴部摆动。显影辊241接收经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递来的旋转动力，因而显影辊241以约220mm/s的旋转速度沿箭头E的方向被旋转地驱动。由于类似于上述感光鼓21的旋转方向的原因，显影辊241的旋转方向E基本与根据实施例的显影辊241的旋转方向(由箭头B指示的方向)相同。
[0091]参照图9中所示的结果，从实施例发现，当根据实施例显影辊241开始被旋转地驱动时，跟随力相比旋转停止时的跟随力增大，并且显影辊241的跟随辊244持续稳定地接触感光鼓21。与之相比，从比较例发现，当显影辊241开始被旋转地驱动时，跟随力相比旋转停止时的跟随力减小，并且显影辊241的跟随辊244趋向于以处于不稳定状态的相对小的作用力接触感光鼓21。
[0092]在实施例与比较例中的每一者中，预计跟随力会例如由于以下原因而小幅度变动:在联接器15和60之间进行联接时从显影辊241的中心01到爪的接触部的距离的变动；分力的变动；由驱动侧联接器15的姿态导致的相位的变动；以及从动侧联接器60的多个爪接纳槽62的角度的变动。但是，此水平的变动是在实际应用中可以忽略的非常小的变动。而且，在实施例与比较例中的每一者中，如上所述，旋转停止的跟随力是由借助显影装置自身重量的摆动力与螺旋弹簧29的弹力的结合提供的作用力产生的。
[0093]为了参考的目的，显影辊241沿相反的方向(与箭头B指示的方向相反的方向)旋转，从而根据比较例测量跟随力。然后，经验证，得到类似于比较例的结果。
[0094]如上所述，在根据实施例的成像单元2以及图像形成设备I中，采用设置有三个爪16a至16c的联接构件作为驱动侧联接器15与从动侧联接器60。因此，从严格意义上来说，旋转动力从相应的三个爪16a至16c传递至显影辊241。
[0095]如果用图来说明经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递至显影辊241的旋转动力的状态，那么此图可以是图10的上半部分。在图10中，附图标记Al、A2以及A3指示三个爪16a至16c的位置。S卩，假设动力F1、F2以及F3从各个爪传递至显影辊241。动力F1、F2以及F3具有X分向量的分力F1X、F2X以及F3X，这些分力被分解成沿朝向感光鼓21的方向定向的分力。
[0096]因此，除了上述评估测试外，还核查了各个动力的X分向量的分力FIX、F2X以及F3X如何作用在旋转期间的显影辊241上。
[0097]图10的左下部分示出所核查的各个动力的X分向量FIX、F2X以及F3X的跟随力的符合显影辊241的旋转角Θ O的结果。跟随力均表现为这样的结果，这些结果改变而产生具有对应于三个爪的布置关系的120。相位差的包括正值与负值的正弦曲线波形。
[0098]然后，当将各个动力的X分向量的分力F1X、F2X以及F3X各自的跟随力加起来时，得到图10中右下部分所示的结果。
[0099]S卩，在此时将X分向量的分力F1X、F2X以及F3X加起来的情况下，得到位于正侧的恒定跟随力。从严格意义上来说，总的跟随力具有这样的波形，该波形由于分力的变动以及相位的移置而以非常小的宽度周期性地垂直变动。
[0100]就此而言，如图11中概念性所示，在实施例的成像单元2中，当沿箭头B指示的方向旋转地驱动显影装置24的显影辊241时，预计产生由X分向量的分力F1X、F2X以及F3X产生的由箭头Ml指示的朝向感光鼓21的作用力(力矩)以及由箭头M2指示的远离感光鼓21的作用力(力矩)。
[0101]在采用由具有三个爪16a至16c的驱动侧联接器15为代表的驱动联接构件(或从动联接构件)的情况下，由箭头Ml指示的作用力大于由箭头M2指示的作用力，并且此关系起根据通过将X分向量的分力FIX、F2X以及F3X加起来得到的总驱动力的力矩MFl的作用。因此，在实施例的成像单元2中，当开始沿箭头B指示的方向旋转地驱动显影辊241时，预计产生作为这样的作用力的上述力矩MF1，该作用力使显影装置24沿朝向感光鼓21的Pl方向摆动。
[0102]与之相比，如图13中概念性所示，在比较例的成像单元中，当沿箭头E指示的方向旋转地驱动显影装置24N的显影辊241时，类似于实施例，预计产生由X分向量的分力F1X、F2X以及F3X致使的由箭头M4指示的朝向感光鼓21的作用力以及由箭头M3指示的远离感光鼓21的作用力。
[0103]而且，在比较例的成像单元中，箭头M3指示的作用力大于箭头M4指示的作用力，并且此关系起根据通过将X分向量的分力F1X、F2X以及F3X加起来得到的总驱动力的力矩MF2的作用。因此，在比较例的成像单元2中，当开始沿箭头E指示的方向旋转地驱动显影辊241时，预计产生作为这样的作用力的上述力矩MF2，该作用力使显影装置24沿远离感光鼓21的方向D4摆动。
[0104]如果回顾上述内容，那么可以认为根据第一示例性实施方式的成像单元2中的显影装置24的枢轴部28的构造如下。
[0105]S卩，如图12中所示，显影装置24的枢轴部28布置在这样的位置，在该位置处，相对于在连接枢轴02和显影辊241的旋转中心01的假想线L与显影辊241 (套筒242)的表面相交的相交点Jl和J2中的远离枢轴02的相交点J2处的、指向显影辊241的旋转方向B的切向矢量V2，绕枢轴02产生的力矩ML沿显影辊241接触感光鼓21的方向作用(最终力矩)。
[0106]最后，核查采用作为驱动侧联接器15与从动侧联接器60的设置有两个爪16a与16b的联接构件的情况。
[0107]在此情况下，严格意义上来说，旋转动力从两个爪16a与16b传递至显影辊241。如果用图来说明经由从动侧联接器60从驱动侧联接器15传递至显影辊241的旋转动力的状态，那么此图可以是图14的上部分。在图14中，附图标记A4与A5指示两个爪16a与16b的位置。即，认为，在此情况下，动力F4与F5从相应的爪传递至显影辊241。动力F4与F5具有X分向量的分解成沿朝向感光鼓21的方向定向的分力的分力F4X与F5X。
[0108]然后，核查各个动力的X分向量的分力F4X与F5X的相应的跟随力，以便核查动力的X分向量的分力F4X与F5X如何作用在旋转期间的显影辊241上，图14的左下部分得到符合显影辊241的旋转角Θ O的结果。跟随力均表现为这样的结果，这些结果改变而产生具有对应于两个爪的布置关系的180。相位差的包括正值与负值的正弦曲线波形。
[0109]然后，当将各个动力的X分向量的分力F4X与F5X各自的跟随力加起来时，得到图14中右下部分所示的结果。
[0110]S卩，在将X分向量的分力F4X与F5X加起来的情况下，跟随力在正侧周期性变化。实际上，可以由于分力的变动以及相位的变动提供负侧的跟随力。
[0111]在采用两个爪的驱动联接构件(或从动联接构件)的成像单元2中，总跟随力从联接构件传递至显影辊241。因此，被传递的旋转动力会变动。在此情况下，当显影辊241开始沿箭头B方向被旋转地驱动时，预计使显影装置24沿朝向感光鼓21的方向Pl摆动的作用力最终成为可变动并且不稳定的力。
[0112]其它示例性实施方式
[0113]在第一示例性实施方式中，成像单元2中的显影装置24的枢轴部28在重力方向上布置在显影装置24的上方，然而，枢轴部28可以在重力方向上布置在显影装置24的下方(参见图13)。在成像单元2中，可以省略第一示例性实施方式中例示的螺旋弹簧29。而且，显影装置不限于双成分的显影装置24，而例如可以是利用单成分显影剂的单成分显影
目.ο
[0114]而且，在第一示例性实施方式中，提供三个爪16a至16c作为成像单元2中包括从动侧联接器60与驱动侧联接器15的联接构件，然而，可以为联接构件的爪提供四个或多个爪。另选的是，爪可以形成在从动侧联接器60上。爪的形状不受特别的限制。
[0115]而且，在第一示例性实施方式中，四个成像单元2 (Y、M、C、K)可移除地安装成图像形成设备I，然而，可以在图像形成设备I中安装多个成像单元2 (不同于4的数量)或单个成像单元2。S卩，只要在成像单元2被安装的情况下图像形成设备I可以被使用，那么诸如形式等的条件是不受特别的限制的。
[0116]为说明和描述之目的提供了对于本发明的示例性实施方式的以上描述。并不旨在穷举本发明或者将本发明限制于所公开的确切形式。显然，多个变型和变更对本领域技术人员来说是显而易见的。所选择和描述的实施方式是为了更好地解释本发明的原理和其实际应用，因此使得本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施方式及适合于所构想的具体应用的各种变型。本发明的保护范围理应由所附权利要求及其等同物来限定。
【主权项】
1.一种成像单元，该成像单元包括: 支撑体； 由所述支撑体支撑的感光体； 显影装置，该显影装置由所述支撑体支撑成能够绕布置在枢轴部处的枢轴摆动，并且该显影装置包括具有间隙保持构件的显影辊，所述间隙保持构件接触所述感光体的一部分并且保持所述显影辊与所述感光体之间的间隙；以及 设置在所述显影辊的第一端部的从动联接构件，该从动联接构件以可移除地插入的方式联接至被传递有旋转动力的驱动联接构件，并且该从动联接构件将所述旋转动力传递至所述显影辊， 其中，所述枢轴部布置在这样的位置，在该位置处，所述显影装置借助该显影装置的自身重量沿朝向所述感光体的方向摆动， 其中，所述驱动联接构件或所述从动联接构件是这样的构件，该构件呈具有至少三个突出部的形式，当所述驱动联接构件与所述从动联接构件联接时，所述突出部限制所述显影装置在旋转方向上的运动，并且 其中，当所述显影辊接收来自所述驱动联接构件的所述旋转动力并被旋转地驱动时，所述显影辊在这样的方向上旋转，在该方向中，产生使所述显影装置沿朝向所述感光体的方向摆动的动作。2.根据权利要求1所述的成像单元，其中，所述枢轴部布置在这样的位置，在该位置处，相对于在连接所述枢轴和所述显影辊的旋转中心的直线与所述显影辊的表面相交的相交点中的远离所述枢轴的相交点处的、指向所述显影辊的旋转方向的切向矢量，绕所述枢轴产生的力矩沿所述显影辊接触所述感光体的方向作用。3.一种图像形成设备，该图像形成设备包括: 根据权利要求1或2所述的成像单元；以及 所述驱动联接构件，该驱动联接构件以可移除地插入的方式联接至所述成像单元中的所述显影装置的所述从动联接构件，并且该驱动联接构件将所述旋转动力传递到所述显影辊。
【文档编号】G03G15/08GK105867091SQ201510645177
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年10月8日
【发明人】牧田翔太, 服部龙治, 西村和也, 西泽克行
【申请人】富士施乐株式会社