CN103135404B - 显影器件以及包括其的成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明总的发明构思提供一种显影器件以及采用该显影器件的电子照相成像装置，该显影器件包括：第一框架，支撑感光构件；第二框架，支撑显影辊；以及连接架，一体地包括耦接到第一框架的侧部分的固定支架、耦接到第二框架的侧部分的柔性支架、以及使固定支架和柔性支架彼此连接以提供弹力并且使显影辊弹性地偏向感光构件的弹性臂。

Description

显影器件以及包括其的成像装置

技术领域

本发明总发明构思涉及包括显影辊的显影器件以及采用该显影器件的电子照相成像装置，其中该显影辊将调色剂供应到感光构件以显影图像。

背景技术

电子照相成像装置通过以下步骤在记录介质上打印图像：通过将根据图像信息调制的光束照射到感光构件上而在感光构件的表面上形成静电潜像，通过将调色剂供应到静电潜像上而将静电潜像显影成可见的调色剂图像，以及将调色剂图像转印到记录介质上从而定影调色剂图像。电子照相成像装置包括在其中容纳调色剂的显影器件。

调色剂可以提供为包括显影辊的显影盒（cartridge），该显影盒可以被称为显影器件。当容纳在显影器件中的调色剂完全耗尽时，从成像装置取出显影器件，并将新的显影器件安装在电子照相成像装置中。

显影辊接触感光构件从而在其间具有预定的辊隙，或者显影辊可以与感光构件分离设置使得在显影辊与感光构件之间存在显影间隔。为了高品质打印图像而没有诸如图像遗漏或图像错位的缺陷，辊隙或显影间隔必须保持不变。为此，朝向感光构件按压显影辊。如果按压力太小，则会出现诸如图像遗漏或错位的缺陷，如果按压力太大，则感光构件会被损坏并且显影器件的驱动负荷增大。

发明内容

本发明总的发明构思提供一种显影器件以及采用该显影器件的电子照相成像装置，该显影器件能通过使用最小的压力保持感光构件与显影辊之间的辊隙或显影间隔而降低显影器件的驱动负荷。

本发明总的发明构思的额外特征和效用将部分地在以下的描述中阐述，且部分将通过该描述明显或者可以通过对本发明构思的实践而习知。

本发明总的发明构思的一实施方式可以通过提供一种连接到成像装置的主体/从成像装置的主体分离的显影器件来实现，该显影器件包括：第一框架，支撑感光构件；第二框架，支撑显影辊；以及连接架，一体地包括耦接到第一框架的侧部分的固定支架、耦接到第二框架的侧部分的柔性支架、以及使固定支架和柔性支架彼此连接以提供弹力并且使显影辊弹性地偏向感光构件的弹性臂。

间隙可以形成在固定支架与柔性支架之间，弹性臂可以使固定支架和柔性支架彼此连接从而根据间隙的变化产生弹力。柔性支架和第二框架可以彼此耦接从而使弹性臂弹性变形并产生弹力。连接架可以通过模塑工艺形成。

接触感光鼓以保持显影辊与感光鼓之间的距离的间隔物可以设置在显影辊的转轴上。

显影器件还可以包括弹性构件，该弹性构件由第一和第二框架支撑以在显影辊靠近感光构件的方向上推动第二框架。

通信单元可以设置在连接架上，在显影器件安装在主体中时该通信单元电连接到主体。

显影器件还可以包括：可以从第一框架延伸的至少一个凸起；以及可以设置在连接架的固定支架中以接收至少一个凸起的固定孔。

显影器件还可以包括用于限定至少一个固定孔的至少一个固定孔连接部，其中至少一个凸起突出穿过至少一个固定孔以变形并且与至少一个固定孔连接部的平坦部分接触。

显影器件还可以包括：从第二框架延伸的第二凸起；以及设置在连接架的柔性支架中以接收第二凸起的第二固定孔。

根据本发明总发明构思的一实施方式还可以通过提供用于在记录介质上打印图像的电子照相成像装置来实现，该电子照相成像装置包括用于形成成像装置的外壳的主体以及上述显影器件。

附图说明

通过结合附图对实施方式的以下描述，本发明的总发明构思的这些和/或其它特征和效用将变得明显且更易于理解，在附图中：

图1是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的成像装置的图；

图2是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的、在图1的成像装置中采用的显影器件的图；

图3是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过使显影辊接触感光鼓形成显影辊隙的一示例的图；

图4是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过使显影辊与感光鼓分离而形成显影间隔的一示例的图；

图5是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的第一和第二框架与连接架之间的耦接关系的一示例的分解透视图；

图6是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过热焊接方法在连接架与第一和第二框架之间形成的耦接的截面图；

图7是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过定位凸起和定位引导件确定显影器件的位置的状态的图；以及

图8是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的柔性支架的变形状态的侧视图；

图9是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的设置在连接架上的通信单元的侧视图。

具体实施方式

现在将更详细地参考本发明总发明构思的实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。以下描述了实施方式从而参考附图说明本发明的总发明构思。

图1是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的成像装置的框图，图2是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的、在图1的成像装置中采用的显影器件100的框图。本实施方式的显影器件100包括感光鼓1和显影辊3。

参考图2，感光鼓1是其上形成静电潜像的感光构件的一示例，其通过在柱状金属管的外圆周上形成具有光电导性的感光层而制得。充电辊2是使感光鼓1的表面充至均匀电势的充电器的一示例。充电偏压施加到充电辊2。可以使用电晕充电器（未示出）代替充电辊2。显影辊3通过供应调色剂到静电潜像而显影形成在感光鼓1的表面上的静电潜像。当显影偏压施加到显影辊3时，调色剂被从显影辊3的表面传送到形成在感光鼓1的表面上的静电潜像上并贴附到其上。

显影器件100还可以包括将调色剂贴附到显影辊3上的供应辊4。供应偏压可以施加到供应辊4以将调色剂贴附到显影辊3上。调节构件5调节贴附在显影辊3的表面上的调色剂的量。调节构件5可以是例如调节刀片，其前边缘以预定压力接触显影辊3。清洁构件6在充电之前从感光鼓1的表面去除剩余的调色剂或杂质。清洁构件6可以是例如清洁刀片，其前边缘接触感光鼓1的表面。在以下文中，从感光鼓1的表面去除的杂质被称为废调色剂。

显影器件100包括调色剂容纳单元10和废调色剂容纳单元11。废调色剂11容纳从感光鼓1的表面去除的废调色剂。调色剂容纳单元10接收并存储将被供应到供应辊4的调色剂。搅拌器7安装在调色剂容纳单元10中。搅拌器7将调色剂传送到显影辊3。搅拌器7也可以通过搅拌调色剂而将调色剂充电至预定电势。在图2中，示出了一个搅拌器7。然而，本发明的总发明构思不限于此。考虑调色剂容纳单元10的容积或形状，适当数量的搅拌器7可以安装在调色剂容纳单元10中的适当位置从而将调色剂有效地供应到显影辊3。搅拌器7可以通过在转轴上设置一个或多个柔性膜型搅拌翼而形成。虽然在图1和图2中未示出，但是搅拌器7可以是包括螺旋搅拌翼的螺旋输运器（auger）。搅拌器7将调色剂输送至显影辊3，并同时搅拌调色剂以使调色剂摩擦带电。

外壳90使调色剂容纳单元10和废调色剂容纳单元11成形并用作支撑显影器件100的组件诸如感光鼓1、充电辊2、显影辊3、供应辊4和搅拌器7的框架。感光鼓1的外圆周的一部分通过开口95从外壳90暴露。

外壳90可以包括第一框架91和第二框架92。第一框架91支撑感光鼓1、充电辊2和清洁构件6，并包括废调色剂容纳单元11。第二框架92支撑显影辊3、供应辊4、调节构件5和搅拌器7并包括调色剂容纳单元10。第一框架91的下壁93和第二框架92的上壁94彼此分离，光路12形成在下壁93与上壁94之间，其中从曝光单元（图1的200）照射的光L通过该光路12入射从而曝光感光鼓1。

参见图1，显影器件100经由门701安装在成像装置的主体700中。当显影器件100安装在主体700中时，设置在主体700中的驱动单元（未示出）连接到显影器件100以旋转显影器件100的组件诸如感光鼓1、充电辊2、显影辊3、供应辊4和搅拌器7。

曝光单元200将根据图像信息调制的光L照射到被充电至均匀电势的感光鼓1的表面。激光扫描单元（LSU）通过在主扫描方向上使用转镜（polygonmirror）使从激光二极管照射的光转向并将转向后的光照射到感光鼓1，该激光扫描单元可以用作曝光单元200。

转印辊300是设置为面对感光鼓1的表面以形成转印辊隙（nip）的转印单元的一示例。转印偏压施加到转印辊300以将感光鼓1的表面上显影的调色剂图像转印到记录介质P上。可以使用电晕转印单元代替转印辊300。

通过转印辊300转印到记录介质P的表面上的调色剂图像由于静电引力而保持在记录介质P的表面上。定影器400通过施加热和压力到调色剂图像而将调色剂图像定影到记录介质P上从而形成固定的打印图像。

使用上述结构形成图像的过程如下。充电偏压施加到充电辊2，感光鼓1被充电至一均匀电势。曝光单元200将根据图像信息调制的光L通过显影器件100中的光路12照射到感光鼓1上，因而在感光鼓1的表面上形成静电潜像。通过搅拌器7向供应辊4输送调色剂，供应辊4将调色剂贴附到显影辊3的表面上。调节构件5在显影辊3的表面上形成一调色剂层至均匀的厚度。显影偏压被施加到显影辊3。随着显影辊3的转动而被输送到显影辊隙N或显影间隔D的调色剂通过显影偏压被贴附到形成在感光鼓1的表面上的静电潜像，在感光鼓1的表面上形成可见的调色剂图像。通过拾取辊502从装载单元501拾取的记录介质P通过输送辊503被输送至转印辊300和感光鼓1彼此面对的转印辊隙。当转印偏压施加到转印辊300时，调色剂图像通过静电引力被转印到记录介质P上。当被转印到记录介质P上的调色剂图像由于从定影器400施加的热和压力而定影到记录介质P上时，打印过程完成。记录介质P通过排出辊504排出。保留在感光鼓1的表面上的调色剂通过清洁构件6去除并被废调色剂容纳单元11接收。

图3是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过使显影辊接触感光鼓形成显影辊隙的一示例的图。图4是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过使显影辊与感光鼓分离而形成显影间隔的一示例的图。显影辊3接触感光鼓1以形成图3所示的显影辊隙（developing nip）N，或者显影辊3可以与感光鼓1分离多达显影间隔D，如图4所示。为此，显影辊3被朝向感光鼓1按压。为了保持显影辊隙N或显影间隔D，间隔物32a或32b可旋转地耦接到显影辊3的转轴31。例如，当间隔物32a接触感光鼓1的表面时，显影辊隙N可以得以保持；当间隔物32b接触感光鼓1的表面时，显影间隔D可以得以保持。间隔物32a或32b接触感光鼓1的表面从而能防止显影辊3由于压力而过度靠近感光鼓1。因此，显影辊隙N或显影间隔D可以得以保持。

图5是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的第一和第二框架与连接架之间的耦接关系的一示例的分解透视图。为了朝向感光鼓1按压显影辊3，可以朝向第一或上框架91推第二或下框架92。参见图5，连接架80耦接到第一和第二框架91和92的侧部分。例如，连接架80包括向内或朝向第一框架91突出的铰链轴89，铰链轴89可以插入第一框架91的侧部分中的铰链孔96。另外，连接架80包括第一固定孔88a、第二固定孔88b和第三固定孔88c。

连接架80还包括第一固定孔连接部88a1、第二固定孔连接部88b1和第三固定孔连接部88c1。第一至第三固定孔连接部88a1、88b1和88c1围绕并限定第一至第三固定孔88a、88b和88c。第一至第三固定孔连接部88a1、88b1和88c1可以包括围绕固定孔并且从连接架80的背离第一框架91和第二框架92的外表面凹入的平坦部分。连接架80的面向第一框架91和第二框架92的侧面以及第一至第三固定孔连接部88a1、88b1和88c1的面向第一框架91和第二框架92的侧面可以是平坦的并且在连接到第一框架91和第二框架92时与其齐平。

第一框架91包括设置在其上的第一固定凸起97a和第二固定凸起97b。第二框架92包括设置在其上的第三固定凸起97c。第一至第三固定凸起97a、97b和97c可以分别插入第一至第三固定孔88a、88b和88c。当第一至第三固定凸起97a、97b和97c分别插入第一至第三固定孔88a、88b和88c时，第一至第三固定凸起97a、97b和97c的上部分或外部分可以从连接架80突出或穿过连接架80突出。

图6是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过热焊接方法在连接架与第一和第二框架之间的耦接的截面图。参见图6，第一至第三固定凸起97a、97b和97c的突出部通过热焊接方法变形以如图6所示的实线所示出地与第一至第三固定孔连接部88a1、88b1和88c1接触，因而，连接架80可以耦接到第一和第二框架91和92的侧部分。耦接连接架80与第一和第二框架91和92的方法不限于以上示例，例如，连接架80可以通过使用耦接件诸如螺钉耦接到第一和第二框架91和92。

如图6所示，第一至第三固定凸起97a、97b和97c与第一和第二框架91和92一体地或连续地形成。因而，第一和第二框架91和92以及第一至第三固定凸起97a、97b和97c可以全部由材料的单一连续片形成。替换地，第一至第三固定凸起97a、97b和97c可以与第一和第二框架91和92分离地形成，并分别焊接到第一和第二框架91和92。

图7是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的通过定位凸起和定位引导确定显影器件的位置的状态的图。连接架80可以包括用于在显影器件100安装在主体700中时确定显影器件100的位置的定位凸起84。如图7所示，定位凸起84通过形成在主体700上的定位引导件或槽702引导，使得显影器件100可以定位或安置在主体700中的期望位置。定位凸起84可以与感光鼓1的转轴同轴形成。

参见图5，连接架80可以包括固定支架81和柔性支架82。固定支架81和柔性支架82彼此分离预定间隙G。固定支架81和柔性支架82通过弹性臂83彼此连接。弹性臂83跨过间隙G将固定支架81和柔性支架82连接到彼此。弹性臂83可以从铰链轴89延伸。也就是说，铰链轴89可以操作为关于第一框架91旋转第二框架92的旋转中心。弹性臂83向第二框架92提供弹力，使得显影辊3可以被朝向感光鼓1弹性偏压。弹性臂83产生与间隙G相应的弹力。当柔性支架82耦接到第二框架92时，柔性支架82耦接到第二框架92从而使弹性臂83弹性变形，如图8所示的虚线所表示。

图8示出根据本发明总发明构思的一实施方式的柔性支架的变形状态的侧视图。参见图5、图6和图8，当第二框架92的第三固定凸起97c插入固定孔88c从而与第三固定孔连接部88c1耦接时，连接架80的柔性支架82从图8中的实线所示的自由态变到图8中的虚线所示的偏压（biased）态。因为弹性臂83倾向于返回到初始态，所以弹力施加到与柔性支架82耦接的第二框架92使得第二框架92在图8中的箭头A所表示的方向上转动。由于弹力，显影辊3被压向感光鼓1，并且间隔物32a或32b接触感光鼓1的外圆周从而保持显影辊隙N或显影间隔D。连接架80可以通过模塑方法形成。连接架80可以由例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）树脂、聚苯乙烯（PS）树脂、耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）树脂或聚碳酸酯（PC）树脂形成。

为了提供显影辊3压向感光鼓1的压力，可以使用压缩盘簧（未示出）。压缩力可以被确定为使得在显影期间不会发生图像遗漏或错位。假设不会引起图像错位的压力的最小值是F1，则在设计压缩盘簧时需要考虑压缩盘簧的弹力误差。一般而言，压缩盘簧的弹力误差大约在±10~15%的范围内，因而压缩盘簧必须被设计成使得考虑弹力的误差时弹力的最小值是压力的最小值F1，从而防止发生图像错位。也就是说，压缩盘簧的设计的弹力F2可以通过方程式F2=F1/(0.85~0.9)确定。

在该情况下，实际弹力的最大值F3通过方程式F3=F2×(1.1~1.15)=｛F1/(0.85~0.9)｝×(1.1~1.15)确定。

也就是说，实际弹力的最大值F3可以是比最小值F1（其不引起图像错位）大了约1.29到约1.35倍。必须考虑由实际弹力的最大值F3引起的驱动负荷来选择用于驱动显影器件100的驱动电机（未示出）。

如上所述，当使用压缩盘簧时，由于弹力误差，需考虑比最小压力高大约30%的弹力来选择驱动电机，并且因此会增大电机的成本。因为由驱动电机消耗的电流量也增加，所以用于驱动电机的驱动电路的组件是具有大的连续功率的高价格组件。另外，由于过量的压力，在感光鼓1的表面上的感光层可能因接触感光鼓1的间隔物32a或32b而被损坏，因而，会发生在图像中的缺陷。

根据本实施方式的显影器件100，通过连接架80的弹性臂83的弹性变形提供压力，其中连接架80连接第一框架91和第二框架92。弹性臂83的弹性变形量取决于连接架80的尺寸精度。例如，假设间隙G是大约1.5mm并且弹性臂83被设计成在柔性支架82偏离大约1.5mm时（如图8中的虚线所示）获得大约300克的力（gf，grams-force）的压力。在模塑方法中，间隙G的尺寸误差可以被控制在大约±0.05mm的范围内。因此，压力的偏差是大约±（0.05/1.5）×100%，因而，最大值和最小值之间的差是大约20gf，其比设计值高大约6.7%。因此，根据本实施方式的显影器件100，施加到驱动电机的负载扭矩可以降低并且比使用盘簧时少，因此，可以使用具有小的连续功率的便宜电机作为驱动电机。此外，由于间隔物32a或32b而损坏感光鼓1的感光层的可能性可以减小。也就是说，具有小误差范围的模制弹簧（mold spring）用作提供压力的弹性构件，因而，可以减少施加在显影器件100上的驱动负荷。另外，模制弹簧与设置在显影器件100的侧部分上的连接架80一体形成，可以降低组件的数量和成本。

参见图5，弹性构件85可以进一步设置从而将显影辊3压向感光鼓1。弹性构件85可以是由第一框架91和第二框架92支撑的压缩盘簧。由于弹性构件85的弹力，第二框架92被在关于第一框架91绕铰链轴89的旋转方向上施压。弹性构件85可以是拉伸盘簧，在该情形下，弹性构件85可以定位在适当的位置，在该位置处弹力可以施加到第二框架92使得第二框架92可以在由箭头B表示的方向上旋转。

如上所述，通过使用连接架80的弹性臂83和弹性构件85二者，盘簧型的弹性构件85可以仅提供一部分压力。因此，盘簧的压力可以减小，其中所述盘簧的弹力具有大的误差范围，并且因弹力误差导致的显影器件100的驱动负荷的增加会减小。

图9是示出根据本发明总发明构思的一实施方式的设置在连接架上的通信单元的侧视图。参见图9，通信单元60可以包括在显影器件100中。通信单元60可以提供在例如连接架80中。通信单元60电连接到成像装置的主体700以将显影器件100的信息发送到主体700。例如，通信单元60可以是包括存储器（未示出）和将电连接到主体700的多个电接触单元61的电路板，在该存储器中存储诸如显影器件100的型号（model name）的信息。电连接到电接触单元61的多个弹簧接触（未示出）可以设置在成像装置的主体700中。如上所述，通过在连接架80上设置通信单元60，用于设置通信单元60的额外组件是不必要的，因而，可以不包括这些组件的成本。

在主体700中安装显影器件100时，弹簧触点（未示出）可以接触连接架80，其会磨损连接架80。因此，连接架80可以由具有优良的耐磨损性能的PC树脂形成。

在以上实施方式中，描述了包括一个显影器件100的单色成像装置。然而，本发明的总发明构思不限于此。在全色成像装置中，可以使用包括青色（C）、品红色（M）、黄色（Y）和黑色（K）的四个显影器件。

虽然已经示出并描述了本发明总发明构思的几个实施方式，但是本领域的普通技术人员将理解，可以对这些实施方式进行改变而不脱离本发明总发明构思的原理和精神，其范围在权利要求及其等效物中定义。

本申请要求享有2011年11月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0122407的优先权，其公开通过全文引用结合于此。

Claims (13)

1.一种显影器件，该显影器件包括：

第一框架，支撑感光构件；

第二框架，支撑显影辊；以及

连接架，一体地包括耦接到所述第一框架的侧部分的固定支架、耦接到所述第二框架的侧部分的柔性支架、以及使所述固定支架和所述柔性支架彼此连接以提供弹力并且使所述显影辊弹性地偏向所述感光构件的弹性臂，其中间隙形成在所述固定支架与所述柔性支架之间，所述弹性臂使所述固定支架和所述柔性支架彼此连接从而根据所述间隙的变化产生所述弹力。

2.根据权利要求1所述的显影器件，其中所述柔性支架和所述第二框架彼此耦接从而使所述弹性臂弹性变形并产生所述弹力。

3.根据权利要求2所述的显影器件，其中所述连接架通过模塑工艺形成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的显影器件，还包括间隔物，该间隔物设置在所述显影辊的转轴上以接触所述感光构件并保持所述显影辊与所述感光构件之间的距离。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的显影器件，还包括弹性构件，该弹性构件由所述第一和第二框架支撑以在所述显影辊靠近所述感光构件的方向上推动所述第二框架。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的显影器件，还包括通信单元，该通信单元设置在所述连接架上以在所述显影器件安装在成像装置的主体中时电连接到所述成像装置的主体。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的显影器件，还包括：

从所述第一框架延伸的至少一个凸起；以及

设置在所述连接架的所述固定支架中以接收所述至少一个凸起的固定孔。

8.根据权利要求7所述的显影器件，还包括：

限定所述至少一个固定孔的至少一个固定孔连接部，其中所述至少一个凸起突出穿过所述至少一个固定孔以变形并与所述至少一个固定孔连接部的平坦部分接触。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的显影器件，还包括：

从所述第二框架延伸的第二凸起；以及

设置在所述连接架的所述柔性支架中以接收所述第二凸起的第二固定孔。

10.一种用于在记录介质上打印图像的电子照相成像装置，包括：

主体，用于形成所述成像装置的外壳；

根据权利要求1至3的其中之一的显影器件，用于连接到所述主体或从所述主体分离。

11.根据权利要求10所述的电子照相成像装置，还包括间隔物，设置在所述显影辊的转轴上以接触所述感光构件并保持所述显影辊与所述感光构件之间的距离。

12.根据权利要求10所述的电子照相成像装置，还包括弹性构件，该弹性构件由所述第一和第二框架支撑以在所述显影辊靠近所述感光构件的方向上推动所述第二框架。

13.根据权利要求10所述的电子照相成像装置，还包括通信单元，该通信单元设置在所述连接架上以在所述显影器件安装在所述主体中时电连接到所述主体。