DE3304768A1

DE3304768A1 - Arbeitseinheit und positioniereinrichtung fuer diese

Info

Publication number: DE3304768A1
Application number: DE19833304768
Authority: DE
Inventors: Shinji Ichikawa Chiba Kanemitsu; Morikazu Tokyo Mizutani; Fumio Tokyo Nishino; Akihiro Kawasaki Kanagawa Nomura; Shigeyoshi Yokohama Kanagawa Onoda; Mototada Yokohama Kanagawa Toriumi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-02-12
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1983-08-25
Also published as: GB8303797D0; GB2119105A; GB2119105B; US4972227A; DE3348145C2; FR2521739B1; FR2521739A1; JPS58139162A; DE3304768C2; JPS6258506B2; HK46588A

Description

Arbeitseinheit und Positioniereinrichtung für diese

Die Erfindung bezieht sich auf eine bezüglich eines Gerätegehäuses herausnehmbar montierte Arbeitseinheit und eine Einrichtung zur Kopplung dieser mit dem Gerätegehäuse.

Allgemein ist es bei einem mit dem elektrofotografischen Verfahren arbeitenden Kopiergerät nach längerer Gebrauchsdauer erforderlich, das fotoempfindliche Element auszutauschen, den Entwickler zuzugeben oder auszutauschen, die Aufladedrähte zu reinigen oder andere Einstelloder Austauscharbeiten vorzunehmen, die vom Kundendienst durchgeführt werden. Um das Kopiergerät jedoch ständig in gutem und betriebsbereitem Zustand zu halten, wurde ein technischer Aufbau bzw. Verfahren vorgeschlagen, um diese Wartungsarbeiten ohne Kundendienst durchführen zu können. Beispielhaft hierfür ist ein Verfahren, bei welchem eine Kombination aus verschiedenen Aufbauelernen-

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ten wie z.B. einem Lader, einer Entwicklungsvorrichtung, einem fotoempfindlichen Element, usw., die im Gerät enthalten sind, einfach durch eine neue ersetzt wird. Bei einer Konstruktion, die einen solchen Austausch der Arbeitseinheit ermöglicht, ist es möglich, den gleichen Geräteaufbau in Vielfachfunktion zu verwenden, indem viele Arbeitseinheiten abhängig vom Verwendungszweck vorbereitet und nach Wunsch in das Gerät eingesetzt werden.

Für den Betreiber eines Kopiergeräts mit einer solchen Arbeitseinheit sind Wartungsintervalle und Verwendungszwecke vergrößert, während ein Problem bei der Handhabung der Arbeitseinheit auftreten kann. Das Problem ist, daß diese ständig in richtiger Lage relativ zum Gerätegehäuse eingesetzt sein muß. Insbesondere wird bei einem Gerät, bei dem das optische System am Gehäuse angeordnet ist, die Entfernung oder dergleichen zwischen diesem und dem fotoempfindlichen Element im wesentlichen durch die Lage der in das Gehäuse eingesetzten Arbeitseinheit bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein genaues und exaktes Einsetzen der Arbeitseinheit in eine bestimmte Position im Gerätegehäuse ermöglicht, wodurch die Bildinformation scharf auf das fotoempfindliche Element in der Arbeitseinheit übertragen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Arbeitseinheit gelöst. Diese ist hierbei unter direkter Kopplung an das im Gerätegehäuse befindliche optische System oder an einen mit diesem integral ausgebildeten Abschnitt herausnehmbar in das Gehäuse montiert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kopiergerätes,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kopiergerätes,

die die Einbau/Ausbaubeziehung zwischen einer Arbeitseinheit und dem Gerätegehäuse darstellt,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Arbeitseinheit,

Fig. 4 eine Schnittansicht von Arbeitseinheit und Gerätegehäuse im gekoppelten Zustand,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der eingesetzten Arbeitseinheit,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des optischen Systems.

Fig„ 1 zeigt eine seitliche Ansicht der wesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines mit dem elektrofotografischen Verfahren arbeitenden Kopiergeräts 1. Eine fotoempfindliche Trommel 2 mit einer auf einem leitenden Trommelgrund angebrachten fctoleitenden Schicht ist in Pfeilrichtung drehbar gelagert. Um sie sind in Drehrichtung angeordnet: Ein Koronaentlader 3, eine optische Anordnung 4 mit kurzer Brennweite, eine Entwicklungsvorrichtung 5, ein Übertragungskoronaentlader 6 sowie eine Reinigungsvorrichtung 7. Bei diesem Gerät

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1 sind die fotoempfindliche Trommel 2, der Entlader 3, die Entwicklungsvorrichtung 5 und die Reinigungsvorrichtung 7 zusammen in einem Gehäuse 8 gelagert und bilden eine Arbeitseinheit 20. Das Gehäuse 8 wird von Führungsschienen 9, die am Geräterahmen befestigt sind, getragen und geführt und ist herausnehmbar bezuglich des Rahmens montiert.

Bei diesem beschriebenen Kopiergerät wird die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 2 einheitlich durch den Koronaentlader 3 auf eine bestimmte Polarität geladen; ein Original auf einem hin- und herbeweglichen Originalschlitten 10, der oben am Rahmen angebracht ist, wird anschließend von einer Lampe 11 beleuchtet und das von ihm reflektierte Licht durch die optische Anordnung 4 auf die Trommel 2 geworfen, wodurch auf deren Oberfläche ein latentes Bild erzeugt wird. Dieses latente Bild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 5 entwickelt und dann durch den Übertragungskoronaentlader 6 auf ein Durchlaufmedium übertragen, das vom Betreiber von Hand in eine zugehörige Versorgungslade 12 gebracht wird und von dort durch Transportrollen 13 und Rollen 14, die seinen zeitlichen Ablauf bestimmen, zu einer Übertragungsstation transportiert wird. Nach der Bildübertragung wird das Durchlaufmedium durch eine Trenneinrichtung 15 von der Trommel 2 getrennt und zur Fixierung des übertragenen Bildes über einen Laufweg 16 zu einer Fixiervorrichtung transportiert. Anschließend wird es auf einer Papierausgabeablage 19 durch Ausgaberollen 18 abgelegt.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Einbau/Ausbaustellung der Arbeitseinheit 20 zum Gehäuserahmen. Der Einbau/Ausbau der Arbeitseinheit, die die fotoempfindliche Trommel enthält, kann durch Öffnen der Frontklappe 21 des Gerätegehäuses und Herausziehen des Gehäu-

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ses 8 von Hand erfolgen. Pfeil 22 in Fig. 2 zeigt die Bewegungsrichtung des Gehäuses infolge Einbau/Ausbau an.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Arbeitseinheit 20, deren hier dargestellte Seite nach ihrem Einbau in das Gerätegehäuse innen zu liegen kommt. An dieser inneren Endfläche 8a des Gehäuses 8 befinden sich ein Positionierstift 23 zur genauen Ausrichtung der Stellung der in das Gerätegehäuse eingesetzten Einheit sowie eine Verbindung 24 für Hochspannungsversorgung des Entladers 3; diese ragen von der Endfläche 8a hervor und bilden erfindungsgemäß einen konvexen Abschnitt. Ferner befinden sich auf dieser Endfläche ein Trommellagerabschnitt 25 zum Antrieb der fotoempfindlichen Trommel 2 und eine Verbindung 26 zum Anlegen einer Vorspannung an die Entwicklungsvorrichtung 5. Der Konkav/Konvexabschnitt des Lagerabschnitts 25 paßt in den Konkav/Konvexabschnitt des Gerätegehäuses und übertragt gleichzeitig die Antriebskraft von diesem auf die Trommel 2 durch eine nachstehend beschriebene Konstruktionsanordnung.

Ein Beispiel der Kupplung zwischen Arbeitseinheit 20 und optischem System des Gerätegehäuses wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 beschrieben.

Fig. 4, eine Querschnittsansicht entlang Linie I-I in Fig. 1, zeigt die in das Gerätegehäuse eingesetzte Arbeitseinheit. Die kurzbrennweitige optische Anordnung 4 ist parallel zur Drehachse der fotoempfindlichen Trommel 2 angeordnet und an einer Rückwand 28 sowie einer Frontseitenwand 29 des Gerätegehäuses durch Lagerböcke 30 und 31 befestigt. Diese halten die Anordnung 4 in bestimmtem Abstand zur Glasplatte 32 des Originalschlittens, wobei der Bock 30 seine Positioniergenauigkeit durch einen in eine Öffnung in der Rückwand 28 eingepaß-

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ten Stift 33 aufrecht erhält. Andererseits ist der Bock 31 durch einen in eine Öffnung in einer Seitenwand 29a, die von der Frontseite 29 entfernt ist, eingepaßten Stift 34 befestigt und hält dadurch ähnlich wie Bock 30 die Stellungsgenauigkeit ein.

Nun wird der Originalschlitten IO über der Anordnung 4 hin- und herbewegt, indem ein Ritzel (nicht gezeigt) mit einer Zahnstange 36, die am anderen Ende des Trägers 35 der Glasplatte 32 befestigt ist, in Eingriff gebracht und gedreht wird. Die eine Seite des Originalschlittens 10 wird durch die in der Ausnehmung der Frontseitenwand 29 gleitende Glasplatte 32 geführt und seine innere Seite wird bezüglich des Gerätegehäuses durch eine Accuridschiene 37 (Handelsbezeichnung) geführt.

Beim herkömmlichen Gerät erfolgt die Ausrichtung der herausnehmbar eingebauten fotoempfindlichen Trommel auf der Seite, an der sie während ihrem Ein- oder Ausbau herausgezogen wird, unabhängig von der Frontseitenwand durch eine getrennte Ausrichtplatte, die an dieser durch eine Vielzahl von Schrauben befestigt ist. Dementsprechend wird hierbei die Entfernung zwischen dem optischen System und dem Mittelpunkt der fotoempfindlichen Trommel im wesentlichen durch die Maßgenauigkeit von sowohl Front* seitenwand als auch Ausrichtplatte bestimmt. Folglich ist bei einem optischen System mit kurzer Brennweite ein hohes Maß von maschineller Bearbeitungsgenauigkeit für die Frontseitenwand und die Ausrichtplatte erforderlich.

Im Gegensatz hierzu wird erfindungsgemäß die Gehäuseendfläche 8b der Einheit 20, die auch als Ausrichtplatte für den Drehmittelpunkt der fotcempfindlichen Trommel

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dient, durch direktes Anpassen an den Zentrierstift 34 der optischen Anordnung 4 ausgerichtet und deshalb ist es möglich, eine verminderte Lagegenauigkeit zu vermeiden, die die herkömmliche Ausrichtplatte mit sich bringt. Andererseits befinden sich auf der Rückwand 28, die zur inneren Seite der Arbeitseinheit benachbart liegt, ein Positionierstift 33 für den Bock 30 und eine Antriebswelle 39 eines Trommelzahnrades, das die Drehantriebskraft für die fotoempfindliche Trommel 2 vorsieht. Da der Stift 33 und die Antriebswelle 39 sich im zusammengebauten Zustand auf der gleichen Rückwand befinden, und da ein auf dieser Antriebswelle angebrachtes Zahnrad 38 direkt auf die fotoempfindliche Trommel 2 wirkt, liegt die Drehachse der fotoempfindlichen Trommel 2 im wesentlichen an der Rückwand, in der sich der Stift 33 befindet. Somit ist es sowohl an der inneren Seite als auch an dieser Seite der Arbeitseinheit möglich, den Drehmittelpunkt der fotoempfindlichen Trommel mit hoher Lagegenauigkeit relativ zum optischen System auszurichten.

Der Antrieb der fotoempfindlichen Trommel 2 wird nachstehend beschrieben. Diese Seite, d.h. die vordere Seite der Trommel 2 ist drehbar auf einer am Gehäuse 8b der Arbeitseinheit befestigten Achse 40 gelagert. Andererseits ist auf der anderen Seite der Trommel ein an ihrer Seitenfläche befestigtes Zahnrad 41 zur relativen Drehung bezüglich des Gehäuses 8a auf einem Lagerelement 42 gelagert. Das Zahnrad 41 hat drei sektorförmige Ausnehmungen 25a (s.Fig. 3), in die Stifte 43 auf der Gerätegehäuseseite passen und wird durch das Zahnrad 38 des Gerätegehäuses angetrieben, so daß sich folglich die Trommel 2 dreht. Das Zahnrad 41 dient zum Antrieb der Buchse der in der Arbeitseinheit angeordneten Entwicklungsvorrichtung. Natürlich kann der bewegliche Abschnitt der Reinigungsvorrichtung ebenso durch dieses Zahnrad angetrieben werden.

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Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Arbeitseinheit beim Einbau in das Gerätegehäuse. Wird die Einheit entlang den Führungsschienen 9 gemäß Fig. 1 weiter in Richtung des Pfeils A von der gezeigten Stellung aus geschoben, greift die Konkav/Konvexstruktur des die fotoempfindliche Trommel 2 tragenden Zahnrads 41 in die Konkav/Konvexstruktur des Zahnrads 38 an der Gerätegehäuseseite ein und Zahnrad 41 wird in bestimmter Stellung gelagert, während gleichzeitig der Positionierstift 34 des optischen Systems direkt in eine Öffnung 27 am anderen Ende der Einheit eingepaßt wird und die Ausrichtung somit vollständig ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich,
wirkt das Zahnrad 41 auch als Stütze zum Ausrichten der gesamten Arbeitseinheit und Anhalten ihrer axialen Rotation.

Erfindungsgemäß muß die Arbeitseinheit die fotoempfindliche Trommel enthalten, die Entwicklungsvorrichtung, die Reinigungsvorrichtung usw. können jedoch geeignet angebracht sein. Zur Positionierung der Arbeitseinheit relativ zum optischen System kann sie auch bezüglich den Lagerböcken 30 und 31 durch Drehung exzentrischer Nocken nach oben bewegt werden und direkt in Berührung mit den Böcken gebracht werden, wie in Fig. 6 gezeigt. Eine Welle 44 mit Exzenternocken 45 drückt durch Drehung die herausnehmbar eingebaute Arbeitseinheit direkt gegen die Lagerböcke 30 und 31 der optischen Einrichtung, wodurch die Entfernung zwischen ihr und letzterer bestimmt ist.

Wie oben beschrieben, kann erfindungsgemäß die Arbeitseinheit nicht nur relativ zum optischen System mit mindest möglicher Bauteil anzahl positioniert werden, sondern es ist auch die Genauigkeit dieser Positionierung erhöht, wodurch es möglich ist, Bildqualitätsminderungen zu verhindern, die aus einer Unscharfe des erzeugten Bildes resultieren. Wird insbesondere die Lage der Mittelachse der fotoempfindlichen Trommel relativ zum optischen System durch andere unabhängige Teile wie ζ-B. die herkömm—

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liehe Ausrichtplatte bestimmt, kann die bestimmte Einbaugenauigkeit aufgrund von Formabweichungen oder dergleichen der Durchmesser infolge von Verschleiß der Gewindebohrungen im unabhängigen Teil nicht aufrecht erhalten werden, während erfindungsgemäß keine Möglichkeit solcher Genauigkeitsverminderung besteht. Im übrigen ist das optische System nicht auf die optische Elementanordnung begrenzt, beispielsweise ist das Gehäuse eines optischen Systems mit Spiegelabtastung auszurichtender bzw. zu zentrierender Gegenstand und insbesondere ist ein Gehäuse parallel zur optischen Achse bzw. neben ihr geeignet. Natürlich scheint beim Gehäuse des optischen Abtastsystems der Austrittsabschnitt für das Bildlicht am geeignetsten zu sein. Ferner kann die Erfindung nicht nur bei einem Kopiergerät sondern auch bei einem Faksimilegerät und anderen bilderzeugenden Geräten angewendet werden.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein beweglicher Spiegel als optisches System verwendet wird.

Dieses optische System 46 hat einen ersten Abtastspiegel 47 zum Abtasten des gesamten Gebiets des bekannten feststehenden Originalschlittens, eine mit dem Spiegel 47 bewegliche Lampe 48 und einen zweiten Abtastspiegel 49, der in gleicher Richtung wie der erste Spiegel 47, aber mit der Hälfte dessen Geschwindigkeit und über die Hälfte dessen Bewegungswegs beweglich ist. Das durch diese Abtastspiegel abgetastete Original wird über eine Kondensorlinse 50 und einen ersten sowie zweiten stationären Spiegel 51 bzw. 52 auf das fotoempfindliche Element projiziert. Erster und zweiter Abtastspiegel werden von Schienen (nicht gezeigt) geführt und auf diesen bewegt.

Seitenplatten 53 und 54 als gemeinsamer Träger der Spiegel und Linsen sind mit Stiften 55 bzw. 56, die ähnlich und entsprechend den Stiften 33 und 34 beim oben erwähn-

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ten Ausführungsbeispiel sind, versehen. Beim Zusammenbau des Kopiergeräts wird der Stift 55 in eine in einer Seitenwand des Gerätegehäuses, die ein direkt mit der Welle der fotoempfindlichen Trommel verbundenes Drehelement trägt, ausgebildete Öffnung oder Ausnehmung eingepaßt. Der andere Stift 56 steht auf gleiche Art und Weise wie oben beschrieben mit der Öffnung 27 (Fig. 3 und 4) in Eingriff.

Wenn das optische System in der Form einer Einheit gemäß Fig. 7 konstruiert ist, wird es möglich, den Zusammenbau zu vereinfachen. Die bezüglich der Einsetzeinrichtung der Arbeitseinheit hinten liegende Seitenwand 53 des optischen Systems kann am Gerätegehäuse befestigt sein und ein direkt mit der Drehwelle der fotoempfindlichen Trommel verbundenes Drehelement sowie weitere Teile tragen. In diesem Fall ist nur der Stift 56 erforderlich und in die im Gehäuse der Arbeitseinheit ausgebildete Öffnung 27 eingesetzt.

Falls die Stifte 55 und 56 nicht vorgesehen sind, kann das Gehäuse der Arbeitseinheit gegen die Seitenwände 53 und 54 gedruckt werden, wie in Fig. 6 gezeigt. Ebenso ist für das optische System eine Kombination aus lediglieh stationären Spiegeln und Kondensorlinse vorstellbar, wobei in diesem Fall das Gerät von dem Typ ist, bei welchem der Originalschlitten beweglich ist.

Die Komponenten der erfindungsgemäßen Arbeitseinheit sind ein fotoempfindliches Element und damit zusammen als Einheit vorgesehene Arbeitseinrichtungen, die wiederum eine Kombination aus allen oder einigen folgender Vorrichtungen sind: Koronaentlader, Entwicklungsvorrichtung, Übertragungsentlader, Reinigungsvorrichtung usw.. Z.B. ist die Erfindung sogar bei einer Arbeitsein-

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heit bestehend aus einem fotoempfindlichen Element und einer Entwicklungsvorricht-ung als Komponenten wirkungsvoll.

5 Offenbart ist eine Arbeitseinheit mit einem fotoempfindlichen Element und mit auf dieses wirkenden Arbeitseinrichtungen, die zusammen mit diesem gelagert sind. Sie ist bezüglich eines Gerätegehäuses herausnehmbar montierbar und entweder direkt mit einer optischen Einrichtung oder dazu gehörenden Teilen gekoppelt, wodurch das Ausrichten bzw. Zentrieren während des Einsatzes der Arbeitseinheit vervollständigt wird. Folglich ist es möglich, daß durch das optische System des Gerätegehäuses auf dem fotoempfindlichen Element jeder beliebigen

Arbeitseinheit ein scharfes Lichtbild erzeugt wird.

Claims

Patentansprüche

1. Arbeitseinheit (20), die zusammen in einem Rahmen (8) ein fotoempfindliches Element (2) sowie zur Erzeugung eines Bildes auf diesem Arbeitseinrichtungen (3,5,6,7) trägt und herausnehmbar in bestimmter Stellung in das Gehäuse eines Bilderzeugungsgerätes (1) montierbar ist, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit zur richtigen Einsetzung relativ zu einer im Gehäuse angeordneten optischen Einrichtung (4) einen Kupplungsabschnitt (27) hat, der an ein Teil (34) der optischen Einrichtung angekuppelt werden kann,wenn die Arbeitseinheit in bestimmter Lage im Gehäuse eingesetzt ist.

2. Arbeitseinheit (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsabschnitt (27) am Rahmen (8) vorgesehen ist, der sowohl das fotoempfindliche Element (2) als auch die Arbeitseinrichtung (3,5,6,7) trägt.

3. Arbeitseinheit (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine kurzbrennweitige Elementanordnung (4) sowie einen Träger

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1 (30,31) dafür hat, an den der Kupplungsabschnitt (27) der Arbeitseinheit (20) angekoppelt ist.

4. Arbeitseinheit (20) nach Anspruch 1 oder 2, da-

5 durch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung einen beweglichen Spiegel (47,49), eine Kondensorlinse (50) und einen Rahmen (53,54), der diese gemeinsam trägt, hat und der Kupplungsabschnitt (27) der Arbeitseinheit

(20) an diesen Rahmen für die optische Einrichtung gekop-

10 pelt ist.