DE69630087T2

DE69630087T2 - Entwicklungsgeräthalter, Prozesskartusche, und elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69630087T2
Application number: DE69630087T
Authority: DE
Inventors: Shigeo Ohta-ku Miyabe; Yoshiya Ohta-ku Nomura; Kanji Ohta-ku Yokomori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: JP3359194B2; HK1012078A1; EP0757303A2; DE69630087D1; EP0757303B1; CN1091526C; AU6081296A; EP0757303A3; KR100189510B1; JPH0943925A; US6226476B1; KR970007525A; CN1167281A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entwickelvorrichtungshalter (in den Ansprüchen (Entwicklungsgeräthalter genannt), eine Prozeßkartusche und ein mit einer solchen Prozeßkartusche bestücktes elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät.
Das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät ist ein Gerät, mit welchem nach einem elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren auf einem Aufzeichnungsmedium Bilder erzeugt werden. Elektrophotographische Bilderzeugungsgeräte sind zum Beispiel Kopierer, elektrophotographische Drucker (LED-Drucker, Laserstrahldrucker), Faxgeräte, elektrophotographische Textautomaten usw.
Die Prozeßkartusche ist eine mit einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element, einer Ladevorrichtung, einer Entwickelvorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung als eine Einheit bestückte Kartusche, welche austauschbar an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes befestigt werden kann. Die genannte Einheit kann aus einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element und mindestens der Ladevorrichtung, der Entwickelvorrichtung oder der Reinigungsvorrichtung zusammengesetzt sein. Sie kann aber auch nur aus einer Entwickelvorrichtung und einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element zusammengesetzt sein.
Bekannt ist ein Bilderzeugungsgerät, mit welchem nach einem elektrophotographischen Verfahren und bei Nutzung einer Prozeßkartusche der genannten Art Bilder erzeugt werden. Ein solches Gerät weist den Vorteil auf, daß die Wartung vom Betreiber selbst durchgeführt werden kann, ohne dafür eine Dienstleistungsfirma in Anspruch nehmen zu müssen, und dadurch dessen Nutzbarkeit wesentlich verbessert werden kann. Geräte dieser Art werden weltweit verwendet.
Die bei solchen Geräten eingesetzte Prozeßkartusche ist mit einer Reinigungseinheit, welche eine Ladevorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung und eine lichtempfindliche Trommel als integrale Bestandteile aufweist, und einer Entwickeleinheit, welche eine Entwickelvorrichtung und einen Tonerbehälter zur Belieferung der Entwickelvorrichtung mit Toner als integrale Bestandteile aufweist, ausgerüstet. Die Reinigungseinheit und die Entwickeleinheit sind durch ein Verbindungselement miteinander verbunden.
In diesem Fall weist die Entwickeleinheit einen Tonerrahmen zur Aufnahme des an die Entwickelvorrichtung zu liefernden Toners und einen Entwickelrahmen zur Aufnahme der Entwickelvorrichtung auf. Der Tonerrahmen und der Entwickelrahmen sind durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden.
Der Entwickelrahmen ist mit einem Halter zum Befestigen der Entwickelvorrichtung versehen.
Der Entwickelgeräthalter dient dazu, den Zusammenbau der Prozeßkartusche zu verbessern.
Die vorliegenden Erfindung hat die Aufgabe, den Stand der Technik weiter zu entwickeln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Entwickelgeräthalters, einer Prozeßkartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, wobei die verwendeten Teile effektiv am Entwickelrahmen befestigt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Entwickelgeräthalters, einer Prozeßkartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, welche auf einfache Weise zu montieren sind.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines preisgünstigen Entwickelgeräthalters mit vielen Funktionen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Entwickelgeräthalters, einer Prozeßkartusche und eines mit einer solchen Prozeßkartusche bestückten elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, wobei zum Einsetzen der Prozeßkartusche in die Gerätehauptbaugruppe an der Seite eine Führung angeordnet ist, an welcher ein Antennenkontakt sich befindet.
Die Merkmale der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt. Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher erkennbar.
KURZBESCHREIBUING DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Schnittansicht eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt die Außenansicht des in 1 dargestellten Gerätes.
3 zeigt die Schnittansicht einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt schematisch die Außenansicht der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
5 zeigt die rechte Seite der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
6 zeigt die linke Seite der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
7 zeigt eine weitere Außenansicht der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
8 zeigt die Bodenansicht der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
9(a) zeigt die Außenansicht der Reinigungseinheit und 9(b) die Außenansicht der Entwickeleinheit der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
10 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
11 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
12 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
13 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
14 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
15 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
16 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
17 zeigt von einer Seite aus gesehen das Einsetzen und Entfernen der in 3 dargestellten Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes.
18 zeigt in perspektivischer Darstellung den Innenraum der Gerätehauptbaugruppe.
19(a) zeigt in perspektivischer Darstellung den Innenraum und 19(b) eine Innenseite der Gerätehauptbaugruppe.
20 zeigt den Kontakt zwischen einem Kontaktelement und einem Kontaktpunkt.
21 zeigt die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelemente.
22 zeigt eine Seite einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
23(a) zeigt die Außenansicht und 23(b) die Innenansicht des Entwickelvorrichtungshalters in perspektivischer Darstellung.
24 zeigt die Schnittansicht I-I des in 23(b) dargestellten Entwickelvorrichtungshalters.
25 zeigt vergrößert den Tonererfassungskontakt des in 23 dargestellten Entwickelvorrichtungshalters.
26 zeigt perspektivisch die Entwickeleinheit in Explosivdarstellung.
27 zeigt in perspektivischer Darstellung den als Entwickelrahmen bezeichneten Entwickelvorrichtungsralmers.
28 zeigt in perspektivischer Darstellung die Entwickeleinheit ohne Entwickelgeräthalter.
29 zeigt in perspektivischer Darstellung den Tonerrahmen.
30 zeigt in perspektivischer Darstellung den Tonerrahmen nach Anbringen der Dichtung.
31 zeigt die Längsschnittansicht der in 30 angedeuteten Dichtung.
32 zeigt die Schnittansicht RO-RO der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
33 zeigt den Tonerrahmen in Explosivdarstellung.
34 zeigt die Bodenansicht der Prozeßkartusche.
35 zeigt die Seitenansicht der in 28 angedeuteten Zahnradgruppe.
36 zeigt die Seitenansicht des Tonerrahmens.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DR BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Beschreibung bedeutet die Breitenrichtung der Prozeßkartusche B die Richtung, in welcher diese in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes (nachfolgend Gerätehauptbaugruppe genannt) eingesetzt und aus dieser entfernt wird. Diese Richtung stimmt mit der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums überein. Die Längsrichtung der Prozeßkartusche B bedeutet die Richtung, welche (im wesentlichen) rechtwinklig zu der Richtung verläuft, in welche die Prozeßkartusche B in die Gerätehauptbaugruppe 14 eingesetzt und aus dieser entfernt wird. Diese Richtung schneidet die Transportrichtung des Aufzeichnungsmedium (im wesentlichen) rechtwinklig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes (Laserstrahldrucker) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und 2 dessen Außensicht in perspektivischer Darstellung. Die 3–8 zeigen eine Ausführungsform der Prozeßkartusche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Von diesen Figuren zeigt 3 die Schnittseitenansicht, 4 in perspektivischer Darstellung die Außenansicht, 5 die rechte Seite, 6 die linke Seite, 7 in perspektivischer Darstellung die Draufsicht und 8 in perspektivischer Darstellung die Bodenansicht der Prozeßkartusche. In der folgenden Beschreiung bedeutet die Oberseite die nach oben gerichtete Seite und die Unterseite die nach unten gerichtete Seite der in die Gerätehauptbaugruppe 14 eingesetzten Prozeßkartusche.
[Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät A und Prozeßkartusche B]
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 1 und 2 ein als Laserstrahldrucker dienendes elektrophotographisches Bilderzeugungsgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt eine Seitenansicht der Prozeßkartusche B.
Mit dem in 1 dargestellten Laserstrahldrucker A wird nach einem elektrophotographischen Bilderzeugungsverfahren auf einem Aufzeichnungsmedium in Form von Aufzeichnungspapier, eines OHP-Blattes oder von Gewebe ein Bild erzeugt. Als erstes wird auf einem als Bildträgerelement dienenden elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element in Form einer Trommel (nachfolgend lichtempfindliche Trommel genannt) ein Tonerbild erzeugt. Genauer ausgedrückt, die lichtempfindliche Trommel wird von einer Ladevorrichtung geladen und anschließend von einer optischen Vorrichtung auf der Grundlage von Bilddaten mit einem Laserstrahl belichtet, um ein latentes Bild auf dieser zu erzeugen. Dieses latente Bild wird von der Entwickelvorrichtung zu einem Tonerbild entwickelt. Synchron zur Tonerbilderzeugung wird der Kassette 3a ein Blatt des Aufzeichnungsmediums entnommen und dieses von der aus paarig angeordneten Aufnahmewalzen 3b und 3c, paarig angeordneten Registrierwalzen 3d und 3e und weiteren Elementen zusammengesetzten Transportvorrichtung 3 zur Aufzeichnungsposition geschoben. Dann wird die als Übertragungsvorrichtung dienende Übertragungswalze 4 mit einer Spannung gespeist und das auf der lichtempfindlichen Trommel der Prozeßkartusche B erzeugte Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen. Das mit dem Tonerbild versehene Aufzeichnungsmedium wird der Fixiervorrichtung 5 zugeführt. Von der Fixiervorrichtung 5, welche eine Antriebswalze 5c und eine mit einem Heizelement 5a versehene Fixierwalze 5b aufweist, wird das diese passierende Aufzeichnungsmedium 2 mit Wärme und Druck beaufschlagt, um das auf dieses übertragene Tonerbild zu fixieren. Das mit dem fixierten Tonerbild versehene Aufzeichnungsmedium wird von einer Gruppe aus paarig angeordneten Austragwalzen 3g, 3h und 3i durch einen Blattumkehrkanal 3j transportiert und schließlich auf eine Ablage 6 geschoben. Die Ablage 6 ist auf der Oberseite der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes A angeordnet. Das Gerät A weist auch eine schwenkbare Zunge 3k und paarig angeordnete Austragwalzen 3m auf, so daß bei Betätigung der Zunge 3k das Aufzeichnungsmedium 2 von den paarig angeordneten Austragwalzen 3m erfaßt und ohne Passieren des Blattumkehrkanals 3j direkt ausgetragen wird. Bei dieser Ausführungsform bilden die Aufnahmewalze 3b, die paarig angeordneten Transportwalzen 3c und 3d, die Registrierwalze 3e, die Transportführung 3f, die paarig angeordneten Austragwalzen 3g, 3h und 3i und die paarig angeordneten Austragwalzen 3m die Transportvorrichtung.
Bei der in den 3–8 dargestellten Prozeßkartusche B wird die als Ladevorrichtung dienende Ladewalze 8 mit einer Spannung gespeist und während der Rotation der als Bildträgerelement dienenden lichtempfindlichen Trommel 7 deren mit einer lichtempfindlichen Schicht 7e (20) versehene Oberfläche gleichmäßig geladen. Dann wird vom optischen System 1 ein die Bilddaten tragender Laserstrahl durch die Be lichtungsöffnung 1e auf die lichtempfindliche Trommel 7 gerichtet und dabei auf dieser ein latentes Bild erzeugt. Das latente Bild wird von der Entwickelvorrichtung 9 mittels Toner entwickelt.
Die lichtempfindliche Trommel 7 berührt die Ladewalze 8, setzt diese in Drehung und wird von dieser geladen. Die Entwickelvorrichtung 9 führt den zu entwickelnden Bereichen der lichtempfindlichen Trommel 7 Toner zu und entwickelt das auf dieser erzeugte latente Bild. Das optische System 1 weist eine Laserdiode 1a, einen Polygonspiegel 1b, eine Linse 1c und einen Totalreflexionsspiegel 1d auf.
Wenn das in der Entwickelvorrichtung 9 angeordnete Tonerrührelement 9b in Drehung gesetzt wird, rührt dieses den im Tonerbehälter 1A vorhandenen Toner um und transportiert eine Menge davon zu der innen mit einem Magnet versehenen Entwickelwalze 9c, wobei während der Rotation der Entwickelwalze 9c eine von der Entwickellamelle 9d triboelektrisch geladene Tonerschicht erzeugt wird. Von dieser Tonerschicht wird auf den zu entwickelnden Bereich der lichtempfindlichen Trommel 7 Toner übertragen. Mit der Übertragung von Toner auf die lichtempfindliche Trommel 7 wird das auf dieser erzeugte latente Bild sichtbar gemacht. Die Entwickellamelle 9d reguliert die Menge des auf die Oberfläche der Entwickelwalze 9c aufgebrachten Toners. Neben der Entwickelwalze 9c sind auch Rührelemente 9e und 9f zum Rühren und Umwälzen des Toners angeordnet.
Danach wird die Übertragungswalze 4 mit einer Spannung mit einer Polarität entgegengesetzt der des Tonerbildes gespeist und dabei das auf der lichtempfindlichen Trommel 7 vorhandene Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen. Danach wird von der Reinigungsvorrichtung 10 der auf der lichtempfindlichen Trommel 7 verbliebene Toner entfernt. Die Reinigungsvorrichtung 10 weist eine die lichtempfindliche Trommel 7 berührende elastische Reinigungslamelle 10a auf. Der auf der lichtempfindlichen Trommel 7 verbliebene Toner wird von der elastischen Reinigungslamelle 10a abgekratzt und fällt in den Tonersammelbehälter 10b.
Die Prozeßkartusche B ist aus folgenden Elementen zusammengesetzt, der Tonerkammer 11 des Kartuschenrahmens (nachfolgend Tonerkammerrahmen genannt), welche einen Teil des Tonerbehälters 11A (Toneraufnahmeabschnitt) bildet und zum Speichern von Toner dient, der Entwickelkammer 12 des Kartuschenrahmens (nachfolgend Entwickelkammerrahmen genannt), in welcher die Entwickelvorrichtung in Form der Entwickelwalze 9c untergebracht ist, und der Reinigungsvorrichtungskammer 13 des Kartuschenrahmens (nachfolgend Reinigungsvorrichtungsrahmen genannt), in welcher die lichtempfindliche Trommel 7, die Reinigungsvorrichtung in Form der Reinigungslamelle 10a, die Ladewalze 8 und andere Teile untergebracht sind. Die Prozeßkartusche B wird von der Bedienperson austauschbar in die Hauptbaugruppe 14 des Gerätes eingesetzt.
Die Prozeßkartusche B ist mit zwei Öffnungen versehen, der Belichtungsöffnung 1e, durch welche der die Bilddaten tragende Lichtstrahl auf die lichtempfindliche Trommel 7 gerichtet wird, und der Übertragungsöffnung 13n, durch welche die lichtempfindliche Trommel 7 direkten Kontakt zum Aufzeichnungsmedium 2 hat. Genauer ausgedrückt, die Belichtungsöffnung 1e ist in der Reinigungsvorrichtungskammer 13 und die Übertragungsöffnung 13n zwischen der Entwickelkammer 12 und der Reinigungsvorrichtungskammer 13 vorhanden.
Nachfolgend wird der Aufbau des Gehäuses einer Ausführungsform der Prozeßkartusche B gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Prozeßkartusche B gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgend beschriebene Weise zusammengebaut. Zuerst werden der Tonerkammerrahmen 11 und der Entwickelkammerrahmen 12 miteinander verbunden. Danach wird der Reinigungsvorrichtungsrahmen 13 schwenkbar an den beiden zusammengefügten Rahmen befestigt. Damit ist das Kartuschengehäuse komplettiert. Anschließend werden die lichtempfindliche Trommel 7, die Ladewalze 8, die Entwickelvorrichtung 9, die Reinigungsvorrichtung 10 und weitere Elemente in das Gehäuse montiert. Die Prozeßkartusche B wird über eine in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordnete Führung austauschbar in diese eingesetzt.
[Gehäuseaufbau der Prozeßkartusche B]
Wie bereits erwähnt, ist das Gehäuse der Prozeßkartusche B gemäß der vorliegenden Erfindung aus dem Tonerkammerrahmen 11, dem Entwickelrahmen 12 und dem Reinigungsvorrichtungsrahmen 13 zusammengesetzt.
Wie die 3 und 9 zeigen, weist der Tonerkammerrahmen 11 den Tonerbehälter 11A auf, in welchem das Tonerrührelement 9b zum Umrühren und Zuführen des Toners angeordnet ist. Am Entwickelkammerrahmen 12 sind die Entwickelwalze 9c und die Entwickellamelle 9d befestigt und der Entwickelwalze 9c gegenüber die Rührelemente 9e und 9f zum Umwälzen des Toners in der Entwickelkammer drehbar angeordnet. Unmittelbar neben der Entwickelwalze 9c und im wesentlichen parallel zu dieser ist eine Antenne 9h angeordnet. Der Tonerkammerrahmen 11 und der Entwickelkammerrahmen 12 werden durch Schmelzschweißen (bei dieser Ausführungsform durch Ultraschallschweißen) mit einander verbunden, um die Entwickeleinheit D als integrales zweites Rahmenelement herzustellen (9(b)).
Die lichtempfindliche Trommel 7, die Ladewalze 8 und die Reinigungsvorrichtung 10 werden am Reinigungsvorrichtungsrahmen 13 montiert. Am Reinigungsvorrichtungsrahmen 13 wird außerdem ein Trommelabdeckelement 18 befestigt, welches nach dem Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 die lichtempfindliche Trommel 7 schützt, und diese Einheit bildet die Reinigungseinheit C als erstes Rahmenelement (9(a)).
Die Entwickeleinheit D und die Reinigungseinheit C werden mit dem Verbindungselement 22 schwenkbar miteinander verbunden, um die Prozeßkartusche B zu komplettieren. Wie 9 zeigt, ist an beiden Stirnseiten (in Achsrichtung der Entwickelwalze 9c) der Entwickelkammer 12 ein mit einem Zapfen 20 versehener Arm 19 angeordnet (9(b)). Jeder der beiden Zapfen 20 ruht im jeweiligen der an beiden Stirnseiten der Reinigungsvorrichtungskammer 13 vorhandenen Vertiefung 21, wodurch die positionelle Beziehung zwischen der Entwickeleinheit D und der Reinigungseinheit C festgelegt ist ( 9(a)). Nach dem Einführen der Zapfen 20 in die jeweilige Vertiefung 21 wird das Verbindungselement 22 so an der Reinigungsvorrichtungskammer 13 befestigt, daß die Entwickeleinheit D und die Reinigungseinheit C um die Zapfen 20 relativ zueinander geschwenkt werden können. Am Verbindungselement 22 ist eine Druckfeder 22a befestigt, welche den Entwickelkammerrahmen 12 nach unten und damit die Entwickelwalze 9c zuverlässig gegen die lichtempfindliche Trommel 7 drückt. An jeder Stirnseite der Entwickelwalze 9c ist ein Distanzring 9i angeordnet, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Entwickelwalze 9c, so daß beim Anpressen des Distanzrings 9i an die lichtempfindliche Trommel 7 zwi schen dieser und der Entwickelwalze 9c ein bestimmter Abstand (etwa 300 μm) beibehalten wird. Durch die elastische Kraft der Druckfeder 22a kann die positionelle Beziehung zwischen der Außenoberfläche der lichtempfindlichen Trommel 7 und der Außenoberfläche der Entwickelwalze 9c exakt beibehalten werden.
[Aufbau der Führung für die Prozeßkartusche B]
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 4 bis 9 die Führung, welche die Prozeßkartusche B beim Einsetzen in die Gerätehauptbaugruppe 14 und beim Entfernen aus dieser führt, detailliert beschrieben. 5 zeigt in Pfeilrichtung X, d. h. in Kartuscheneinsetzrichtung (von der Entwickeleinheit D aus) gesehen die rechte Seite und 6 die linke Seite der Prozeßkartusche B.
Wie diese Figuren zeigen, ist an jeder Stirnseite des Gehäuses 100 eine Führung angeordnet, durch welche die Prozeßkartusche B beim Einsetzen in die und Entfernen aus der Gerätehauptbaugruppe 14 geführt wird. Diese Führung weist einen zylindrischen Zapfen 13a als erstes Führungselement, ein langes Teil 12a als zweites Führungselement und ein kurzes Teil 13b als drittes Führungselement auf.
Das zylindrische Führungselement 13a erstreckt sich in Achsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 aus der Stirnfläche des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13. In diesem zylindrischen Führungselement 13a ist die Achse 7a der lichtempfindlichen Trommel 7 drehbar gelagert. Das lange Führungselement 12a ist an jeder Stirnseite des Entwickelkammerrahmens 12 angeordnet und dient als Brücke zwischen dem Entwickelkammerrahmen 12 und dem Reinigungsvorrichtungsrahmen 13. Das kurze Führungselement 13b ist an jeder Stirnseite des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13 über dem zylindrischen Füh rungselement 13a angeordnet. Genauer ausgedrückt, das lange Führungselement 12a ist integraler Bestandteil der Entwickelwalzenhalter 40 und 41 (23), worauf später eingegangen wird. Das zylindrische Führungselement 13a und das kurze Führungselement 13b sind integrale Bestandteile des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13.
Das lange Führungselement 12a erstreckt sich in Einsetzrichtung der Prozeßkartusche B (Pfeilrichtung X) und ist im wesentlichen unter dem gleichen Winkel angeordnet, unter welchem die Prozeßkartusche B eingesetzt wird. Das zylindrische Führungselement 13a liegt in Kartuscheneinsetzrichtung auf der imaginären Verlängerung des langen Führungselements 12a, während das kurze Führungselement 13b sich im wesentlichen parallel zum langen Führungselement 12a erstreckt. Wie 6 zeigt, sind das zylindrische Führungselement 13a, das zweite Führungselement 12a und das dritte Führungselement 13b auch auf der Stirnseite angeordnet, welche der in 10 dargestellten gegenüberliegt, und deren Konfiguration und Lage entsprechen den in 5 dargestellten. Diese drei Führungselemente ragen im wesentlichen in gleicher Länge aus der Außenfläche des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13 und der des Entwickelkammerrahmens 12, welche auf der gleichen Ebene liegen.
Diese Elemente werden nachfolgend detaillierter beschrieben.
Das zylindrische Führungselement 13a als erstes Führungselement ist sowohl an der Stirnseite C1 (rechte Seite 13c) als auch an der Stirnseite C2 (linke Seite 13d) der Reinigungseinheit C angeordnet, wobei von der Entwickeleinheit D aus (in Kartuscheneinsetzrichtung) auf die Achse der lichtempfindlichen Trommel 7 gesehen die Seite C1 die rechte Seite 13c des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13 darstellt. In die gleiche Richtung gesehen ist die andere Seite C2 die linke Seite des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13. Ein zylindrisches Führungselement 13a erstreckt sich in Achsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 aus der Stirnfläche 13c und das andere aus der Stirnfläche 13d des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13. Die beiden zylindrischen Führungselemente 13a dienen auch als Lagerstelle für die Trommelachse 7a. Mit anderen Worten, die Trommelachse 7a wird über die beiden zylindrischen Führungselemente 13a auf der später beschriebenen Führungsbahn 16a geführt und schließlich in der jeweiligen Vertiefung 16a5 fixiert (10–17).
Ein langes Führungselement 12a als zweites Führungselement ist an der Stirnseite D1 (rechte Seite 12c) und das andere an der Stirnseite D2 (linke Seite 12d) der Entwickeleinheit D angeordnet, wobei auf die Achse der lichtempfindlichen Trommel gesehen die Seite D1 als rechte Seite 12c und die Seite D2 als linke Seite 12d des Entwickelkammerrahmens 12 anzusehen ist. In Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X) gesehen ist das lange Führungselement 12a hinter dem zylindrischen Führungselement 13a angeordnet. Genauer ausgedrückt, das lange Führungselement 12a ist im Bereich L angeordnet, welcher sich aus der parallel zur Einsetzrichtung und tangential zur Peripherie verlaufenden imaginären Verlängerung 111 bzw. 112 (5) ergibt, und bildet die Brücke zwischen dem Entwickelkammerrahmen 12 und dem Reinigungsvorrichtungsrahmen 13, wobei dessen vorderes Ende 12a1 sich über die Stirnseite des Reinigungsvorrichtungsrahmens 13 erstreckt (um etwa 1 bis 2 mm).
An den Stirnflächen 13c und 13d der Reinigungseinheit C ist über dem zylindrischen Führungselement 13a das als drittes Führungselement dienende kurze Führungselement 13b angeordnet. Genauer ausgedrückt, in Kartuscheneinsetzrichtung gese hen ist das kurze Führungselement 13b im wesentlichen direkt über dem zylindrischen Führungselement 13a angeordnet. Mit anderen Worten, das kurze Führungselement 13b ist im Bereich 15 angeordnet, welcher sich aus den im wesentlichen rechtwinklig zur Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X) über die Peripherie des zylindrischen Führungselements 13a parallel zueinander gezogenen Linien 113 und 114 ergibt. Das kurze Führungselement 13b erstreckt sich im wesentlichen parallel zum langen Führungselement 12a.
Typische Dimensionen der Führungselemente gehen aus der nachfolgenden Aufstellung hervor. Die Toleranzbereiche gelten für diese Ausführungsform der Prozeßkartusche.
Der Durchmesser des zylindrischen Führungselements 13a beträgt etwa 10,0 mm (Toleranzbereich 7,5 bis 10,0 mm); das lange Führungselement 12a hat eine Länge von etwa 36,0 mm (Toleranzbereich 15,0 bis 41,0 mm) und eine Breite von etwa 8,0 mm (Toleranzbereich 1,5 bis 10,0 mm), das kurze Führungselement 13b hat eine Länge von etwa 10,0 mm (Toleranzbereich 3,0 bis 17,0 mm) und eine Breite von etwa 4,0 mm (Toleranzbereich 1,5 bis 7,0 mm). Der Abstand zwischen der Peripherie des zylindrischen Führungselements 13a und dem vorderen Ende 12a1 des langen Führungselements 12a beträgt etwa 9,0 mm.
Der Abstand zwischen der Peripherie des zylindrischen Führungselements 13a und der untersten Kante 13b1 des kurzen Führungselements 13b beträgt etwa 7,5 mm (Toleranzbereich 5,5 bis 9,5 mm).
Nachfolgend werden der Berührungsregulierabschnitt 13e und der Berührungslöseabschnitt 13f an der Oberseite 13d der Reinigungseinheit C beschrieben. Oberseite bedeutet die Sei te der Reinigungseinheit C, welche bei eingesetzter Prozeßkartusche B nach oben gerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform ist das die Fläche 13i der Reinigungseinheit C.
Der Berührungsregulierabschnitt 13e und der Berührungslöseabschnitt 13f sind am rechten Ende 13c und am linken Ende 13d dieser Fläche 13i vorhanden. Der Berührungsregulierabschnitt 13e fixiert die Lage der Prozeßkartusche B in der Gerätehauptbaugruppe. Genauer ausgedrückt, beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Gerätehauptbaugruppe 14 kommt der Regulierabschnitt 13e mit dem in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordneten Anschlagelement 25 in Berührung ( 10–17), wodurch die Lage der Prozeßkartusche B fixiert wird. Der Berührungslöseabschnitt 13f kommt beim Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 zur Wirkung. Genauer ausgedrückt, beim Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 kommt der Berührungslöseabschnitt 13f mit dem Anschlagelement 25 in Berührung, so daß das dabei erzeugte Moment ein leichtes Entfernen der Prozeßkartusche aus der Gerätehauptbaugruppe ermöglicht.
Nachfolgend werden in Verbindung mit den 10–17 die einzelnen Schritte beim Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche B beschrieben.
In Kartuscheneinsetzrichtung gesehen ist auf der Oberseite der Reinigungseinheit C beidseitig eine Vertiefung 13g vorhanden. Die Vertiefung 13g weist mehrere Flächen auf, eine in Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X) von der Vorderseite der Kartusche B schräg nach oben sich erstreckende erste geneigte Fläche 13g1, eine von der oberen Kante 13g2 nach hinten sich erstreckende zweite geneigte Fläche 13g3 und eine vom unteren Ende 13g4 der geneigten Fläche 13g3 nach hinten sich erstreckende vierte geneigte Fläche 13g5. Vom unteren Ende 13g6 der geneigten Fläche 13g5 erstreckt eine Wand (geneigte Fläche) 13g7 sich nach vorn. Die zweite geneigte Fläche 13g3 entspricht dem Berührungsregulierabschnitt 13e und die Wand 13g7 dem Berührungslöseabschnitt 13f.
Nachfolgend sind die typischen Dimensionen der genannten Abschnitte zusammengestellt.
Der Berührungsregulierabschnitt 13e verläuft bezüglich der Horizontalen X der in die Gerätehauptbaugruppe 14 eingesetzten Prozeßkartusche B (5) unter einem Winkel von 0 Grad und hat eine Länge von etwa 6,0 mm (Toleranzbereich 4,5 bis 8,0 mm). Der Berührungslöseabschnitt 13f ist bezüglich der Horizontalen x um den Winkel θ1 (etwa 45 Grad) geneigt und hat eine Länge von etwa 10,0 mm (Toleranzbereich 8,5 bis 15,0 mm).
[Schritte zum Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche]
Nachfolgend werden in Verbindung mit den 10–19 Schritte zum Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche B in die und aus der Gerätehauptbaugruppe 14 beschrieben.
Voraussetzung ist, daß die Prozeßkartusche B wie beschrieben konstruiert ist und in den in der Gerätehauptbaugruppe 14 dafür vorhandenen Raum eingesetzt oder aus diesem entfernt werden kann.
Wenn die Bedienperson die in den 18 und 19 angedeutete Abdeckung 35 um den Punkt 35a nach oben schwenkt, wird der Kartuschenaufnahmeraum S geöffnet, so daß die rechte und die linke Führung 16 in der Gerätehauptbaugruppe 14 sichtbar werden. Jede der beiden Führungen 16 weist eine erste Füh rungsbahn 16a und eine zweite Führungsbahn 16b auf. Die Prozeßkartusche B wird zwischen den Führungsbahnen 16a und 16b geführt in die Gerätehauptbaugruppe geschoben und danach wird die Abdeckung 35 nach unten geschwenkt, um den Kartuschenaufnahmeraum zu schließen. Die Einsetzrichtung der Prozeßkartusche B schneidet die Achse der lichtempfindlichen Trommel 7 im wesentlichen rechtwinklig, wie die 10– 17 zeigen. Dabei bildet die Reinigungseinheit C den vorderen Abschnitt und die Entwickeleinheit D den hinteren Abschnitt der Prozeßkartusche B.
An beiden Seiten der Prozeßkartusche B ist eine Vertiefung 17 als Griff vorhanden (3), welche von der Bedienperson mit beiden Händen erfaßt wird und dieser das Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche erleichtert.
Die Prozeßkartusche B weist eine Trommelabdeckung 18 ( 3) auf, welcher der Bewegung der Prozeßkartusche B beim Einsetzen und Entfernen folgt. Wenn die Prozeßkartusche B aus der Hauptbaugruppe des Laserdruckers entfernt wird, schwenkt die Abdeckung zurück, schließt dabei die Übertragungsöffnung und schützt auf diese Weise die lichtempfindliche Trommel 7. Wie 6 zeigt, ist die Abdeckung 18 beidseitig mit einem Arm 18a und einem Verbindungsglied 18b gekoppelt, welche am Reinigungsvorrichtungsrahmen 13 schwenkbar befestigt sind, und wird von diesen gestützt. Wie 6 ebenfalls zeigt, wird beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in Pfeilrichtung X in die Gerätehauptbaugruppe 14 das vordere Ende des am Arm 18a befestigten Hebels 23 gegen einen in der Gerätehauptbaugruppe angeordneten Anschlag (nicht dargestellt) gedrückt, dabei der Hebel 23 um den Punkt 18c als Lagerstelle für den Schließarm 18a geschwenkt und die Abdeckung 18 bewegt, um die Übertragungsöffnung freizulegen. Beim Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 wird durch die Kraft der Torsionsfeder 23a die Abdeckung 18 zurückgeschwenkt.
Die erste Führungsbahn 16a bildet den unteren Abschnitt der Führung 16 und dient als Auflage für das lange Führungselement 12a und das zylindrische Führungselement 13a an der Prozeßkartusche B. Die erste Führungsbahn 16a ist in mehrere Sektionen unterteilt, in eine Hauptsektion 16a1, eine abgestufte Sektion 16a2, eine Vertiefung 16a3, eine Hilfssektion 16a4 und eine Positioniervertiefung 16a5, welche in Einsetzrichtung in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. Die Hauptsektion 16a1 dient als Führung für das lange Führungselement 12a und das zylindrische Führungselement 13a. Über die Hilfssektion 16a4 gleitet das zylindrische Führungselement 13a in die Positioniervertiefung 16a5. Wenn das zylindrische Führungselement 13a den Grund der Positioniervertiefung 16a5 erreicht hat, ist die Prozeßkartusche B in der Gerätehauptbaugruppe 14 positioniert. Die zweite Führungsbahn bildet den oberen Abschnitt der Führung 16 und weist eine geneigte Fläche 16b1 sowie einen Rücksprung 16b2 auf, welche in Einsetzrichtung in der genannten Reihenfolge angeordnet sind.
Im Kartuschenaufnahmeraum 5 der Gerätehauptbaugruppe 14 ist an einer in diesem angeordneten Strebe 27 rechts und links ein Anschlag 25 (zur Regulierung der Schwenkbewegung der Prozeßkartusche B) befestigt. Der an der Prozeßkartusche B vorhandene Berührungsregulierabschnitt 13e kommt mit dem Anschlag 25 in Berührung, wodurch die Schwenkbewegung der Prozeßkartusche B reguliert wird (15). Genauer ausgedrückt, mit dem Gleiten des zylindrischen Führungselementes 13a in die Positioniervertiefung 16a5 und dem Anlegen des Berührungsregulierabschnitts 13e gegen den Anschlag 25 wird die Prozeßkartusche B exakt in der Gerätehauptbaugruppe 14 positioniert. Beim Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 legt der Berührungslöseabschnitt 13f sich gegen den Anschlag 25 und erleichtert den Ausbauvorgang.
Im Kartuschenaufnahmeraum S ist an der rechten und der linken Seite ein Anpreßelement 26 angeordnet (10–19). Das Anpreßelement 26 wird von der Druckfeder 26a in Uhrzeigerrichtung um den Punkt 26b geschwenkt und gegen die Prozeßkartusche B gedrückt, um die Übertragung einer am Gerät A auftretenden Schwingung auf die Prozeßkartusche zu verhindern.
Nachfolgend wird in Verbindung mit den entsprechenden Zeichnungen die Beziehung zwischen der in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordneten Führung 16 und den an der Prozeßkartusche B vorhandenen Führungselementen 12a, 13a und 13b beim Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche beschrieben. Die 10–15 zeigen schematisch die einzelnen Schritte beim Einsetzen der Prozeßkartusche B bis zum Moment der entgültigen Positionierung in der Gerätehauptbaugruppe 14. In den 10 und 15 ist die gesamte Seitenansicht der Prozeßkartusche 8 durch eine durchgehende Linie, die in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordnete Führung durch eine Doppelpunkt-Kettenlinie (imaginäre Linie) gekennzeichnet. In den 11–14, welche Einsetzzwischenschritte zeigen, sind nur die an der Prozeßkartusche B vorhandenen Führungselemente durch die durchgehenden Linie, die anderen Abschnitte durch die Doppelpunkt-Kettenlinie gekennzeichnet.
Wie 10 zeigt, wird von der Bedienperson die Prozeßkartusche B erfaßt und so in die Gerätehauptbaugruppe 14 geschoben, daß das zylindrische Führungselement 13a und das lange Führungselement 12a an der Prozeßkartusche auf der Führungsbahn 16a gleiten. In diesem Zustand hat das kurze Führungselement 13b den Abstand E zur Führungsbahn 16b (2,0 bis 4,0 mm bei dieser Ausführungsform).
In diesem Zustand folgt das Anpreßelement 26 der geneigten Fläche 13i an der Prozeßkartusche B und beeinträchtigt den Einsetzvorgang nicht. Auch beim weiteren Einführen der Prozeßkartusche B bleibt der Gleitkontakt zwischen dem Anpreßelement 26 und der Kartuschenoberseite erhalten, so daß die Aufwärtsbewegung der Kartusche kontrolliert wird. So lange die Prozeßkartusche B im Gerät A verbleibt, wird das Anpreßelement 26 gegen die Kartuschenoberseite gedrückt.
Wenn die Prozeßkartusche B die in 11 dargestellte Lage erreicht, befindet das zylindrische Führungselement 13a sich an der abgestuften Sektion 16b2 der ersten Führungsbahn 16a, um in die Vertiefung 16a3 zu gleiten. Wenn die Prozeßkartusche B einen bestimmten Punkt erreicht hat (15) befindet die lange Führung 12a sich in der Vertiefung 16a3, welche zur Führungsbahn 16a einen Abstand M hat (etwa 4,0 bis 8,0 mm bei dieser Ausführungsform) und größer ist als E (E < M). Auch in diesem Zustand ruht das kurze Führungselement 13b noch nicht auf der zweiten Führungsbahn 16b (nach oben geneigte Fläche 16b1).
Erst wenn die Prozeßkartusche B die in 12 dargestellte Lage erreicht, kommt das kurze Führungselement 13b mit der Führungsbahn 16b in Berührung, d. h. noch bevor das zylindrische Führungselement 13a der Prozeßkartusche B den Boden der Vertiefung 16a3 berührt.
Mit anderen Worten, in diesem Zustand dienen das lange und das kurze Führungselement 12a bzw. 13b als Einsetzführung, wodurch die von der abgestuften Sektion auf die Prozeßkartu sche B möglicherweise wirkende Stoßbelastung verringert wird.
Bei Erreichen des in 13 dargestellten Zustandes befindet das hintere Ende des langen Führungselements 12a der Prozeßkartusche B sich an der Kante der Vertiefung 16a3 der ersten Führungsbahn 16a, während das zylindrische Führungselement 13a die Hilfssektion 16a4 berührt und auf dieser weitergleiten wird. Von hier ab gleitet das zylindrische Führungselement 13a auf der ersten Führungsbahn 16a und das kurze Führungselement 13b auf der zweiten Führungsbahn 16b, wie 14 zeigt.
Bei Erreichen des in 14 dargestellten Zustandes befindet das kurze Führungselement 13b sich über der Vertiefung 16b2 der zweiten Führungsbahn 16b. In dem Moment, in welchem das kurze Führungselement 13b in die Vertiefung 16b2 gleitet, hat nur das zylindrische Führungselement 13a Kontakt zur Gerätehauptbaugruppe 14, und zwar auf der Hilfssektion 16a4; dadurch schwenkt die Prozeßkartusche B etwas entgegen Uhrzeigerrichtung, so daß das zylindrische Führungselement 13a in die Positioniervertiefung 16a5 gleitet (15). Fast zum gleichen Zeitpunkt kommt der am Reinigungsvorrichtungsrahmen 13 vorhandene Berührungsregulierabschnitt 13c mit dem Schwenkregulierabschnitt 25a des in der Gerätehauptbaugruppe 14 befestigten Anschlags 25 in Berührung ( 15). Damit ist die Prozeßkartusche B vollständig in der Gerätehauptbaugruppe 14 positioniert und ausgerichtet. In diesem Zustand wird die Lage der Prozeßkartusche B in der Gerätehauptbaugruppe 14 nur vom zylindrischen Führungselement 13a fixiert, da die anderen Führungselemente (das lange und das kurze Führungselement 12a bzw. 13b) keinen Kontakt zu anderen Abschnitten der in der Gerätehauptbaugruppe 14 vor handenen Führung 16 haben; das heißt, die Lage der Prozeßkartusche B wird exakt fixiert.
Die positionelle Beziehung zwischen dem Berührungsregulierabschnitt 13e und dem Schwenkregulierabschnitt 25a, auf welche später detailliert eingegangen wird, ergibt sich daraus, daß das beim Betreiben der Prozeßkartusche B erzeugte Moment vom Berührungsregulierabschnitt 13e und vom Schwenkregulierabschnitt 25a aufgenommen wird. Der Abstand vom Berührungspunkt zwischen dem Berührungsregulierabschnitt 13e und dem Schwenkregulierabschnitt 25a zur Mitte des zylindrischen Führungselements 13a ist größer als der Abstand zwischen dem langen Führungselement 12a und der Mitte des zylindrischen Führungselements 13a und der Abstand zwischen dem kurzen Führungselement 13b und der Mitte des zylindrischen Führungselements 13a. Das heißt, daß beim Betreiben der Prozeßkartusche B deren Orientierung stabiler ist.
Bei dem in 15 dargestellten Zustand greift das an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigte Schrägzahn-Stirnrad 7b in das in der Grätehauptbaugruppe 14 angeordnete angetriebene Schrägzahn-Stirnrad 28. Beim Übertragen der Antriebskraft vom Zahnrad 28 auf das Zahnrad 7b unterliegt die Prozeßkartusche B einer in Uhrzeigerichtung wirkenden Kraft (17). Das von dieser Kraft erzeugte und auf die Prozeßkartusche B wirkende Moment wird aber vom Berührungsregulierabschnitt 13e aufgenommen.
Das Anpreßelement 26 drückt die Prozeßkartusche B nach unten. Wenn das zylindrische Führungselement 13a nicht von selbst in die Vertiefung 16a5 an der Gerätehauptbaugruppe 14 gleitet, wird das von dem um den Berührungspunkt zwischen dem Schwenkregulierabschnitt 25a und dem Berührungsregulierabschnitt 13e erzeugten Moment bewirkt.
Nachfolgend werden in Verbindung mit den 16 und 17 die Schritte zum Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 beschrieben. Die Richtung, in welcher die Prozeßkartusche entfernt wird, ist durch den Pfeil Y gekennzeichnet.
Zum Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Gerätehauptbaugruppe 14 wird diese von der Bedienperson an dem durch Vertiefungen erzeugten Griff 17 erfaßt und entgegen Uhrzeigerrichtung in Pfeilrichtung a um das zylindrische Führungselement 13a geschwenkt. Dabei kommt der Berührungslöseabschnitt 13f der Prozeßkartusche B mit dem Berührungslöseabschnitt 25b des festen Anschlags 25 in der Gerätehauptbaugruppe 14 in Berührung. Beim weiteren Anheben der Prozeßkartusche B wird diese um den Berührungspunkt F zwischen den beiden Berührungslöseabschnitten 13f und 25a geschwenkt, wodurch das zylindrische Führungselement 13a aus der Vertiefung 16a5 gleitet. Dabei wird der Zahneingriff zwischen dem Trommelzahnrad 7b und dem Antriebszahnrad 28 problemlos getrennt. In diesem Zustand kann die Prozeßkartusche B nach den in den 14, 13, 12, 11, 10 dargestellten Schritten, d. h. in umgekehrter Reihenfolge gerade aus dem Gerät A gezogen werden.
Wie bereits beschrieben, erstreckt bei dieser Ausführungsform das lange Führungselement als zweites Führungselement sich in Kartuscheneinsetzrichtung und stellt eine Brücke zwischen der Entwickeleinheit D und der Reinigungseinheit C dar. Dadurch wird ein Flattern der Prozeßkartusche B beim Einsetzen und Entfernen verhindert, das Einsetzen zuverlässiger und der Betriebsablauf effizienter.
Die zum Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche B in die bzw. aus der Gerätehauptbaugruppe 14 dienende Führungsvor richtung setzt sich aus dem zylindrischen Führungselement 13a, dem langen Führungselement 12a und dem kurzen Führungselement 13b zusammen, wobei während des Einsetzens und Entfernens der Prozeßkartusche B mindestens zwei dieser Führungselemente zur Wirkung kommen; selbst wenn die in der Gerätehauptbaugruppe 14 vorhandenen Führungsbahnen Stufen aufweisen, wird durch diese Anordnung der auf die Prozeßkartusche B eventuell wirkende Stoß gemindert.
Die Lage der betriebenen Prozeßkartusche B wird von dem das erzeugte Moment regulierenden Schwenkregulierabschnitt 25a und dem zylindrischen Führungselement 13a fixiert, während die beiden anderen Führungselement (das kurze und das lange Führungselement 13b bzw. 12a) die Führungsbahnen in der Gerätehauptbaugruppe 14 nicht berühren; dadurch wird eine stabilere Orientierung der Prozeßkartusche B beim Betreiben des Bilderzeugungsgerätes (während der Bilderzeugung) erreicht.
Die bei der beschriebenen Ausführungsform zum Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche B verwendete Führung ist beispielsweise aus drei an unterschiedlichen Stellen angeordneten Führungselementen zusammengesetzt. Diese Anordnung stellt aber keine Beschränkung dar, denn es kann auch eine Führung verwendet werden, welche mindestens das zylindrische Führungselement als erstes Führungselement und das lange Führungselement als zweites Führungselement oder neben den drei genannten Führungselementen ein weiteres oder weitere Führungselemente aufweist. Auch eine solche Anordnung kann stabiles Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche B gewährleisten und zu einer Verbesserung der Betriebseffizienz beitragen.
Wie die 9(a) und 9(b) zeigen, ist an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 das Trommelzahnrad 7b und am anderen Ende ein Geradzahn-Stirnrad 7n befestigt. Beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Gerätehauptbaugruppe 14 greift das Geradzahn-Stirnrad 7n in ein auf der Achse der Übertragungswalze 4 befestigtes Zahnrad (nicht dargestellt) und überträgt die Antriebskraft von der Prozeßkartusche B auf die Übertragungswalze 4.
Das Bezugszeichen 9u kennzeichnet das an einem Ende der Entwickelwalze 9c befestigte Schrägzahn-Stirnrad. Dieses Zahnrad greift in das Zahnrad 7b, so daß über diese Verbindung die Entwickelwalze 9c in Drehung gesetzt wird.
[Tonerbehälterrahmen (Tonerbehälter)]
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 3, 29, 30, 32 und 33 der Tonerbehälterrahmen (Tonerbehälter) detailliert beschrieben. Von den genannten Figuren zeigt 29 den Tonerbehälter in perspektivischer Darstellung vor dem Anschweißen der Dichtung, 30 den Tonerbehälter in perspektivischer Darstellung nach dem Einfüllen von Toner, 32 die Draufsicht des Oberrahmens 11a und 33 in perspektivischer Darstellung den Tonerbehälter im demontierten Zustand.
Der Tonerbehälterrahmen 11 ist aus dem Oberrahmen 11a (erster Rahmen) und dem Unterrahmen 11b (zweiter Rahmen) zusammengesetzt. Beide Stirnseiten des Oberrahmens 11a sind mit einer Vertiefung 17 versehen. Wie bereits beschrieben, dient diese Vertiefung als Griff. Der Unterrahmen 11b ist mit mehreren Rippen 11c versehen. Diese Rippen sind in Längsrichtung der Prozeßkartusche B in Abständen von etwa 5 mm parallel zueinander auf dem Abschnitt angeordnet, welcher bei zusammengesetzter Prozeßkartusche B deren Boden bildet. Die Bedienperson ergreift mit beiden Händen die Vertiefung 17 und die Rippen 11c. Die Rippen 11c sollen den Händen einen festen Halt bieten. Der Oberrahmen 11a und der Unterrahmen 11b werden an der Schweißfläche U zusammengeschweißt, wobei das Abschmelzen der Schweißrippe durch Vibrationsschweißen erfolgt. Das Verschweißen der beiden Rahmen miteinander ist aber nicht auf das Vibrationsschweißen beschränkt. Das Zusammenfügen kann auch durch thermisches Schweißen, Ultraschallschweißen, ein anderes Schweißverfahren oder einfach durch Kleben erfolgen. Vor dem Zusammenfügen des Oberrahmens 11a und des Unterrahmens 11b wird das Rührelement 9b in den Oberrahmen 11a eingesetzt und das Kuppelelement 11e in die vorhandene Bohrung 11e1 geschoben und dabei mit dem Rührelement 9b gekoppelt (29). Die Bohrung 11e1 ist an der Stirnseite des Oberrahmens 11a vorhanden, an welcher die Tonereinfüllöffnung 11d sich befindet. Der Durchmesser der Tonereinfüllöffnung 11d beträgt etwa 30 mm. Mit anderen Worten, die Bohrung 11e1 und die Tonereinfüllöffnung 11d befinden sind unmittelbar nebeneinander. Der Tonerrahmen 11 ist auch mit einer Öffnung 11i zum Zuführen von Toner aus diesem in den Entwickelrahmen 12 versehen, über welche eine später beschriebene Dichtung geschweißt wird. Nach dem Anschweißen der Dichtung wird durch die Tonereinfüllöffnung 11d Toner eingefüllt und diese Öffnung mit einer Kappe 11f verschlossen, wodurch die Tonereinheit J fertiggestellt ist. Die Kappe 11f ist aus einem weichen Material wie Polyäthylen oder Polypropylen gefertigt und wird fest in die Tonereinfüllöffnung 11d am Toterrahmen 11 gedrückt. Danach wird, wie später beschrieben, die Tonereinheit J durch Ultraschallschweißen mit dem Entwickelrahmen 12 verbunden und bildet somit einen Teil der Entwickeleinheit D. Das Zusammenfügen ist jedoch nicht auf das Ultraschallschweißen beschränkt, sondern kann durch Einrasten erfolgen, wofür die Elastizität der für die Teile verwendeten Werkstoffe genutzt wird.
Wie 3 zeigt, muß die Fläche K, welche einen Teil des Unterrahmenbodens bildet, entsprechend geneigt sein, damit bei Tonerverbrauch Toner auf natürliche Weise und stetig nachrutschen kann. Genauer ausgedrückt, bei ausnivellierter Gerätehauptbaugruppe 14 muß die Fläche K der Prozeßkartusche B unter einem bestimmten Winkel θ zur Horizontale Z geneigt sein. Der Winkel θ sollte etwa 60 Grad betragen. Das rotierende Rührelement 9b reicht über die Ebene der geneigten Fläche K hinaus. Um zwischen dem Rührelement 9b und dem Boden des Unterrahmens 11b genügend Spiel zu schaffen, ist der letztgenannte mit einer nach außen gerichteten Wölbung 11g versehen. Der Rotationsdurchmesser des Rührelements 9b beträgt etwa 30 mm. (Bei dieser Ausführungsform hat die am Unterrahmen 11b vorhandene Wölbung eine Tiefe von etwa 3,6 mm, darf aber minimal nur 2,0 mm und maximal 10 mm betragen). Der Grund für eine solche Ausführung ist darin zu suchen, daß im Falle des Anordnens des Rührelements 9b oberhalb der geneigten Fläche K der zwischen der Spitze des Tonerzuführelements (Tonerrührelements) 9b und der geneigten Fläche K sich absetzende Toner nicht in den Entwickelrahmen 12 gelangt und ungenutzt bleibt. Eine Anordnung wie bei dieser Ausführungsform ermöglicht aber zuverlässiges Zuführen von Toner aus dem Tonerrahmen 11 in den Entwickelrahmen 12.
Wie 29 zeigt, ist das Rührelement 9b aus einem Stab mit einem Durchmesser von etwa 3 mm aus Stahl oder einem ähnlichen Material als Rechteck geformt, um die Tonerrühr-/- zuführ-Effektivität zu verbessern. Beide Stirnseiten des Rührelements 9b sind mit einem Stützzapfen 9b1 versehen. Der eine Stützzapfen 9b1 ist in der im Oberrahmen 11a nahe der Öffnung 11i vorhandenen Bohrung 11r gelagert, der andere mit dem Kuppelelement 11e verbunden.
Wie bereits beschrieben, ist der Toterrahmen 11 aus dem Oberrahmen 11a und dem Unterrahmen 11b zusammengesetzt, wobei der Boden des Unterrahmens 11b mit einer Wölbung 11g für das rotierende Rührelement 9b versehen ist, wodurch die Möglichkeit besteht, eine Großraumprozeßkartusche mit zuverlässiger Tonerzuführleistung ohne Kostenerhöhung bereitzustellen.
Der Inhalt der bisherigen Beschreibung kann wie folgt zusammengefaßt werden:
Der Tonerrahmen (Tonerbehälter) 11 ist Teil einer austauschbaren Prozeßkartusche für ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät, welches ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element (7, 7e) und eine Entwickelvorrichtung 9 zum Entwickeln des auf dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes aufweist. Dieser Behälter, in welchem der zum Entwickeln des latenten Bildes mit der Entwickelvorrichtung 9 verwendete Toner gespeichert wird, weist den Oberrahmen 11a und den mit diesem verbundenen Unterrahmen 11b auf. Der Oberrahmen 11a ist mit der Öffnung 11i zum Zuführen von gespeichertem Toner zur Entwickelvorrichtung 9 und einer Lagerstelle 9b1 ( 29) für das zum Umrühren des gespeicherten Toners verwendete Rührelement 9b versehen. Der Unterrahmen 11b weist die Außenwölbung 11g als Wischfläche für das Rührelement 9b auf. Der Oberrahmen 11a ist außerdem mit der Schweißfläche (Verbindungsfläche) U versehen, an welche der Unterrahmen geschweißt wird (29, 33 und 36). Der Neigungswinkel der Schweißfläche, d. h. der Winkel zwischen der Schweißfläche und der Horizontalen 12 bei senkrechter Lage der kürzeren Kante der rechteckigen Öffnung 11i (29) beträgt etwa 20 bis 40 Grad. Der Oberrahmen 11a ist mit einer Öffnung (Übertragungsöffnung) 11e1 versehen, durch welche das Kuppelelement 11e (Übertragungselement) zur Übertragung der Antriebskraft von der Gerätehauptbaugruppe zum Rührelement 9b der in das Bilderzeugungsgerät eingesetzten Prozeßkartusche eingeführt wird. Eine Seite des Kuppelelements 11e ist mit dem Rührelement 9b, das andere mit dem Tonerzuführzahnrad 9s zur Aufnahme der Antriebskraft gekoppelt. Das Rührelement ist aus einem Metallstab zu einem Rechteckrahmen geformt. Der Oberrahmen 11a ist auch mit der Tonereinfüllöffnung 11d versehen, welche sich neben der Bohrung 11e1 befindet (29). Die Tonereinfüllöffnung wird mit der Kappe 11f dicht verschlossen. Der Oberrahmen 11a ist außerdem mit einer parallel zur Ebene der Öffnung 11i sich erstreckenden Nut 11n versehen. Diese Nut 11n dient zum Befestigen des mit der Entwickelwalze 9c bestückten Entwickelrahmens 12. Am Oberrahmen 11a werden auch ein Abdeckfilm 51 zum Abdichten der Öffnung 11i und ein Abreißband 52 zum Freilegen der Öffnung 11i befestigt. Eine Abdeckfilmplatte 53 erstreckt sich ebenfalls parallel zur Ebene des Öffnung 11i. Der Oberrahmen 11a ist außerdem mit einem Griff (einer Vertiefung) 17 zum Erfassen der Prozeßkartusche versehen. Die Außenwölbung 11g des Unterrahmens 11b hat die Form eine außermittig längs geteilten Zylinders. Diese Wölbung verläuft nahe der Öffnung 11i im wesentlichen über deren gesamten Länge in Längsrichtung des Unterrahmens 11b. Der Oberrahmen 11a weist auch eine geneigte Fläche L auf. Die Neigung dieser Fläche, d. h. der Winkel zwischen dieser und der vertikal ausgerichteten kurzen Kante der Öffnung 11i beträgt etwa 10 bis 40 Grad (36). Die geneigte Fläche L ist oberhalb der Öffnung 11i angeordnet und erstreckt sich parallel zu dieser und im wesentlichen über deren gesamte Länge.
Der Tonerrahmen (Tonerbehälter) 11 wird wie nachfolgend beschrieben zusammengefügt. Als erstes wird der mit der Öffnung 11i zum Zuführen von gespeichertem Toner zur Entwickelvorrichtung 9 und der Befestigung 9b1 zur Lagerung des Rühr elements 9b versehene Oberrahmen 11a vorbereitet. Danach wird der mit der Außenwölbung 11g als Wischbereich für das Rührelement 9b versehene Unterrahmen 11b vorbereitet. Schließlich werden die beiden Rahmen 11a und 11b zum Tonerrahmen (Tonerbehälter) 11 zusammengefügt.
Es ist anzunehmen, daß der im Tonerrahmen 11 gespeicherte Toner sich durch Schwingungen, Stöße oder andere Belastungen während des Transports der Prozeßkartusche B vom Hersteller zum Verbraucher in diesem plötzlich bewegt.
Um das zu verhindern, sind im Oberrahmen 11a des Tonerrahmens 11 mehrere Trennplatten 11p angeordnet.
Diese Trennplatten 11p sind in Längsrichtung des Oberrahmens 11a angeordnet (3, 32 und 33). Bei dieser Ausführungsform sind drei Trennplatten 11p an verschiedenen Stellen angeordnet. Die Trennplatten 11p sind so konfiguriert, daß deren auf das Tonerzuführelement 9b gerichtete Kante 11p1 im wesentlichen einen dieses umgebenden Viertelkreis bildet und daß zwischen deren Kante 11p2 und dem Unterrahmen 11b ein Spalt bleibt. In Längsrichtung des Oberrahmens 11a gesehen ist die Kante 11p1 so positioniert, daß die Trennplatte 11p die Tonereinfüllöffnung 11d teilweise überdeckt.
Um ein Verschieben des Toners im Tonerbehälter 11A zu verhindern, sollte die Trennplatte 11p so groß wie möglich dimensioniert werden. Wenn zum Einfüllen von Toner die Tonereinfüllöffnung 11d aber nach oben gerichtet ist, befindet die Trennplatte 11p sich direkt unterhalb dieser, und sobald die Trennplatte 11p die Tonereinfüllöffnung 11d vollständig überdeckt, kann kaum Toner bis an die tiefste Stelle des Tonerbehälters 11A gelangen. Deshalb sollte die Trennplatte 11p wie bei dieser Ausführungsform konfiguriert werden, um das Einfüllen von Toner nicht zu behindern und durch den von dieser gebildeten Spalt Toner bis zur tiefsten Stelle rinnen zu lassen. Die Trennplatte 11p verringert aber den rechtwinklig zur Längsrichtung des Tonerrahmens 11 sich ergebenden Querschnitt ganz erheblich, kann aber ein Verschieben und Verklumpen des Toners bei Schwingungs- und Stoßbelastung oder anderweitiger Belastung der Prozeßkartusche B verhindern.
[Konfiguration des auf den Entwickelrahmen gerichteten Rahmenabschnitts]
Wie die 2, 29 und 31 zeigen, ist die Öffnung 11i zum Zuführen von Toner aus dem Tonerrahmen 11 in den Entwickelrahmen 12 an der Verbindungsfläche zwischen beiden Rahmen vorhanden. Die Fläche um diese Öffnung ist als Vertiefung 11k ausgeführt, an welche die Abdeckfilmplatte 53 thermisch geschweißt wird. Die Vertiefung 11k ist so dimensioniert, daß nach dem Anschweißen der Abdeckfilmplatte 53 an diese deren Außenfläche und die Fläche 11j des Tonerrahmens 11 (Oberrahmens 11a) im wesentlichen auf der gleichen Ebene liegen. Entlang einer Längsseite der Öffnung 11i sind in der Vertiefung 11k auf einer geraden Linie mehrere Dübel 11m (5 bei dieser Ausführungsform) und an der Fläche 11j entlang einer der kurzen Seite der Öffnung 11i, aber nicht in der Vertiefung 11k, zwei Dübel 11o befestigt. Entlang der beiden Außenlängskanten der Fläche 11j erstrecken die bereits erwähnten beiden Nuten 11n sich parallel zueinander. Die Bodenfläche 11n2 der Nut 11n liegt höher als die Fläche 11j (d. h, näher als diese am Entwickelrahmen 12, siehe 31).
Die mit dem Tonerrahmen 11 direkt in Berührung kommende Fläche des Entwickelrahmens 12 ist die Fläche 12u. Entlang der beiden Längsseiten dieser Fläche 12u erstreckt sich ein in die Nut 11n des Tonerrahmens 11 passendes Profil 12v. An der Stirnseite dieses Profils ist eine spitz zulaufende Wulst 12v1 vorhanden 31), welche durch Ultraschallschweißen abgeschmolzen wird und dadurch den Tonerrahmen 11 mit den Entwickelrahmen 12 verbindet.
Wie 30 zeigt, ist die lose in die Vertiefung 11k am Tonerrahmen 11 eingesetzte Abdeckfilmplatte 53 mit Bohrungen 53c für die Dübel 11m versehen. Die linke und rechte Bohrung, welche mit 53c1 gekennzeichnet sind, haben einen runden Querschnitt, in welche der jeweilige Dübel 11m1 exakt paßt, während die anderen Bohrungen 53c als längliche Form haben und dadurch leicht über die Dübel 11m geschoben werden können. Genauer ausgedrückt, die Bohrungen 53c1 und die Dübel 11ms passen exakt zueinander, während die anderen länglichen Bohrungen 53c die Dübel 11m in der Mitte aufnehmen. Die Abdeckfilmplatte 53 ist mit einer Öffnung 53b versehen, welche der Öffnung 11i größenmäßig annähernd entspricht. Zum Abdichten dieser Öffnung 53b wird auf die Abdeckplatte 53 entlang der die Öffnung umgebenden vier Flächenein ein in Längsrichtung leicht abreißbarer Film 51 geklebt. Auf den Abdeckfilm 51 wird das Abreißband 52 zum Freilegen der Öffnung 53b geschweißt. Das Abreißband 52 wird in Längsrichtung von einem Ende der Bohrung 53b zum anderen geführt, dort umgefaltet und bis über das vordere Ende des Tonerrahmens 11 zurückgeführt, so daß beim Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 das vordere Ende des Abreißbandes 52 von der an dieser Seite des Entwickelrahmens 12 auf die Fläche 12u geklebten elastischen Dichtung 54 in Form eines Filzstreifens (27) gegen den Tonerrahmen 11 gedrückt wird. Das umgefaltete Ende des Abreißbandes 52 ragt ebenfalls aus der Verbindungsstelle zwischen beiden Rahmen (6 und 30) und wird von einer an diesem Ende am Rahmen 12 auf die Fläche 12u geklebten elastischen Dichtung 56 (27) gegen den Tonerrahmen 11 gedrückt. Auf die nach innen gerichtete Fläche der Dichtung 54 wird ein Streifen 55 aus einem Kunstharzfilm mit geringem Reibungskoeffizienten geklebt.
Um das Ausrichten des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 zueinander beim Zusammenfügen beider zu erleichtern, ist die Fläche 11j des Tonerrahmens 11 mit einer runden Bohrung 11r und einer quadratischen Bohrung 11q versehen, während am Entwickelrahmen ein zylindrischer Dübel 12w1 und ein quadratischer Dübel 12w2 befestigt werden. Der zylindrische Dübel 12w1 paßt exakt in die runde Bohrung 11r, während der quadratische Dübel 12w2 locker in der quadratischen Bohrung 11q sitzt. Die auf die ebene Fläche 12u geklebte Dichtung 56 umgibt den zylindrischen Dübel 12w1. Die mit dem Tonerrahmen 11 direkt in Berührung kommende Fläche 12u des Entwickelrahmens 12 ist mit Vertiefungen 12y versehen, in welche die am Tonerrahmen 11 befestigten Dübel 11m und 11o locker passen.
Vor dem Zusammenfügen werden der Tonerrahmen 11 und der Entwickelrahmen 12 als separate Komponenten montiert. Zum Zusammenfügen der beiden vormontierten Rahmen werden der zylindrische Positionierdübel 12w1 und der quadratische Dübel 12w2 am Entwickelrahmen 12 in die runde Bohrung 11r bzw. quadratische Bohrung 11q am Tonerrahmen 11 geschoben. Dabei gleitet das Profil 12v am Entwickelrahmen 12 in die Nut 11n am Tonerrahmen 11. In diesem Zustand werden der Tonerrahmen 11 und der Entwickelrahmen 12 gegeneinander und dabei die Dichtungen 54 und 56 zusammen gedrückt, bis die an beiden Endabschnitten des Entwickelrahmens als integrale Bestandteile desselben vorhandenen Distanzstücke 12z den Tonerrahmen berühren. Die Distanzstücke 12z am Entwickelrahmen 12 sind in Breitenrichtung in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet, um das Abreißband 52 durchziehen zu können.
Während des beschriebenen Gegeneinanderdrückens der beiden Rahmen werden auf die Verbindungsstelle zwischen dem Profil 12v und der Nut 11n Ultraschallschwingungen aufgebracht, so daß durch die entstehende Reibungswärme die Kante 12v1 mit dem Grund der Nut 11n verschmolzen wird. Dabei legen die Kanten 11n1 der im Tonerrahmen 11 vorhandenen Nuten 11n sich gegen die am Entwickelrahmen 12 vorhandenen Distanzstücke 12z, wodurch die gesamte Verbindungsfläche zwischen dem Tonerrahmen 11 und dem Entwickelrahmen 12 abgedichtet wird, ausgenommen den zwischen der Fläche 11j des Tonerrahmens 11 und der ebenen Fläche 12u am Entwickelrahmen 12 gebildeten Spalt. Der Abdeckfilm 51 und das Abreißband 52 sind in diesem Spalt untergebracht.
Um den im Tonerrahmen 11 gespeicherten Toner in den Entwickelrahmen 12 zu bringen, muß die Bedienperson nur das aus der Prozeßkartusche B ragende Ende 52a des Abreißbandes 52 (6) erfassen und an diesem ziehen, damit der Abdeckfilm 51 abreißt und die Öffnung 53b (11i) freigibt.
Da der Verbindungsabschnitt des Tonerrahmens 11 und der des Entwickelrahmens 12 wie beschrieben konstruiert sind, d. h. die Fläche der Abdeckfilmplatte 53 und die Fläche 11j des Tonerrahmens 11 im wesentlichen auf der gleichen Ebene liegen, muß nur wenig Zugkraft auf das Abreißband 52 aufgebracht werden, um dieses aus dem winzigen Spalt zwischen den beiden Rahmen 11 und 12 zu ziehen und den Abdeckfilm 51 wie erwähnt abzureißen. Die Abdeckfilmplatte 53 wird an der Seite, an welcher das Herausziehen des Abreißbandes 52 aus der Prozeßkartusche B erfolgt, durch den Dübel 11m1 fixiert und außerdem von der Vertiefung 11k des Tonerrahmens 11 aufgenommen und kann dadurch nicht verschoben werden. Die Dübel 11m sind in Längsrichtung des Tonerrahmens 11 auf einer geraden Linie angeordnet und dienen als Aufnahmeelemente für die Abdeckfilmplatte 53, so daß der leicht verformbare Abdeckfilm 51 exakt positioniert werden kann und glatt bleibt. Auch in den nachfolgenden Schritten vor Stabilisierung der Schweißverbindung zwischen dem Abdeckfilmplatte 53 und dem Tonerrahmen 11 wird die letztgenannte nicht verschoben.
Beim Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 durch Ultraschallschweißen wird Reibungswärme erzeugt und dadurch die spitz zulaufende Wulst 12v1 abgeschmolzen. Die Reibungswärme verursacht aber thermische Spannungen im Tonerrahmen 11 und im Entwickelrahmen 12, welche zu deren Verformung führen könnte. Bei dieser Ausführungsform greift aber das am Entwickelrahmen 12 vorhandene Profil 12v im wesentlichen über die gesamte Rahmenlänge in die am Entwickelrahmen 11 vorhandene Nut 11n. Mit anderen Worten, durch diese Anordnung wird die Verbindung zwischen dem Tonerrahmen 11 und dem Entwickelrahmen 12 verstärkt, so daß ein thermisches Verformen der Rahmen durch Wärmespannungen kaum auftreten kann.
Wie bereits beschrieben, sind die Nuten 11n, die Griffe (Vertiefungen) 17, die Trennplatten 11p, die Tonereinfüllöffnung 11d, die Bohrung 11e1, die runde Bohrung 11r, die quadratische Bohrung 11p und die Montageeinheit der Abdeckfilmplatte (die Vertiefung 11k, die Dübel 11m und die Öffnung 11i) des Oberrahmens 11a integrale Bestandteile bzw. Öffnungen desselben. Die Rippen 11c und die Wölbung 11g sind integrale Bestandteile des Unterrahmens 11b. Der Oberrahmen 11a und der Unterrahmen 11b sind aus Plastmaterial wie Polyäthylen, ABS-Kunstharz (Akrylnitrilbutadienstyrolkopolymer), Polykarbonat, Polyäthylen und Polypropylen gefertigt.
36 zeigt die Seitenansicht des bei dieser Ausführungsform verwendeten Tonerrahmens 11 als Schnittansicht; die mit dem Entwickelrahmen verbundene Fläche 11j des Toterrahmens 11 ist vertikal ausgerichtet.
Der bei dieser Ausführungsform verwendete Tonerrahmen 11 ist mit zwei geneigten Flächen versehen, der Fläche K und der Fläche L, auf welchen der im Tonerspeicher 11A gespeicherte Toner (Einkomponententoner) effektiv zur Öffnung 11i rutschen kann. Diese beiden geneigten Flächen K und L erstrecken sich über die gesamte Länge des Tonerrahmens 11. Die geneigte Fläche L befindet sich über der Öffnung 11i, die geneigte Fläche K unmittelbar hinter dieser (und ist in Breitenrichtung des Tonerrahmens 11 geneigt). Die geneigte Fläche L gehört zum Oberrahmen 11a, während die geneigte Fläche K Teil der Konstruktion des Unterrahmens 11b darstellt. Der Winkel θ2 der geneigten Fläche L zur vertikalen Linie 11 (Verbindungsfläche 11j) beträgt etwa 10 bis 40 Grad (bei dieser Ausführungsform 24 Grad). Der Winkel θ3 der geneigten Fläche K zu der rechtwinklig zur vertikalen Linie 11 verlaufenden horizontalen Linien 12 beträgt etwa 20 bis 40 Grad (bei dieser Ausführungsform etwa 27 Grad). Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform ist der Oberrahmen 11a so konfiguriert, daß bei zusammengefügtem Oberrahmen 11a und Unterrahmen 11b die Verbindungsfläche des Unterrahmens 11b unter diesem Winkel geneigt ist. Auch in dem Fall, daß im Tonerspeicherabschnitt 11A eine großer Menge Toner (z. B. nicht unter 800 g) gespeichert ist, kann dieser effektiv in Richtung Öffnung 11i transportiert werden.
Nachfolgend wird der Entwickelrahmen noch detaillierter beschrieben.
[Entwickelrahmen]
Die Beschreibung des Entwickelrahmens erfolgt in Verbindung mit den 3, 26, 27 und 28. 26 zeigt den Entwic kelrahmen 12 perspektivisch in Explosivdarstellung zur Erläuterung des Zusammenbaus, 27 den Entwickelrahmen 12 in perspektivischer Darstellung mit den beiden eingesetzten Tonerrührelementen 9e und 9f auf die Anschweißfläche gesehen und 28 die Entwickeleinheit in perspektivischer Darstellung ohne den Entwickelrahmenhalter.
Wie bereits beschrieben, sind im Entwickelrahmen die Entwickelwalze 9c, die Entwickellamelle 9d, die Tonerrührelemente 9e und 9f und die Antenne 9h zum Erfassen der Tonerrestmenge untergebracht.
Die Entwickellamelle 9d weist eine 1–2 mm dicke Metallplatte 9d1 und eine an der Metallplatte 9d1 durch Schweißen, mit einem doppelseitigen Klebeband oder auf andere Weise befestigte Uräthangummilamelle 9d2 auf. Die Entwickellamelle reguliert die Menge des auf die Außenfläche der Entwickelwalze 9c aufgebrachten Toners. Die als Lamellenaufnahmefläche dienende Fläche 12i des Entwickelrahmens 12 hat eine Geradheit von etwa 0,05 mm. Diese Fläche 12i ist mit Dübeln 12i1 und Gewindebohrungen 12i2 versehen. Die Dübel 12i1 dienen zur Aufnahme der an der Metallplatte 9d1 vorhandenen Bohrungen 9d3. Die Metallplatte 9d1 wird an die Fläche 12i geschraubt, wofür die an dieser vorhandenen Bohrungen 9d4 und die am Entwickelrahmen 12 vorhandenen Gewindebohrungen 12i2 verwendet werden. An den Entwickelrahmen 12 wird eine aus MOLTA-PLANE oder einem ähnlichen Material gefertigte elastische Dichtung 12s geklebt, um das Eindringen von Toner zu verhindern. Diese Dichtung ist über der Metallplatte 9d1 angeordnet und erstreckt sich in deren Längsrichtung. An die beiden der Kontur der Entwickelwalze 9c folgenden runden Flächen 12j wird eine das jeweilige Ende der Dichtung 12s überdeckende elastische Dichtung 12s1 geklebt. An den Kieferähnli chen Abschnitt 12h wird eine die Mantellinie der Entwickelwalze 9c berührende dünne elastische Dichtung 12s2 geklebt.
Die Stirnseite 9d1a der Entwickellamelle 9d ist um etwa 90 Grad abgewinkelt und berührt den am später beschriebenen Entwickelvorrichtungshalter 40 angeordneten Entwickelspannungskontakt (23(a) und 23(b)), um die Spannung an der Metallatte 9d1 und der Entwickelwalze 9c abzuleiten. Diese Anordnung wurde gewählt, weil die Tonermenge auf der Grundlage der Änderung des kapazitiven Widerstandes zwischen der Antenne 9h zum Erfassen der Tonerrestmenge und der Entwickelwalze 9c ermittelt wird und verhindert werden muß, daß der kapazitive Widerstand sich durch den Einfluß der Metallplatte 9d1 unregelmäßig ändert.
Nachfolgend wird die Entwickelwalzeneinheit G beschrieben. Die Entwickelwalzeneinheit G weist mehrere Elemente auf, (1) die Entwickelwalze 9c, (2) die Distanzrolle 9i zur Beibehalten eines konstanten Abstandes zwischen der Peripherie der Entwickelwalze 9c und der Peripherie der lichtempfindlichen Trommel 7, (3) das Entwickelwalzenlager 9j zum Befestigen der Entwickelwalze 9c am Rahmen 12, (4) die auf beide Enden der Entwickelwalze 9c geschobene Abdeckhülse 9o, welche das Austreten von Toner aus dem Spalt zwischen dem zylindrischen Aluminiummantel der lichtempfindlichen Trommel 7 und dem zylindrischen Aluminiummantel der Entwickelwalze 9 verhindert, (5) das Entwickelwalzenzahnrad 9k (Schrägzahn-Stirnrad) zur Übertragung der Antriebskraft und damit der Drehung von dem an der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigten Schrägzahn-Stirnrad 7b auf die Entwickelwalze 9c und (6) die neben dem Schrägzahn-Stirnrad 9k angeordnete, als Anschlußkontakt dienende Druckfeder 91 und (7) den in der Entwickelwalze 9c angeordneten Magnet 9g zum Anziehen von Toner auf deren Peripherie. Die Entwickeleinheit G wird auf die nachfolgend be schriebene Weise an der Entwickelwalzenaufnahme 12X des Entwickelrahmens 12 befestigt. Zuerst wird die an jedem Entwickelwalzenlager 9j vorhandene Bohrung 9j1 zur der an der jeweiligen Stirnseite des Entwickelrahmens 12 vorhandenen Bohrung 12p ausgerichtet, um die am später beschriebenen Entwickelgeräthalter 40 vorhandenen Zapfen in diese einführen zu können. Dann wird der Entwickelgeräthalter 40 mit Schrauben am Entwickelrahmen befestigt.
Wie bereits beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform zuerst die Entwickelwalzeneinheit G zusammengebaut. Danach wird die zusammengebaute Entwickelwalzeneinheit G mit dem Entwickelgeräthalter 40 am Entwickelrahmen 12 befestigt. Durch diese Montageweise wird gegenüber der direkten Befestigung der Entwickelwalze 9c am Entwickelrahmen 12 die Montageeffizienz verbessert.
Der Zusammenbau der Entwickelwalzeneinheit G erfolgt auf die nachfolgend beschriebene Weise. Zuerst wird auf jedes Ende der Entwickelwalze 9c die Abdeckhülse 9o, dann die Distanzrolle 9i und schließlich das Entwickelwalzenlager 9j geschoben. Anschließend wird an einem Ende der Entwickelwalze 9c das Entwickelwalzenrad 9k befestigt und die als Kontakt dienende Feder 91 aufgesetzt. In diesem Zustand ragt aus dem mit dem Entwickelwalzenzahnrad 9k bestückten Ende der Entwickelwalze 9c der Zapfen 9g1 mit D-förmigem Querschnitt und aus dem anderen Ende der zylindrische Zapfen des Magneten 9g. Damit ist die Entwickelwalzeneinheit G fertiggestellt.
Nachfolgend wird die Antenne 9h zum Erfassen der Tonerrestmenge beschrieben. Ein Ende der Antenne 9h ist U-förmig konfiguriert. Dieses U-förmige Ende 9h1 der Antenne berührt den im später beschriebenen Entwickelgeräthalter 40 angeordneten Resttonererfassungskontakt 122 und stellt die elektrische Verbindung zu diesem her. Zum Befestigen der Antenne 9h am Entwickelrahmen 12 wird zuerst deren Endabschnitt 9h3 durch die an der vorderen Seitenplatte 12A des Entwickelrahmens 12 vorhandene Bohrung 12b und dann durch die an der hinteren Seitenplatte 12A vorhandene Bohrung 12k geschoben, wodurch die Antenne 9h im Entwickelrahmen 12 gelagert ist. Mit anderen Worten, die Bohrungen 12b und 12k bilden die Lagerstellen für die Antenne 9h. Die Durchgangsbohrung 12b ist mit einem Dichtelement (nicht dargestellt) aus Filz, Schwamm oder einem ähnlichen Material versehen, um das Eindringen von Toner zu verhindern.
Die Spitze 9h2 des U-förmigen Endes 9h1 wird in am Entwickelrahmen 12 vorhandene, etwa 5 mm tiefe Bohrung 12o geschoben, um die Antenne 9h in Achsrichtung zu fixieren. Durch diese Anordnung wird die Steifigkeit des U-förmigen Abschnitts 9h1 als Anschlußkontakt zu dem später beschriebenen Resttonererfassungskontakt 122 verbessert. Die Durchgangsbohrung 12k wird nach dem Einführen des Antennenabschnitts 9h3 von außen thermisch zugeschweißt, um Eindringen von Toner zu verhindern. Nachfolgend werden die Tonerrührelemente 9e und 9f beschrieben. Die zum Umrühren des Toners dienenden Tonerrührelemente 9e und 9f haben die Form einer Kurbelwelle. Diese beiden Rührelemente sind nahe der Entwickelwalze 9c und der Antenne 9h angeordnet und erstrecken sich quer über den Transportweg des Toners vom Tonerbehälter 11A zur Entwickelwalze 9c. Diese beiden Rührelemente 9e und 9f sind rechtwinklig zueinander fixiert. Zur Montage der Rührelemente 9e und 9f am Entwickelrahmen 12 werden deren Ende 9e3 bzw. 9f3 zuerst durch die in der vorderen Seitenplatte 12A des Entwickelrahmens 12 vorhandene Bohrung 12t bzw. 12r und dann durch die in der hinteren Seitenplatte 12A des Entwickelrahmens 12 vorhandene Bohrung 12m bzw. 12n geschoben. Anschließend werden die Bohrungen 12m und 12n auf gleiche Wei se wie die Bohrung 12k für die Antenne 9h von außen thermisch zugeschweißt. Nach dem Einsetzen der Rührelemente 9e und 9f in den Entwickelrahmen 12 wird in die Bohrung 12t das Umrührzahnrad 9n und in die Bohrung 12r das Umrührzahnrad 9m eingesetzt. Dabei gleiten der Kurbelarm 9e2 der Rührelements 9e und der Kurbelarm 9f2 des Rührelements 9f axial in den am Ende der Zahnräder 9n und 9m vorhandenen Schlitz 9n1 bzw. 9m1 und die Lagerzapfen 9e1 und 9f1 in die hinter den Schlitzen 9n1 und 9m1 eingebrachten Mittelbohrungen (nicht dargestellt), wodurch die Rührelemente 9e und 9f im Entwickelrahmen gelagert sind.
Beim Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 überlappt die Seitenplatte 12A des Entwickelrahmens 12, von welcher die Antenne 9h und die Rührelemente 9e und 9f eingeführt werden, die Seitenplatte des Oberrahmens 11a, in welche die Kappe 11f eingesetzt wurde. In dieser Seitenplatte 12A ist auch die Bohrung 12x vorhanden, welche als Lagerstelle für das Tonerzuführzahnrad 9s (28) zur Übertragung der Antriebskraft auf das Tonerzuführelement 9b dient. Das Tonerzuführzahnrad 9s ist mit dem im Oberrahmen 11a drehbar gelagerten und ein Ende des Tonerzuführelements 9b aufnehmenden Kuppelelement 11e (19 und 30) zur Übertragung der Antriebskraft auf das Tonerzuführelement 9b verbunden.
Nachfolgend wird die Übertragung der Antriebskraft beschrieben.
Wie die 28 und 35 zeigen, erfolgt die Übertragung der Antriebskraft vom Entwickelwalzenzahnrad 9k auf die Zahnräder 9m und 9n der Rührelemente und das Tonerzuführzahnrad 9s. Genauer ausgedrückt, das Entwickelwalzenzahnrad 9k greift in das große Zahnrad 9q3 des abgestuften Zwischen zahnrades 9q und treibt dieses an. Da das kleine Zahnrad 9q1 des abgestuften Zwischenzahnrades 9q in das Umrührzahnrad 9m greift, wird das Rührelement 9e in Drehung gesetzt wird. Da das mittlere Zahnrad 9q2 des abgestuften Zahnrades 9q in das Zwischenrad 9r und das an diesem befestigte Zahnrad 9r1 in das Tonerzuführzahnrad 9s greift, wird dieses und somit das Tonerzuführelement 9b (durch das Kuppelelement 11e) in Drehung gesetzt. Vom Tonerzuführzahnrad 9s wird über das Zwischenzahnrad 9t die Antriebskraft auf das Umrührzahnrad 9n übertragen und somit das Tonerrührelement 9f in Drehung gesetzt. Anzumerken ist, daß die Zwischenzahnräder 9q, 9r und 9t auf dem entsprechenden Zapfen 12e, 12f bzw. 12g als integrale Bestandteile des Entwickelrahmens 12 drehbar gelagert sind. Diese Zapfen haben einen Durchmesser von etwa 2 mm bis 3 mm und sind in dem später beschriebenen Entwickelrahmenhalter 40 gelagert, so daß sie nicht verformt werden können. Die Zapfen 12e, 12f und 12g sind an der Basis abgestuft oder verstärkt ausgeführt, um deren Steifigkeit zu erhöhen.
Die beschriebene Zahnradgruppe ist an der Seite angeordnet, an welcher auch der U-förmige Abschnitt 9h1 der Antenne 9h sich befindet.
Bei dieser Anordnung können alle zu dieser Zahnradgruppe gehörenden Zahnräder in einem einzigen Bauteil (im Entwickelrahmenhalter bei dieser Ausführungsform) untergebracht werden, in welchem auch die elektrische Verbindung zum Resttonererfassungskontakt hergestellt wird. Außerdem können die Rührelemente 9e und 9f, die Antenne 9h, die zur Zahnradgruppe gehörenden Zahnräder 9o, 9r, 9s und 9t und die Umwälzzahnräder 9m und 9n von der gleichen Stirnseite des Entwickelrahmens aus montiert werden, wodurch die Montageeffizienz erheblich verbessert wird.
Der kammförmige Abschnitt 12h des Entwickelrahmens 12 dient auch als Transportführung für das Aufzeichnungsmedium 2 in Form von Aufzeichnungspapier. Um die Steifigkeit des Entwickelrahmens 12 zu erhöhen, kann dieser nach dem Kernblasverfahren hergestellt werden.
In 27 kennzeichnet das Bezugszeichen 12P eine in Längsrichtung des Entwickelrahmens 12 sich erstreckende Öffnung. Beim Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 ist die Öffnung 12P zu der am Tonerrahmen 11 vorhandenen Öffnung 11i ausgerichtet und ermöglicht die Belieferung der Entwickelwalze 9c mit Toner aus dem Tonerrahmen 11. Die Rührelemente 9e und 9f und die Antenne 9h erstrecken sich über die gesamte Länge dieser Öffnung 12P.
Bei dieser Ausführungsform sind die Entwickelwalzenlagerung 12X, die Seitenplatte 12A, der Entwickellamellenbefestigungsabschnitt (ebene Fläche 12i), die Antennenlagerung (Bohrungen 12b, 12k und 12o), die Rührelementlagerung (Bohrungen 12t, 12r, 12m und 12n), die Zahnradlagerung (Zapfen 12e, 12f und 12g) und weitere Elemente integrale Bestandteile des Entwickelrahmens. Der Entwickelrahmen 12 und der Tonerrahmen sind aus dem gleichen Material gefertigt.
[Entwickelrahmenhalter 40]
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 4-9 und 23-25 der Entwickelrahmenhalter 40 detailliert beschrieben. Von diesen Figuren zeigt 23(a) die Außenansicht des perspektivisch dargestellten Entwickelrahmenhalter, 23(b) die Innansicht desselben perspektivisch dargestellten Entwickelrahmenhalters, 24 vergrößert die Schnittansicht I-I (23b) dieses Entwickelrahmenhalters und 25 vergrößert in perspektivischer Darstellung den Resttonererfassungskontakt.
Mit dem Befestigen der Entwickelrahmenhalter 40 und 41 an der entsprechenden Seite der Entwickelrahmenbaugruppe in dem in 28 dargestellten Zustand ist die Entwickeleinheit D komplett. Die Entwickelwalzeneinheit G wird auf die nachfolgend beschriebene Weise zusammengebaut. Zuerst wird einer der beiden an verschiedenen Stellen des Entwickelrahmenhalters 40 angeordneten Stifte 40d in die entsprechende Bohrung 9j1 im Entwickelwalzenlager und der andere in die am Entwickelrahmen 12 vorhandene Bohrung 12p eingeführt. Anschließend werden durch die an den Entwickelrahmenhaltern 40 und 41 vorhandenen Bohrungen 401 sowie durch die am Entwickelwalzenlager 9j vorhandenen Bohrungen 9j1 Schrauben eingesetzt und in die am Entwickelrahmen 12 vorhandenen Gewindebohrungen geschraubt, um die Halter und Lager an diesem zu befestigen. Beim Aufsetzen der Entwickelrahmenhalter 40 und 41 wird die am Entwickelrahmenhalter 40 vorhandene D-förmige Bohrung 40e über das Ende 9g1 des in der Entwickelwalze 9c angeordneten Magneten 9g (3 und 28) und die am Entwickelrahmenhalter 41 vorhandene Bohrung (nicht dargestellt) über das Ende 9g2 des Magneten 9g geschoben und dadurch die Lage des Magneten 9g in Längsrichtung fixiert. Die Magnetpolwinkel des Magneten 9g werden von dem in der D-förmigen Bohrung 40e des Entwickelrahmenhalters 40 gelagerten D-förmigen Ende 9g1 bestimmt. Anschließend werden die aus den Entwickelrahmenhaltern 40 und 41 ragenden, integrale Bestandteile derselben bildenden Schwenkzapfen 20 in die am Reinigungsrahmen vorhandenen Vertiefungen 21 (9b) gelegt und mit dem Verbindungselement 22 (7) abgedeckt, wodurch die Entwickeleinheit D schwenkbar in dem mit der lichtempfindlichen Trommel 7 bestückten Reinigungsrahmen 13 gelagert ist. Die am Verbindungselement 22 angeordnete Druckfeder 22a drückt gegen die an den Entwickelrahmenhaltern 40 und 41 vorhandenen Federsitze 40h und gewährleistet somit die Beibehaltung des Abstandes zwischen der lichtemp findlichen Trommel 7 und der Entwickelwalze 9c (d. h. verhindert eine Vergrößerung dieses Abstandes).
Wie bereits beschrieben, ist an den beiden Entwickelrahmenhaltern 40 und 41 das lange Führungselement 12a angeordnet. Am Entwickelrahmenhalter 40 sind auch die als Tonerrestmengenerfassungskontakt dienende Metallplatte 122 und der Entwickelspannungskontakt 121 befestigt; das Befestigen der Kontakte 121 und 122 erfolgt über die am Entwickelrahmenhalter 40 vorhandenen, in die Befestigungsbohrungen an den Kontakten greifenden Befestigungsbohrungen.
Das Befestigen des Resttonererfassungskontaktes 122 wird nachfolgend in Verbindung mit den genannten Figuren detailliert beschrieben.
24 zeigt die Schnittansicht I-I und 25 vergrößert den in 23(b) angedeuteten Tonererfassungskontakt und den diesen unmittelbar umgebenden Bereich. Der Resttonererfassungskontakt 122 weist einen nach außen gerichteten Abschnitt 122a und einen nach innen gerichteten Abschnitt 122b auf. Der nach außen gerichtete Abschnitt 122a ragt bis an die Außenfläche des Halters 40 und berührt bei eingesetzter Prozeßkartusche B den in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordneten Anschlußkontakt 126. Der nach innen gerichtete Abschnitt 122b drückt gegen den U-förmigen Abschnitt 9h1 der Antenne 9h. Wie 24 zeigt, ist der nach außen gerichtete Abschnitt 122a im wesentlichen bündig zur Außenseite 40a des Entwickelrahmenhalters 40. Der nach innen gerichtete Abschnitt 122b ist auf die Antenne 9h gerichtet.
Wie 25 zeigt, ist die gegen die Innenfläche der Seitenplatte 40a drückenden Basis 122c des Tonererfassungskontaktes 122 mit Schnitten versehen, um die Klemmzungen 122c1 zu erzeugen, welche sich um den aus der Innenseite des Entwickelrahmenhalters 40 ragenden Zapfen 40h legen. Die Basis 122c ist an einer Stelle zu einem Abschnitt 122d und dieser wiederum zum Kontaktabschnitt 122b abgewinkelt, so daß dieser parallel zur Seitenplatte 40a sich erstreckt. Der Verbindungsabschnitt 122e erstreckt sich von der Basis 122c entlang einer Seite der in der Seitenplatte 40a vorhandenen Rechteckbohrung 40c unter einem Winkel von 90 Grad nach außen und von dort aus in die andere Richtung um 90 Grad abgewinkelt und bildet den Außenkontaktabschnitt 122a. Dieser Außenkontaktabschnitt 122a berührt den Boden der in der Seitenplatte 40a vorhandenen Aussparung 40i. Die Tiefe der Aussparung 40i entspricht im wesentlichen der Dicke des Außenkontaktabschnitts 122a (24). Dadurch ist die Außenfläche des Außenkontaktabschnitts 122a im wesentlichen bündig zur Außenfläche 40a1 der Seitenplatte 40a. Der an den Außenkontaktabschnitt 122a sich anschließende Endabschnitt 122f wird in die in der Seitenplatte 40a vorhandene zweite Rechteckbohrung 40j geschoben und über den aus einer Seitenfläche dieser Rechteckbohrung 40j ragenden Zapfen 40k gestülpt. Auf diese Weise wird der Tonererfassungskontakt am Entwickelrahmenhalter 40 befestigt.
Wie 24 ebenfalls zeigt, ist die Breite L2 der in der Seitenplatte 40a vorhandenen ersten Bohrung 40c größer als der Abstand L1 zwischen der Basis 122c und der nach außen gerichteten Länge des Außenkontaktabschnitts 122a und auch größer als die Länge des Endabschnitts 122f des Tonererfassungskontaktes 122. Der zwischen der Stirnfläche des Zapfens 40k und der dieser gegenüberliegenden Wand der zweiten Bohrung 40j vorhandene Spalt ermöglicht das Durchschieben des Endabschnitts 122f des Resttonererfassungskontaktes 122.
Die Montage des Resttonererfassungskontaktes 122 erfolgt auf die nachfolgend beschriebene Weise. Zuerst wird der Endabschnitt 122f von der Innenseite des Entwickelrahmenhalters 40 in die erste Bohrung 40c geschoben, danach der Resttonererfassungskontakt 122 in Uhrzeigerrichtung in 24 geschwenkt, dabei die in der Basis 122c vorhandene Bohrung über den Zapfen 40h und die im Endabschnitt 122f vorhandene Bohrung bis zum Zapfen 40k gedrückt, bis durch die Elastizität des Endabschnitts 122f der Zapfen 40k in diese Bohrung gleitet.
Nachfolgend wird der Entwickelspannungskontakt 121 beschrieben.
Der Entwickelspannungskontakt 121 weist ebenfalls mehrere Abschnitt auf, den im Entwickelrahmenhalter 40 liegenden Federabschnitt 121a, den Innenkontaktabschnitt 121b und den auf der Außenfläche 40a1 liegenden Außenkontaktabschnitt 121c. Beim Befestigen des Entwickelhalters 40 am Entwickelrahmen 12 wird der Federabschnitt 121a elastisch gegen den abgewinkelten Abschnitt 9d1a der Metallplatte gedrückt, dessen Potential im wesentlichen dem der Entwickewalze 9c entspricht. Der Innenkontaktabschnitt 122b wird um den mit der Bohrung 40e versehenen Zapfen 40f geführt und wird von dem auf den Zapfen 40f geschobenen Federkontakt 91 elastisch berührt (Anpreßdruck etwa 100 g bis 300 g). Die Reibfläche des Innenkontaktabschnitts 121b kann mit einem elektrisch leitenden Fett bestrichen werden. Der Außenkontaktabschnitt 121c liegt in der an der Außenseite 40a1 der Seitenplatte 40a vorhandenen Vertiefung. Bei eingesetzter Prozeßkartusche B berührt der Außenkontaktabschnitt 121c den in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordneten Anschlußkontakt 125 und stellt die elektrische Verbindung zwischen diesem und der Entwickelwalze 9c her. Die Spannungsübertragung von der Gerätehauptbaugruppe 14 auf die Entwickelwalze 9c erfolgt über den Entwickelspannungskontakt 121 und dem Druckfederkontakt 91.
Beim Befestigen des Entwickelrahmenhalters 40 am Entwickelrahmen 12 kommt der Innenkontaktabschnitt 122b in Form einer Blattfeder mit dem U-förmigen Abschnitt 9h1 der Antenne 9h (28) in Berührung und stellt die elektrische Verbindung zur Antenne her. Der Berührungsdruck zwischen der Antenne 9h und dem Innenkontaktabschnitt 122b beträgt etwa 100 g. Beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Gerätehauptbaugruppe 14 wird die elektrische Verbindung zwischen dem auf der Außenfläche 40a1 des Entwickelrahmenhalters 40 liegenden Aunenkontaktabschnitt 122a und dem in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordneten Kontakt 126 hergestellt. Über diese Verbindung wird ein elektrisches Signal, welches der durch Änderung der Tonermenge zwischen der Entwickelwalze 9c und der Antenne 9h sich ergebenden Änderung des kapazitiven Widerstandes entspricht. Wenn die Regeleinheit (nicht dargestellt) ermittelt, daß das an den Kontakt 126 übertragene Signal einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der erforderliche Austausch der Prozeßkartusche signalisiert. Bei der Montage des Entwickelrahmenhalters 40 am Entwickelrahmen 12 werden die drei an der Innenfläche des Entwickelrahmenhalters 40 vorhandenen Aufnahmebohrungen 40g (35) über das Ende des jeweiligen als Lagerzapfen für die Zahnräder 9q, 9r und 9s dienenden Zapfens 12e, 12f bzw. 12g geschoben. Mit anderen Worten, die Zapfen 12e, 12f und 12g werden somit vom Entwickelrahmenhalter 40 und vom Entwickelrahmen 12 gestützt. In der an der Innenfläche des Entwickelrahmenhalters 40 vorhandene Bohrung 4m ist das Umrührzahnrad 9m drehbar gelagert.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, erfüllt ein einziges Bauteil (Entwickelrahmenhalter) verschiedene Funktionen, so daß die Montageeffizienz verbessert wird und die Kosten gesenkt werden.
Bei dieser Ausführungsform weist der Entwickelrahmenhalter 40 mehrere Elemente auf, den Schwenkzapfen 20, den Federsitz 40b, das lange Führungselement 12a, die Aufnahmebohrung 40e für den Magnet 9g, die Aufnahme (Zapfen 40f usw.) für den Entwickelspannungskontakt 121, die Aufnahme (Zapfen 40h, erste Bohrung 40c) und die Aufnahme (Zapfen 40k usw.) für den Tonererfassungskontakt 122, die Aufnahmebohrung 40m, den Stift 40d, die Bohrung 40l usw., welche integrale Bestandteile des Entwickelrahmenhalters 40 sind. Der Entwickelrahmenhalter 41 weist ebenfalls mehrere Elemente auf, den Schwenkzapfen 20, den Federsitz 40b, das lange Führungselement 12a usw. als integrale Bestandteile des Entwickelrahmenhalters 41 sind. Die beiden Entwickelrahmenhalter 40 und 41 sind einstückig aus Akrylonitrilstyrolkopolymerharz (mit 20% Glasfasern) gefertigt.
Mit den in die entsprechende Bohrung 12p am Entwickelrahmen 12 greifenden Stiften 40d ist die Lage der beiden Entwickelrahmenhalter 40 und 41 am Entwickelrahmen 12 fixiert. Durch die an den Entwickelrahmenhaltern 40 und 41 vorhandenen Durchgangsbohrungen 401 werden Schrauben gesteckt und diese in die am Entwickelrahmen vorhandenen Schraubenbohrungen 12r1 gedreht und auf diese Weise die Entwickelrahmenhalter 40 und 41 am Entwickelrahmen 12 befestigt.
[Konstruktion des Reinigungsrahmenbodens]
Der Entwickelrahmen 12 und der Reinigungsrahmen 13 sind mit Führungsrippen 12l bzw. 13m versehen, welche sich in Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums oder Aufzeichnungsmaterials 2 am jeweiligen Rahmenboden parallel zueinander erstrecken. Von diesen Führungsrippen 12l und 13m sind die beiden äußersten im Bereich des Endabschnitts des breitesten Aufzeichnungsmediums 2 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die äußersten Rippen in einem Abstand von etwa 5 mm von der Außenkante des breitesten Aufzeichnungsmediums 2 angeordnet. Die restlichen Rippen sind in bestimmten Abständen zueinander zwischen den äußersten Rippen angeordnet, um das Transportieren des Aufzeichnungsmedium 2 zu erleichtern. Das Bilderzeugungsgerät dieser Ausführungsform ermöglicht die Verwendung von Aufzeichnungsmedien unterschiedlicher Größe, wobei das Aufzeichnungsmedium 2, unabhängig von der Größe, mittig aufgelegt wird (die Mittellinie CL stimmt mit der Mittellinie des Aufzeichnungsmediums 2 überein). Die Rippen am Boden des Entwickelrahmens 12 und des Reinigungsrahmens 13 sind symmetrisch zur Mittellinie CL angeordnet. Die Rippenhöhe wurde so gewählt, daß ein probloses Transportieren des Aufzeichnungsmediums 2 gewährleistet wird. Durch eine solche Konstruktion kann eine Berührung zwischen dem noch nicht fixierten Tonerbild und dem Boden des Reinigungsrahmens 13 verhindert werden, so daß das Tonerbild nicht beschädigt und die Transporteffizienz verbessert wird. 34 zeigt ein Zahlenbeispiel für die Anordnung der Rippen bezüglich der Mittellinie CL in Verbindung mit den in Japan für die Standardgrößen des Aufzeichnungsmediums 2 (japanischer Industriestandard) geltenden Symbolen. Das Symbol A3L gilt für ein in Längsrichtung transportiertes Aufzeichnungsmedium der Größe A3, das Symbol A4s für ein in Breitenrichtung transportiertes Aufzeichnungsmedium der Größe A4, das Symbol ENV für ein Aufzeichnungsmedium in der Größe eines Umschlags und das Symbol EXE für ein Aufzeichnungsmedium der Größe EXE. Die 5,0 mm, 13,0 mm und 28,0 mm von der Mittellinie CL entfernt angeordneten Führungsrippen 12l und/oder 13m sind die Rippen, die mit der Mittellinie des Aufzeichnungsmediums 2 in Berührung kommen.
34 zeigt schematisch den Boden des Reinigungsrahmens 13 von der Blatttransportrichtung aus gesehen. Bei dieser Ausführungsform nimmt die Höhe der Führungsrippen 13m von der Mittellinie aus symmetrisch zu; beide Rippen jedes einer Blattgröße des Aufzeichnungsmediums entsprechenden Rippen-Paares haben die gleiche Höhe. Durch eine solche Konstruktion kann eine Berührung der zur Mittellinie CL hin angeordneten Rippen mit der Bildträgerfläche des Aufzeichnungsmediums 2 und somit eine Bildbeschädigung zuverlässig verhindert werden. Bei dieser Ausführungsform ist die horizontale Rippenanordnung die gleiche wie bei einer Ausführungsform mit Rippen gleicher Höhe.
[Konfiguration der elektrischen Kontakte]
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 5, 8 9 und 19 die Lage der Kontakte an der Prozeßkartusche B und in der Gerätehauptbaugruppe 14 sowie die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Gerätehauptbaugruppe 14 und der eingesetzten Prozeßkartusche B beschrieben.
Die Prozeßkartusche B ist mit mehreren elektrischen Kontakten bestückt, mit (1) einem elektrisch leitenden Erdungskontakt 119 zum Erden der lichtempfindlichen Trommel 7 über die Gerätehauptbaugruppe 14, (2) einen an die Walzenachse 8a der Ladewalze 8 angeschlossenen elektrisch leitenden Kontakt 120 zur Übertragung der Ladespannung von der Hauptbaugruppe 14 auf die Ladewalze 8, (3) einen an die Entwickelwalze 9c angeschlossenen elektrisch leitenden Kontakt 121 zur Übertragung der Entwickelspannung von der Hauptbaugruppe 14 auf die Entwickelwalze 9c und (4) einen an die Antenne 9h angeschlossenen elektrisch leitenden Kontakt 122 zum Erfassen der Tonerrestmenge. Diese Kontakte 119–122 liegen an der rechten Stirnseite des Kartuschenrahmens frei und sind in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, welcher ein Überschlagen der Spannung von einem zum anderen verhindert. Wie bereits beschrieben, sind der Erdungskontakt 119 und der Ladekontakt 120 am Reinigungsrahmen, der Entwickelspannungskontakt 121 und der Resttonererfassungskontakt 122 am Entwickelrahmen 12 (Entwickelrahmenhalter 40) angeordnet. Anzumerken ist, daß der Resttonererfassungskontakt 122 außerdem die Aufgabe hat, das Vorhandensein (oder Fehlen) der Prozeßkartusche in der Gerätehauptbaugruppe 14 festzustellen.
Den Erdungskontakt 119 bildet die Achse 7a der lichtempfindlichen Trommel 7 oder ein in die Achse 7a aus Kunststoff eingegossener elektrisch leitender Einsatz. Bei dieser Ausführungsform ist die Achse 7a aus Eisen oder einem ähnlichen Material hergestellt. Die anderen elektrischen Kontakte 120, 121 und 122 sind etwa 0,1 bis 3,0 mm dicke Streifen zum Beispiel aus nichtrostendem Stahl, Phosphorbronze oder einem ähnlichen Material und so geformt, daß ein Schenkel sich in die Prozeßkartusche erstreckt. Der Ladekontakt 120 liegt an der Antriebsseite (Seitenfläche C1) der Reinigungseinheit C frei, während der Entwickelspannungskontakt 121 und der Resttonererfassungskontakt 122 an der Antriebsseite (Seitenfläche D1) der Entwickeleinheit D frei liegen.
Wie 20 zeigt, ist bei dieser Ausführungsform das Schrägzahn-Stirnrad 7b an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnet. Dieses Schrägzahn-Stirnrad 7b greift in das in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordnete Antriebszahnrad 28, um die lichtempfindliche Trommel 7 in Drehung zu setzen. Beim Drehen des Schrägzahn-Stirnrades 7b erzeugt dieses eine in Pfeilrichtung d (20) auf die im Reinigungsrahmen 13 mit einem bestimmten Axialspiel gelagerte lichtempfindliche Trommel 7 wirkende Kraft. Dabei bleibt die Stirnfläche 7b1 des Schrägzahn-Stirnrades 7b mit der Innenfläche 13k1 des Reinigungsrahmens 13 der Prozeßkartusche in Berührung, wodurch die axiale Lage der lichtempfindlichen Trommel 7 in der Prozeßkartusche B fixiert ist. Der Erdungskontakt 119 und der Ladespannungskontakt 120 liegen auf der Fläche 13k des Reinigungsrahmens frei, wobei der Erdungskontakt 119 am Ende der Trommelachse 7a angeordnet ist und etwas (um ca. 0,8 mm) über das Ende des zylindrischen Führungselements 13a ragt. Die Trommelachse 7a wird durch den mit einem lichtempfindlichen Material beschichteten Trommelzylinder (ein Aluminiumzylinder bei dieser Ausführungsform) 7d geführt und beidseitig im zylindrischen Führungselement 13a an den Seitenwänden 13c und 13d gelagert. An die Innenfläche 7d1 des Trommelzylinders 7d und an die Außenfläche 7a1 der Trommelachse 7a ist die Erdungsplatte 7f angeschlossen.
Der Ladespannungskontakt 120 ist direkt über dem langen Führungselement 12a neben dem mit der Ladewalze 8 bestückten Reinigungsrahmen 13 angeordnet (9a) und über das elektrisch leitende Element 120a an die Ladewalzenwelle 8a angeschlossen.
Nachfolgend werden der Entwickelspannungskontakt 121 und der Resttonererfassungskontakt 122 beschrieben. Diese beiden Kontakte 121 und 122 sind auf der Seite D1 der Entwickeleinheit D, d. h. auf der gleichen Seite wie die Fläche 13k des Reinigungsrahmens 13 angeordnet. Der Entwickelspannungskontakt 121 ist direkt unter dem langen Führungselement 12a und neben dem rechten Ende des Rahmenabschnitts 12c angeordnet, in welchem der in der Entwickelwalze 9c sich befindende Magnet 9g (5) gelagert ist, und über die Druckfeder 91 elektrisch an die Entwickelwalze 9c angeschlossen ( 9b). Wie 5 zeigt, ist der Resttonererfassungskontakt 122 in Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X in 8) gesehen vor dem langen Führungselement 12a angeordnet und über das elektrisch leitende Element 9f an die in Längsrichtung der Entwickelwalze 9c und parallel zu dieser sich erstreckende Antenne angeschlossen. Die Antenne 9h ist in einem bestimmten Abstand zur Entwickelwalze 9c angeordnet. Der kapazitive Widerstand zwischen der Antenne 9h und der Entwickelwalze 9c ändert sich in Abhängigkeit von der Tonermenge zwischen diesen beiden Komponenten; d. h., die Änderung des erwähnten kapazitiven Widerstandes wird von einer zur Gerätehauptbaugruppe 14 gehörenden Steuereinheit als Änderung der Potentialdifferenz gemessen und daraus die Tonerrestmenge ermittelt.
Der Begriff „Tonerrestmenge" ist die Tonermenge, welche einen bestimmten Wert des kapazitiven Widerstandes zwischen der Entwickelwalze 9c und der Antenne 9h repräsentiert. Mit anderen Worten, wenn dieser bestimmte Wert des kapazitiven Widerstandes gemessen wird, hat die in der Tonerkammer 11A verbliebene Tonerrestmenge die vorbestimmte Größe erreicht.
Das heißt, die in der Tonerkammer 11a verbliebene Tonerrestmenge wird ermittelt, wenn die in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordnete Steuereinheit den vorbestimmten Wert des kapazitiven Widerstandes zwischen der Entwickelwalze 9c und der Antenne 9h der in die Gerätehauptbaugruppe 14 eingesetzten und über den Resttonererfassungskontakt 122 elektrisch an diese angeschlossenen Prozeßkartusche B mißt. Wenn dieser Wert gemessen wird, signalisiert die Gerätehauptbaugruppe 14 den erforderlichen Austausch der Prozeßkartusche B (z. B. durch eine blinkende Lampe oder einen Summton). Wenn der von der Steuereinheit gemessene kapazitive Widerstand einem vorbestimmten zweiten Wert entspricht, welcher kleiner ist als der erste Wert, ist das eine Bestätigung dafür, daß eine Prozeßkartusche B sich in der Gerätehauptbaugruppe 14 befindet. Wenn die Steuerschaltung ermittelt, daß dieser Zustand nicht vorlieget, wird die Gerätehauptbaugruppe 14 nicht zugeschaltet. Mit anderen Worten, die Steuereinheit verhindert das Starten der Bilderzeugung.
Durch das erwähnte Warnsignal (z. B. eine blinkende Lampe) kann die Bedienperson über das Fehlen der Prozeßkartusche B in der Gerätehauptbaugruppe 14 informiert werden.
Nachfolgend wird die elektrische Verbindung zwischen den an der Prozeßkartusche B und den in der Gerätehauptbaugruppe 14 angeordneten Kontakten beschrieben.
Wie 19 zeigt, sind die vier Kontakte 123–126 an einer Seite des im Bilderzeugungsgerät A vorhandenen Prozeßkartuschenaufnahmeraums S angeordnet, so daß bei eingesetzter Prozeßkartusche B der Kontakt 123 die Verbindung zum Erdungskontakt 119, der Kontakt 124 die Verbindung zum Ladespannungskontakt 120, der Kontakt 125 die Verbindung zum Entwickelspannungskontakt 121 und der Kontakt 126 die Verbindung zum Resttonererfassungskontakt 122 herstellt.
Wie die 19(a) und 19(b) zeigen, ist der Erdungskontakt 123 in Höhe der Vertiefung 16a5 und der Ladespannungskontakt 124 über der zweiten Führungsbahn 16b angeordnet, während der Entwickelspannungskontakt 125 und der Resttonererfassungskontakt 126 unter der ersten Führungsbahn 16a angeordnet sind.
Nachfolgend wird die positionelle Beziehung zwischen diesen Kontakten beschrieben.
Wie 5 zeigt, ist in vertikaler Richtung (von der Horizontalen gesehen) der Entwickelspannungskontakt 121 der unterste Kontakt, über welchem nahezu auf einer Ebene der Resttonererfassungskontakt 122, das lange Führungselement 12a und das zylindrische Führungselement 13a (Erdungskontakt 119) angeordnet sind; der Ladespannungskontakt 120 ist der oberste Kontakt, welcher wie das kurze Führungselement 13b über diesen angeordnet ist. In Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X) gesehen ist der Resttonererfassungskontakt 122 der vorderste Kontakt, an welchen das lange Führungselement 12a, der Ladespannungskontakt 120, der Entwickelspannungskontakt 121 und das kurze Führungselement 13b sowie das zylindrische Führungselement 13a (Erdungskontakt 119) sich in der genannten Reihenfolge anschließen. Durch diese Anordnung befindet der Ladespannungskontakt 120 sich in Höhe der Ladewalze 8, der Entwickelspannungskontakt 121 sich in Höhe der Entwickelwalze 9c, der Resttonererfassungskontakt 122 sich in Höhe der Antenne 9h und der Erdungskontakt 119 sich in Höhe der lichtempfindlichen Trommel 7, wodurch die Verdrahtung für diese Kontakte verkürzt werden kann.
Der Ladespannungskontakt 120 hat eine Höhe und eine Breite von etwa 10,0 mm (Toleranzbereich 8,0 bis 12,0 mm), der Entwickelspannungskontakt 121 hat eine Höhe von etwa 9,0 mm (Toleranzbereich 6,0 bis 12,0 mm) und eine Breite von etwa 8,0 mm (Toleranzbereich 5,0 bis 11,0 mm), der Resttonererfassungskontakt 122 eine Höhe von etwa 8,0 mm (Toleranzbereich 6,0 bis 10,0 mm) und eine Breite von etwa 9,0 mm (Toleranzbereich 7,0 bis 11,0 mm) und der Erdungskontakt 119 mit kreisförmigem Querschnitt einen Durchmesser von etwa 7,0 mm. Der Ladespannungskontakt 120, der Entwickelspannungskontakt 121 und der Resttonererfassungskontakt 122 haben rechteckigen Querschnitt.
Der über das Chassis der Gerätehauptbaugruppe geerdete Erdungskontakt 123 (19 und 26) hat die Form einer Blattfeder und ist in der Höhe der Vertiefung 16a5 angeord net, in welche das zylindrische Führungselement 13a (mit darin gelagerter Achse 7a der lichtempfindlichen Trommel 7) mit daran befestigtem Erdungskontakt 119 gleitet, um die Lage der Prozeßkartusche B zu fixieren. Die anderen Kontakte 124, 125 und 126 sind in entsprechenden Gehäusen 127 untergebracht und ragen von Druckfedern 129 belastet aus diesen. Die Konstruktion wird anhand des in 20 dargestellten Ladespannungskontaktes 124 beschrieben. Wie 20 zeigt; ist der Ladespannungskontakt 124 in einem Gehäuse 127 untergebracht, welches an einer Leiterplatte 128 an einer Seitenwand der Gerätehauptbaugruppe befestigt ist, und wird von einer elektrisch leitenden, das Schaltungsmuster berührenden Druckfeder 129 so belastet, daß dieser etwas aus dem Gehäuse 127 ragt, aus diesem aber nicht austreten kann.
Nachfolgend wird in Verbindung mit 21 beschrieben, auf welche Weise die elektrische Verbindung zwischen dem im Bilderzeugungsgerät A angeordneten Ladespannungskontakt und dem Ladespannungskontakt 120 der in dieses eingesetzten Prozeßkartusche B beschrieben. 21 zeigt die Bewegung des Ladespannungskontaktes 124 in Pfeilrichtung H beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in das Bilderzeugungsgerät A. Anzumerken ist, daß in 21 die Schnittansicht in Pfeilrichtung O (5) dargestellt ist.
Wenn die Prozeßkartusche B zum Einsetzen in das Bilderzeugungsgerät auf die Führungsbahnen 16a und 16b geschoben wird, befindet der Ladespannungskontakt 124 sich in dem in 21(a) dargestellten Zustand und berührt die gerade Fläche 30 des Reinigungsrahmens 13 nicht. Beim weiteren Einführen der Prozeßkartusche B kommt der Ladespannungskontakt 124 mit der geneigten Fläche 31 (5) an der rechten Seitenwand 13c des Reinigungsrahmens 13 in Berührung, gleitet auf dieser und drückt dabei die Druckfeder 129 zusammen (in 21(b) dargestellter Zustand) und gleitet dann auf der geraden Fläche 32, bis der Ladespannungskontaktes 120 mit diesem in Berührung kommt (in 21(c) dargestellter Zustand). Auf gleiche Weise kommt der Kontakt 121 mit dem Kontakt 125 und der Kontakt 122 mit dem Kontakt 126 in Berührung.
Bei dieser Anordnung kommen beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in das Bilderzeugungsgerät A auf den Führungsbahnen 16 die an dieser angeordneten Kontakte zuverlässig mit den in der Gerätehauptbaugruppe angeordneten Gegenkontakten in Berührung.
Wenn die Prozeßkartusche B die Endstellung in der Gerätehauptbaugruppe 14 erreicht hat, wird die elektrische Verbindung zwischen dem aus dem zylindrischen Führungselement 13a ragenden blattfederförmigen Erdungskontakt 119 (20) und dem Erdungskontakt 123 hergestellt und dadurch die lichtempfindliche Trommel 7 geerdet. Gleichzeitig wird die elektrische Verbindung zwischen den Ladungsspannungskontakten 120 und 124 hergestellt, um die Ladewalze 8 mit einer Hochspannung (WS/GS-Überlagerungsspannung) zu speisen. Gleichzeitig wird auch die elektrische Verbindung zwischen den Entwickelspannungskontakten 121 und 125 zum Speisen der Entwickelwalze 9c mit einer Hochspannung und zwischen den Resttonererfassungskontakten 122 und 126 zur Signalisierung der den kapazitiven Widerstand repräsentierenden Information zur Gerätehauptbaugruppe 14 hergestellt.
Nachfolgend wird beschrieben, auf welche Weise das Bilderzeugungsgerät A die lichtempfindliche Trommel 7 in Drehung setzt. Die lichtempfindliche Trommel 7 hat in der Prozeßkartusche B ein Axialspiel von 2 bis 3 mm, um das Einsetzen der Prozeßkartusche B in das Bilderzeugungsgerät A zu erleich tern. Deshalb müssen der Ladespannungskontakt 124 und die anderen Kontakte um etwas mehr als dieses Spiel aus dem Gehäuse 127 ragen. Bei dieser Ausführungsform ist über der Führungsbahn 16a der Gerätehauptbaugruppe 14 eine Blattfeder 45 angeordnet, welche die Prozeßkartusche B nach einer Seite drückt (die Seite, an welcher die Kontakte 123–126 angeordnet sind). Wenn die Kontakte 119–122 und das Schrägzahn-Stirnrad 7b wie bei dieser Ausführungsform auf der gleichen Seite angeordnet werden und diese Seite der Prozeßkartusche B als Bezugsseite angesehen wird, können Fehler in der Komponentengröße verringert und die Kontakte sowie das Zahnrad genauer montiert werden. Wenn die Verzahnungsrichtung so gewählt wird, daß die bei rotierender lichtempfindlicher Trommel erzeugte Kraft in die Richtung wirkt, in welcher das Schrägzahn-Stirnrad angeordnet ist, wird die axiale Lage der lichtempfindlichen Trommel 7 an der Seite fixiert, an welcher die Kontakte angeordnet sind; dadurch wird neben den genannten Effekten eine Verbesserung der positionellen Beziehung zwischen der lichtempfindlichen Trommel und den Kontakten erreicht. Wenn der Hebel 23 (6) zum Vor- und Zurückschwenken der Trommelabdeckung 18 wie bei dieser Ausführungsform auf der den Kontakten 119–122 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, werden beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in das Bilderzeugungsgerät A der von den Kontakten 119–122 erzeugte Reibwiderstand und der beim Schwenken des Hebels 23 auftretende Widerstand auf beide Stirnseiten der Prozeßkartusche B verteilt; mit anderen Worten, der beim Einsetzen der Prozeßkartusche B auftretende Widerstand wird in deren Längsrichtung gleichmäßig verteilt, wodurch der Einsetzvorgang problemlos erfolgen kann.
Wenn, wie bereits bei der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben, alle Kontakte an ein und derselben Seitenwand des Kartuschenrahmens angeordnet werden und die Prozeßkartusche von der Blattfeder axial belastet wird, ist die Herstellung einer stabilen elektrischen Verbindung zwischen den an der Prozeßkartusche angeordneten Kontakten und den in der Gerätehauptbaugruppe angeordneten Kontakten möglich.
22 zeigt eine Konstruktion, bei welcher die Kontakte und der Hebel 23 auf ein und derselben Seite angeordnet sind. Auch mit einer so konfigurierten Kartusche können die genannten Effekte erzielt werden.
Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen wird die Prozeßkartusche B zur Erzeugung monochromatischer Bilder verwendet, doch die vorliegender Erfindung ist auch auf eine Mehrfarbeprozeßkartusche übertragbar, welche zwei oder mehr Entwickelvorrichtungen aufweist und zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder (zweifarbiger oder dreifarbiger Bilder oder Vollfarbenbilder) verwendet wird.
Das elektrophotographische, lichtempfindliche Element ist nicht auf die beschriebene lichtempfindliche Trommel 7 beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch auf lichtempfindliche Elemente anderer Art übertragbar. So kann als lichtempfindliches Material amorphes Silizium, amorphes Selen, Zinkoxid, Titanoxid, ein organisches photoleitendes Material (OPC) oder ein ähnliches Material verwendet werden. Das Basiselement, welches mit lichtempfindlichen Material beschichtet wird, ist im a11gemeinen eine Trommel oder ein Riemen. Im Falle einer Trommel wird als Basiselement ein Zylinder aus einer Aluminiumlegierung oder einem ähnlichen Material verwendet und dieses auf unterschiedliche Weise mit einem photoleitenden Material beschichtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene bekannte Entwickelverfahren angewendet werden, z. B. das Doppelkomponenten-Magnetbürsten, das Kaskadenverfahren, das Aufleg verfahren, das Nebelverfahren oder ein anders geeignetes Verfahren.
Bei dieser Ausführungsform wird das sogenannte Berührungsladeverfahren angewendet, doch die vorliegende Erfindung ist auch bei anderen konventionellen Ladeverfahren anwendbar, zum Beispiel beim Verfahren, bei welchem um eine Wolframelektrode 3 Metallschirme aus Aluminium oder einem ähnlichen Material angeordnet sind und die durch Anlegen einer Hochspannung an die Wolframelektrode erzeugten positiven oder negativen Ionen auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel übertragen werden, um diese gleichmäßig zu laden.
Als Ladevorrichtung kann außer der genannten Walze eine Lamelle (Ladelamelle), ein Kissen, ein Klotz, ein Stab oder ähnlich konfiguriertes Element verwendet werden.
Zum Entfernen von Resttoner von der lichtempfindlichen Trommel kann eine Lamelle, eine Bürste, eine Magnetbürste oder ein anderes geeignetes Element verwendet werden.
Wie bereits beschrieben, sind alle elektrischen Kontakte der Prozeßkartusche an einer Stirnseite des Kartuschenrahmens angeordnet; wenn von dem in der Gerätehauptbaugruppe angeordneten elastischen Druckelement die Prozeßkartusche seitlich verschoben wird, kann zwischen den an der Prozeßkartusche vorhandenen und den in der Gerätehauptbaugruppe vorhandenen Kontakten eine zuverlässige elektrischen Verbindung hergestellt werden.
Wenn das Schrägzahn-Stirnrad und die elektrischen Kontakte an der Seite angeordnet werden, gegen welche bei der Rotation des elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elements dieses gedrückt wird, kann sowohl eine zuverlässige elektri sche Verbindung als auch eine zuverlässige mechanische Antriebsverbindung hergestellt werden.
Wenn die einzelnen Kontakte wie bei allen beschriebenen Ausführungsformen angeordnet werden, ist eine Verkürzung des Verdrahtungsweges innerhalb der Prozeßkartusche möglich.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die elektrische Leiterplatte in der Gerätehauptbaugruppe, an welche die elektrischen Kontakte angeschlossen werden sollen, vertikal an deren entsprechenden Seitenplatte angeordnet werden, so daß eine Verkleinerung der Gerätegröße möglich ist.
Wie bereits beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform selbst im Falle einer großen Tonermenge eine hohe Tonerzuführeffizienz zu verzeichnen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Entwickelvorrichtungshalter, eine Prozeßkartusche und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, welche auf einfache Weise montiert werden können.
Obwohl die Erfindung anhand der darin offenbarten Konstruktionen beschrieben wurde, ist diese nicht auf die dargelegten Details beschränkt, und mit dieser Anmeldung ist beabsichtigt, mögliche Modifikationen und Änderungen in den Geltungsbereich der beiliegenden Ansprüche einzubeziehen.

Claims

Entwicklungsgeräthalter (40), der mit einer Prozeßkartusche (B), nachstehend als eine Arbeitseinheit (B) bezeichnet, verwendbar ist, die an einer Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) abnehmbar angeordnet werden kann, wobei die Arbeitseinheit eine elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel (7) aufweist, eine Entwicklungswalze (9c) zum Zuführen von Toner zu der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel (7), um ein darauf erzeugtes latentes Bild zu entwickeln, und einen Entwicklungsrahmen (12), der die Entwicklungswalze (9c) lagert, wobei der Entwicklungsgeräthalter ein separates Element ist und an einem Längsende des Entwicklungsrahmens (12) angeordnet werden kann, wobei der Entwicklungsgeräthalter (40) aufweist: – einen Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) zum Anordnen eines Antennenkontakts (122) zum Obertragen eines elektrischen Signals zu einer Erfassungsvorrichtung, die in der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) angeordnet ist, um die Anordnung der Arbeitseinheit (B) an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts zu melden, wobei der Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) den Antennenkontakt (122) so anordnet, daß dieser von dem Entwicklungsgeräthalter (40) freiliegt, wenn der Entwicklungsgeräthalter an dem Entwicklungsrahmen (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklungsgeräthalter ferner aufweist: – ein Führungselement (12a) zum Führen der Arbeitseinheit (B), wenn die Arbeitseinheit (B) an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) angeordnet wird, wobei das Führungselement (12a) auf der gleichen Seite wie eine Seite angeordnet ist, auf welcher der Antennenkontakt freiliegt, wenn der Antennenkontakt (122) an dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) angeordnet ist, wobei das Führungselement (12a) abgangsseitig des Antennenkontakts in Bezug auf eine Anordnungsrichtung (X) der Arbeitseinheit (B) angeordnet ist, wobei der Entwicklungsgeräthalter (40) mit dem Führungselement (12a) und dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) einstückig ausgebildet ist und der Entwicklungsgeräthalter (40) an dem Entwicklungsrahmen (12) der Arbeitseinheit (B) angeordnet werden kann.
Entwicklungsgeräthalter gemäß Anspruch 1, wobei der Antennenkontakt (122) an dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) durch Preßpassung angeordnet ist.
Entwicklungsgeräthalter gemäß Anspruch 1, der ferner einen Entwicklungsvorspannungskontakt-Anordnungsabschnitt (40f) zum Anordnen eines Entwicklungsvorspannungskontakts (121) zum Aufnehmen einer Entwicklungsvorspannung von der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts aufweist, wenn die Arbeitseinheit an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts angeordnet ist, wobei der Entwicklungsvorspannungskontakt-Anordnungsabschnitt (40f) den Entwicklungsvorspannungskontakt so anordnet, um den Entwicklungsvorspannungskontakt (121) von dem Entwicklungsgeräthalter (40) freizulegen, wenn der Entwicklungsgeräthalter an dem Entwicklungsrahmen angeordnet ist.
Entwicklungsgeräthalter gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Entwicklungsvorspannungskontakt (121) funktionswirksam ist, um die Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungswalze anzulegen und eine Vorspannung an eine Platte anzulegen, welche eine Entwicklungsklinge zum Regulieren einer Tonermenge lagert, die auf einen Umfang der Entwicklungswalze aufgetragen wird.
Entwicklungsgeräthalter gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Antennenkontakt (122) funktionswirksam ist, um ein elektrisches Signal zu der Erfassungsvorrichtung zu übertragen, um die Anordnung der Arbeitseinheit an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts zu melden und ein elektrisches Signal zu der Erfassungsvorrichtung zu übertragen, um der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts die Abnahme einer Tonermenge in einem Toneraufnahmeabschnitt zum Aufnehmen von Toner zu melden, welcher durch die Entwicklungswalze der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel zugeführt wird.
Entwicklungsgeräthalter gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Magnet (9g) in der Entwicklungswalze angeordnet ist und der Entwicklungsgeräthalter (40) einen Magnetlagerabschnitt (40e) zum Lagern eines Endes des Magnets aufweist.
Arbeitseinheit, die an einer Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angeordnet werden kann, die aufweist: a) eine elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel (7), b) eine Entwicklungswalze (9) zum Zuführen von Toner zu der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel (7), um ein auf der lichtempfindlichen Trommel (7) erzeugtes latentes Bild zu entwickeln, c) einen Entwicklungsrahmen (12) zum Lagern der Entwicklungswalze und d) einen Entwicklungsgeräthalter (40), wobei der Entwicklungsgeräthalter ein separates Element ist und an einem Längsende des Entwicklungsrahmens angeordnet werden kann, wobei der Entwicklungsgeräthalter aufweist: – einen Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) zum Anordnen eines Antennenkontakts (122) zum Übertragen eines elektrischen Signals zu einer Erfassungsvorrichtung, die in der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) angeordnet ist, um die Anordnung der Arbeitseinheit (B) an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts zu melden, wobei der Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) den Antennenkontakt (122) so anordnet, um diesen von dem Entwicklungsgeräthalter (40) freizulegen, wenn der Entwicklungsgeräthalter an dem Entwicklungsrahmen (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklungsgeräthalter ferner aufweist: – ein Führungselement (12a) zum Führen der Arbeitseinheit (B), wenn die Arbeitseinheit (B) an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) angeordnet wird, wobei das Führungselement (12a) auf der gleichen Seite wie eine Seite angeordnet ist, auf welcher der Antennenkontakt freiliegt, wenn der Antennenkontakt (122) an dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) angeordnet ist, wobei das Führungselement (12a) abgangsseitig des Antennenkontakts in Bezug auf eine Anordnungsrichtung (X) der Arbeitseinheit (B) angeordnet ist, wobei der Entwicklungsgeräthalter (40) mit dem Führungselement (12a) und dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) einstückig ausgebildet ist und der Entwicklungsgeräthalter (40) an dem Entwicklungsrahmen (12) der Arbeitseinheit (B) angeordnet werden kann.
Arbeitseinheit gemäß Anspruch 7, wobei der Antennenkontakt (122) an dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt durch Preßpassung angeordnet ist.
Arbeitseinheit gemäß Anspruch 7, die ferner einen Entwicklungsvorspannungskontakt-Anordnungsabschnitt (40f) zum Anordnen eines Entwicklungsvorspannungskontakts (121) zum Aufnehmen einer Entwicklungsvorspannung von der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts aufweist, wenn die Arbeitseinheit an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts angeordnet ist, wobei der Entwicklungsvorspannungskontakt-Anordnungsabschnitt (40f) den Entwicklungsvorspannungskontakt (121) so anordnet, um den Entwicklungsvorspannungskontakt von dem Entwicklungsgeräthalter (40) freizulegen.
Arbeitseinheit gemäß Anspruch 9, wobei der Entwicklungsvorspannungskontakt (121) funktionswirksam ist, um die Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungswalze anzulegen und eine Vorspannung an eine Platte anzulegen, welche eine Entwicklungsklinge zum Regulieren einer Tonermenge lagert, die auf einen Umfang der Entwicklungswalze aufgetragen wird.
Arbeitseinheit gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Antennenkontakt (122) funktionswirksam ist, um ein elektrisches Signal zu der Erfassungsvorrichtung zu übertragen, das die Anordnung der Arbeitseinheit an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts meldet, und um ein elektrisches Signal zu der Erfassungsvorrichtung zu übertragen, um der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts die Abnahme einer Tonermenge in einem Toneraufnahmeabschnitt zur Aufnahme von Toner zu melden, welcher durch die Entwicklungswalze der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel zugeführt wird.
Arbeitseinheit gemäß Anspruch 10, wobei ein Magnet (9g) in der Entwicklungswalze angeordnet ist und der Entwicklungsgeräthalter (40) einen Magnetlagerabschnitt (40e) zum Lagern eines Endes des Magnets aufweist.
Arbeitseinheit gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Arbeitseinheit ein Aufladeelement (8) zum Aufladen der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel (7) aufweist.
Arbeitseinheit gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Arbeitseinheit ein Reinigungselement (10) zum Entfernen von Toner aufweist, der auf der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel (7) rückständig ist.
Kombination eines Bilderzeugungsgeräts mit einer Hauptbaugruppe, an welcher eine Arbeitseinheit abnehmbar angeordnet werden kann, und einer Arbeitseinheit, wobei das Gerät aufweist: a) eine Anordnungsvorrichtung zum abnehmbaren Anordnen der Arbeitseinheit und b) eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungsmaterials, und wobei die Arbeitseinheit aufweist: a) eine elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel (7), b) eine Entwicklungswalze (9c) zum Zuführen von Toner zu der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel (7), um ein auf der lichtempfindlichen Trommel (7) erzeugtes latentes Bild zu entwickeln, c) einen Entwicklungsrahmen (12) zum Lagern der Entwicklungswalze und d) einen Entwicklungsgeräthalter (40), wobei der Entwicklungsgeräthalter ein separates Element ist und an einem Längsende des Entwicklungsrahmens angeordnet werden kann, wobei der Entwicklungsgeräthalter aufweist: – einen Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) zum Anordnen eines Antennenkontakts (122) zum Übertragen eines elektrischen Signals zu einer Erfassungsvorrichtung, die in der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) angeordnet ist, um die Anordnung der Arbeitseinheit (B) an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts zu melden, wobei der Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) den Antennenkontakt (122) so anordnet, um diesen von dem Entwicklungsgeräthalter (40) freizulegen, wenn der Entwicklungsgeräthalter an dem Entwicklungsrahmen (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklungsgeräthalter ferner aufweist: – ein Führungselement (12a) zum Führen der Arbeitseinheit (B), wenn die Arbeitseinheit (B) an der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts (A) angeordnet wird, wobei das Führungselement (12a) auf der gleichen Seite wie eine Seite angeordnet ist, auf welcher der Antennenkontakt freiliegt, wenn der Antennenkontakt (122) an dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) angeordnet ist, wobei das Führungselement (12a) abgangsseitig des Antennenkontakts in bezug auf eine Anordnungsrichtung (X) der Arbeitseinheit (B) angeordnet ist, wobei der Entwicklungsgeräthalter (40) mit dem Führungselement (12a) und dem Antennenkontakt-Anordnungsabschnitt (40h, 40k) einstückig ausgebildet ist und der Entwicklungsgeräthalter (40) an dem Entwicklungsrahmen (12) der Arbeitseinheit (B) angeordnet werden kann.