DE4138079C2 - Elektrophotographische Prozeßeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Prozeßein­ heit mit einer Entwicklungs-Einheit, einer Fotoleitertrommel-Ein­ heit und einer Entwicklungs-Einheit, die in in einem Gehäuse eines elektrophotographischen Geräts angeordnet ist. Derartige Prozeßeinheiten sind von Faxgeräten, Kopierern oder Druckern aus dem Stand der Technik bekannt.

Bei einer aus der JP 62-159157 A bekannten Prozeßeinheit wird eine Trommeleinheit in Führungsvertiefungen einer Reinigungs­ vorrichtung eingesetzt. Anschließend wird eine Entwicklungsein­ heit gegenüber dem offenen Ende von Führungsvertiefungen der Reinigungseinheit oberhalb der Trommel an der Reinigungseinheit mit Hilfe von Haken angehängt. Diese Einheiten werden dann zu­ sammen bei geöffnetem Gehäusedeckel in Führungsvertiefungen ei­ nes Gehäuses eingesetzt. Um die genaue Lage von Entwicklungs­ einheit, Trommeleinheit und Reinigungsvorrichtung zueinander zu gewährleisten und eine Beschädigung der empfindlichen Teile zu vermeiden, müssen diese Teile vor dem Einsetzen in das Gehäuse in relativ komplizierter Art und Weise und in bestimmter Rei­ henfolge zusammengesetzt werden.

Konstruktionsbedingt kann die Trommeleinheit aus der in dem Ge­ rät eingebauten Prozeßeinheit nicht ohne weiteres entnommen werden.

Die DE-OS 32 00 791 offenbart eine Einrichtung, bei der ein photoleitfähiges Band in eine Entwicklungs-Einheit einsetzbar ist. Die Entwicklungs-Einheit umfaßt einen Behälter mit Ent­ wicklungstoner, der fest mit einer Entwicklungshülse verbunden ist. Damit verbunden sind zwei flankierende Seitenplatten, zwi­ schen denen sich eine Bodenplatte erstreckt. Das photoleitfähi­ ge Band ist zwischen die Seitenplatten einlegbar und zusammen mit der Entwicklungs-Einheit seitlich in ein Aufzeichnungssy­ stem einschiebbar. Zu Reparatur- und Wartungsarbeiten muß die Entwicklungseinheit zusammen mit dem photoleitfähigen Band ge­ meinsam aus dem Aufzeichnungssystem entfernt werden. Dies pro­ voziert die Gefahr der Beschädigung an Teilen, die eigentlich nicht von der Wartung und der Reparatur betroffen sein sollen. Das gleiche gilt für das Nachfüllen von Tonermaterial, wofür die Entwicklungseinheit und das photoleitfähige Band von dem Aufzeichnungssystem gelöst werden müssen.

In der JP 58-194079 A ist eine Prozeßeinheit beschrieben, bei der die Enden einer Gelenkachse einer Fotoleitertrommel mit Ku­ gellagern versehen sind und diese in Führungen von zwei Seiten­ platten eingesetzt und mit einem Hebel arretiert werden. Zwi­ schen den beiden Seitenplatten ist eine Entwicklungseinheit vorgesehen. Die Platteneinheit wird entgegen der Einführrich­ tung der Trommel in Führungskanäle des Gehäuserahmens einge­ schoben, wobei Gleitlager der Trommelachse in den Führungskanä­ len gleiten. Um die Position der Trommel bezüglich der Entwick­ lungseinheit zwischen den Platten zu gewährleisten wird die Trommel vor dem Einbringen der Platteneinheit an dieser befe­ stigt und bezüglich der Entwicklungsvorrichtung positioniert. Beim Wechseln der Trommel wird die Platteneinheit mit Entwick­ lungseinheit und Trommel gemeinsam seitlich ausgeführt und an­ schließend Trommel und Entwicklungseinheit von den Platten ge­ trennt. Diese Operation ist ordnungsgemäß und ohne Gefahr von Beschädigungen nur von einem Fachmann durchzuführen.

In der JP 03-41477 A ist eine Prozeßeinheit über einen Gelenk­ zapfen drehbar an einem Gehäuse angebracht. Eine Entwicklungs­ einheit ist integral mit der Prozeßeinheit ausgebildet. Bei nach oben verschwenkter Prozeßeinheit läßt sich eine Tromme­ leinheit mit einer separaten Gelenkachse über eine Führungsnut der Prozeßeinheit bezüglich der Entwicklungseinheit positionie­ ren bzw. davon abnehmen. Dabei ist eine Lageänderung der Ent­ wicklungseinheit zusammen mit der Prozeßeinheit notwendig, um den Wechsel der Trommel zu ermöglichen.

Im allgemeinen umfaßt eine elektrophotographische Prozeßeinheit eine Ladevorrichtung 5, eine Entwicklungsvorrichtung 20, eine Beförderungs- und Trenneinheit 3 sowie eine Reinigungsvorrich­ tung 16, welche, wie in Fig. 4 gezeigt, um eine photoleitfähi­ ge Trommel herum angeordnet sind. In einer herkömmlichen elek­ trophotographischen Prozeßeinheit lädt die Koronaentladung ei­ nes Koronadrahtes 5′ der Ladevorrichtung, die mit einer Hoch­ spannung von ungefähr 6 KV aufgeladen wird, die Oberfläche der photoleitfähigen Trommel mit einer vorgegebenen Spannung auf. Wenn die elektrisch geladene Oberfläche der photoleitfähigen Trommel dem Licht, welches von einer lichtaussendenden Vorrich­ tung selektiv ausgesandt wird, ausgesetzt wird, besitzen die belichteten und nicht-belichteten Teile der Oberfläche unter­ schiedliche Potentiale, dementsprechend entsteht ein elektro­ statisches latentes Bild auf der Oberfläche. Die lichtaussen­ dende Einrichtung umfaßt eine Laserdiode, ein LED-Array oder eine Lampe. Zum Beispiel entsteht das Licht in einem Kopierge­ rät durch die Lampe, welche die Vorlage beleuchtet, und die Oberfläche der photoleitfähigen Trommel wird durch das Licht, welches von der Vorlage reflektiert wird, bestrahlt. Das elek­ trostatische unsichtbare Bild auf der photoleitfähigen Trommel wird durch einen Toner einer Entwicklungsvorrichtung 20 ent­ wickelt. Dieses entwickelte Bild wird auf das Papier 2′ transfe­ riert, welches aus einem Papierschacht über eine Antriebsrolle 2 befördert wird. Der verbleibende Toner auf der lichtempfind­ lichen Trommel wird durch die Reinigungsvorrichtung 16 entfernt und das transfertierte Bild auf dem Papier wird durch eine Fi­ xiervorrichtung 8 fixiert. Die Bezugszeichen 9 und 10 bezeich­ nen eine Entladungsrolle bzw. eine Papierablage.

Im allgemeinen besteht die elektrophotographische Prozeßeinheit aus einer Einheit mit einer photoleitfähigen Trommel, einer La­ devorrichtung, einer Reinigungsvorrichtung und einer Entwick­ lungsvorrichtung, welche untrennbar miteinander verbunden sind, wie in Fig. 5a gezeigt ist. Die Lebensdauer einer photoleitfä­ higen Trommel beträgt ungefähr 15 000 Blätter, während die Le­ bensdauer der Entwicklungsvorrichtung mehr als 50 000 Papier­ blätter beträgt. Der Tonervorratsbehälter ist so gestaltet, daß er nur 3000 bis 4000 Blätter bedrucken kann, da ein größerer Vorratsbehälter, welcher mehr Blätter bedruckten könnte, für den Benutzer nur schwer zu handhaben ist. Demzufolge entsteht das Problem, daß bei einem verbrauchten Tonervorratsbehälter gleichzeitig die noch brauchbare photoleitfähige Trommel und die Entwicklungsvorrichtung weggeworfen werden muß. Eine Lösung dieses Problems ist es, die Trommel, die Reinigungsvorrichtung und die Ladevorrichtung in einer Einheit zusammenzufassen und in einer anderen Einheit die Entwicklungsvorrichtung 20 und den Tonervorratsbehälter 21 zusammenzufassen, wie in Fig. 5b ge­ zeigt ist. Jedoch ist auch diese Lösung unökonomisch, da die Entwicklungsvorrichtung zusammen mit dem Tonervorratsbehälter 21 weggeworfen werden muß. Eine weitere Verbesserung, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist in Fig. 5c gezeigt. In diesem Fall ist eine photoleitfähige Trommel 4, eine Reini­ gungsvorrichtung und eine Ladevorrichtung 5 zu einer Einheit zusammengefaßt. Darüber hinaus ist eine Entwicklungsvorrichtung und ein Tonervorratsbehälter abnehmbar montiert. Demzufolge kann jede Einheit unabhängig je nach ihrer entsprechenden Le­ bensdauer ersetzt werden. Jedoch ist es schwierig, bei dieser Anordnung Wartungs- und Reparaturarbeiten durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotogra­ phische Prozeßeinheit der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß Wartungs- und Reparaturarbeiten leicht und ohne die Gefahr einer Beschädigung an den Teilen durchgeführt werden können und trotzdem eine ausreichend präzise Positionierung der Teile gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektro­ photographische Prozeßeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können Trommel-Einheit und Tonervorratsbehälter unabhängig voneinander und einfach von der Entwicklungs-Einheit abgenommen, ausgetauscht und wieder einge­ setzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Entwicklungs-Ein­ heit im ganzen mit der Trommel-Einheit und dem Tonervorrats­ behälter aus dem Gehäuse zu entnehmen. Dafür genügt die Handha­ bung der Entwicklungs-Einheit.

Die genannten Operationen sind nur mit geringen technischen und handwerklichen Fähigkeiten durchzuführen und daher auch von Privatpersonen zu bewerkstelligen. Trotz dieser einfachen Hand­ habung gewährleistet die erfindungsgemäße Lösung eine präzise Positionierung von Trommel und Entwicklungs-Einheit zueinander.

Durch das Einführen der Trommel in die Führungsvertiefungen der Entwicklungs-Einheit ist sichergestellt, daß die Trommel in der Entwicklungs-Einheit genau positioniert ist und mit den Funkti­ onselementen der Entwicklungseinheit störungsfrei zusammenar­ beitet. Die Entwicklungseinheit wird über ihre hervorstehenden Vorsprünge zusammen mit der Trommeleinheit und dem Tonervor­ ratsbehälter in dem Gehäuse präzise positioniert, so daß sie mit anderen, Einheiten im Gehäuse einwandfrei funktionieren.

Dies unterstützt auch die besondere Anordnung der Trommelein­ heit über die Achse der Trommel, die sowohl in die Führungs­ vertiefungen der Entwicklungseinheit als auch in die Führungs­ vertiefungen des Gehäuses einführbar sind. Dadurch ist gewähr­ leistet, daß die Trommeleinheit für sich alleine von dem Gehäu­ se und der Entwicklungseinheit abgenommen werden kann. An­ schließend kann sie über die Führungsvertiefungen wieder exakt positioniert eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines wichtigen Teils der erfindungsgemäßen Verarbeitungseinheit;

Fig. 2 zeigt die Betriebsweise eines wichtigen Teils eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verarbei­ tungseinheit;

Fig. 3 illustriert die Betriebsweise eines wichtigen Teils eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsge­ mäßen Verarbeitungseinheit;

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellungsweise eine elek­ trophotographische Verarbeitungseinheit;

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellungsweise eine her­ kömmliche elektrophotographische Verarbeitungsein­ heit.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung beschrieben.

In Fig. 1 ist eine Entwicklungsvorrichtung 20 gezeigt mit Füh­ rungsvertiefungen 29, in die die Achse 41 der Trommeleinheit 40 mit einer photoleitfähigen Trommel 4 und einer Reinigungsvor­ richtung 16 eingeführt werden kann. Auf der anderen Seite der Entwicklungsvorrichtung 20 ist eine große, rechteckige Vertie­ fung 25 eingeformt. Der Tonervorratsbehälter 21 hat eine Achse 24, die auf beiden Seiten hervorsteht, und ein Toner-Vor­ schubzahnrad 26 auf einer Seite, welche in die Führungsver­ tiefungen 25a und das Antriebszahnrad 27 resp. eingreifen, wenn der Tonervorratsbehälter in der Vertiefung 25 installiert ist. Die Entwicklungsvorrichtung 20 weist einen hervorstehenden Vor­ sprung 28 auf, an dem ein Handgriff 42 befestigt ist, wobei dieser Handgriff dazu benützt wird, die Entwicklungsvorrichtung 20 zu installieren und abzunehmen. Die Entwicklungseinheit 20 ist in dem Gehäuse 50 installiert.

Um alle Teile zusammenzusetzen, wird die Entwicklungsvorrich­ tung 20 mit der Trommeleinheit 40 und dem Tonervorratsbehälter 21 zusammen in dem Gehäuse montiert und der Handgriff 42 in seine horizontale Position gebracht.

Der Vorsprung 28 der Entwicklungsvorrichtung 20 wird in die Führungsvertiefungen 52 des Gehäuses 50 eingeführt und die Ach­ se 41 der Trommeleinheit 40 wird in die Führungsvertiefungen 51 des Gehäuses 50 und die Führungsvertiefungen 29 der Entwick­ lungsvorrichtung 20 eingeführt.

An der Stelle der Entwicklungsvorrichtung 20, an der die Trom­ meleinheit 40 vorgesehen ist, ist ein Loch 20a eingeformt zur Aufnahme einer Stromversorgung von dem Gehäuse zu dem Antriebs­ system und einer Ladevorrichtung 5 für die Trommeleinheit 40. Darüber hinaus befindet sich eine Öffnung 20b in der Entwick­ lungsvorrichtung 20, durch die das Licht der lichtaussendenden Einrichtung 11 fallen kann. Auf einer Seite der Vertiefung 25 befindet sich eine langgestreckte Öffnung 20c, durch die der Toner aus dem Vorratsbehälter befördert wird. Durch eine Viel­ zahl von Löchern 20d strömt Luft, um das Ozon, welches von der Ladevorrichtung 5 erzeugt wird, und die Wärme, welche sich in der Fixiervorrichtung 8 ansammelt, zu beseitigen.

Wie oben erklärt, ist die Entwicklungsvorrichtung 20, die Trom­ meleinheit 40 und der Tonervorratsbehälter 21 in einer Einheit zusammengefaßt und diese Einheit ist in dem Gehäuse 50 instal­ liert.

Um die erfindungsgemäße elektrophotographische Verarbeitungs­ einheit zu zerlegen, wird zuerst der Tonervorratsbehälter oder die Trommeleinheit abgenommen und danach die verbleibenden Tei­ le. Ebenso wird der Tonervorratsbehälter, die Trommeleinheit und die Entwicklungsvorrichtung voneinander getrennt. Wenn der Tonervorratsbehälter installiert und abgenommen wird, ist eine Schließvorrichtung erforderlich, um die langgestreckte Öffnung 20c zu öffnen und zu schließen, um zu verhindern, daß der Toner leckt. Wie in Fig. 2 gezeigt, befindet sich die Schließvor­ richtung auf der Seite der langgestreckten Öffnung 20c, welche in eine Seitenwand der Vertiefung 25 eingeformt ist. An einer Seitenwand des Tonervorratsbehälters 21 ist ein Zapfen 21b aus­ gebildet. Wenn der Tonervorratsbehälter 21 sich um die Achse 24 dreht, wird der Tonervorratsbehälter in die Vertiefung einge­ führt und der Zapfen 21b drückt die Schließvorrichtung öffnend nach unten, wodurch die langgestreckte Öffnung 20c zur selben Zeit mit der entsprechenden langgestreckten Öffnung 12a verbun­ den wird. Wenn der Tonervorratsbehälter abgenommen wird, bewegt sich die Schließvorrichtung aufwärts unter dem Druck einer Fe­ der die nicht in der Zeichnung gezeigt ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 3 ge­ zeigt ist, befindet sich eine Schließvorrichtung mit einem He­ bel 61 an der langgestreckten Öffnung 21a des Tonervorratsbe­ hälters 21, um diese durch das Drehen des Hebels nach dem Ein­ setzen des Tonervorratsbehälters 21 in die Entwicklungsvorrich­ tung 20 zu öffnen und zu schließen.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Verarbeitungseinheit ist die folgende:
Die Korona, welche von dem Koronadraht 5′ der Ladevorrichtung 5, welche mit einer Hochspannung aufgeladen ist, lädt die Ober­ fläche der photoleitfähigen Trommel 4 elektrisch auf. Wenn die aufgeladene Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 4 von dem Licht, welches von einer Vorlage reflektiert wird, bestrahlt wird, laden sich die bestrahlten und unbestrahlten Teile der Oberfläche der Trommel mit verschiedenen Potentialen auf, wo­ durch ein elektrisches unsichtbares Bild auf dieser Oberfläche entsteht.

Die lichtaussendende Vorrichtung umfaßt eine Laderdiode, ein Arry von LED′s oder eine Lampe. Das elektrische, unsichtbare Bild, welches auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel entsteht, wird durch die Entwicklungsvorrichtung und den Toner entwickelt. Das entwickelte Bild auf der Oberfläche der Trommel wird auf ein Papier 2′ gebracht, welches aus einem Papier­ schacht über eine Antriebsrolle befördert wird. Der verbleiben­ de Toner auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 4 wird durch die Reinigungsvorrichtung 16 entfernt und das auf das Pa­ pier gebrachte Bild wird durch die Fixiervorrichtung fixiert. Das bedruckte Papier wird durch eine Entladerolle zu einer Pa­ pierablage befördert.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die erfindungsgemäße elektrophotographische Verarbeitungseinheit ökonomisch ist, da jedes Bauteil ersetzt werden kann, ohne die anderen damit in Verbindung stehenden Teile und Einheiten wegzuwerfen. Darüber hinaus können Reparaturarbeiten einfach durchgeführt werden.

Claims (8)

1. Elektrophotographische Prozeßeinheit, die aus einer separat austauschbaren Entwicklungseinheit (20), einer separat austauschbaren Fotoleitertrommel-Einheit (40) und einem an der Entwicklungseinheit (20) separat austauschbar angeordneten Tonervorratsbehälter (21) besteht, und bei der die Entwicklungseinheit zusammen mit der Fotoleitertrommel-Einheit und dem Tonervorratsbehälter als vollständige Prozeßeinheit entnehmbar in einem Gehäuse (50) eines elektrophotographischen Geräts angeordnet ist,
wobei die Entwicklungseinheit (20) Führungsvertiefungen (29) aufweist, in die die Endabschnitte (41) der Achse der in der Fotoleitertrommel-Einheit (40) angeordneten Fotoleiter-Trommel einführbar sind,
wobei die über die Entwicklungseinheit (20) seitlich vorstehenden Endabschnitte (41) der Achse der Fotoleitertrommel und an der Entwicklungseinheit (20) angeordnete Vorsprünge (28) in jeweilige Führungsvertiefungen (51, 52) im Gerätegehäuse (50) einführbar sind, und wobei
die den Endabschnitten (41) der Achse der Fotoleitertrommel zugeordneten Führungsvertiefungen (51, 29) im Gerätegehäuse (50) und in der Entwicklungseinheit (20) so ausgebildet sind, daß die Fotoleitertrommel-Einheit (40) separat in die bzw. aus der in das Gerätegehäuse (50) eingebaute(n) Entwicklungseinheit entnommen werden kann.

2. Elektrophotographische Prozeßeinheit nach Anspruch 1, wobei der Tonervorratsbehälter (21) in einer Vertiefung (25) der Entwicklungs-Einheit (20) angeordnet ist.

3. Elektrophotographische Prozeßeinheit nach Anspruch 2, wobei in der Vertiefung (25) und in dem Tonervorratsbehälter (21) jeweils eine Öffnung (20c, 21a) vorgesehen ist, die in montiertem Zustand des Behälters (21) in der Vertiefung (25) zumindest teilweise miteinander fluchten.

4. Elektrophotographische Prozeßeinheit nach Anspruch 3, wobei eine von einer Feder getriebene Verschlußeinrichtung (60) die Öffnung (20c) in der Vertiefung (25) verschließt und die Öffnung (20c) durch einen am Tonervorratsbehälter (21) ausgeformten Zapfen (21b) geöffnet ist, wenn der Tonervorratsbehälter (21) in die Vertiefung eingebracht ist.

5. Elektrophotographische Prozeßeinheit nach Anspruch 3, wobei die Öffnung (21a) des Tonervorratsbehälters (21) mit einer Verschlußeinrichtung (61) versehen ist, die mit einem drehbaren, die Verschlußeinrichtung (61) öffnenden und schließenden Hebel verbunden ist, welcher sich auf der zentralen Achse des Tonervorratsbehälters (21) befindet.

6. Elektrophotographische Prozeßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Entwicklungs-Einheit (20) ein Handgriff (42) vorgesehen ist.

7. Elektrophotographische Prozeßeinheit nach Anspruch 6, wobei der Handgriff (42) an den Vorsprüngen (28) angeordnet ist.

8. Elektrophotographisches Gerät mit einer Prozeßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche.