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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche und ein mit einer
solchen Kartusche bestücktes elektrophotographisches
Bilderzeugungsgerät.
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In
diesem Fall ist das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät ein nach
einem elektrophotographischen Verfahren arbeitendes Gerät zur Erzeugung
eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium (z.B. Aufzeichnungspapier,
ein OHP-Blatt usw.). Ein solches Gerät ist zum Beispiel ein elektrophotographischer
Kopierer, ein elektrophotographischer Drucker (Laserdrucker, LED-Drucker
usw.), ein Faxgerät,
ein Textautomat oder ein ähnliches
Gerät.
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Seit
langem wird ein Kartuschensystem mit einem Entwicklerspeicherabschnitt
und einem Entwickelelement verwendet, welches abnehmbar an der Hauptbaugruppe
eines Bilderzeugungsgerätes
montierbar ist. Bei einem Kartuschensystem kann das Entwickelelement
als Verarbeitungseinheit vom Nutzer selbst gewartet und dadurch
die Effektivität
des Bilderzeugungsgerätes
wesentlich verbessert werden. Aus diesem Grund werden elektrophotographische
Bilderzeugungsgeräte
weitgehend mit einem Kartuschensystem betrieben.
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In
der Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Farbbilderzeugungsgerätes ist
deshalb ein Drehelement angeordnet, an welchem vier Farbentwickelkartuschen
austauschbar montiert werden können.
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Im
japanischen Dokument JP-A-07295381 ist eine Ratscheneinheit offenbart,
welche einen beweglichen Hebel zum Arretieren und Lösen der
Kartusche in der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgerätes aufweist.
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Bei
der im amerikanischen Dokument US-A-5,066,976 offenbarten Kartuschenverriegelungseinheit
wird von einem Nocken ein Schwenkhebel betätigt, um die Verriegelung aufzuheben.
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Bei
der im amerikanischen Dokument 5,794,103 offenbarten Verriegelung
ist die Kartusche mit einem Griff versehen und an der Gerätehauptbaugruppe
ein Knopf zur Freigabe des Kartuschenklemmhebels angeordnet.
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Im
amerikanischen Dokument US-A-6,141,508 ist eine mit einer lichtempfindlichen Trommel
ausgerüstete
Kartusche offenbart.
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Im
amerikanischen Dokument US-A-4,743,938 ist ein mit einem Drehkarussell
ausgerüstetes
Farbbilderzeugungsgerät
beschrieben, wobei an diesem Karussell Entwickeleinheiten mit unterschiedlichen
Farbtonern befestigt werden.
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Um
ein Lösen
der Entwickelkartuschen vom Drehkarussell zu verhindern, wurde die
nachfolgend beschriebene Verriegelung entwickelt.
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So
sind zum Beispiel die Seitenplatten der Entwickelkartusche mit einem
Vorsprung versehen, welche beim Einsetzen der Kartusche in das Bilderzeugungsgerät an den
am Drehkarussell vorhandenen Führungen
entlang gleiten. Am Ende jeder dieser Führungen ist eine Feder angeordnet,
welche den jeweiligen Vorsprung erfaßt und die Kartusche gegen das
Karussell zieht. Beim Drehen des Karussells wird aber eine relativ
große
Fliehkraft erzeugt, welche von der Feder aufgenommen werden muß, so daß von dieser
eine hohe Steifigkeit verlangt wird. Diese Kraft wiederum muß vom Endabschnitt
der Führung
aufgenommen werden. Beim Einsetzen und beim Entfernen der Kartusche
in das bzw. aus dem Gerät
werden die rechte und die linke Feder ungleichmäßig belastet, so daß die Kartusche
verkanten und am Karussell hängen
bleiben kann. Wenn die Feder zu schwach ausgelegt wird, kann die
Kartusche vom Karussell in die Hauptbaugruppe des Gerätes fallen
und diese beschädigen.
Mit anderen Worten, die Feder darf weder zu hart noch zu weich sein
und muß die erforderliche
Kraft erzeugen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, in
welches und aus welchem die Kartusche effektiv eingesetzt bzw. entfernt
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, welches
unerwartetes Lösen
der in dessen Hauptbaugruppe eingesetzten Kartusche verhindert.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, welches
korrektes Positionieren der Kartusche beim Einsetzen in dessen Hauptbaugruppe
ermöglicht
und gewährleistet,
daß die
Kartusche an der vorbestimmten Stelle verbleibt.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, welches
unerwartetes Lösen
der am Karussell als integraler Bestandteil von dessen Hauptbaugruppe
befestigten Kartusche verhindert.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, in
dessen Hauptbaugruppe eine eingesetzte Kartusche verriegelt wird,
wenn die Bedienperson den Griff an der Kartusche losläßt.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereiststellung
einer Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, welches
das Lösen
einer in dessen Hauptbaugruppe eingesetzten Kartusche ermöglicht,
wenn die Bedienperson den Griff an der Kartusche erfaßt.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, welches
der Bedienperson erkennen läßt, ob eine
Kartusche in dessen Hauptbaugruppe eingesetzt ist oder nicht.
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Unter
einem ersten Aspekt der Erfindung wird die im Anspruch 1 definierte
Kartusche bereitgestellt. Unter einem zweiten Aspekt der Erfindung
wird das im Anspruch 10 definierte Bilderzeugungsgerät bereitgestellt.
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Diese
und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
als Beispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher
zu erkennen.
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1 zeigt
eine Schnittansicht des Bilderzeugungsgerätes in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, aus welcher dessen allgemeiner Aufbau
zu erkennen ist.
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2 zeigt
die Seitenansicht eines Drehelements und einer an diesem befestigten
Entwickelkartusche.
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3 zeigt
das Drehelement in perspektivischer Darstellung.
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4 zeigt
die Schnittansicht eines Drehelements mit daran befestigter Entwickelkartusche
entlang einer parallel zum Frontpaneel eines Bilderzeugungsgerätes verlaufenden
Ebene.
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5 zeigt
die Schnittansicht des Drehelements entlang einer parallel zum Frontpaneel
eines Bilderzeugungsgerätes
verlaufenden Ebene und die Demontage der an diesem befestigten Entwickelkartusche.
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6 zeigt
schematisch den Antriebsmechanismus der Entwickelkartusche.
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7 zeigt
schematisch eine Schnittansicht der Entwickelkartusche, aus welcher
deren Aufbau zu erkennen ist.
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8 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Entwickelkartusche von links
gesehen.
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9 zeigt
eine andere perspektivische Darstellung der Entwickelkartusche.
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10 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Entwickelkartusche und eine
deren Griff erfassende Hand.
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11 zeigt
Details des Handgriffs einer Entwickelkartusche und die von diesem
betätigten Elemente
(Schnittansicht A-A gemäß 12).
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12 zeigt
den Handgriff einer Entwickelkartusche und die von diesem betätigten Elemente.
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13 zeigt
eine Schnittansicht des Drehelements gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und das Befestigen einer Entwickelkartusche
an diesem.
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Nachfolgend
werden die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf eine Entwickelkartusche als ein Kartuschenbeispiel
beschrieben.
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(Ausführungsform 1)
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Anhand
der beiliegenden Zeichnungen werden eine Entwickelkartusche in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und ein mit einer solchen Entwickelkartusche
kompatibles elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät beschrieben.
In dieser Beschreibung bedeutet die Vorderseite die Seite, von welcher
aus das Aufzeichnungsmedium zur Fixierstation transportiert wird (rechte
Seite in 1). Die rechte und die linke
Seite der Hauptbaugruppe des Gerätes
und der Kartusche sind die von der Frontseite des Gerätes aus
gesehenen Seiten. Als Längsrichtung
wird die Richtung parallel zur Fläche des Aufzeichnungsmediums
und die rechtwinklig (sichtbar rechtwinklig) zur Transportrichtung
des Aufzeichnungsmediums verlaufende Richtung angesehen.
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(Allgemeiner Aufbau des
Bilderzeugungsgerätes)
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Anhand
von 1 wird zunächst
der allgemeine Aufbau des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes beschrieben.
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In
diesem Fall handelt es sich um einen Laserstrahldrucker, in dessen
Hauptbaugruppe 100a eine Entwickelkartusche, eine Prozeßkartusche
und eine Zwischenübertragungseinheit
angeordnet sind.
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Bei
dem in 1 dargestellten Bilderzeugungsgerät wird von
einer Belichtungseinheit 3 ein optisches Bild auf ein elektrophotographisches,
lichtempfindliches Element in Form einer Trommel 1 (nachfolgend
lichtempfindliche Trommel genannt) projiziert und in Übereinstimmung
mit Bilddaten ein latentes Bild auf dieser erzeugt. Von einem Entwickelelement 305 (nachfolgend
Entwickelwalze genannt) wird das latente Bild entwickelt. Synchron
zum Entwickeln des Bildes auf der Trommel 1 durch die Entwickelwalze 305 wird
von einer Transporteinheit ein Aufzeichnungsmedium P zugeführt und
das entwickelte Bild auf ein Zwischenmedium 5a übertragen. Das
auf das Zwischenmedium 5a übertragene entwickelte Bild
wird von einer zweiten Übertragungseinheit
auf das Aufzeichnungsmedium P übertragen. Danach
wird das Aufzeichnungsmedium P der aus einer Druckwalze 8a und
einer Heizwalze 8b zusammengesetzten Fixiervorrichtung 8 zugeführt. In
der Fixiervorrichtung 8 wird das entwickelte Bild auf dem Aufzeichnungsmedium
P fixiert. Danach wird von paarig angeordneten Austragwalzen 9 das
Aufzeichnungsmedium P zum Austragabschnitt 10 transportiert.
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In
diesem Fall ist das Aufzeichnungsmedium P Aufzeichnungspapier, ein
OHP-Blatt oder ein ähnliches
Material. Das Entwickelelement muß nicht unbedingt eine Entwickelwalze
sein, denn es kann auch ein Entwickelband verwendet werden.
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Nachfolgend
wird der Bilderzeugungsvorgang detailliert beschrieben.
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Die
lichtempfindliche Trommel 1 wird synchron zur Bewegung
des Übertragungsbandes 5a in die
mit einem Pfeil gekenn zeichnete Richtung (entgegen Uhrzeigerrichtung)
in Drehung gesetzt und dabei deren Außenfläche von einer Ladewalze 2 gleichmäßig geladen.
Danach wird die geladene Außenfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 von der Belichtungseinheit 3 belichtet,
um ein elektrostatisches, latentes Bild in Übereinstimmung mit der gelben
Komponente des gewünschten
Bildes auf dieser zu erzeugen.
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Das
Belichten erfolgt auf die Weise, daß die Belichtungseinheit 3,
welche eine Leserdiode, einen Polygonspiegel, einen Scannermotor,
eine Fokussierlinse und einen Ablenkspiegel aufweist, die von einem
externen Gerät
gelesenen Bilddaten auf die Außenfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 projiziert.
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Mit
dem Übertragen
der Bildsignale von einem externen Gerät zur Belichtungseinheit 3 wird von
der Laserdiode Licht emittiert und dieses in Form eines optischen
Bildes auf den von einem Motor mit hoher Geschwindigkeit in Drehung
gesetzten Polygonspiegel projiziert. Das optische Bild wird vom
Polygonspiegel abgelenkt, passiert die Fokussierlinse und wird vom
Ablenkspeiegel abgelenkt, um die Außenfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 selektiv zu belichten und auf dieser ein elektrostatisches,
latentes Bild zu erzeugen. Beim Erzeugen des elektrostatischen,
latenten Bildes wird das Drehelement 4 gedreht, um die
Entwickelkartusche 40y zum Entwickeln der gelben Komponente
des gewünschten
Bildes in die Entwickelstellung zu bringen. Danach wird die Kartusche 40y mit
einer vorbestimmten Spannung gespeist, so daß gelber Entwickler am elektrostatischen
Bild haften bleibt und dieses entwickelt. Anschließend wird
die Primärübertragungswalze 5j für das Übertragungsband 5a mit
einer Spannung gespeist, deren Polarität jener des Toners entgegengesetzt
ist. Dadurch wird das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugte
gelbe Tonerbild auf das Übertragungsband 5a übertragen
(Primärübertragung).
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Nach
der Primärübertragung
des gelben Tonerbildes wird das Drehelement 4 erneut gedreht, um
die nächste
Kartusche 40 der lichtempfindlichen Trommel 1 gegenüber in Stellung
zu bringen. Der beschriebene Vorgang wird für die Farbkomponenten Magenta,
Zyan und Schwarz wiederholt, um Bilder in vier verschiednen Farben
in Schichten auf das Übertragungsband 5a zu übertragen.
Währenddessen wird
der Zwischenübertragungsriemen 5a weder
von der zweiten Übertragungswalze 11 noch
von der als Reinigungselement dienenden Reinigungsladewalze 5f berührt.
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Die
Entwickelkartusche 40M für die Farbe Magenta, die Entwickelkartusche 40C für die Farbe Zyan,
die Entwickelkartusche 40Y für die Farbe Gelb und die Entwickelkartusche 40Bk für die Farbe Schwarz
haben jeweils eine Entwickelwalze 305 und einen Entwicklerspeicherabschnitt 302.
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Nach
dem Übertragen
der Bilder in vier verschiednen Farben auf das Übertragungsband 5a wird die Übertragungswalze 11 gegen
das Übertragungsband 5a gedrückt (1).
Synchron zu diesem Vorgang wird das von den paarig angeordneten
Registrierwalzen 7 festgehaltene Aufzeichnungsmedium P freigegeben
und in den Spalt zwischen dem Übertragungsband 5a und
der Übertragungswalze 11 geschoben.
Die Übertragungswalze 11 wird
mit einer Spannung gespeist, deren Polarität jener des Entwicklers entgegengesetzt
ist. Die Bilder auf dem Übertragungsband 5a werden
alle gleichzeitig auf das bewegte Aufzeichnungsmedium P übertragen (Sekundärübertragung).
Nach der Bildübertragung auf
das Aufzeichnungsmedium P wird dieses von einer Transportriemeneinheit 12 zur
Fixiervorrichtung 8 transportiert, um die Bilder zu fixieren.
Anschlie ßend wird
von paarig angeordneten Walzen 13 das Aufzeichnungsmedium
P entlang der Führung 15 auf eine
Ablage 10 geschoben.
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Nach
Beendigung der Sekundärübertragung wird
die Reinigungsladewalze 5f gegen das Übertragungsband 5a gedrückt und
diese mit einer vorbestimmten Spannung gespeist, um eine elektrische Restladung
und Entwicklerpartikel (Sekundärübertragungspartikel)
von der Oberfläche
des Übertragungsbandes 5a zu
entfernen. Nach dem Entfernen der elektrischen Ladung werden die
Entwicklerpartikel auf dem Übertragungsband 5a elektrostatisch wieder
auf die lichtempfindliche Trommel 1 übertragen; auf diese Weise
erfolgt das Reinigen des Übertragungsbandes 5a.
Die auf die lichtempfindliche Trommel 1 zurück übertragenen
Entwicklerpartikel werden mittels einer Reinigungslamelle 6 von
dieser gekratzt und in einem Gebrauchttonerbehälter 216 (8)
gesammelt.
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(Einsetzen und Entfernen
der Entwickelkartusche)
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Die
Entwickelkartusche 40 (40Bk, 40M, 40C und 40Y mit
schwarzem, magentafarbenem, zyanfarbenem bzw. gelbem Entwickler)
wird an der vorbestimmten Stelle am Drehelement 4 befestigt.
Dieser Vorgang wird anhand der 2 bis 4 und 9 bis 11 detailliert
beschrieben. 2 zeigt die Seitenansicht des
Drehelement 4 mit einer an diesem befestigten Kartusche 40 und 3 das
Drehelement 4 in perspektivischer Darstellung. Die 4 und 5 zeigen
eine Schnittansicht des Drehelements 4 parallel zum Frontpaneel
eines Bilderzeugungsgerätes
und das Einsetzen bzw. Entfernen einer Kartusche 40 in
das bzw. aus dem Drehelement 4. 9 zeigt
eine Kartusche 40 in perspektivischer Darstellung und 10 eine
Kartusche 40 in perspektivischer Darstellung und eine den
Griff der Kartusche erfassenden Hand. 11 zeigt
Details des Handgriffs der Kartusche 40 (teilweise als Schnittansicht)
entlang der in 12 angedeuteten Ebene A-A) und 12 Komponenten
des Handgriffs.
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Wie
aus 3 hervor geht, ist das Drehelement 4 auf
einer Achse 51 drehbar gelagert. An den beiden Enden der
Achse 51 ist ein scheibenförmiger Flansch 50 befestigt.
Der Flansch 50 ist mit Führungsnuten 50c zum
Führen
der Kartusche beim Einsetzen und Entfernen, mit ersten Kartuschenaufnahmen 50a und
mit zweiten, als Anschläge
dienenden Kartuschenaufnahmen 50b versehen. An der Kartuschenaufnahme 50a ist
eine in der rechtwinklig zur Längsrichtung
verlaufenden Fläche
angeordnete Verriegelung 50d (nachfolgend Bohrung genannt) vorhanden,
deren Achse mit jener des ersten Kartuschenaufnahmeabschnitts 50a übereinstimmt.
Diese Bohrung 50d dient als Verriegelungsbohrung, welche ein
Lösen der
Kartusche 40 verhindert.
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Die
Kartusche 40 ist an beiden Stirnseiten mit einer Führungsrippe 354 zum
Führen
der Kartusche beim Einsetzen und Entfernen in die bzw. aus der Dreheinheit 4,
einem halbkreisförmigem
Positionierabschnitt 352 (nachfolgend erster Vorsprung
genannt) zum Positionieren der Kartusche 40 in der Hauptbaugruppe
A des Gerätes
und einem zweiten halbkreisförmigem
Vorsprung 353 als Anschlag versehen. Über den ersten und den zweiten
Vorsprung 352 bzw. 353 wird die Kartusche 40 in
der Hauptbaugruppe A des Gerätes
positioniert.
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Die
Kartusche 40 ist mit einer bewegbaren Verriegelung 380a versehen,
welche in deren Längsrichtung über die
Stirnfläche
des ersten Vorsprungs 352 ragt. Diese Verriegelung 380a befindet
sich am Ende eines Freigabeelements 380 (nachfolgend auch
Gleitelement genannt). Wie aus 4 hervor geht,
weist das Gleitelement 380 einen ersten Freigabeabschnitts 380f (nachfolgend
erster Gleitabschnitt genannt), welcher halb so lang ist wie die
Kartusche 40, und einen zweiten Freigabeabschnitt 380g (nachfolgend
zweiter Gleitabschnitt genannt) auf. Der erste Gleitabschnitt 380f hat
am Ende einen ersten Klemmabschnitt 380a1, der zweite Gleitabschnitt 380g am Ende
einen zweiten Klemmabschnitt 380a2.
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Mit
dem Bewegen des Gleitelements 380 wird der Klemmabschnitt 380a (380a1, 380a2) über die
Stirnseite des Vorsprungs 352 (Stirnfläche des Kartuschenrahmens 40c hinausgeschoben
bzw. bis auf diese zurückgezogen.
Die Kartusche 40 ist an der Oberseite etwa in der Mitte
außerdem
mit einem Handgriff 381 versehen. Der Handgriff 381 wird
von einer Spiraltorsionsfeder 382 ständig in Pfeilrichtung X (12)
gedrückt
und dadurch oben geöffnet.
Das Gleitelement 380 ist ein in der Führungsnut 40a an der
Rückseite
der Kartusche 40 gleitender Stab. Der Handgriff 381 ist
Teil des Freigabeelements 380.
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Die
Führungsnut 40a hat
einen Absatz 40b, das Gleitelement 380 einen Absatz 380d.
Die beiden Absätze 40b und 380d begrenzen
den Bewegungsbereich des Gleitelements 380 (380f, 380g)
nach außen,
so daß dieses
nicht aus der Nut 40a gleiten kann (11). In 11 ist
nur der Gleitabschnitt 380f dargestellt.
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Der
Handgriff 381 ist in einen rechten Abschnitt 381a und
einen linken Abschnitt 381b unterteilt, welche mit dem
Gleitelement 380 verbunden sind. Zum Einsetzen und Entfernen
der Kartusche 40 wird von der Bedienperson der Handgriff 381 erfaßt, um das
Gleitelement 380 zu bewegen und dadurch die Kartusche 40 zu
verriegeln bzw. freizugeben.
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Die
Handgriffabschnitte 381a und 381b sind an der
Seite mit einem Langloch 381e versehen, während das
Gleitelement 380 einen in das Langloch 381e ragenden
Vorsprung 380c aufweist. Diese Anordnung ermöglicht das
Bewegen des Gleitelements durch Erfassen bzw. Loslassen des Handgriffs 381.
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Mit
anderen Worten, der Handgriff 381 hat einen ersten Abschnitt 381a und
einen zweiten Abschnitt 381b, welche um einen Zapfen 381f bzw. 381g drehbar
sind, wie aus 12 ersichtlich ist. Die Abschnitte 381a und 381b sind
am unteren Ende 381d1 bzw. 381d2 verzahnt, wobei
die Verzahnungen ineinander greifen. Der Greifabschnitt 381a ist mit
einem Langloch 380e1, der erste Gleitabschnitt 380f mit
einem in das Langloch 380e1 greifenden Vorsprung 380c1 versehen.
Auf gleiche Weise ist der Greifabschnitt 381b mit einem
Langloch 380e2, der zweite Gleitabschnitt 380f mit
einem in das Langloch 380e2 greifenden Vorsprung 380c2 versehen.
Zwischen den beiden Greifabschnitten 381a und 381b ist eine
Spiraltorsionsfeder 382 gespannt, welche die beiden Greifabschnitte 381a und 381b in
Pfeilrichtung X (12) auseinander drückt. Dadurch
ragt der Klemmabschnitt 380a (380a1, 380a2)
am jeweiligen Gleitabschnitt 380 (380f, 380g)
ständig
aus dem Rahmen 40c der Kartusche 40. Wenn die
Bedienperson den Handgriff 381 erfaßt (10), werden
die Greifabschnitte 381a und 381b gegen die Kraft
der Feder 382 in Pfeilrichtung Y (5) aufeinander
zu (entgegen Pfeilrichtung X in 12) geschwenkt
und dadurch die Klemmabschnitte 380a in den Rahmen 40c zurück gezogen.
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Im
Normalzustand wird der Handgriff 381 durch die Feder 382 belastet
und bleibt geöffnet.
In diesem Zustand ragen die Klemmabschnitte 380a (380a1, 380a2) über den
jeweiligen Vorsprung 352, d.h. über die Stirnfläche des
Kartuschenrahmens 40c. Wenn die Bedienperson den Handgriff 381 erfaßt und dieser
dabei geschlossen wird, werden die Klemmabschnitte 380a vollständig hinter
den jeweiligen Vorsprung 352 zurückgezogen.
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Der
Handgriff 381 ist mit 0,5 mm hohen Rippen 381c versehen,
welche verhindern, daß der
Bedienperson die Klartusche 40 aus der Hand rutscht. Der
Handgriff 381 ist so konfiguriert, daß dessen Abschnitte 381a und 381b,
welche von der Hand der Bedienperson erfaßt werden, in die Hauptbaugruppe zeigen,
wenn dieser geschlossen ist.
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Wie
aus 5 hervor geht, sind die Greifabschnitte 381a und 381b am
unteren Ende 381d1 bzw. 381d2 verzahnt, wobei
die Verzahnung ineinander greift. Selbst wenn nur einer der beiden
Greifabschnitte 381a und 381b nach innen gedrückt wird, folgt
durch das Ineinandergreifen der Verzahnung der andere Greifabschnitt
der Bewegung des gedrückten
Greifabschnitts, so daß auch
die beiden Gleitabschnitte 380f und 380g simultan
bewegt werden. Dadurch wird verhindert, daß eine Stirnseite der Kartusche 40 am
Flansch 50 des Drehelements hängen bleibt. Da durch diese
Anordnung die beiden Gleitelemente 380f und 380g gleichzeitig
bewegt werden, kann die Kartusche 40 zuverlässig in
die Hauptbaugruppe des Gerätes
(in das Drehelement 4) eingesetzt und aus dieser (diesem)
entfernt werden.
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Zum
Einsetzen der Kartusche 40 in das Drehelement 4 erfaßt die Bedienperson
den Handgriff 381 an dieser und schiebt die an jeder Stirnseite
vorhandene Führungsrippe 354 in
die jeweilige Führungsnut 50c am
Flansch 50. Sobald der Vorsprung 352 an jeder
Stirnseite der Kartusche 40 die erste Aufnahme 50a am
Flansch 50 berührt,
läßt die Bedienperson
den Handgriff 381 los, so daß der Vorsprung 380a über die
Stirnseite des Vorsprungs 352 in die Bohrung 50d an
der ersten Aufnahme 50a gleitet (4).
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Die
Achse des Vorsprungs 352 stimmt mit jener des Vorsprungs 380a überein,
so daß die
Kartusche 40 um den Vorsprung 352 geschwenkt werden kann.
Außerdem
ist in der Führungsnut 50c eine
Feder 53 angeordnet, welche die Kartusche 40 entgegen
Uhrzeigerrichtung im Drehelement 4 schwenkt. Dadurch wird
der zweite Vorsprung 353 gegen die Aufnahme 50b am
Flansch 50 gedrückt,
die Kartusche 4 exakt in der Hauptbaugruppe A (im Drehelement 4)
des Gerätes
positioniert und in dieser Lage gehalten, so daß Bilder ohne Unregelmäßigkeiten
erzeugt werden können.
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Zum
Entfernen der Kartusche 40 aus der Hauptbaugruppe A (dem
Drehelement 4) des Gerätes
erfaßt
die Bedienperson den Handgriff 381 wie in den 5 und 10 dargestellt,
so daß die
Vorsprünge 380a (30a1, 380a2)
aus der jeweiligen Bohrung 50d gezogen werden und die Kartusche 40 entriegelt
ist.
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Die
beschriebene Anordnung ermöglicht
effizientes Einsetzen und Entfernen der Kartusche 40 in die
bzw. aus der Hauptbaugruppe A des Gerätes. Deshalb ist das Anbringen
von Federn in der Hauptbaugruppe A des Gerätes, welche das Lösen einer eingesetzten
Kartusche 40 verhindern, nicht erforderlich, so daß zum Entfernen
der Kartusche kein erhöhter
Kraftaufwand benötigt
wird. Das Auftreten von Fehlern beim Einsetzen und Entfernen der
Kartusche ist unwahrscheinlich. Außerdem können durch diese Anordnung
die Herstellungskosten verringert werden.
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Der
Handgriff 381 ist an der Oberseite der Kartusche 40 etwa
in deren Mitte angeordnet, so daß durch die dadurch erreichte
Ausbalancierung beim Erfassen der Kartusche die Bedienperson keine
abnormalen Kräfte
aufbringen muß.
Somit ist zum Einsetzen und Entfernen der Kartusche nur eine Hand erforderlich.
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(Mechanischer Aufbau des
Kartuschenantriebs)
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Nachfolgend
wird anhand von 6 der mechanische Aufbau des
Antriebs der Kartusche 40 beschrieben. An der Außenseite
jedes der beiden Flansche 50 des Drehelements 4 ist
eine Platte 54 angeordnet und in diesen die Welle 51 mit
den daran befestigten zwei Flanschen 50 drehbar gelagert.
An einer der beiden Seitenplatten 54 sind mehrer Zahnräder angeordnet,
welche mit den entsprechenden Gegenzahnrädern in Eingriff gebracht werden
können. Das
Zahnrad 307 an der Kartusche 40 greift in das von
der Hauptbaugruppe angetriebene Zahnrad 55 der genannten
Zahnradgruppe und setzt die Entwickelwalze 305, die Beschichtungswalze,
die Rührelemente
usw. in Drehung.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die Kartusche 40 von den Flanschen 50 um
einen bestimmten Winkel auf einer Kreisbahn gedreht, um das Zahnrad 307 mit
dem Zahnrad 55 in Eingriff zu bringen. Da beim Drehen der
Kartusche auf der Kreisbahn die Zähne des Zahnrades 307 mit
jenen des Zahnrades 55 kollidieren können, wird ein Ineinandergreifen
verhindert. Deshalb wird nach dem ersten Berühren der beiden Zahnräder 55 und 307 die
Kartusche 40 um die Achse der Aufnahme 50a etwas
zurückgeschwenkt,
um den Zahneingriff zu ermöglichen.
Das geschieht auf die Weise, daß durch
den beim Kollidieren der Zahnspitzen auftretenden Stoß die Kartusche 40 in
Radialrichtung des Drehelements 9 in leichte Schwingungen
versetzt und dadurch die positionelle Beziehung zwischen den beiden
Zahnrädern 55 und 307 verändert wird.
Die am Drehelement 4 angeordneten Federn 53 drücken die
leicht schwingende Kartusche 40 in die vorbestimmte Stellung.
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Wenn
das Drehelement 4 gedreht wird, um die nächste Kartusche 40 in
die vorbestimmte Stellung zu bringen, werden durch das genannte
Schwingen die beiden Zahnräder 55 und 307 wieder
zuverlässig
außer
Eingriff gebracht.
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Beim Übertragen
der Antriebskraft vom Zahnrad 55 auf das Zahnrad 307 wirkt
in der in 6 durch den Pfeil angedeuteten
Richtung eine Kraft F auf die Kartusche 40. Die Kraft F
erzeugt ein Moment, welches die Kartusche 40 um die Achse
der Aufnahme 50a schwenkt und den Vorsprung 353 gegen
den Aufnahmeabschnitt 50b drückt, so daß die Kartusche 40 nicht
aus der vorbestimmten Position im Flansch 50 bewegt werden
kann. Die aus dem Übertragen
der Antriebskraft vom Zahnrad 55 auf das Zahnrad 307 resultierende
Kraft gehört
zu einem auf das Drehelement beschränkten geschlossenen System,
so daß die
Kartusche 40 nur einen geringen Druck auf die lichtempfindliche
Trommel 1 ausübt.
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(Mechanismus zum Anpressen
der Entwickelkartusche an die lichtempfindliche Trommel)
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Bei
dieser Ausführungsform
sind vier Farbentwickelkartuschen 40 im Drehelement 4 untergebracht.
In der Entwickelstellung wird die Kartusche 40 auf die
nachfolgend beschriebene Weise gegen die lichtempfindliche Trommel 1 gedrückt. Wie
bereits erwähnt,
sind die Flansche 50 in den Seitenplatten 54 drehbar
gelagert; jede der beiden Seitenplatten 54 ist am oberen
Abschnitt an einem in der Hauptbaugruppe A des Gerätes angeordneten
Holm 60 schwenkbar befestigt. Durch diese Anordnung werden
die Kartusche 40, die Flansche 50 und die Seitenplatten 54 zusammen
geschenkt. Mit dem Schwenken des Drehelements wird eine der Kartuschen 40 gegen
die lichtempfindliche Trommel 1 gedrückt oder von dieser entfernt.
Das Schwenken des Drehelements 4 zwecks Anpressens einer
Kartusche 40 an die lichtempfindliche Trommel 1 erfolgt
durch einen nicht dargestellten Nocken.
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(Steuerung der Drehbewegung)
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Wie
aus 3 hervor geht, ist die Peripherie 50e jedes
der beiden Flansche 50 verzahnt. An den beiden Stirnseiten
des Drehelements 4 ist je ein Zahnrad 59 angeordnet,
welches in die Verzahnung am jeweiligen Flansch 50 greift.
Die beiden Zahnräder 59 sind
auf einer Welle 59a befestigt, so daß beide Flansche 50 synchron
drehen. Dadurch wird verhindert, daß beim Drehen der Flansche
oder beim Antreiben der Entwickelwalze einer der Flansche verdrallt.
Das den Flansch 50 drehende Zahnrad 60a ist so
angeordnet, daß dessen
Drehachse mit jener der Seitenplatte 54 übereinstimmt
und an den Antriebsmotor 61 für das Drehelement angeschlossen
ist. Auf dem Anker des Antriebsmotors 61 ist ein bekanntes Kodiergerät 62 zum
Steuern der Motordrehungen befestigt. An der Peripherie des Flansches 50 ist
eine Fahne 57 angeordnet, welche beim Drehen des Flansches
den an der Seitenplatte 54 befestigten Lichtstrahlunterbrecher 58 passiert.
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Bei
dieser Ausführungsform
erfolgt die Steuerung auf die Weise, daß ab dem Moment, zu welchem
die Fahne 57 den Lichtstrahlunterbrecher 58 passiert,
das Drehelement um einen vorbestimmten Winkel gedreht und diese
Drehung vom Kodiergerät 62 erfaßt wird.
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(Aufbau der Entwickelkartusche)
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Nachfolgend
wird anhand von 7 der Aufbau der Entwickelkartusche
beschrieben.
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Die
Kartusche 40 kann grob in einen Entwicklerspeicherabschnitt 302 und
einen Entwickelabschnitt unterteilt werden. Der Entwicklerspeicherabschnitt 302 ist
mit einem Entwickler t einer bestimmten Farbe gefüllt. Von
der rotierenden Rühreinheit 303 wird
eine vorbestimmte Menge des im Entwicklerspeicherabschnitt 302 gespeicherten
Entwicklers in den Ent wickelabschnitt 301 transportiert.
Im Entwickelabschnitt wird von der rotierenden schwammartigen Entwicklerzuführwalze 304 Entwickler
auf die Entwickelwalze 305 übertragen, wobei eine Lamelle 332 die
Entwicklerschicht auf eine bestimmte Dicke reduziert und die an
der Lamelle 332 und der Entwickelwalze 305 reibenden
Entwicklerpartikel elektrisch geladen werden. Die auf der rotierenden
Entwickelwalze 305 abgelagerte dünne Entwicklerschicht wird
in den Entwickelabschnitt übertragen,
in welchem durch Anlegen einer bestimmten Spannung das Entwickeln
des auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugten elektrostatischen,
latenten Bildes erfolgt. Die Entwickelwalze 305 und die
Entwicklerzuführwalze 304 sind
im Entwickelabschnitt angeordnet.
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Die
Entwicklerpartikel, welche nicht zum Entwickeln des auf der lichtempfindlichen
Trommel 1 erzeugten latenten Bildes beitragen und auf der
Entwickelwalze 305 haften bleiben, werden während des Zuführens von
frischem Entwickler zum Entwickeln des auf der lichtempfindlichen
Trommel 1 kontinuierlich erzeugten latenten Bildes durch
die Entwicklerzuführwalze 304 abgekratzt.
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(Aufbau der Prozeßkartusche 5)
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Bei
dieser Ausführungsform
bilden die lichtempfindliche Trommel 1, das Zwischenübertragungsband 5a und
ein Gebrauchtentwicklerkasten 216 die Prozeßkartusche 5. 8 zeigt
die Prozeßkartusche 5 in
perspektivischer Darstellung von links gesehen. Die Prozeßkartusche 5 ist
aus zwei Einheiten zusammengesetzt, und zwar aus einer mit der lichtempfindlichen
Trommel bestückten
Einheit 20 und einer das Zwischenübertragungsband 5a und
den Gebrauchtentwicklerkasten 216 aufweisenden Einheit 21.
Die linke Seitenplatte 260 und die rechte Seitenplatte 261 der
Einheit 21 erstrecken sich über die linke und die rechte
Stirnseite der Einheit 20 und halten diese Einheit.
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(Ausführungsform 2)
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Nachfolgend
wird anhand von 13 die zweite Ausführungsform
einer Entwickelkartusche und eines Bilderzeugungsgerätes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung beschrieben. 13 zeigt
die Schnittansicht eines Drehelements 4 und einer in dieses
eingesetzten Entwickelkartusche 40 gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und zwar entlang einer parallel zum
Vorderpaneel eines Bilderzeugungsgerätes verlaufenden Ebene. Die
Abschnitte der Entwickelkartusche 40 und des Drehelements 4,
welche jenen der ersten Ausführungsform
gleichen, tragen die gleichen Bezugszeichen wie jene, so daß auf eine
erneute Beschreibung verzichtet wird.
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Bei
der ersten Ausführungsform
waren der Greifabschnitt 381a (381b) und das Gleitelement 380f (380g)
miteinander verbundene Elemente. Wie aus 13 hervor
geht, können
die genannten Elemente aber auch als ein Element gefertigt werden, ohne
vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Mit
anderen Worten, der handgriffähnliche Abschnitt 380b ist
integraler Bestandteil des Gleitabschnitts 380a und bildet
zusammen mit diesem das Gleitelement 380f. Das linke Gleitelement 380f und das
rechte Gleitelement 380g werden von einer Druckfeder 383 auseinander
gedrückt,
so daß deren Ende 380a1 bzw. 380a2 ständig aus
der Kartusche 40 ragt. Wenn die Bedienperson die handgriffähnlichen
Abschnitte 380b erfaßt,
werden die Enden 380a1 und 380a2 in den Rahmen 40c gezogen,
so daß die
Kartusche 40 in die Hauptbaugruppe 100a des Gerätes eingesetzt
bzw. aus dieser entfernt werden kann.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
ist die Beziehung zwischen der Kartusche 40 und den Flanschen 50 während des
Einsetzens und des Entfernens der Kartusche die gleiche wie bei
der ersten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform ist
die Anzahl an Komponenten aber geringer als jene bei der ersten
Ausführungsform,
so daß die
Herstellungskosten gesenkt werden können.
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Zusammenfassend
kann gesagt werden, daß bei
den beschriebenen Ausführungsformen
die in die Hauptbaugruppe A eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerät austauschbar
einsetzbare Kartusche 40 folgendes aufweist: die Entwickelkammer
(305) zum Entwickeln des auf der elektrophotographischen,
lichtempfindlichen Trommel (1) erzeugten elektrostatischen,
latenten Bildes, den Entwicklerspeicherabschnitt (302)
zum Speichern des vom Entwickelelement (305a) für das Entwickeln des
elektrostatischen, latenten Bildes verwendeten Entwicklers t, den
Klemmabschnitt (380a) (4, 5 und 9),
welcher mit dem Klemmabschnitt (50d) (2 und 4)
in der Hauptbaugruppe A des Gerätes
in Berührung
gebracht wird und das Lösen
der eingesetzten Kartusche 40 verhindert, das Freigabeelement
(380, 381) (4, 5 und 9)
zum Abrücken
des Klemmabschnitts (380a) vom Klemmabschnitt (50d),
um das Entfernen der in die Hauptbaugruppe A des Gerätes eingesetzten Kartusche
aus dieser zu ermöglichen,
und andere Elemente.
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Das
Freigabeelement ist mit einem Handgriff (381) versehen,
welcher zum Einsetzen und Entfernen der Kartusche 40 in
die bzw. aus der Hauptbaugruppe A des Gerätes erfaßt wird, um zum Entfernen der
Kartusche aus der Hauptbaugruppe A des Gerätes den Klemmabschnitt (380a)
vom Klemmabschnitt (50d) abzurücken.
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Der
Handgriff (381) ist um einen Zapfen 381f bzw. 381g schwenkbar
angeordnet und verschiebt bei Betätigung das Freigabeelement 380 so,
daß der Klemmabschnitt
(380a1, 380a2) an diesem vom Klemmabschnitt (50d)
in der Hauptbaugruppe A des Gerätes
abgerückt
wird.
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Der
Klemmabschnitt (380a, 380a1, 380a2) befindet
sich am hinteren Ende des Freigabeelements (380 (380f, 380g))
und wird beim Bewegen des Freigabeelements (380 (380f, 380g))
aus dem Rahmen 40c der Kartusche 40 geschoben
bzw. in diesen zurückgezogen.
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Die
Klemmabschnitte (380a (380a1, 380a2)) ragen
in Längsrichtung
des Entwickelelements (305) über die jeweilige Stirnseite
des Rahmens (40c) bzw. sind hinter diese zurückgezogen.
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Die
Achse des Klemmabschnitts (380a (380a1, 380a2))
stimmt in etwa mit jener des Abschnitts (352) zum Positionieren
der Kartusche 40 in der Hauptbaugruppe A des Gerätes überein.
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Der
Handgriff (381) weist folgendes auf: den um den ersten
Zapfen (381f) schwenkbaren ersten Greifabschnitt (381a),
den um den zweiten Zapfen (381g) schwenkbaren Greifabschnitt
(381b), das am ersten Greifabschnitt (381a) befestigte
erste verzahnte Element (381d1, das am zweiten Greifabschnitt
(381b) befestigte, in das erste verzahnte Element (381d1 greifende
zweite verzahnte Element (381d2) und das zwischen dem ersten
Greifabschnitt (381a) und dem zweiten Greifabschnitt (381b)
angeordnete elastische Element (382) in Form einer Torsionsspiralfeder,
welches die beiden Greifabschnitte (381a, 381b)
voneinander weg drückt.
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Das
Freigabeelement (380) ist aus einem ersten Element (380f)
und einem zweiten Element (380g) zusammengesetzt. Der Klemmabschnitt (380a)
ist aus einem ersten Abschnitt (380a1) und einem zweiten
Abschnitt (380a2) zusammengesetzt. Ein Ende des ersten
Freigabeelements (380f) ist mit dem ersten Klemmabschnitt
(380a1) versehen, dessen anderes Ende mit dem ersten Greifabschnitt (381a)
verbunden. Mit dem Bewegen des ersten Greifabschnitts (381f)
wird das erste Freigabeelement (380f) verschoben und dabei
der an diesem vorhandene erste Klemmabschnitt (381a1) aus
dem Rahmen 40c gedrückt
oder in diesen zurückgezogen.
Ein Ende des zweiten Freigabeelements (380g) ist mit dem
zweiten Klemmabschnitt (381a2) versehen, dessen anderes
Ende mit dem zweiten Greifabschnitt (381b) verbunden. Mit
dem Bewegen des zweiten Greifabschnitts (381g) wird das
zweite Freigabeelement (380g) verschoben und dabei der
an diesem vorhandene zweite Klemmabschnitt (381a2) aus
dem Rahmen 40c gedrückt
oder in diesen zurückgezogen.
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In
Längsrichtung
ist das mit dem Handgriff (381) verbundene erste Freigabeelement
(380f) an einem Ende des Rahmens (40c), das ebenfalls
mit dem Handgriff (381) verbundene zweite Freigabeelement
(380g) am anderen Ende des Rahmens (40c) angeordnet.
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Der
Handgriff (381) und das Freigabeelement (380)
sind an der Außenseite
des Rahmens (40c), genauer ausgedrückt, an der Außenseite
des Entwicklerspeicherabschnitts (302) angeordnet.
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Das
Drehelement 4 ist zur Aufnahme von vier Entwickelkartuschen 40 konstruiert.
Der Entwicklerspeicherabschnitt (302) jeder dieser vier
Kartuschen (40B), (40Y), (40M) und (40C)
ist mit dem entsprechenden Farbentwickler Schwarz, Gelb, Magenta
bzw. Zyan gefüllt.
Das Drehelement 4 mit den daran austauschbar befestigten
Entwickelkartuschen 40B, 40Y, 40M und 40C ist
in der Hauptbaugruppe A des Bilderzeugungsgerätes drehbar gelagert. Der Klemmabschnitt
(380a, 390) wird gegen den Klemmabschnitt (50d, 51)
gedrückt.
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Die
Kartusche 40 ist eine Prozeßkartusche, welche das elektrophotographische,
lichtempfindliche Element 1 aufweist.
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Die
Beschreibung der Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung bezog sich auf eine Entwickelkartusche, begrenzt
diese aber nicht auf diese Art Kartusche: Die vorliegende Erfindung
ist zum Beispiel auch auf eine Ladekartusche, eine Reinigungskartusche
und auf eine ähnliche
Kartusche übertragbar.
Der Aufbau der Entwickelkartusche ist aber nicht auf den beschriebenen
begrenzt, d.h. auf jenen, bei welchem das Entwickelelement und der
Entwicklerspeicherabschnitt zum Speichern des vom Entwickelelement
zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bildes verwendeten
Entwicklers in einer in der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgerätes austauschbar
einsetzbaren Kartusche untergebracht sind. Der Entwicklerspeicherabschnitt
und das Entwickelelement oder andere Elemente müssen nicht unbedingt integrale
Bestandteile der Kartusche sein, sondern können auch als Einzelelemente
angeordnet werden. Eine Prozeßkartusche
ist eine Kartusche, welche das elektrophotographische, lichtempfindliche
Element und das Entwickelelement als integrale Bestandteile aufweist
und austauschbar in die Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgerätes einsetzbar
ist, oder eine Kartusche, welche außer dem elektrophotographischen,
lichtempfindlichen Element und dem Entwickelelement das Ladeelement oder/und
das Reinigungselement als integrale Bestandteile aufweist und austauschbar
in die Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgerätes einsetzbar ist.
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Gemäß den beschriebenen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann ein unerwartetes Lösen der
in die Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgerätes eingesetzten Kartusche
verhindert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die Details der beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt, da
Modifikationen und Veränderungen zum
Schutzbereich der Ansprüche
gehörend
anzusehen sind.