[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laserstrahldrucker
und insbesondere einen Laserstrahldrucker zum Bilden eines
Tonerbildes auf einem Blatt bei einem
elektrophotographischen Verfahren.
[Stand der Technik]
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In der EP-A-0331324 ist ein Laserstrahldrucker offenbart,
bei dem ein Laserstrahl von einer Laserquelle auf eine
Bildformationskartusche emittiert wird. Bei diesem
Laserstrahldrucker besteht bei einem Ausbau der Kartusche
aus dem Druckergehäuse die Gefahr, daß der Laserstrahl
austritt. Maßnahmen zum Schutz einer Bedienungsperson vor dem
Laserstrahl könnten ein Verschluß sein, der im optischen
System angeordnet werden könnte, um ein Austreten des
Laserstrahls aus dem Drucker zu verhindern, oder eine
Sicherheitsschaltung, die in eine Antriebsschaltung einer
Laserstrahlquelle eingebaut sein könnte, um die elektrische
Versorgung der Laserstrahlquelle beim Öffnen des Druckers
zu stoppen.
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Die Sicherheit der Bedienungsperson muß zu 100% und zu
jedem Zeitpunkt garantiert sein. Daher sind weitere
Sicherheitsanordnungen erforderlich, die immer wirksam sind,
selbst wenn die vorstehend beschriebenen
Sicherheitsvorrichtungen außer Betrieb sind.
[Offenbarung der Erfindung]
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Laserstrahldrucker zu schaffen, bei dem eine
Bedienungsperson gegenüber dem Laserstrahl selbst dann sicher geschützt
ist, wenn herkömmliche Sicherheitsvorrichtungen außer
Betrieb sind.
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Um die Aufgabe zu lösen, hat ein Laserstrahldrucker gemäß
der vorliegenden Erfindung eine Bildformationskartusche,
die in ein Druckergehäuse eingebaut und aus diesem
ausgebaut werden kann, und eine Lichtquelle, die im
Druckergehäuse angeordnet ist, um einen Laserstrahl, der in
Übereinstimmung mit Bilddaten moduliert ist, auszusenden, und der
Laserstrahldrucker ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtquelle so positioniert ist, daß der davon abgestrahlte
Laserstrahl in der Bildformationskartusche von einer
Vorderseite des Druckergehäuses her in Richtung auf eine
Rückseite des Druckergehäuses hin eintritt, wobei die
Vorderseite die Seite des Druckers ist, an der sich die
Bedienungsperson während des Betriebs des Druckers aufhalten
soll, und an der die Bedienungsperson vor dem Laserstrahl
geschützt ist, der weiterhin ausgegeben wird, wenn die
Kartusche nach oben bewegt wurde, und wobei die Rückseite die
der Vorderseite entgegengesetzte Seite des Druckers ist.
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In dem Aufbau verläuft der Laserstrahl von der Vorderseite,
wo die Bedienungsperson steht, zur Rückseite des
Druckergehäuses. Wenn die Bedienungsperson das Druckergehäuse
öffnet, arbeiten üblicherweise Sicherheitsvorrichtungen. Da
der Laserstrahl zur Rückseite hin verläuft, wird die
Bedienungsperson selbst dann nicht dem Laserstrahl ausgesetzt
sein, wenn die Sicherheitsvorrichtungen nicht in Betrieb
sind.
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In dem Laserstrahldrucker hat weiterhin die
Bildformationskartusche eine im wesentlichen nicht reflektierende Ober-
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In dem Laserstrahldrucker hat weiterhin die
Bildformationskartusche eine im wesentlichen nicht reflektierende
Oberfläche oder alternativ eine diffus reflektierende
Oberfläche an einer Fläche, die den optischen Weg schneidet, wenn
die Bildformationskartusche gegenüber der eingestellten
Position verstellt wird. Die nichtreflektierende Oberfläche
kann beispielsweise durch Schwarzfärben der Oberfläche und
die fußreflektierende Oberfläche kann beispielsweise durch
Sandstrahlen realisiert werden. Das Vorsehen der
nichtreflektierenden Oberfläche oder der diffus reflektierende
Oberfläche verhindert, daß die Bildformationskartusche den
Laserstrahl zur Bedienungsperson reflektiert.
[Kurze Beschreibung der Figuren]
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Diese und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der
bevorzugten Ausführungsformen und anhand der begleitenden
Figuren hervor, in welchen zeigt:
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Fig. 1 einen Laserdrucker gemäß der vorliegenden Erfindung
im Schnitt, zur Erläuterung des Innenaufbaus;
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Fig. 2 und 3 der Laserdrucker jeweils in einem Zustand, bei
dem die Bildformationskartusche nach oben geschwenkt ist,
im Schnitt;
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Fig. 4 der Laserdrucker im Schnitt, mit den
Einstellpositionen für unterschiedliche Blattgrößen in einem Trog;
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Fig. 5 eine Teilschnittansicht der Abdeckung einer
Öffnung, durch welche die Blätter in den Laserdrucker
eingelegt werden;
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Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines
Blattzuführmechanismus;
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Fig. 7 der Blattzuführmechanismus in einer Seitenansicht;
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Fig. 8 eine graphische Darstellung des Drehwinkels der
Zuführwalzen bezogen auf die Position des Hochdrückstiftes;
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Fig. 9a bis 9d der Blattzuführmechanismus jeweils in der
Seitenansicht zur Erläuterung der Rotation der Zuführwalzen
und der Position der Hochdrückstifte;
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Fig. 10 eine Bildformationskartusche im Schnitt;
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Fig. 11 die Bildformationskartusche in perspektivischer
Darstellung;
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Fig. 12 eine perspektivische Darstellung der
Bildformationskartusche und eines Halters;
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Fig. 13 die Bildformationskartusche in dem Halter montiert
in perspektivischer Darstellung;
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Fig. 14 einen Blattausgabeschaltblock im Schnitt;
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Fig. 15 und 16 jeweils den Blattausgabeschaltblock in
vergrößerter Darstellung im Schnitt;
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Fig. 17 einen Blattführungsblock in perspektivscher
Darstellung;
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Fig. 18 die Blattausgabeeinrichtung, die in dem
Blattführungsblock vorgesehen ist, im Schnitt;
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Fig. 19 eine Laserstrahl-Optik-Systembaueinheit im Schnitt;
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Fig. 20 eine schematische Darstellung eines optischen Weges
der Optik-Systembaueinheit;
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Fig. 21 die Optik-Systembaueinheit in perspektivischer
Darstellung.
[Beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung]
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
Allgemeiner Aufbau
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Die Ausführungsform ist ein Kompaktlaserdrucker, bei dem
ein elektrostatisches, latentes Bild mit einem Laserstrahl
auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet und auf
diesem zu einem Tonerbild entwickelt wird, und das
Tonerbild wird auf ein Blatt übertragen.
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Der Drucker hat, wie in der Fig. 1 gezeigt eine
Blattvorratseinheit 50, eine Laserstrahl-Optik Systembauemheit 100
und eine Bildformationskartusche 150 in einem
Druckergehäuserahmen 1. Eine Betätigungsschalttafel ist an der
linken oberen Fläche in der Fig. 1 und an einer Vorderseite
und an einer Rückseite vorgesehen, d.h. wie in der Fig. 1
gesehen auf der linken Seite bzw. auf der rechten Seite.
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Die Bildformationskartusche 150 ist durch Zusammenbauen
einer lichtempfindlichen Trommel 160, einer Ladebürste 171,
einer Entwicklervorrichtung 172, einer Übertragungswalze
180 und einer Reinigungsklinge 185 gebildet. Die
fotoempfindliche Trommel 160 wird in Pfeilrichtung a gedreht.
Zuerst wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 160
durch die Ladebürste 171 geladen, so daß sie einen
bestimmten Wert eines Potentials hat, und ein Laserstrahl tritt
durch einen Schlitz 152, der in einem Gehäuse 151
ausgebildet ist, in die Kartusche 150 und bildet auf der
lichtempfindlichen Trommel 160 ein elektrostatisch latentes Bild.
Das elektrostatisch latente Bild wird beim Passieren der
Entwicklervorrichtung 172 zu einem Tonerbild entwickelt.
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Ein Maximum von ungefähr 50 Blättern ist auf einem Trog 55
der Blattvorratseinheit 50 gestapelt, und die Blätter
werden aus diesem eines nach dem anderen gemäß der Drehung der
Zuführwalzen 61 und 62 (siehe Fig. 6) zugeführt. Ein
herausgeführtes Blatt wird in der Fig. 1 gesehen rechts nach
oben geleitet, von den Zuführwalzen 62 und den Klemmwalzen
70 ergriffen. Dann tritt das Blatt durch einen im Gehäuse
151 gebildeten Blattführungsschlitz 153 in die Kartusche
ein und wird zu einem Berührungsabschnitt zwischen der
lichtempfindlichen Trommel 160 und der Übertragungswalze
180 transportiert, wo das Blatt das Tonerbild aufnimmt.
Dann wird das Blatt zu einer Fixiervorrichtung 200 durch
einen Blattführungsschlitz 154 transportiert. Danach wird
das Blatt durch die Ausgabewalzen 211 auf die Oberseite des
Gehäuserahmens 1 mit der bedruckten Seite nach unten, oder
auf die Vorderseite eines aufrechtes Troges 220 mit der
bedruckten Seite zur Vorderseite gerichtet, wie durch die
zweipunktierte Linie in Fig. 1 angegeben, ausgegeben.
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Die lichtempfindliche Trommel 160 dreht nach der
Bildübertragung in die Pfeilrichtung a weiter. Die Reinigungsklinge
185 entfernt den Resttoner von der Trommel 160 und der
Abfalltoner wird in einem Abfalltonerraum 186 gesammelt, der
im oberen Teil der Kartusche 150 liegt.
Blattvorratseinheit
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Die Blattvorratseinheit 50 hat einen Blattraum 51, der
durch den Trog 55 zum Halten eines Stapels von Blättern auf
demselben und die Unterseite eines Gehäuses 101 der
optischen Systembauemheit 100 begrenzt ist.
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Der Trog 55 kann zur Vorderseite (in der Fig. 1 gesehen
nach links) herausgezogen werden, und das Maß des
Herausziehens hängt von der Größe der Blätter ab, die in dem
Blattraum 51 gespeichert werden sollen. Die Blätter werden
in den Blattraum 51 mit ihren Längsseiten parallel zur
Blattzuführrichtung eingelegt. Fig. 4 zeigt die
einstellbaren Positionen der unterschiedlichen Blattgrößen. Der Trog
55 wird um eine Maximallänge herausgezogen, wenn im Raum 51
eine genormte Größe von Blättern aufgenommen werden soll.
In diesem Fall steht der Trog 55 am Gehäuserahmen 1 vor und
hält die rückwärtigen Kanten der Blätter. Ein Paar
seitlicher Führungselemente 59 ist auf dem Trog 55 angeordnet,
wobei die seitlichen Führungselemente 59 entlang der
Längsseiten der im Raum 51 aufgenommenen Blätter verschiebbar
sind. Die seitlichen Führungselemente 59 sollen die Blätter
bezogen auf die Breite der Blätter ausgerichtet halten.
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Der Gehäuserahmen 1 hat an der Vorderseite eine Öffnung 10,
und die Öffnung 10 ist durch eine Abdeckung 11 abgedeckt.
Die Blätter werden durch die Öffnung 10 in den Blattraum 51
eingelegt. Die Abdeckung 11 ist um einen Stift 12 auf und
ab schwenkbar. Die Bedienungsperson hebt die Abdeckung 11
in eine Position (1) wie in der Fig. 5 gezeigt, wenn
Blätter in den Raum 51 eingelegt werden. Wenn lange Blätter,
wie beispielsweise mit der Größe A4 oder einer genormten
Größe von Blättern in den Raum 51 eingelegt werden, werden
die rückwärtigen Kanten der Blätter außerhalb des Druckers
belassen, und daher wird die Abdeckung 11 offengelassen,
wie dies in den Figuren 1 und 5 durch eine Position (II)
angegeben ist.
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Um die Abdeckung 11 in der Position (I) und Position (II)
wie in der Fig. 5 gezeigt, zu halten, ist eine Blattfeder
13 am Gehäuserahmen 1 befestigt und ein Nocken 14 mit
Vorsprüngen 14a und 14b ist am Drehpunkt der Abdeckung 11
angeordnet. Der Nocken 14 ist immer mit der Blattfeder 13 in
Kontakt, selbst während die Abdeckung 11 geschwenkt wird.
Die Abdeckung 11 wird nach oben geschwenkt, und wenn der
Vorsprung 14b über die Blattfeder 13 gelangt, wird die
Abdeckung 11 in der Position (II) gehalten. Wenn die
Abdekkung 11 weiter nach oben geschwenkt wird, und wenn der
Vorsprung 14a über die Blattfeder 13 gelangt, wird die
Abdekkung 11 in der Position (I) gehalten.
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Die Abdeckung 11 ist aus einem durchsichtigen Material, wie
beispielsweise einem Acrylharz hergestellt, so daß die
Bedienungsperson selbst dann, wenn die Öffnung 10 durch die
Abdeckung 11 geschlossen ist, die Blätter in dem Blattraum
51 sehen kann.
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Der Blattraum 51 ist durch den Trog 55 und die Unterseite
des Gehäuses 101 der optischen Systembauemheit 100
begrenzt. Der Trog 55 neigt sich von der Öffnung 10 zur
rückwärtigen Seite (dem Blattzuführabschnitt) nach unten. Die
Unterseite des Gehäuses 101 der optischen Systembauemheit
101 ist stärker als der Trog 55 nach unten geneigt, und der
Blattraum 51 verjüngt sich. Die Blätter sind auf dem Trog
55 durch die Öffnung 10 abgelegt, die dann erscheint, wenn
die Abdeckung 11 nach oben geschwenkt ist. Die
Bedienungsperson kann die Blätter auf den Trog 55 legen, indem die
Blätter von der Öffnung 10 entlang dem Trog 55 nach unten
geschoben werden. Zu diesem Zeitpunkt führen die oberen und
unteren Wände des sich verjüngenden Blattraums 51 die
vorderen Kanten der Blätter. Somit kann die Bedienungsperson
die Blätter leicht in den Drucker einlegen.
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Das Gehäuse 101 der optischen Systembauemheit 100 hat wie
in der Fig. 21 gezeigt, an der Unterseite Aussparungen 102.
Die Aussparungen 102 bilden einen zusätzlichen Raum für die
Hand der Bedienungsperson im Blattraum 51, und dieser Raum
ermöglicht es, daß die Bedienungsperson Blätter kleiner
Größe, wie beispielsweise Postkarten leicht aus dem Raum 51
herausnehmen kann.
Blattzuführmechanismus
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Ein Blattzuführmechanismus 60 ist an der Rückseite des
Blattraumes 51 angeordnet, d.h. an einem Ort, den die
vorderen Kanten der in den Blattraum 51 eingelegten Blätter
erreichen. Wie in der Fig. 6 und 7 gezeigt, hat der
Blattzuführmechanismus 60 die Zuführwalzen 61 und 62, die Nocken
65, die Hochdrückstifte 66, ein Blattrennpolster 67 und
Klemmwalzen 70. Das Polster 67 kann gegen die Zuführwalze
61 gedrückt werden und die Klemmwalzen 70 können die
jeweiligen Zuführwalzen 62 berühren, um geführt von der Walzen
62 gedreht zu werden. Eine Blatt-Hochdrückplatte 56 ist an
der rückwartigen Seite des Troges 55 angeordnet, und die
Hochdrückplatte 56 ist um einen Drehstift 57 mit Bezug auf
den Trog 55 nach oben und unten schwenkbar. Die
Blatthochdrückplatte 56 und die Hochdrückstifte 66 sind integriert
ausgebildet. Die Nocken 65 sind an den beiden Enden einer
Lagerachse der Zuführwalze 61 angeordnet, und jeder der
Nocken 65 hat einen bogenförmigen Teil 65a und Kurventeile
65b und 65c. Die Hochdrückstifte 66 werden immer durch
Federelemente (nicht dargestellt) nach oben vorgespannt und
die Enden der Hochdrückstifte 66 berühren die
Umfangsflächen
(den bogenförmigen Teil 65a und die Kurventeile 65b
und 65c) der jeweiligen Nocken 65.
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Die Zuführwalze 61 und die Nocken 65 drehen gemeinsam in
Pfeilrichtung b, um ein einzelnes Blatt herauszuführen. Am
Beginn des Zuführens (wenn der Drehwinkel der Nocken 65
Null Grad ist) berühren die Hochdrückstifte 66 die Enden
der bogenförmigen Teile 65a der jeweiligen Nocken 65. In
diesem Zustand verhindern die bogenförmigen Teile 65a, daß
die Hochdrückstifte 66 nach oben schwenken, obwohl die
Federelemente die Hochdrückstifte 66 ziehen, und die
Hochdrückplatte 56 und die Blätter auf derselben sind von den
Zuführwalzen 61 und 62 getrennt. Wenn die Zuführwalzen 61
und 62 und die Nocken 65 in Pfeilrichtung b gedreht werden,
laufen die Kanten der Hochdrückstifte 66 nach oben, und
zwar geführt durch die Kurventeile 65b der jeweiligen
Nocken 65. Wenn dann die Nocken 65 um 9 Grad gedreht sind, wie
dies in der Fig. 8 gezeigt ist, nimmt die Hochdrückplatte
56 eine horizontale Position ein, und die vorderen Kanten
der Blätter auf derselben gelangen mit den Zuführwalzen 61
und 62 in Berührung. Es beginnt das Herausführen des
obersten Blattes durch die Rotation der Zuführwalzen 61 und 62.
Wie in der Fig. 8 gezeigt, beginnen die Hochdrückstifte 66
nach unten zu laufen, geführt durch die Kurventeile 65c der
jeweiligen Nocken 65, wenn der Drehwinkel der Nocken 65 36
Grad erreicht und die nach unten gerichtete Bewegung der
Hochdrückstifte 66 wird solange fortgesetzt, bis der
Drehwinkel der Nocken 65 81 Grad erreicht. Wenn der Drehwinkel
der Nocken auf dem Weg 72 Grad erreicht, gelangen die
Hochdrückstifte 66 in die Position A, wie in der Fig. 9b
gezeigt, und die Hochdrückplatte 56 schwenkt nach unten.
Dabei werden die Blätter auf der Platte 56 gegenüber dem
Druck der Zuführwalzen 61 und 62 freigegeben. Die vordere
Kante des herausgeführten Blattes wird zwischen den
Zuführwalzen 62 und den Klemmwalzen 70 ergriffen und wenn die
Zuführwalzen 62 gedreht werden, wird das Blatt in der Fig.
1 nach rechts oben zu dem Blattführungsschlitz 153 der
Kartusche 150 transportiert. Wenn die Zuführwalze 61 eine
ganze Umdrehung vollführt hat, wird die vordere Kante des
herausgeführten Blattes zwischen der lichtempfindlichen
Trommel 160 und der Übertragungswalze 180 ergriffen. Dann
stoppt die Zuführwalze 61 ihre Rotation und das Blatt wird
weiter durch die Rotation der lichtempfindlichen Trommel
160 transportiert.
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Das Blattrennpolster 67 wird durch ein Federelement (nicht
dargestellt) auf die Zuführwalze 61 zu vorgespannt, um die
Zuführwalze 61 zu berühren. Während die Blätter auf der
nach oben geschwenkten Hochdrückplatte 56 mit der
Zuführwalze 61 in Berührung stehen (Drehwinkel der Nocken 65 von
9 Grad bis 72 Grad), befindet sich das Polster 67 mit der
Zuführwalze 61 in Berührung, um eine Doppelzufuhr zu
verhindern (Zuführen von mehr als einem Blatt auf einmal).
Dann laufen die Hochdrückstifte 66 zusammen mit der Drehung
der Nocken 65 nach unten und demgemäß wird die
Hochdrückplatte 56 nach unten geschwenkt. In diesem Zustand
(Drehwinkel der Nocken 65 von 72 Grad bis 360 Grad), drückt die
Hochdrückplatte 56 einen Lappen oder Streifen 69 eines
Polsterhalters 68 nach unten, und das Polster 67 wird von der
Zuführwalze 61 getrennt. Der Lappen 69 dient auch als ein
Einstellelement zum Einstellen der Führungskanten der in
den Trog 55 eingelegten Blätter.
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Der Blattzuführmechanismus 60 führt ein Blatt nach oben
entlang dem Umfang der Zuführwalze 61 ohne
Horizontalführung. Der Blattzuführmechanismus 60 der vorstehend
beschriebenen Konstruktion realisiert einen kurzen Blattweg
im Drucker, was zu dem kompakten Aufbau des Druckers
beiträgt.
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Der Blattzuführmechanismus 60 kann so ausgebildet sein, daß
die Zuführwalze 61 hauptsächlich eine Zuführkraft auf ein
Blatt ausübt und daß die Zuführwalzen 62 einen kleineren
Durchmesser als die Walze 61 haben, um als Hilfselemente zu
wirken. In diesem Fall wirken die Hilfszuführwalzen 62 mit
den Klemmwalzen 70 zusammen, um ein Blatt zuzuführen. Die
Zuführwalze 61 kann auch die Form eines Halbzylinders
haben, dessen Querschnitt ein Halbkreis ist.
Bildformationskartusche
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Bezugnehmend auf Fig. 10 sind die lichtempfindliche Trommel
160, die Ladebürste 171, die Entwicklervorrichtung 172, die
Übertragungswalze 180 und die Reinigungsklinge 185 in dem
Gehäuse 151 enthalten und bilden die
Bildformationskartusche 150. Die Entwicklervorrichtung 172 hat eine
Entwicklerhülse 173 und Toner ist in einen Tonerbehälter 174
eingefüllt, der von der Entwicklervorrichtung 172 durch eine
Wand 155 getrennt ist. Der Toner wird der Entwicklerhülse
173 über ein Fenster 155a durch Drehung eines Schaufelrades
157 in Pfeilrichtung c zugeführt.
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Im Gehäuse 151 sind der Laserstrahlschlitz 152 und die
Blattführungsschlitze 153 und 154 ausgebildet. In dem Raum
186, der im Gehäuse 151 an dessen oberem Teil ausgebildet
ist, wird überschussiger Toner, der von der
lichtempfindlichen Trommel 160 durch die Reinigungsklinge 185 entfernt
worden ist, aufgenommen. Die Bildformationskartusche 150
kann wie in der Fig. 3 gezeigt, in einem
Kartuschenhalterahmen 21, der an einer Achse 20 schwenkbar am
Gehäuserahmen 1 befestigt ist, montiert oder aus diesem
ausgebaut werden. Der Halterahmen 21 hat einen Halter 25, wie in
den Figuren 12 und 13 gezeigt, und die
Bildformationskartusche 150 wird im Halter 25 montiert. Die
Bildformationskartusche 150 wird durch eine neue ausgetauscht, wenn die
lichtempfindliche Trommel 160 an das Ende ihrer
Lebensdauer gelangt, oder wenn der Toner in dem Tonerbehälter 174
aufgebraucht ist. Um die Kartusche 150 gegen eine neue
auszutauschen, wird der Halterahmen 21 in eine in der Fig. 3
gezeigte Position angehoben. Die Kartusche 150 hat zwei
Vorsprünge 155 an der Oberseite des Gehäuses 151, und der
Halter 25 hat zwei Vorsprünge 26 an seinem oberen Teil.
Wenn die Vorsprünge 155 mit den Vorsprüngen 26 in Berührung
gelangen, wird entschieden, daß die Kartusche 150 im Halter
25 korrekt montiert ist. Dann drückt eine Federplatte 23,
die an der Rückseite einer oberen Fläche 22 des
Halterahmens 21 angeordnet ist, die Kartusche 150 gegen den Halter
25, so daß die Kartusche 150 im Halter 25 gehalten bleibt
(siehe Fig. 3). Der Halterahmen 21 ist im Gehäuserahmen 1
eingesetzt, in dem der Halterahmen 21 aus der
Kartuschenaustauschposition nach unten geschwenkt wird. Genauer
gesagt ist die in dem Halterahmen 21 montierte
Bildformationskartusche 150 im Gehäuserahmen 1 eingebaut, indem die
Achse 161 der lichtempfindlichen Trommel 160, die an beiden
Seiten des Gehäuses 151 vorsteht, in eine Nut 56 eines
Rahmens 45 eingreift, der am Gehäuserahmen 1 befestigt ist,
und eine Aussparung 155, die an der untersten Seite des
Gehäuses 151 ausgebildet ist, mit einem Vorsprung 103, der am
Gehäuse 101 der Optik-Systembaueinheit 100 ausgebildet ist,
im Eingriff steht.
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Wenn das Einsetzen der Kartusche 150 in den Gehäuserahmen 1
betrachtet wird, ist die Positionierung der
lichtempfindlichen Trommel 160 am bedeutendsten. Bei dieser
Ausführungsform wie vorstehend beschrieben, basiert das Einsetzen
der Kartusche 150 auf der Positionierung der
lichtempfindlichen Trommelachse 161, und daher kann die
lichtempfindliche Trommel 160 genau positioniert werden. Bei dieser
Ausführungsform basiert das Einsetzen der Kartusche 150 auch
auf dem Zusammenwirken zwischen der Aussparung 155 an dem
Kartuschengehäuse 151 mit dem Vorsprung 103 an dem Gehäuse
der Optik-Systembaueinheit 101 in der Nähe eines
Laserstrahl-Ausgangsteils 105. Dabei kann der Laserstrahlschlitz
152 der Kartusche 150 korrekt mit Bezug auf den
Laserstrahl-Ausgangsteil 105 positioniert werden.
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Die Bauform 151 wird im folgenden anhand der Figuren 11 und
12 beschrieben.
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Die Oberfläche des Gehäuses 151 insgesamt ist leicht
gekrümmt. Das Gehäuse 151 hat einen konvexen Teil 151a, der
in die durch den Pfeil X bezeichnete Montagerichtung
vorsteht, und einen konvexen Teil isib, der in eine
Ausbaurichtung (entgegengesetzt zum Pfeil X) ragt. Ein mittlerer
Teil 151c zwischen den konvexen Teilen 151a und 151b ist
leicht geneigt und flach. Die konvexen Teile 151a und 151b
sind weitgehend zylindrisch, wobei deren Achsen
rechtwinklig zur Montagerichtung X liegen.
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Die vorstehend beschriebene Konstruktion des Gehäuses 151
stellt für die Bedienungsperson ein bevorzugtes Aussehen
der Bildformationskartusche 150 dar. Die leichte Krümmung
trägt dazu bei, daß die Bedienungsperson den Eindruck hat,
daß die Kartusche 150 leicht zu handhaben ist. Die
Bedienungsperson hält den konvexen Teil isib des Gehäuses 151
beim Austauschen der Kartusche 150 gegen eine neue, und zu
diesem Zeitpunkt paßt sich der runde konvexe Teil 151b gut
in die Handfläche der Bedienungsperson ein. Weiterhin ist
die Konstruktion des Gehäuses 151 für das Verpacken der
Kartusche 150 zweckmäßig. Die leicht gekrümmte Fläche
zerstört die Verpackung nicht.
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Genauer gesagt ist vorzuziehen, daß der konvexe Teil 151b
eine Höhe von 2 bis 8 cm hat, was eine Größe ist, die von
der Bedienungsperson leicht zu halten ist. An dem konvexen
Teil isib kann auch ein aufgerauhter Teil 151d (siehe Fig.
11) ausgebildet sein, um zu verhindern, daß die Kartusche
150 der Bedienungsperson aus der Hand gleitet.
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Wie in der Fig. 10 gezeigt, sind die lichtempfindliche
Trommel 160, die Entwicklervorrichtung 172, die
Übertragungswalze
180 und die Reinigungsklinge 185 auf der Seite
des konvexen Teils 151a des Gehäuses 151 angeordnet, wobei
die lichtempfindliche Trommel 160 in der Mitte liegt. Um
diese bilderzeugenden Elemente tritt Tonerstaub auf. Der
Tonerstaub tritt durch den Laserstrahlschlitz 152 aus und
verschmutzt die optische Systembauemheit 100. Bei dieser
Ausführungsform ist die lichtempfindliche Trommel 160
entfernt zu der optischen Systembauemheit 100 angeordnet, und
der Laserstrahlschlitz 152 ist lang. Demgemäß wird eine
Verschmutzung der optischen Systembauemheit 100 mit
Tonernebel unterbunden. Weil der Laserstrahlweg in der Kartusche
150 lang ist, kann die lichtempfindliche Trommel 160 auch
gegenüber Umgebungslicht ohne einen Verschluß abgeschirmt
werden.
Blattdurchgangsweg
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Der Blattdurchgangsweg, ist wie in der Fig. 1 gezeigt,
durch die Blattvorratsbaueinheit 50, den
Blattzuführmechanismus 60, einen vertikalen Weg 80 und die
Blattausgabeeinrichtung 210 gebildet. Der vertikale Weg 80 ist an der
rückwärtigen Seite des Gehäuserahmens 1 ausgebildet und der
vertikale Weg 80 umfaßt die Zuführwalzen 61 und 62, die
Klemmwalzen 70, die Blattführungsschlitze 153 und 154, die
lichtempfindliche Trommel 160, die Übertragungswalze 180
und die Fixiereinrichtung 200.
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Die Blattausgabeeinrichtung 210 besteht hauptsächlich aus
Auswerfwalzen 211 einer Ausgabewalze 212 und dem Druck 220.
Wie in den Figuren 14 und 16 gezeigt, ist der Druck 220 an
einem Blattausgabeschaltblock 25 so befestigt, daß der Trog
220 um eine Achse 221 schwenken kann. Der Block 25 hat ein
Umleitelement 30 zum Umschalten der Blattausgabe zwischen
einer Ausgabe mit der Oberseite nach oben und einer Ausgabe
mit der Oberseite nach unten. Das Umleitelement 30 schwenkt
um einen Stift 31, und ist mit einem Ende einer Abdeckung
32 über einen Hebel 34 verbunden. Die Abdeckung 32 schwenkt
um einen Drehstift 33 und die Bedienungsperson kann die
Abdeckung 32 öffnen und schließen. Wenn die Abdeckung 32 eine
Öffnung 26 des Blockes 25 schließt, ist das Umleitelement
30 auf der gleichen Ebene wie die Führungsfläche 27
positioniert und führt ein Blatt, das von den Auswerfwalzen 211
transportiert worden ist, unter Verwendung einer Fläche 30a
(siehe Fig. 15). In diesem Zustand wird das Blatt durch
eine Ausgabeöffnung 24 über die Ausgabewalze 212 auf den
Trog 220 ausgegeben, der den Gehäuserahmen 1 abdeckt. Wenn
am Drucker lange Blätter ausgegeben werden, ist die
Abdekkung 11 des Gehäuserahmens 1 in die Position (II)
eingestellt, um als eine Blattaufnahme zu wirken.
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Der Trog 220 kann in einer aufrechten Position eingestellt
werden, in der er am Block 25 wie in der Fig. 1 durch die
zweipunktierte Linie dargestellt, vorsteht. In dem
Ausgabemodus mit der Oberseite nach oben, wie in der Fig. 16
gezeigt, ist der Trog 220 zur rückwärtigen Seite geschwenkt
und senkrecht eingestellt, und die Abdeckung 32 ist
geöffnet. Dabei rückt das Umleitelement 30 in den
Oberseitenach-unten-Ausgabeweg, und das Umleitelement 30 führt ein
Blatt, das von den Auswerfwalzen 211 transportiert worderr
ist, unter Verwendung seiner rückwärtigen Fläche 30b. In
diesem Zustand wird das Blatt in den Trog 220 mit der
bedruckten Seite nach vorne weisend ausgegeben.
Weiterhin muß ein Paar Walzen in dem Block 25 vorgesehen
sein, um die Blätter auf den Trog 220 in dem Ausgabemodus
mit der Oberseite nach oben zu transportieren, obwohl diese
in den Figuren nicht dargestellt sind. Das Öffnen und
Schließen der Abdeckung 32 kann an das Schwenken des Troges
220 gekoppelt sein.
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Wenn der Laserstrahldrucker so gebildet ist, daß nur der
Ausgabemodus mit der Oberseite nach unten zur Verfügung
steht, wie dies in den Figuren 17 und 18 gezeigt ist, ist
anstatt des Ausgabeschaltblocks 25 ein Blattführungsblock
40 am Halterahmen 21 vorgesehen. In diesem Fall wird ein
Blatt mit einer Transportkraft durch die Auswerfwalzen 211
beaufschlagt und durch eine Führungsfläche 41 nach vorne
umgeleitet. Dann wird das Blatt auf der Oberfläche 22 des
Gehäuserahmens 21 und einer Oberfläche 2 des Gehäuserahmens
1 mit der bedruckten Seite nach unten ausgegeben.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Drucker insgesamt
kompakt, da der Blattdurchgangsweg entlang der Innenfläche des
Gehäuserahmens 1, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet
ist. Bei dem Ausgabemodus mit der bedruckten Fläche nach
unten, werden Blätter an der Vorderseite ausgegeben, was
für die Bedienungsperson bequem ist. Der Raum innerhalb des
Gehäuserahmens 1 ist auch effektiv genutzt, indem die
Bildformationskartusche 150 von dem Blattzuführmechanismus 60,
dem vertikalen Weg 80 und der Ausgabeeinrichtung 210
umgeben ist. Die Fixiervorrichtung 200 ist an der rückwärtigen
Seite oberhalb des vertikalen Weges 80 angeordnet. Daher
ist die Wärmeabstrahlung von der Fixiereinrichtung 200 gut,
und es besteht keine Gefahr, daß die Bedienungsperson die
Fixiereinrichtung 200 infolge von Unvorsichtigkeit berühren
kann, wenn ein Papierstau beseitigt wird oder das Innere
des Gehäuserahmens 1 zur Wartung überprüft wird. Bei dem
Ausgabemodus mit der bedruckten Seite nach oben, werden
Blätter im Trog 200 mit ihrer bedruckten Seite nach vorne
weisend ausgegeben. Daher kann die Bedienungsperson die
gedruckten Bilder sofort überprüfen, während sie in einer
Position zum Bedienen des Druckers verbleibt. Da der Trog 220
am Gehäuserahmen 1 aufrecht angeordnet ist, ist kein
horizontaler Raum für den Trog 220 erforderlich.
Freilegen des Blattdurchgangsweges
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Die Bildformationskartusche 150 wird mit dem Halterahmen 21
nach oben geschwenkt, wenn sie aus dem Gehäuserahmen 1
ausgebaut wird (siehe Fig. 3). Die Kartusche 150 kann weiter
in eine senkrechte Stellung (siehe Fig. 2) geschwenkt
werden.
In diesem Zustand beseitigt die Bedienungsperson
Papierstau und überprüft das Innere des Druckergehäuses zu
Wartungszwecken.
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Bei der Konstruktion, bei der die Kartusche 150 schwenkbar
ist, und die lichtempfindliche Trommel 160 und die
Übertragungswalze 180 immer gegeneinander gepreßt werden, können
jedoch Probleme auftreten, wenn der Blattdurchgangsweg
freigelegt wird. Insbesondere wenn ein Blatt zwischen der
lichtempfindlichen Trommel 160 und der Übertragungswalze
180 steckengeblieben ist und auch durch andere
Transportmittel geklemmt wird, kann, wenn die Kartusche 150 nach
oben geschwenkt wird, um den Blattdurchgangsweg
freizulegen, das Blatt abgerissen werden oder es kann die
lichtempfindliche Trommel 160 verkratzt werden. Um solche Probleme
zu verhindern, sind die Blattransportmittel, die in
Transportrichtung unterhalb des Übertragungsabschnittes liegen,
nämlich die Fixiereinrichtung 200 und die Auswerfwalzen
211, an dem Halterahmen 21 einstückig mit der Kartusche 150
befestigt. Zur Beseitigung von Papierstau, der zwischen den
Zuführwalzen 62 und den Klemmwalzen 70 auftritt, ist bei
dieser Ausführungsform die folgende Anordnung vorgesehen:
Die Klemmwalzen 70 sind jeweils mittels Hebeln 71
gekoppelt, die um eine Achse 72 schwenkbar sind. Wenn die
Kartusche 150 in einer Position ist, in der ein Bild
erzeugt wird (siehe Fig. 1) drückt der konvexe Teil 151a des
Kartuschengehäuses 151 die Kanten der Hebel 71 nach unten
und die Klemmwalzen 70 werden im Uhrzeigersinn vorgespannt
und berühren die Zuführwalzen 62. Wenn die Kartusche 150
nach oben geschwenkt wird, werden die Hebel 71 von dem
konvexen Teil 151a freigegeben. Demgemäß bewegen sich die
Klemmwalzen 70 infolge ihres Eigengewichtes nach unten,
d.h. sie werden von den Zuführwalzen 62 separiert und die
Hebel 71 schwenken entgegen dem Uhrzeigersinn. Mit dieser
Anordnung ist das gestaute Blatt von den Zuführwalzen 62
und den Klemmwalzen 70 freigegeben, wenn die Kartusche 150
nach oben geschwenkt ist. Dies trägt dazu bei, die
vorstehend beschriebenen Probleme zu verhindern.
Optik-Systembaueinheit
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Das Gehäuse 101 der Optik-Systembaueinheit 100, wie in den
Figuren 19 und 20 gezeigt, enthält eine Lichtquelleneinheit
110, mit einen Halbleiterlaser und einer Kollimatorlinse,
einen Reflektorspiegel 111, einen Polygonspiegel 112, einen
Reflektorspiegel 113, einen Ringspiegel 114 und einen
Sensor 115 zum Detektieren einer Abtaststartposition. Von der
Lichtquelleneinheit 110 wird ein Laserstrahl abgestrahlt,
der in Übereinstimmung mit den Bilddaten moduliert ist. Der
Laserstrahl wird durch den Spiegel 111 reflektiert und an
einer Oberfläche mit konstanter Winkelgeschwindigkeit durch
den Polygonspiegel 112 abgetastet. Weiterhin wird der
Laserstrahl durch den Spiegel 113 und den Ringspiegel 114
reflektiert. Dann tritt der Laserstrahl in den Schlitz 152
der Kartusche 150, und zwar durch das Fenster 105, das im
Gehäuse 101 ausgebildet ist und belichtet die
lichtempfindliche Trommel 160.
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Das Fenster 105 hat ein Glas 106 und einen Verschluß 120,
wie in der Fig. 1 gezeigt. Der Verschluß 120 ist um einen
Stift 122 schwenkbar, und ein Hebel 121 des Verschlusses
120 steht am Gehäuse 101 vor. Wenn die
Bildformationskartusche 150 in die bilderzeugende Position eingesetzt ist,
berührt ein Vorsprung (nicht dargestellt) des Halterahmens 21
den Hebel 121, und der Verschluß 120 schwenkt nach oben, um
das Fenster 101 zu öffnen. Wenn der Halterahmen 21 zusammen
mit der Kartusche 150 nach oben geschwenkt wird, wird der
Hebel 121 gegenüber dem Vorsprung freigegeben, und der
Verschluß 120 schwenkt infolge seines Eigengewichtes nach
unten, um das Fenster 105 zu schließen.
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Der Polygonspiegel 112 ist an der Unterseite des Gehäuses
101 auf der ebenen Fläche 103 zwischen den Aussparungen 102
angeordnet (siehe Fig. 21). Es ist erforderlich, daß der
Polygonspiegel 112 und die anderen optischen Elemente genau
an spezifischen Positionen installiert sind, und daher sind
diese auf einer ebenen Fläche des Gehäuses 101 angeordnet.
Die Aussparungen 102, die es der Bedienungsperson
ermöglichen, daß sie mit ihrer Hand in die Blattvorratseinheit 50
greifen kann, sind dort ausgebildet, wo keine optischen
Elemente befestigt sind.
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Bei dieser Ausführungsform sind einige Anordnungen
getroffen, um die Bedienungsperson vor dem Laserstrahl zu
schützen. Eine derselben besteht darin, daß der Laserstrahl an
der Optik-Systembaueinheit 100 in Richtung auf die
rückwärtige Seite des Gehäuserahmens 1 ausgestrahlt wird. Eine
andere Anordnung ist eine Sicherheitsschaltung zum Stoppen
der Laserstrahlung von der Lichtquelleneinheit 110, wenn
ein Sensor (nicht dargestellt) detektiert, daß der
Halterahmen 21 nach oben geschwenkt ist. Wie vorstehend
beschrieben schließt der Verschluß 120 das Fenster 105, wenn
der Halterahmen 21 nach oben geschwenkt ist. Dies ist eine
zusätzliche Sicherheitsvorrichtung. Weiterhin hat der
konvexe Teil 151b des Kartuschengehäuses 151 um den Eingang
des Laserstrahlschlitzes 152 einen schwarzgefärbten Teil.
Wenn die Kartusche 150 in einem Zustand nach oben
geschwenkt wird, bei dem der Laserstrahl immer noch
ausgestrahlt wird, wird der Laserstrahl durch die Fläche des
Gehäuses 151 reflektiert werden und kann die Bedienungsperson
erreichen. Ein schwarzgefärbter Abschnitt des Gehäuses 151
macht den Teil nicht-reflektierend, wodurch die Reflektion
des Laserstrahls zu der Bedienungsperson hin verhindert
wird. Alternativ kann der Teil des Gehäuses 151 um den
Eingang des Schlitzes 152 durch Sandstrahlen als eine
lichtstreuende Oberfläche oberflächenbehandelt sein.
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Der Reflektorspiegel 113 ist oberhalb der rückwärtigen
Seite der Blattvorratseinheit 50 angeordnet, und daher ist
der optische Weg der optischen Systembauemheit 100
teilweise zwischen der Bildformationskartusche 150 und der
Blattvorratseinheit 50 gebildet. Somit wird der Raum
innerhalb des Gehäuserahmens 1 effektiv genutzt, was dazu
beiträgt, daß der Drucker insgesamt kompakt ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der vorstehenden
Ausführungsform beschrieben worden ist, ist anzumerken, daß
verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann
denkbar sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als
innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung, wie er durch
die anhängigen Patentansprüche definiert ist, anzusehen.