DE69210534T2

DE69210534T2 - Prozesskartusche und verfahren zur montage der prozesskartusche

Info

Publication number: DE69210534T2
Application number: DE69210534T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Yashiro
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2012-04-11
Also published as: AU1233695A; CA2083831C; AU693145B2; AU691229B2; HK118297A; US5450166A; AU1233595A; EP0538479B1; ATE137871T1; AU658882B2; ES2086736T3; US5745824A; AU1643492A; DE69210534D1; EP0538479A1; US5581328A; SG43303A1; EP0538479A4; KR970007794B1; WO1992018910A1

Description

Die Erfindung betrifft Kartuschen für elektrofotografische Prozesse zur Verwendung in elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtungen, beispielsweise Kopiervorrichtungen, Laserdruckern, Faxgeräten und Wortprozessoren.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Kartuschen für elektrofotografische Prozesse, die aus einem ersten Gehäuse, das ein Trägerelement für ein elektrofotografisches Bild lagert, und einem zweiten Gehäuse, das Entwicklungseinrichtungen lagert, besteht, und betrifft die Einrichtungen zum Verbinden der Gehäuse, das Verfahren des Zusammenbaues der Kartusche, bei dem die Gehäuse miteinander verbunden werden, und eine Anschlageinheit, die einen Teil der Verbindungseinrichtungen bildet.
Nachfolgend wird der Hintergrund der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die Figuren 1a und 1b zeigen den für die Erfindung relevanten Stand der Technik, wobei Figur 1a eine schematische seitliche Schnittansicht einer Prozeßkartusche ist, die nicht an der Auf eichnungsvorrichtung montiert ist, und Figur 1b eine perspektivische Ansicht ist, bei der die Prozeßkartusche in eine Entwicklungseinheit und eine Reinigungseinheit aufgeteilt ist.
Wie in den Figuren 1a und 1b gezeigt, ist eine eine lichtempfindliche Trommel aufweisende Einheit 7 mit einer lichtempfindlichen Trommel 4 und einem Reinigungsmesser 7a sowie einem Speicher 7b für verbrauchten Toner, der eine Reinigungseinheit 7e zum Reinigen des Umfangs der lichtempfindlichen Trommel 4 bildet, versehen.
Eine Entwicklungseinheit 6 ist mit einer Entwicklungshülse 6a und einem Tonerspeicher 6b versehen und bildet einen Entwickler 6i (in der Zeichnung ist der Toner im Tonerspeicher 6b und im Speicher 7b für verbrauchten Toner weggelassen worden).
Stifte 6d, die an Armen 6c der Einheit 6 ausgebildet sind, sind in Löchern 7c der Einheit 7 angeordnet und werden an einer Verschiebung in Schubrichtung durch einen Schubanschlag 6f, beispielsweise einen Ring, der an einer Nut 6e des Stiftes 6b befestigt ist, gehindert. Die Einheiten 6, 7 sind daher um die Stifte 6b drehbar. Danach werden Zugfedern 9 zwischen Stiften 69, die auf beiden Seiten der Einheit 6 vorgesehen sind, und Stifte 6d, die auf beiden Seiten der Einheit 7 vorgesehen sind, angeordnet, um auf diese Weise eine Zugkraft zwischen den Einheiten 6 und 7 zu erzeugen. Somit werden die Einheiten 6, 7 in einen Zustand integriert, in dem die lichtempfindliche Trommel 4 und die Entwicklungshülse 6a gegenseitig mit einem vorgegebenen Druck in der Richtung A in Kontakt stehen.
Wenn die Prozeßkartusche 1 an einem Laserdrucker (nicht gezeigt) montiert ist, wird die lichtempfindliche Trommel 4 von einem Antriebszahnrad (nicht gezeigt) des Hauptgehäuses der Vorrichtung angetrieben, während die Entwicklungshülse 6a von einem Entwicklungsrollenzalmrad 6h gedreht wird, das mit einem Zahnrad 4a für die lichtempfindliche Trommel kämmt. Allgemein gesagt, die Stifte 6d und Löcher 7c sind in Schrägrichtung des Eingriffsdrucks der Zahnräder angeordnet, um nicht die Kraft in Drehrichtung aufzunehmen.
Bei der vorstehend beschriebenen Prozeßkartusche ist jedoch eine beschwerliche Montage erforderlich, da die Zugfedern 9 nur dann zwischen den Stiften 6g und 7d angeordnet werden können, wenn sie mit einer Kraft ausgeweitet worden sind, die die erforderliche Zugkraft übersteigt. Auch bei der Demontage der Prozeßkartusche in die Reinigungseinheit 7 und die Entwicklungseinheit 6 zu Wartungszwecken o.ä. müssen die Federn 9 und dann der Schubanschlag 6f gelöst werden. Auf diese Weise sind für die Montage und Demontage einer derartigen herkömmlichen Prozeßkartusche beschwerliche Vorgänge erforderlich.
Andererseits wurde vom Patentinhaber eine kompaktere Prozeßkartusche durch den Einsatz von Schraubendruckfedern zum Kontakt der Entwicklungshülse mit der lichtempfindlichen Trommel unter einem vorgegebenen Druck geschaffen. Hierfür wurden die japanische Patentanmeldung 63-69735 vom 25. März 1988 und die offengelegte japanische Patentanmeldung 1-244472, die am 28 September 1989 offengelegt wurde, eingereicht. Das hierin beschriebene Verfahren zum Zusammenbauen einer Kartusche ist jedoch immer noch relativ komplex.
Mit der vorliegenden Erfindung wird das vorstehend beschriebene Problem vermieden.
Gemäß einem ersten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine Kartusche für einen elektrofotografischen Prozeß vor, die lösbar am Hauptkörper einer Aufzeichnungs- oder Bilderzeugungsvorrichtung montierbar ist, mit
a) einem ersten Gehäuse, das ein Trägerelement für ein elektrofotografisches Bild drehbar um eine erste Achse lagert;
b) einem zweiten Gehäuse, das Entwicklungseinrichtungen zur Einwirkung auf das Bildträgerelement zur Entwicklung von Bildern darauflagert;
c) einer ersten und einer zweiten Verbindungseinrichtung, die an entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Kartusche angeordnet sind und das erste und zweite Gehäuse zur Durchführung einer Schwenkbewegung relativ zueinander um eine zweite Achse, die allgemein parallel zur ersten Achse verläuft, jedoch im Abstand von dieser angeordnet ist, verbinden;
d) einer ersten und einer zweiten Feder, die an entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Kartusche angeordnet sind und zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse wirken und diese schwenkbar um die zweite Achse gegeneinander vorspannen, um die Entwicklungseinrichtungen in eine vorgegebene Position relativ zum Bildträgerelement zu bringen;
dadurch gekennzeichnet, daß
(i) jede Verbindungseinrichtung einen Drehzapfen an einem der Gehäuse, der in eine Ausnehmung am anderen Gehäuse eingreift, und einen Anschlag umfaßt, der vom anderen Gehäuse aufgenommen wird und an diesem an einer Stelle befestigt ist, um den Drehzapfen in der Ausnehmung zu halten; und
(ii) jede Feder eine Druckfeder ist, die mit dem Anschlag in Eingriff steht und auf das eine Gehäuse einwirkt, um die Vorspannung aufzubringen, wenn der Anschlag am anderen Gehäuse befestigt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Kartusche für einen elektrofotografischen Prozeß vor, die ein erstes Gehäuse, das ein Trägerelement für ein elektrofotografisches Bild drehbar um eine erste Achse lagert, und ein zweites Gehäuse aufweist, das Entwicklungseinrichtungen zur Einwirkung auf das Bildträgerelement zur Entwicklung von Bildern hierauflagert, wobei das zweite Gehäuse mit dem ersten Gehäuse zur Durchführung einer Schwenkbewegung relativ hierzu um eine zweite Achse, die allgemein parallel zur ersten Achse verläuft, jedoch im Abstand von dieser angeordnet ist, verbunden ist, wobei das erste und zweite Gehäuse zur Durchführung einer Schwenkbewegung um die zweite Achse in Richtung aufeinander elastisch vorgespannt sind, um die Entwicklungseinrichtungen in eine vorgegebene Position relativ zum Bildträgereleinent zu bringen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
(i) Einführen von Drehzapfen, die an einem der Gehäuse vorgesehen sind, in Ausnehmungen, die am anderen Gehäuse angeordnet sind, wobei sich ein Drehzapfen und eine entsprechende Ausnehmung an jeder Seite der Kartusche befinden, und
(ii) Befestigen eines ersten und zweiten Anschlages an entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Kartusche am anderen Gehäuse, wobei jeder Anschlag mit einer entsprechenden Druckfeder in Eingriff steht, so daß der Anschlag den entsprechenden Drehzapfen in der entsprechenden Ausnehmung hält, um die Verbindung für die Schwenkbewegung zu schaffen, und jede Druckfeder auf das eine Gehäuse einwirkt, um die elastische Vorspannung durchzuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine Anschlageinheit zur Verwendung in der Kartusche für den elektrofotografischen Prozeß gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt oder in einem Montageverfahren hierfür gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Aspekt vor, wobei die Anschlageinheit umfaßt:
a> einen Korpusabschnitt;
b) einen vom Korpusabschnitt getragenen Vorsprung; und
c) eine vom Korpusabschnitt an einer vom Vorsprung beabstandeten Stelle getragene Druckfeder, wobei der Vorsprung und die Druckfeder allgemein parallel zueinander angeordnet sind und sich vom Korpusabschnitt in der gleichen Richtung weg erstrecken.
Von den Figuren zeigen:
die Figuren 1a und 1b einen seitlichen Schnitt und eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung des Standes der Technik;
die Figuren 2a, 2b und 2c eine perspektivische Ansicht, einen seitlichen Schnitt und eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Prozeßkartusche der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 eine perspektivische Außenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Prozeßkartusche der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 eine perspektivische Außenansicht, von unten gesehen, der in Figur 3 gezeigten Prozeßkartusche;
Figur 5 eine seitliche Schnittansicht der Prozeßkartusche der Figur 3;
die Figuren 6a und 6b eine Draufsicht und eine seitliche Ansicht einer Ausführungsform von Kopplungseinrichtungen, die bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden;
die Figuren 7a und 7b perspektivische Ansichten einer lichtempfindlichen Trommeleinheit und einer Entwicklungseinheit, die die in Figur 3 gezeigte Prozeßkartusche bilden; und
Figur 8 eine seitliche Schnittansicht des Laserdruckers, bei dem die vorliegende Erfindung Verwendung finden kann.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsformen, die in den beigefügten Figuren dargestellt sind, im einzelnen erläutert.
Die Figuren 2a und 2b zeigen eine schematische perspektivische Ansicht und eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Prozeßkartusche der vorliegenden Erfindung. Figur 2a zeigt einen Zustand, in dem eine lichtempfindliche Trommeleinheit 100 und eine Entwicklungseinheit 200 voneinander demontiert sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Prozeßkartusche 250 so ausgebildet, daß sie durch Koppeln der lichtempfindlichen Trommeleinheit 100 und Entwicklungseinheit 200 gebildet wird. Die lichtempfindliche Trommeleinheit 100 lagert drehbar eine elektrofotografische lichtempfindliche Trommel 104 mit Hilfe von Lagern in einem Rahmen 100a. Sie ist ferner mit einem Reinigungsmesser 107a und einem Speicher 107b für verbrauchten Toner versehen, die eine Reinigungseinheit 107 zum Reinigen des Umfangs der lichtempfindlichen Trommel 104 bilden. Die Entwicklungseinheit 200 lagert in einem Rahmen 200a eine Entwicklungshülse 106a und einen Tonerspeicher 106b, die eine Entwicklungsvorrichtung 106 bilden, wobei die Entwicklungshülse 106a zum Fördern des Toners im Tonerspeicher 106b zu einem entwickelten Bereich der lichtempfindlichen Trommel 104 dient.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Koppeln der lichtempfindlichen Trommeleinheit 100 und der Entwicklungseinheit 200 erläutert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zylindrische Vorsprünge 106d, die an Armen 200b der Entwicklungseinheit 200 ausgebildet sind, in U-förmigen Nuten 107d angeordnet, welche in der Trommeleinheit 100 vorgesehen sind. Nach dem Einpassen der Einheiten 100, 200 in der vorstehend be schriebenen Weise wird eine Anschlageinheit 123, in die eine einen Druck ausübende Feder (in diesem Fall eine Druckfeder) 124 integriert ist (beispielsweise durch Einrasten eines Endes der Druckfeder), in ein Fixierteil 107e eingepaßt, das über jeder U-förmigen Nut 107d angeordnet ist. Dann wird die Anschlageinheit 123 über eine in einer Richtung c eingesetzte Schraube 305 an der Einheit 100 fixiert. Bei diesem Vorgang legen eine Seite 123a der Anschlageinheit 123 und die U-förmige Nut 107d die Position des Vorsprungs 106d der Entwicklungseinheit 200 fest und begrenzen damit dessen Lage. Die Druckfedern 124 setzen Federsitze 106e der Entwicklungseinheit 200 unter Druck und bringen auf diese Weise eine Vorspannkraft in einer Richtung B auf, so daß die lichtempfindliche Trommel 104 und die Entwicklungshülse 106a gegeneinander gepreßt werden.
In die Anschlageinheit 123 sind eine Basisplatte 123b, ein darin vorgesehenes Loch 123c für eine Fixierschraube, eine an der Basisplatte 123b ausgebildete senkrechte Platte 123a und eine Druckfeder 124 integriert.
Das in der Trommeleinheit 100 ausgebildete Fixierteil 107e ist mit einem Loch 107e1, in das die senkrechte Platte 123a einzupassen ist, einem Teil 107e2 mit Innengewinde zum Fixieren der Schraube 305 und einem Loch 107e3 zum Passieren der Feder 124 versehen.
Nachdem die Vorsprünge (Stifte) 106d der Einheit 200 in den tiefsten Teilen der Nuten 107d der Einheit 100 angeordnet sind, werden die Anschlageinheiten 123 an den fixierten Teilen 107e befestigt. Genauer gesagt, die senkrechte Platte 123a der Anschlageinheit 123 wird in das Loch 107e1 eingepaßt, während die Feder 124 durch das Loch 107e gesteckt und in einem komprimierten Zustand vom Federsitz 106e der Einheit 200 aufgenommen wird. Die Schraube 305 wird durch das Schraubenloch 123c im Innengewindeteil 107e2 fixiert.
Auf diese Weise werden die Einheiten 100 und 200 gekoppelt, so daß sie um die Stifte 106d drehbar sind, um auf diese Weise die Prozeßkartusche 205 zu vervollständigen. Die Lagebeziehung zwischen dem Umfang der lichtempfindlichen Trommel 104 und dem der Entwicklungshülse 106a wird im so gekoppelten Zustand der Einheiten 100, 200 festgelegt, und die Entwicklungshülse 106a wird durch die elastische Kraft der Druckfedern 124 gegen die lichtempfindliche Trommel 104 gepreßt (bei der vorliegenden Ausführungsform ist die elastische Kraft der Druckfedern so ausgewählt, daß sie etwa 2 kg (20 N) beträgt, während eine Preßkraft von etwa 1 kg (10 N) auf die Entwicklungshülse aufgebracht wird).
Ein Trommelzahnrad 104a, das an einer Seite der lichtempfindlichen Trommel 104 vorgesehen ist, kämmt mit einem Entwicklungshülsenzahnrad 106b, das an einer Seite der Entwicklungshülse 106a vorgesehen ist, um auf diese Weise die vom Hauptgehäuse des Druckers empfangene Drehkraft auf die Entwicklungshülse zu übertragen.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Entwicklungseinheit 106 in Richtung der U-förmigen Nuten 107d befestigt oder gelöst werden. Folglich können die Vorsprünge (Stifte) 106d nach außen (oder nach innen) ausgebildet sein, so daß auf eine Schubanschlageinheit verzichtet werden kann.
Auch die Anschlageinheit 123 wird in der Richtung C einge setzt und in dieser Richtung fixiert. Das Unterdrucksetzen der Entwicklungsvorrichtung kann gleichzeitig mit der Montage der Anschlageinheit 123 durchgeführt werden, und der herkömmliche beschwerliche Vorgang der Montage der Zugfedern ist nicht länger erforderlich.
Auch bei der Demontage wird der Druck durch das Lösen der Anschlageinheiten allmählich abgebaut, und der Demontagevorgang ist extrem einfach, da keine Schubanschlageinheit vorhanden ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird somit die Positionierung der Entwicklungsvorrichtung relativ zum Bildträgerelement mit Hilfe einer Einheit realisiert, die mit Druckfedern versehen ist. Auf diese Weise werden die Montage- und Demontageeigenschaften der Prozeßkartusche verbessert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform lagert die lichtempfindliche Trommeleinheit die Reinigungseinheit. Eine solche Ausführungsform ist jedoch nicht wesentlich. Die Prozeßkartusche der vorliegenden Erfindung muß lediglich in einem Zustand, in dem mindestens die lichtempfindliche Trommel und die Entwicklungseinheit in integrierter Weise gelagert sind, an der Hauptvorrichtung befestigbar und von dieser lösbar sein.
Nachfolgend wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Figuren 3 bis 7 beschrieben.
Figur 3 ist eine perspektivische Außenansicht, von oben gesehen, einer bevorzugten Ausführungsform der Prozeßkartusche der vorliegenden Erfindung. Figur 4 ist eine perspektivische Außenansicht von unten. Figur 5 zeigt eine seitliche Schnittansicht der in Figur 3 gezeigten Prozeßkartusche. Die Figuren 6a und 6b sind eine Draufsicht und eine seitliche Ansicht einer Ausführungsform der Kopplungseinrichtung, während die Figuren 7a und 7b perspektivische Ansichten einer lichtempfindlichen Trommeleinheit und einer Entwicklungseinheit sind, die die in Figur 3 gezeigte Prozeßkartusche bilden.
Zuerst wird die lichtempfindliche Trommeleinheit 300 in Verbindung mit Figur 7a erläutert.
Ein Einheitsrahmen 301 ist mit Befestigungs/Demontageführungen 301a1, die an den Außenseiten von Seitenplatten 301a vorgesehen sind, oberen Armen 301b, die sich diagonal nach oben erstrecken, und einer Belichtungsöffnung 301c, die zwischen den Armen 301b angeordnet ist, versehen. Die Seitenplatten 301a, Führungen 301al, Arme 301b und die Belichtungsöffnung sind einstückig geformt. Unter dem Rahmen 301 ist eine Schutzabdeckung 301d für die lichtempfindliche Trommel öffenbar angeordnet. Die Führungen 301a1 dienen zum Führen der Prozeßkartusche 500 beim Befestigen am oder Lösen vom Drucker (nachfolgend erläutert). Die Belichtungsöffnung 301b bildet eine Belichtungsöffnung in Zusammenwirkung mit einem Rahmen einer Entwicklungseinheit 400, wenn die Prozeßkartusche 500 durch Koppeln der lichtempfindlichen Trommeleinheit 300 und der Entwicklungseinheit 400 zusammengesetzt wird. Die Schutzabdeckung 301d ist an einem Arm 301d2 drehbar um eine Welle 301d1 montiert. Sie wird aus einer Schutzposition (dargestellter Zustand) zum Schützen des Umfangs der lichtempfindlichen Trommel in eine zurückgezogene Position zurückgezogen, wenn ein einstückig mit dem Arm 301d2 ausgebildetes Eingriffsteil 301d3 mit einem Eingriffsteil des Hauptgehäuses in Eingriff tritt, und kehrt in die Schutzposition zurück&sub1; wenn die Eingriff steile beim Lösen der Kartusche 500 vom Hauptgehäuse außer Eingriff gebracht werden. Auf diese Weise wird die Schutzabdeckung 301d in Abhängigkeit von der Befestigung und dem Lösen der Kartusche geöffnet und geschlossen.
Zwischen den Seitenplatten 301a ist eine lichtempfindliche Trommel 302 durch Lager drehbar gelagert. Die Trommel 302 ist mit einem schrägverzahnten Zahnrad 302a an einem Ende, einem Zahnrad 302b mit flachen Zähnen am anderen Ende und einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element 302c (beispielsweise einem amorphen lichtempfindlichen Element eines organischen Fotoleiters (OPC)) am Umfang versehen. Bei Befestigung der Kartusche im Hauptgehäuse kämmt das schrägverzahnte Zahnrad 302a mit einem schrägverzahnten Zahnrad (nicht gezeigt) des Hauptgehäuses, wodurch die Trommelantriebskraft aufgenommen wird. Wenn die Einheiten gekoppelt sind, kämmt das Zahnrad mit einem Entwicklungshülsenzahnrad der Entwicklungseinheit 400 und überträgt auf diese Weise die Hülsenantriebskraft. Ein leitendes Lager 302d steht mit einem leitenden Teil (nicht gezeigt) des Hauptgehäuses in Eingriff, wodurch die Trommel 104 geerdet wird.
Eine Aufladungsrolle 303 wird mit einem vorgegebenen Druck mit Hilfe von Federn 303a gegen den Umfang der Trommel 302 gepreßt. Eine elektrische Kontaktfeder 303b steht mit der Welle 303c der Aufladungsrolle 303 in elastischem Kontakt und bringt auf diese Weise eine vorgegebene Spannung vom Hauptgehäuse auf die Aufladungsrolle 303 auf.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist in jedem Arm 301b eine längliche Ausnehmung 304 vorgesehen, die öffnungen 304b, 304c auf beiden Seiten eines Innengewindeteiles 304a besitzt. Die vordere Öffnung 304b dient zum Passieren einer Druckfeder, die in einer später erläuterten Anschlageinheit vorgesehen ist, während die hintere Öffnung 304c zur Aufnahme einer senkrechten Platte dient, die ebenfalls in der Anschlageinheit vorgesehen ist.
Unterhalb der Ausnehmung 304 befindet sich eine Rechtecknut 307 zur Aufnahme eines Stiftes der Entwicklungseinheit 400, wie später erläutert.
Schenkel 305 dienen zum Lagern der Prozeßkartusche 500, wenn diese vom Hauptgehäuse gelöst wird. Eine leitende Metallplatte 305 ist mit Hilfe einer Schraube 306a an der Seitenplatte 301a in Kontakt mit dem Lager 302d montiert.
Nachfolgend wird die Entwicklungseinheit 400 in Verbindung mit Figur 7b erläutert.
Ein Einheitsrahmen 401 ist an oberen seitlichen Stellen mit sich nach außen erstreckenden zylindrischen Stiften 402 versehen, zwischen denen eine Belichtungsöffnung 403 ausgebildet ist. Es ist ferner eine Lichtabschirmplatte 403a vorgesehen, um anderes Licht als von der Belichtungsöffnung 403 zu beseitigen, eine hintere Lichtabschirmplatte 403b zum weiteren Einschränken des von der Belichtungsöffnung austretenden Lichtes, die mit Einkerbungen 403c in der Mitte und an beiden Enden versehen ist, um die Bildbelichtung nicht zu behindern, und eine vertikale Lichtabschirmplatte 403e. Die hintere Lichtabschirmplatte 403b steht in Richtung auf die lichtempfindliche Trommel 302 über die Lichtabschirmplatte 403 hinaus vor.
Rechteckige Nuten 408 dienen zur Aufnahme von Druckfedern, die in der Nachbarschaft der Stifte 402 angeordnet sind, wie nachfolgend erläutert wird.
Eine Entwicklungsrolle 404, die die Entwicklungseinrichtung bildet, fördert durch Drehung den Toner von einem Tonerspeicher 405 auf einen entwickelten Abschnitt der lichtempfindlichen Trommel 302. Eine Magnetrolle befindet sich in der Entwicklungshülse 404. Ein schrägverzahntes Zahnrad 404a empfängt die Antriebskraft, indem es mit dem Trommelzahnrad 302a der lichtempfindlichen Trommeleinheit 300 kämmt, wenn die Einheiten 300, 400 zur Bildung der Kartusche 500 miteinander gekoppelt sind.
Ein Abstreifmesser 406 dient dazu, die Dicke des Toners am Umfang der Hülse 404 zu begrenzen. An beiden Enden befinden sich Filzelemente 406a, die ein seitliches Heraustreten des Toners verhindern. Außenbereiche 406b sind von der Tonerablagerung frei.
An beiden Enden der Hülse 404 sind Kunststoffrollen 407 vorgesehen und besitzen einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der der Hülse 404. Wenn daher bei der vorliegenden Ausführungsform die Einheiten 300, 400 zur Ausbildung der Prozeßkartusche 500 miteinander gekoppelt werden, tritt der Umfang der lichtempfindlichen Trommel 302 mit den Umfängen der Rollen 407 in Kontakt, wodurch ein kleiner Spalt (beispielsweise 200/500 µm bei der vorliegenden Ausführungsform) zwischen den Oberflächen der Trommel 302 und der Hülse 404 gebildet wird. Eine derartige Ausführungsform ist jedoch nicht wesentlich. Die Oberflächen können auch in direktem Kontakt stehen. Eine Schraube 406b fixiert das Abstreifmesser 406 am Rahmen 401.
Nachfolgend wird eine Anschlageinheit 600, die als Kopplungseinrichtung zum Koppeln der Einheiten 300 und 400 dient, in Verbindung mit den Figuren 6a und 6b beschrieben, bei denen es sich um eine Draufsicht und eine seitliche Ansicht handelt.
Eine Schraubenbohrung 602, die sich durch ein Basiselement 601 erstreckt, nimmt eine Schraube 700 auf (Figur 3). Eine senkrechte Platte 603 erstreckt sich von der Unterseite 601a des Basiselementes 601 nach unten und dient zur Festlegung der Position des Stiftes 402 der Entwicklungseinheit 400 durch ein unteres seitliches Ende 603a. Ein Federsitz 604 ist parallel zur senkrechten Platte 603 vorgesehen und lagert an seinem Ende eine Druckfeder 605, die sich über die senkrechte Platte 603 hinaus weiter nach unten erstreckt. Es sind ebenfalls hohle Teile 606, 607 vorgesehen.
Die Prozeßkartusche 500 wird durch Koppeln der Einheiten 300 und 400 in der nachfolgenden Weise zusammengebaut:
Zuerst werden die lichtempfindliche Trommel 302 der Einheit 300 und die Entwicklungshülse 404 der Einheit 400 in gegenüberliegender Lage positioniert, und die Stifte 402 auf beiden Seiten der Einheit 400 werden tief in die Rechtecknuten 307 auf beiden Seiten der Einheit 300 eingesetzt, wodurch die Einheiten 300 und 400 derart kombiniert werden, daß die Arme 301b der Einheit 300 den Rahmen 401 der Einheit 400 bedecken.
Dann wird die Anschlageinheit 600 in jede Ausnehmung 304 eingepaßt In diesem Zustand liegt die Vorderöffnung 304c der Einheit 300 der Rechtecknut 408 der Einheit 400 gegenüber, während die hintere Öffnung 304c der Rechtecknut 307 gegenüberliegt Somit wird die Anschlageinheit 600 in der Ausnehmung 304 angebracht, indem die Druckfeder 605 durch die Vorderöffnung 304b in die Rechtecknut 408 und die senkrechte Platte 603 durch die hintere Öffnung 304c eingepaßt werden.
Daraufhin wird die Schraube 700 durch die Schraubenbohrung 603 mit dem Gewinde 304a verschraubt, wodurch die Anschlageinheit 600 mit der Einheit 300 fixiert wird. Die Montage der Prozeßkartusche 500 ist somit beendet (Figuren 3 bis 5).
Somit werden die Stifte 402 der Einheit 400 durch die unteren seitlichen Enden 603a der senkrechten Platten 603 in ihrer Bewegung begrenzt, wodurch die Einheiten 300 und 400 mit den Stiften 402 als Drehpunkt integriert werden. Zur gleichen Zeit mit der Montage der Anschlageinheit 600 wird die Entwicklungshülse 404 von der elastischen Kraft der Druckfedern 605 in Richtung auf den Umfang der lichtempfindlichen Trommel 302 gepreßt. Bei der vorliegenden Ausführungsform treten die Umfänge der Trommel 302 und der Rollen 407 in gegenseitigen Kontakt, wodurch deren Positionen festgelegt werden (bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Spalt (beispielsweise etwa 200-500 µm) zwischen den Umfängen der Trommel 302 und der Hülse 404 ausgebildet, um eine sogenannte Sprungentwicklung zu erzielenn. Diese Elemente können jedoch auch in direktem Kontakt miteinander stehen).
Mit der vorliegenden Ausführungsform kann somit das Koppeln der lichtempfindlichen Trommeleinheit 300 und der Entwicklungseinheit 400 und die Positionierung der lichtempfindlichen Trommel 302 und der Entwicklungshülse 404 im gleichen Montageschritt erreicht werden, wodurch der Montagevorgang verkürzt wird.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Einheiten 300 und 400 miteinander gekoppelt werden, wird die Belichtungsöffnung 301c der Einheit 300 über der Belichtungsöffnung 403 der Einheit 400 angeordnet, wodurch eine Belichtungsöffnung einer vorgegebenen Größe gebildet wird (zur Einführung des Bildlichtes vom Hauptgehäuse des Druckers). Somit wirken im gekoppelten Zustand der Einheiten 300 und 400 die Rahmen 301, 401 zusammen und bilden die Belichtungsöffnung. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann daher die Festigkeit der Rahmen verbessert werden, da ein großes Loch für die Bildbelichtung in keinem der Rahmen ausgebildet werden muß. Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Einführung von überflüssigem Licht von der Belichtungsöffnung minimiert werden, da die Lichtabschirmplatte 403a, die hintere Lichtabschirmplatte 403b und die vertikale Lichtabschirmplatte 403c in der Prozeßkartusche 500 vorhanden sind.
In Figur 3 gibt ein Pfeil A das Licht zur Belichtung des Bildes wieder. Parallele Ausnehmungen 409, die auf der Außenfläche des Rahmens 401 der Einheit 400 angeordnet sind, dienen als Griffe beim Transport der Kartusche 500 (die Ausnehmungen 409 sind in der Darstellung der Figur 7b weggelassen worden). Die Arme 310 lagern die Schutzabdeckung 301d an einer Seite, die der von den Armen 301d2 gelagerten Seite gegenüberliegt Figur 5 zeigt eine neue Prozeßkartusche 500 vor dem Gebrauch. Gemäß Figur 5 ist ein Drehmesser 411 vorgesehen, das in der Richtung B gedreht wird, um den Toner 412 in Richtung auf die Hülse 404 zu führen. Ein elastisches Reinigungsmesser 311, das als Reinigungseinheit dient, steht in Kontakt mit dem Umfang der lichtempfindlichen Trommel 302, wodurch der nach dem Bildtransfer hierauf verbleibende Toner entfernt wird. Ein Speicher 312 für verbrauchten Toner speichert den vom Messer 311 abgeschabten Toner. Mit C ist die Schutzposition der Schutzabdeckung 301d bezeichnet, während mit D deren zurückgezogene Position angedeutet ist. Zur Erleichterung des Verständnisses ist in dieser Figur die Schutzabdeckung 301d mit durchgezogenen Linien sowohl in der Schutzstellung C als auch in der zurückgezogenen Stellung D dargestellt.
Es wird nunmehr auf Figur 8 Bezug genommen&sub1; um einen Laserdrucker zu erläutern, in dem die vorstehend erwähnte Prozeßkartusche 250, 500 lösbar montiert ist. In Figur 8 ist diese Prozeßkartusche 250, 500 nur schematisch dargestellt.
Wie in Figur 8 gezeigt, umfaßt ein Laserdrucker 1 eine Prozeßkartusche 250 (500), die lösbar in einem Hauptgehäuse 2 montiert ist. Die Prozeßkartusche 250 (500) umfaßt eine lichtempfindliche Trommel 104 (302), die als Bildträgerelement dient, und Prozeßeinrichtungen, wie beispielsweise eine Aufladeeinheit 303, eine Entwicklungsvorrich tung 106 (404, 405 etc.), eine Reinigungseinheit 107 (311, 132) etc., die um die Trommel herum angeordnet sind. Im oberen Teil des Hauptgehäuses 2 befindet sich eine Abtasteinheit 8 und ein Spiegel 9 zur Abgabe und zur Führung eines Laserstrahles.
Die gleichmäßig von der Aufladeeinheit 303 aufgeladene lichtempfindliche Trommel 104 wird vom Laserstrahl entsprechend der Bildinformation der Einheit 8 angestrahlt (angedeutet durch den Pfeil A), wodurch ein der Bildinformation entsprechendes latentes Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 104 (302) erzeugt wird. Dieses latente Bild wird von der Entwicklungsvorrichtung 106 (404, 405 etc.) zu einem Tonerbild entwickelt. Im unteren Teil des Hauptgehäuses 2 befindet sich eine Blattkassette 10, die eine Vielzahl von Blättern 5 enthält, welche als Aufzeichnungsmedium dienen (beispielsweise Aufzeichnungspapier oder Overheadprojektorbögen). Am nächsten zur Blattkassette 10 ist eine Zuführrolle 11 angeordnet, die die Blätter 5 nacheinander von der Kassette 10 Paßrollen 12 zuführt. Mit einem von den Paßrollen 12 eingestellten Timing wird das Blatt 5 in eine Bildtransferposition zwischen der lichtempfindlichen Trommel 104 (302) und einer Transferaufladeeinheit 13 geführt, und das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 104 (302) wird in dieser Transferposition auf das Blatt 5 übertragen. Nach der Übertragung des Tonerbildes wird das Blatt 5 von einer Förderbandeinheit 14 einer Fixiereinheit 15 zur Fixierung des Tonerbildes zugeführt und vom Hauptgehäuse 2 abgegeben.
Der Laserdrucker der vorliegenden Ausführungsform kann zwei Verfahren in bezug auf die Abgabe des Blattes 5 auswählen.
Bei dem ersten Abgabeverfahren mit nach oben gerichteter Bildfläche, bei der die Blätter 5 mit nach oben weisenden Bildträgerflächen abgegeben werden, wird das Blatt von Abgaberollen 16 mit Bildf läche nach oben auf eine Abgabeschale 17 mit Bildf läche nach oben abgegeben. Bei dem zweiten Abgabeverfahren mit Bildf läche nach unten, bei dem die Blätter 5 mit den Bildträgerf lächen nach unten und in der Reihenfolge von Seiten abgegeben werden, wird das Blatt 5 von den Abgaberollen 16 mit Bildf läche nach oben nach oben durch einen Förderrichtungsschaltmechanismus, beispielsweise eine Klappe 20 und ein Blattführungselement 21, geführt, dadurch umgedreht und von Abgaberollen 18 mit Bildf läche nach unten auf eine Abgabeschale 19 mit Bildfläche nach unten abgegeben.
Die Wartungsarbeiten des Laserdruckers 1, beispielsweise die Entfernung von gestautem Papier oder der Austausch der Prozeßkartusche 250 (500), werden durchgeführt, indem das Innere der Vorrichtung durch Drehen des oberen Teiles 2a des Hauptgehäuses 2 nach oben um eine Welle P relativ zum unteren Teil 2b, wie durch gestrichelte Linien angegeben ist, freigegeben und eine Hand in Richtung E eingeführt wird.
Auch das Befestigen und Lösen der Prozeßkartusche 250 (500) wird in einer Richtung F durchgeführt. Genauer gesagt, die Kartusche 250 (500) wird in das Hauptgehäuse 1 entlang der Richtung F eingeführt, dann in Richtung auf die Montageposition geführt, wobei die Führungen 301a1 der Kartusche von Führungselementen (nicht gezeigt) des Hauptgehäuses geführt werden, und durch Montageeinrichtungen 22, 23 in der Montageposition gelagert. Danach wird der obere Teil 2a im Uhrzeigersinn um die Welle P gedreht, wodurch die Vorrichtung die Bilderzeugung durchführen kann.
Mit der Drehung des oberen Teiles 2a im Uhrzeigersinn tritt ein Eingriffsteil 301d3 der Schutzabdeckung 301d mit einem Eingriffsteil (nicht gezeigt) des Hauptgehäuses in Eingriff, wodurch die Arme 301d2 gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, um die Schutzabdeckung 301d in die zurückgezogene Position D zu bewegen. Wenn andererseits der obere Teil 2a durch eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn geöffnet wird, werden die Eingriffsteile außer Eingriff gebracht, wodurch sich die Schutzabdeckung 301d durch die elastische Kraft der Federn 301d4 in die Schutzposition C bewegt.
Mit 24 sind Führungselemente bezeichnet. Die Blattkassette 10 kann in einer Richtung G befestigt und gelöst werden. Die vorhergehenden Ausführungsformen stellen keine Beschränkung dar. Die lichtempfindliche Trommeleinheit muß nur mindestens die lichtempfindliche Trommel enthalten, während die Entwicklungseinheit nur mindestens die Entwicklungsvorrichtung enthalten muß.
Wie vorstehend erläutert, wird durch die vorliegende Erfindung der Montageprozeß verkürzt.

Claims

1. Kartusche (250, 500) für einen elektrophotographischen Prozeß, die lösbar am Hauptkörper einer Aufzeichnungs- oder Bilderzeugungsvorrichtung montierbar ist, mit

a) einem ersten Gehäuse (100, 300) zum drehbaren Lagern eines Trägerelements für ein elektrophotographisches Bild (123, 302) um eine erste Achse;

b) einem zweiten Gehäuse (200, 400), das Entwicklungseinrichtungen (106a, 404) zum Einwirken auf das Bildträgerelement (104, 302) zum Entwickeln von Bildern darauflagert;

c) einer ersten und einer zweiten Verbindungseinrichtung (106d, 107d, 123, 402, 307, 600) , die an entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Kartusche angeordnet sind und das erste und zweite Gehäuse (100, 200, 300, 400) zur Durchführung einer Schwenkbewegung relativ zueinander um eine zweite Achse lagern, die allgemein parallel zu, jedoch im Abstand von der ersten Achse angeordnet ist;

d) einer ersten und einer zweiten Feder (124, 605), die an entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Kartusche angeordnet sind und zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse (100, 200, 300, 400) wirken, um diese um die zweite Achse aufeinander zu schwenkbar vorzuspannen, damit die Entwicklungseinrichtungen (106a, 404) relativ zum Bildträgerelement (104, 302) in eine vorgegebene Position gebracht werden;

dadurch gekennzeichnet, daß

i) jede Verbindungseinrichtung (106d, 107d, 123, 402, 307, 600)) einen Drehzapfen (106d, 402) an einem der Gehäuse (200, 400), der in eine Ausnehmung (107d, 307) am anderen Gehäuse (100, 300) eingreift, und einen Anschlag (123, 600) umfaßt, der vom anderen Gehäuse (100, 300) aufgenommen wird und am anderen Gehäuse an einer Stelle befestigt ist, um den Drehzapfen (106d, 402) in der Ausnehmung (107d, 307) zu halten; und

ii) jede Feder (124, 605) eine Druckfeder ist, die mit dem Anschlag (123, 600) in Eingriff steht und auf das eine Gehäuse (200, 400) einwirkt, um die Vorspannung zu erzeugen, wenn der Anschlag (123, 600) am anderen Gehäuse (100, 300) befestigt ist.

2. Kartusche (250, 500) nach Anspruch 1, bei der jeder Anschlag (123, 600) einen Korpus (123b, 601) und einen Vorsprung (123a, 603, 603a) am Korpus umfaßt, die entsprechende Druckf eder (124, 605) und der Vorsprung (123a, 603, 603a) im Abstand voneinander angeordnet sind und sich vom Korpus (123b, 601) in im wesentlichen parallelen Richtungen erstrecken und der Vorsprung (123a, 603, 603a) mit dem entsprechenden Drehzapfen (106d, 402) in Eingriff bringbar ist, um den Drehzapfen (106d, 402) in der entsprechenden Ausnehmung (107d, 307) zu halten.

3. Kartusche (250, 500) nach Anspruch 2, bei der der Vorsprung (123a, 603, 603a) und die entsprechende Druckfeder (124, 605) in einer ersten und zweiten Öffnung (107e1, 107e3, 304b, 304c) aufgenommen sind, die voneinander beabstandet im anderen Gehäuse (100, 300) vorgesehen sind.

4. Kartusche (250, 500) nach Anspruch 2 oder 3, bei der jeder Anschlag (123, 600) einen Federsitzabschnitt (604) aufweist, der am Korpusabschnitt (123b, 601) an einer vom Vorsprung (123a, 603, 603a) beabstandeten Stelle befestigt ist und sich hiervon in einer Richtung parallel zum Vorsprung (123a, 603, 603a) erstreckt, wobei die Druckfeder (124, 605) am Federsitzabschnitt (604) befestigt ist.

5. Kartusche (250, 500) nach Anspruch 4 in Abhängigkeit von Anspruch 3, bei der der Federsitzabschnitt (604) in der zweiten Öffnung (107e, 304b) aufgenommen ist.

6. Kartusche (250, 500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der jeder Anschlag (123, 600) über eine lösbare Schraube (305, 700) am anderen Gehäuse (100, 300) befestigt ist.

7. Kartusche (250, 500) nach Anspruch 6 in Abhängigkeit von einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der sich die Schraube (305, 700) durch eine Öffnung (123c, 602) im Korpusabschnitt (123b, 601) des Anschlages (123, 600) erstreckt.

8. Kartusche (250, 500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das erste Gehäuse (100, 300) eine Aufladungseinheit (303) zum Aufladen des Trägerelementes (104, 302) für das elektrophotographische Bild und eine Reinigungseinheit (107) zum Entfernen von Toner, der am Trägerelement (104, 302) für das elektrophotographische Bild verbleibt, aufweist.

9. Kartusche (250, 500) nach Anspruch 8, bei der die Aufladungseinheit (303) eine Aufladungsrolle und die Reinigungseinheit (107) ein Reinigungsmesser (107a, 311) besitzen.

10. Verfahren zum Zusammenbauen einer Kartusche (250, 500) für einen elektrophotographischen Prozeß, die ein erstes Gehäuse (100, 300), das ein Trägerelement (104, 302) für ein elektrophotographisches Bild drehbar um eine erste Achse lagert, und ein zweites Gehäuse (200, 400) umfaßt, das Entwicklungseinrichtungen (106a, 404) zur Einwirkung auf das Bildträgerelement (104, 302) zum Entwickeln von Bildern darauflagert, wobei das zweite Gehäuse (200, 400) mit dem ersten Gehäuse (100, 300) zur Durchführung einer Schwenkbewegung relativ hierzu um eine zweite Achse verbunden ist, die allgemein parallel zur ersten Achse verläuft, jedoch hiervon beabstandet ist, und wobei das erste und zweite Gehäuse (100, 200, 300, 400) zur Durchführung einer Schwenkbewegung um die zweite Achse aufeinander zu elastisch vorgespannt sind, um die Entwicklungseinrichtungen (106a, 404) in eine vorgegebene Position relativ zum Bildträgerelement (104, 302) zu bringen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

i) Einführen von Drehzapfen (106d, 402), die an einem der Gehäuse (200, 100, 400, 300) vorgesehen sind, in Ausnehmungen (107d, 307), die am anderen Gehäuse (100, 200, 300, 400) vorgesehen sind, wobei sich ein Drehzapfen (106d, 402) und eine entsprechende Ausnehmung (107d, 307) an jeder Seite der Kartusche (250, 500) befinden, und

ii) Befestigen eines ersten und zweiten Anschlages (123, 600) an den entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Kartusche am anderen Gehäuse (100, 200, 300, 400), wobei jeder Anschlag (123, 600) mit einer entsprechenden Druckfeder (124, 605) in Eingriff steht, so daß der Anschlag (123, 600) den entsprechenden Drehzapfen (106d, 402) in der entsprechenden Ausnehmung (107d, 307) hält, um die Verbindung für die Schwenkbewegung vorzusehen, und wobei jede Druckfeder (124, 605) auf das eine Gehäuse (200, 100, 400, 300) einwirkt, um die elastische Vorspannung zu erreichen

11. Verfahren nach Anspruch 10, das in bezug auf jeden Anschlag (123, 600) den Schritt des Einführens eines Vorsprunges (123a, 603, 603a) desselben in eine entsprechende erste Öffnung (107el, 304c) im anderen Gehäuse (100, 200, 300, 400), so daß der Vorsprung (123a, 603, 603a) den entsprechenden Drehzapfen (106d, 402) in der entsprechenden Ausnehmung (107d, 307) hält, und des Anordnens einer jeden Druckfeder (124, 605) in einer entsprechenden zweiten Öffnung (107e3, 304b) im anderen Gehäuse (100, 200, 300, 400), das von der entsprechenden ersten Öffnung beabstandet ist, aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, das in bezug auf jeden Anschlag (123, 600) den Schritt des Einsetzens eines Federsitzabschnittes (604) desselben, an dem die entsprechende Druckfeder (124, 605) befestigt ist, in die entsprechende zweite Öffnung (107e3, 304b) umfaßt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, das den Schritt des Befestigens eines jeden Anschlags (123, 600) am anderen Gehäuse (100, 200, 300, 400) durch eine entsprechende lösbare Schraube (305, 700) aufweist.

14. Anschlageinheit (123, 600) zur Verwendung in der Kartusche (250, 500) von einem der Ansprüche 1 bis 9 oder im Zusammenbauverfahren von einem der Ansprüche 10 bis 13 mit

a) einem Korpusabschnitt (123b, 601);

b) einem vom Korpusabschnitt (123a, 603, 603a) getragenen Vorsprung; und

c) einer vom Korpusabschnitt (123b, 601) an einer vom Vorsprung (123a, 603, 603a) beabstandeten Stelle getragenen Druckfeder (324, 605), wobei der Vorsprung (123a, 603, 603a) und die Druckfeder (124, 605) allgemein parallel zueinander verlaufen und sich vom Korpusabschnitt (123b, 601) in der gleichen Richtung wegerstrecken.

15. Anschlageinheit (123, 600) nach Anspruch 14, bei der der Korpusabschnitt (123b, 601) einen Federsitzabschnitt (604) aufweist, der vom Korpusabschnitt vorsteht und an dem die Druckfeder (124, 605) befestigt ist.

16. Elektrophotographische Aufzeichnungsvorrichtung zur Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium mit Montageeinrichtungen (22, 23) zum lösbaren Aufnehmen einer Prozeßkartusche, einer Prozeßkartusche (250, 500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die in den Montageeinrichtungen (22, 23) montiert ist, Einrichtungen (8, 9) zum Zuführen von Licht zum Bildträgerelement (104, 302) zur Erzeugung von Bildern darauf, Fördereinrichtungen (24, 12, 14, 22, 16) zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums relativ zur Kartusche (250, 500) und Transfereinrichtungen (13) zum Übertragen von entwickelten Bildern vom Bildträgerelement (4) auf das Aufzeichnungsmedium.