DE69322577T2

DE69322577T2 - Prozesskassette und Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69322577T2
Application number: DE69322577T
Authority: DE
Inventors: Akihiro C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Komuro; Takashi C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Maekawa; Makoto C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Matsuoka
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2013-09-29
Also published as: EP0590940A2; DE69322577D1; DE69328940D1; US5406355A; DE69328940T2; JP3073102B2; EP0590940B1; EP0837374A2; EP0837374A3; JPH06110263A; EP0837374B1; EP0590940A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine austauschbare Prozeßpatrone, die zum Erzeugen eines Bildes verwendet wird, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, bei der die Prozeßpatrone verwendet wird, und im besonderen eine Prozeßpatrone, die einen lichtempfindlichen Träger, eine Ladeeinheit und eine Entwicklungseinheit enthält, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, bei der die Prozeßpatrone verwendet wird.

Beschreibung der verwandten Technik

Bilderzeugungsvorrichtungen wie eine Kopiermaschine, ein Drucker und eine Faksimilevorrichtung nutzen eine Aufzeichnungsvorrichtung des Latentbilderzeugungstyps wie eine elektrofotografische Vorrichtung auf Grund einer jüngsten Nachfrage nach der Bildaufzeichnung auf normalen Papierblättern. Gemäß diesem Bilderzeugungsprinzip wird eine fotoempfindliche Trommel, nachdem sie vorgeladen ist, einem Lichtbild ausgesetzt, um auf ihr ein elektrostatisches latentes Bild erzeugen zu lassen. Dieses elektrostatische latente Bild wird durch eine Entwicklungseinheit entwickelt, so daß auf der fotoempfindlichen Trommel ein Tonerbild erzeugt wird. Dieses Tonerbild wird dann auf ein Papierblatt übertragen, um auf dem Blatt das Tonerbild zu erhalten.
Diese Bilderzeugungsprozeßeinheiten wie die fotoempfindliche Trommel, etc., haben auf Grund der funktionellen Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel, des Einfüllens von Toner, der in einem Reiniger gesammelt wird, der Verschmutzung einer Ladeeinheit und des Verschleißes einer Entwicklungsrolle der Entwicklungseinheit während der Verwendung der Vorrichtung eine begrenzte Lebensdauer. Deshalb ist es erforderlich, eine Prozeßeinheit gegen eine neue auszutauschen. Besonders in dem Fall einer kompakten Bilderzeugungsvorrichtung ist das Intervall des Austausches kürzer, da sie kleinere Abmessungen hat.
Andererseits ist es für Benutzer mühsam, individuell jede Prozeßeinheit auszutauschen, die separat installiert ist. Und ferner ist es erforderlich, die relativen Positionen der Prozeßeinheiten einzustellen. Aus diesem Grund ist es effektiv, ein Mittel vorzusehen, das es den Benutzern gestattet, eine erschöpfte Patrone gegen eine neue Patrone auszutauschen, indem diese Einheiten in einer einzelnen Patrone installiert werden. Auf diese Weise ist es für die Benutzer praktisch, da sie eine Vielzahl von Einheiten durch eine einzelne Aktion austauschen können und keine Einstellung wie z. B. ein Positionieren von Einheiten vornehmen müssen. Was die oben beschriebene Prozeßpatrone betrifft, sind diejenigen zu bevorzugen, die leicht ausgetauscht werden können, wobei ein Austausch der erschöpften Einheit allein möglich ist.
Fig. 1A und iß sind Erläuterungsdiagramme des Standes der Technik. Hinsichtlich der oben beschriebenen Prozeßpatrone sind zwei Typen von Prozeßpatronen bekannt. Bei einem Typ ist jede Prozeßeinheit in einer einzelnen Patrone installiert, wie in Fig. 1A gezeigt, und bei dem anderen Typ ist ein Teil von Prozeßeinheiten in einer einzelnen Patrone installiert, wie in Fig. 1B gezeigt.
Der in Fig. 1A gezeigte Typ ist eine Prozeßpatrone 150, die mit einer fotoempfindlichen Trommel 151, einer Ladeeinheit 152 zum Laden der fotoempfindlichen Trommel 151, einem Reiniger 153 zum Entfernen und Sammeln des Resttoners auf der fotoempfindlichen Trommel 151 und einer Entwicklungseinheit 160 zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf der fotoempfindlichen Trommel 151 versehen ist. Gemäß dieser Prozeßpatrone 150 kann der Zeit- und Arbeitsaufwand für das Austauschen reduziert werden, da alle Prozeßeinheiten außer der optischen Einheit für das Belichten mit einem Lichtbild und der Übertragungseinheit zusammen ausgetauscht werden können, indem die Patrone herausgezogen wird. Solch eine Vorrichtung ist zum Beispiel in EP-A-346934 (Canon K. K) gezeigt. Jedoch müßte im Fall dieser Prozeßpatrone 150, falls die Lebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 151 allein abläuft, gleichzeitig die Entwicklungseinheit 160 ausgetauscht werden, bevor ihre Lebensdauer tatsächlich erlischt. Falls die Lebensdauer der Entwicklungseinheit 160 erlischt, muß gleichfalls die fotoempfindliche Trommel 151 zu derselben Zeit ausgetauscht werden, bevor ihre Lebensdauer tatsächlich abläuft. Bei diesem Aufbau kommt es deshalb zu einer Vergeudung von Ressourcen.
In Verbindung mit diesem Aufbau ist eine Entwicklungseinheit des Kontakttyps, die ein Bild entwickelt, indem eine Entwicklungsrolle mit der fotoempfindlichen Trommel kontaktiert wird, als Entwicklungseinheit bekannt. Wenn die Entwicklungseinheit des Kontakttyps verwendet wird, ist es erforderlich, daß der Kontaktdruck der Entwicklungsrolle mit der fotoempfindlichen Trommel eine Konstante ist, um eine stabile Entwicklungsoperation zu erreichen. Gemäß dem Aufbau nach Stand der Technik besteht jedoch die Gefahr, daß eine stabile Entwicklungsoperation schwierig wird, da der Kontaktdruck auf Grund von äußeren Faktoren schwankt.
Andererseits zeigt Fig. 1B eine Prozeßpatrone, die mit einer fotoempfindlichen Trommel 151, einer Ladeeinheit 152 zum Laden der fotoempfindlichen Trommel 151 und einem Reiniger 153 zum Entfernen und Sammeln des Resttoners auf der fotoempfindlichen Trommel 151 versehen ist. Dies bedeutet, daß die Entwicklungseinheit 160 separat von der Prozeßpatrone 154 vorgesehen ist. Dieser Aufbau beruht auf der Idee, daß der gleichzeitige Austausch sowohl der Entwicklungseinheit 160 als auch der fotoempfindlichen Trommel 151 unökonomisch ist, da die Lebensdauer der Entwicklungseinheit 160 durch Zuführen von Toner oder dergleichen verlängert werden kann, wodurch deren Lebensdauer länger als jene der fotoempfindlichen Trommel 151 sein kann. Bei diesem Aufbau ist es möglich, eine beliebige von der Patrone 154 und der Entwicklungseinheit 160 allein und sowohl die Patrone 154 als auch die Entwicklungseinheit 160 auszutauschen.
Es ist jedoch erforderlich, vor dem Austausch der Entwicklungseinheit 160 die Patrone 154 aus der Vorrichtung herauszuziehen, da die Patrone 154 über der Entwicklungseinheit 160 vorgesehen ist. Und falls beide ausgetauscht werden, ist es erforderlich, beide jeweils aus der Vorrichtung herauszuziehen und sie dann jeweils in die Vorrichtung einzusetzen. Deshalb ist Zeit und Mühe erforderlich, um sie aus der Vorrichtung herauszuziehen und in die Vorrichtung einzusetzen. Da die Patrone 154 und die Entwicklungseinheit 160 in der Vorrichtung separat vorgesehen sind, ist in der Vorrichtung weiterhin ein Positionierungsmechanismus für die Patrone 154 und die Entwicklungseinheit 160 erforderlich; somit wird der Mechanismus der gesamten Vorrichtung kompliziert.
Ein System, bei dem separate Patronen verwendet werden, ist zum Beispiel in DE-A1-3920178 gezeigt.
Es ist deshalb wünschenswert, eine Prozeßpatrone vorzusehen, die dafür konstruiert ist, den Austausch von Prozeßeinheiten in einer Bilderzeugungsvorrichtung zu erleichtern, und im besonderen eine Prozeßpatrone, bei der verschiedene Teile der Patrone wie z. B. der Bilderzeugungsteil und die Entwicklungseinheit separat ausgetauscht werden können. Es ist ferner wünschenswert, eine Prozeßpatrone vorzusehen, die das Einstellen der Position der Einheiten vereinfacht, selbst wenn die Hauptpatrone und die Entwicklungseinheit separat austauschbar sind, so daß eine stabile Bilderzeugung möglich ist. Schließlich ist es wünschenswert, eine Prozeßpatrone zum Ausführen einer stabilen Entwicklungsoperation vorzusehen, die von dem Einfluß äußerer Faktoren abgeschirmt ist, selbst wenn in der Patrone eine Entwicklungseinheit des Kontakttyps verwendet wird.
Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung eine austauschbare Prozeßpatrone für eine Bilderzeugungsvorrich tung vor, die umfaßt: einen endlosen lichtempfindlichen Träger, ein Lademittel zum Laden des lichtempfindlichen Trägers, einen Patronenrahmen, auf dem der lichtempfindliche Träger und das Lademittel montiert sind, und eine Entwicklungseinheit, die auf dem Patronenrahmen vorgesehen ist, zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem lichtempfindlichen Träger; dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinheit auf dem Patronenrahmen lösbar montiert ist und einen Rahmen enthält, ein Drehpunktloch in dem Patronenrahmen vorgesehen ist und ein freies Montageloch in dem Rahmen der Entwicklungseinheit vorgesehen ist und für die Installation der Entwicklungseinheit in dem Patronenrahmen ein Verbindungsstab (P) in das Drehpunktloch und das freie Montageloch frei montiert wird.
Da die Entwicklungseinheit bei der obigen Struktur an dem Patronenrahmen, an dem der lichtempfindliche Träger oder dergleichen installiert ist, lösbar vorgesehen ist, kann die Entwicklungseinheit zusammen mit dem Herausziehen der Prozeßpatrone aus der Vorrichtung herausgezogen werden. Durch Herausziehen der Prozeßpatrone aus der Vorrichtung kann somit die Entwicklungseinheit allein von der Prozeßpatrone gelöst werden, wodurch der Austausch der Entwicklungseinheit allein möglich ist. Des weiteren ist der Austausch der gesamten Prozeßpatrone möglich, die die Entwicklungseinheit enthält, indem die Patrone durch einen einzelnen Handgriff herausgezogen wird. Ferner ist es möglich, irgendeine von der Entwicklungseinheit allein, der Patrone, die die Entwicklungseinheit enthält, und der Patrone ohne die Entwicklungseinheit auszutauschen, durch eine Installation der Prozeßpatrone, die mit der ausgetauschten Entwicklungseinheit versehen ist, oder der ausgetauschten Prozeßpatrone in die Vorrichtung. Da die Entwicklungseinheit in der Patrone inkorporiert ist, ist zusätzlich das Positionieren der Einheiten nicht erforderlich, so daß der Mechanismus der Vorrichtung vereinfacht werden kann, da er keinen Positionierungsmechanismus zu enthalten braucht.
In einigen Ausführungsformen umfaßt die Prozeßpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung einen endlosen lichtempfindlichen Träger, ein Lademittel zum Laden des lichtempfindlichen Trägers, einen Reiniger zum Reinigen des lichtempfindlichen Trägers von Resttoner, einen Patronenrahmen, der wenigstens mit dem lichtempfindlichen Träger, dem Lademittel und dem Reiniger installiert ist, eine Entwicklungseinheit, die in der Prozeßpatrone vorgesehen ist, um um einen Drehpunkt herum rotierbar zu sein, zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem lichtempfindlichen Träger, indem eine Entwicklungsrolle zum Zuführen von internem Entwickler mit dem lichtempfindlichen Träger in Kontakt gebracht wird, wobei der Rotationspunkt an einer Position auf der Tangentenlinie sowohl für den lichtempfindlichen Träger als auch für die Entwicklungsrolle an dem Kontaktpunkt des lichtempfindlichen Trägers und der Entwicklungsrolle angeordnet ist.
Die Bilderzeugungsvorrichtung kann ferner ein optisches Mittel umfassen, zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Trägers mit einem Lichtbild, und ein Übertragungsmittel zum Übertragen des Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Träger auf ein Blatt.
Da der Rotationspunkt der Entwicklungseinheit des Kontakttyps bei der obigen Struktur an einer Position auf der Tangentenlinie sowohl für den lichtempfindlichen Träger als auch für die Entwicklungsrolle an der Kontaktposition des lichtempfindlichen Trägers und der Entwicklungsrolle angeordnet ist, wirkt die Lastrückwirkungskraft, die aus dem Kontakt mit dem lichtempfindlichen Träger resultiert und durch die Entwicklungsrolle aufgenommen wird, nicht als Drehimpuls der Entwicklungseinheit. Aus diesem Grund kann die Schwankung der Kontaktkraft der Entwicklungsrolle auf den lichtempfindlichen Träger auf Grund der Lastrückwirkungskraft verhindert werden.
Ein weiteres Beispiel der Prozeßpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt einen endlosen lichtempfindlichen Träger, ein Lademittel zum Laden des lichtempfindlichen Trägers, einen Reiniger zum Reinigen des lichtempfindlichen Trägers von Resttoner, einen Patronenrahmen, der wenigstens mit dem lichtempfindlichen Träger, dem Lademittel und dem Reiniger installiert ist, und eine Entwicklungseinheit, die auf der Prozeßpatrone um einen Drehpunkt herum rotierbar vorgesehen ist, zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem lichtempfindlichen Träger, indem eine Entwicklungsrolle zum Zuführen von internem Entwickler mit dem lichtempfindlichen Träger in Kontakt gebracht wird, wobei der Rotationspunkt auf einer vertikalen Linie angeordnet ist, die das Schwerezentrum der Entwicklungseinheit enthält.
Die Bilderzeugungsvorrichtung umfaßt vorzugsweise auch ein optisches Mittel zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Trägers mit einem Lichtbild und ein Übertragungsmittel zum Übertragen eines Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Träger auf ein Blatt.
Da bei der obigen Struktur der Rotationspunkt der Entwicklungseinheit auf einer vertikalen Linie angeordnet ist, die das Schwerezentrum der Entwicklungseinheit enthält, ist es möglich, den Einfluß zu reduzieren, der durch die Veränderung des Schwerezentrums der Entwicklungseinheit bewirkt wird, die der Gewichtsverlagerung zwischen den rechten und linken Seitenpositionen zu dem zentralen Rotationspunkt entspricht und aus einer Veränderung der Menge von Entwickler in der Entwicklungseinheit resultiert. Aus diesem Grund ist es möglich, die Veränderung der Druckkraft von der Entwicklungsrolle gegen den lichtempfindlichen Träger auf Grund der Veränderung der Menge des Entwicklers zu reduzieren.
Noch ein weiteres Merkmal der Bilderzeugungsvorrichtung ist das Vorsehen eines Zahnrades, das in der Entwicklungseinheit vorgesehen ist, zum Betreiben der Entwicklungsrolle, eines Antriebszahnrades, das mit einem Zahnrad der Entwicklungseinheit im Eingriff steht, wobei die Richtung einer resultierenden Kraft, die aus einer Kraft in der Druckwinkelrichtung und einer Kraft in der Richtung besteht, die in das Zahnrad eingreift, hin zu dem Rotationspunkt gerichtet ist, und eines Antriebsmittels zum Antreiben des Antriebszahnrades.
Da die Entwicklungseinheit und das Antriebssystem getrennt sind, schwankt die Kraft in der Druckrichtung des Antriebszahnrades des Antriebssystems gegen das Zahnrad der Entwicklungsrolle, die in der Entwicklungseinheit vorgesehen ist. Daher verändert sich die Druckkraft der Entwicklungsrolle gegen den lichtempfindlichen Träger. Da in dieser Struktur die Richtung der resultierenden Kraft, die aus der Kraft in der Druckwinkelrichtung und der Kraft in der Eingriffsrichtung der Zahnräder besteht, hin zu dem Rotationspunkt gerichtet ist, ist es möglich, die Veränderung der Druckkraft, die durch die Entwicklungsrolle gegeben ist, gegen den lichtempfindlichen Träger auf der Basis der Veränderung der Kraft in der Druckwinkelrichtung zu verhindern. Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen ohne weiteres aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beiliegenden Zeichnungen, die mit der Beschreibung verbunden sind und einen Teil von ihr bilden, zeigen zur Zeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der obigen allgemeinen Beschreibung und der folgenden eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern.
Fig. 1A und 1B sind erläuternde Diagramme des Standes des Technik;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Überblick über eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die das Innere der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 ist ein Querschnitt von einer Prozeßpatrone der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 3;
Fig. 5 ist ein Diagramm zum Darstellen der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 3, deren Abdeckungen geöffnet sind;
Fig. 6A und 6B sind Diagramme zum Darstellen der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 2, deren Abdeckungen geöffnet sind;
Fig. 7 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Austauschoperation der Prozeßpatrone der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 3;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht der auseinandergezogenen Prozeßpatrone von Fig. 4;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht der Prozeßpatrone, die mit der Entwicklungseinheit von Fig. 8 verbunden ist;
Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung der Prozeßpatrone von Fig. 9;
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht zum Darstellen des Verbindungsmechanismus der Prozeßpatrone von Fig. 9;
Fig. 12 ist eine Seitenansicht der Prozeßpatrone von Fig. 9;
Fig. 13 ist ein perspektivisches Diagramm zum Erläutern des Antriebsmechanismus der Entwicklungseinheit; und
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern des Antriebsmechanismus der Entwicklungseinheit.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Überblick über eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die das Innere der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 2 zeigt, Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Prozeßpatrone von Fig. 3, Fig. 5 ist ein Diagramm zum Darstellen der Bilderzeugungsvorrichtung von Fig. 3, deren Abdeckungen geöffnet sind, Fig. 6A ist eine perspektivische Ansicht der Bilderzeugungsvorrichtung, deren vordere Abdeckung geöffnet ist, Fig. 6B ist eine perspektivische Ansicht der Bilderzeugungsvorrichtung, deren obere Abdeckung geöffnet ist, und Fig. 7 ist ein Diagramm zum Erläutern der Bilderzeugungsvorrichtung, bei der sowohl die vordere als auch die obere Abdeckung geöffnet ist.
Die gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung ist ein elektrofotografischer Drucker. Und Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Druckvorrichtung, von vorn gesehen. In Fig. 2 wird eine vordere Abdeckung 10 von der Vorrichtung nach vorn geöffnet, um einen Zuführweg 3, der in Fig. 3 gezeigt ist, zu öffnen. Eine obere Abdeckung 11 bedeckt das obere Ende der Vorrichtung und wird von der Vorrichtung nach oben geöffnet, um das obere Ende der Vorrichtung zu öffnen. Eine Blattkassette 12 ist in die Vorrichtung von vorn aus einzusetzen. Eine Kassetteneinsetzöffnung 13 ist eine Öffnung zum Einsetzen der Blattkassette 12 in die Vorrichtung. Ein Ablagefach 14 ist oben auf der Vorrichtung vorgesehen, um bedruckte Blätter aufzunehmen. Eine Blattführung 15 ist auf dem Ablagefach 14 vorgesehen, um das Blatt zu führen, das an das Ablagefach ausgegeben wird. Ein Bedienfeld 16 ist an einer vorderen Abdeckung 10 vorgesehen und hat verschiedene Schalter und eine Displayeinheit. Eine Controllerbox 17 ist unten an der Vorrichtung vorgesehen und enthält die Druckersteuerschaltung, etc.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist eine elektrofotografische Prozeßpatrone 2 über der Blattkassette 12 vorgesehen und wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 später beschrieben. Eine thermische Fixiereinheit 6 bewirkt, daß ein Blatt zwischen einer Wärmerolle 60 und einer Stützrolle 61 hindurchläuft, um ein Tonerbild auf jenem Blatt zu fixieren. Diese thermische Fixiereinheit 6 ist mit einer Reinigungsrolle 62 zum Entfernen von Toner von der Wärmerolle 60 versehen. Bei einer optischen Einheit 7 wird ein Polygonspiegel verwendet, um die fotoempfindliche Trommel 40 mit einem Strahl von einem Halbleiterlaser zu scannen, der gemäß Bildinformationen gesteuert wird, wodurch ein Bild auf die fotoempfindliche Trommel 40 geschrieben wird. Das Lichtbild von der optischen Einheit 7 läuft über eine Entwicklungseinheit 5 (die unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird) der Prozeßpatrone 2 hinweg, wie durch einen gestrichelten Pfeil gezeigt, um die fotoempfindliche Trommel 40 der Prozeßpatrone 2 zu bestrahlen. Ein Blatttrenner 8 hat eine Entladeelektrode, um Ladungen mit einer Polarität, die zu jener des Potentials entgegengesetzt ist, auf die Rückseite des Blattes anzuwenden, auf welches das Tonerbild auf der fotoempfindlichen Trommel 40 übertragen worden ist. Die Entladeelektrode entelektrisiert die Rückseite des Blattes, wodurch das Blatt von der fotoempfindlichen Trommel 40 getrennt wird.
Eine Aufnahmerolle 30 dient dazu, Blätter in der Blattkassette 12 aufzunehmen. Eine Widerstandsrolle 31 richtet das führende Ende des Blattes aus, das durch die Aufnahmerolle 30 aufgenommen wurde, und führt das Blatt hinaus. Ein Führung zum manuellen Zuführen 32 führt ein manuell zugeführtes Blatt einer Zuführrolle 33 zu, wenn sie in dem Diagramm nach rechts geöffnet ist. Die Zuführrolle 33 führt das Blatt, das durch die Führung zum manuellen Zuführen 32 geführt wurde, hin zu der fotoempfindlichen Trommel 40 der Prozeßpatrone 2. Bezugszeichen "34" ist der Rotationsschaft der vorderen Abdeckung 10. Ausgaberollen 36 sind am oberen Abschnitt der vorderen Abdeckung 10 vorgesehen, um das Blatt, das die thermische Fixiereinheit 6 durchläuft, auf das Ablagefach 14 auszugeben.
Nun wird die Prozeßpatrone beschrieben. Die Prozeßpatrone 2 umfaßt, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Trommelpatrone 4 und eine Entwicklungseinheit 5. Die Entwicklungseinheit 5 ist durch Stäbe, die unter Bezugnahme auf Fig. 10 später beschrieben werden, an die Trommelpatrone 4 installiert und kann durch Lösen der Stäbe von ihr getrennt werden.
Nun wird die Struktur der Trommelpatrone 4 beschrieben. Die fotoempfindliche Trommel 40 in Fig. 4 hat eine organische fotoempfindliche Schicht (OPC oder dergleichen), die auf der Oberfläche einer zylindrischen Basis aus Aluminium oder dergleichen gebildet ist, und ist entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn rotierbar, wie gezeigt. Ein Bürstenlader 41 ist durch Verdrahten einer leitfähigen Bürste, in deren Kern leitfähige Reyonfasern gewebt sind, um den Rotationsschaft herum gebildet. Durch diesen Bürstenlader 41 wird die fotoempfindliche Trommel 40 auf etwa -600 V gleichförmig geladen. Eine Übertragungsrolle 42 ist an der Trommelpatrone 4 vorgesehen und besteht aus leitfähigem porösen Gummimaterial wie z. B. aus porösem Polyurethanschaum (Schwamm). Auf diese Übertragungsrolle 42 wird eine Übertragungsspannung angewendet, und sie wird gegen die fotoempfindliche Trommel 40 gedrückt, um das Tonerbild auf der fotoempfindlichen Trommel 40 auf ein Blatt zu übertragen. Eine Abfalltonerbox (Reiniger) 43 streift Resttoner von der fotoempfindlichen Trommel 40 unter Verwendung einer Abstreifklinge 44 ab und nimmt den abgestreiften Toner auf. Ein Griff 45 ist vorgesehen, so daß ein Benutzer die Trommelpatrone 4 mit einer Hand tragen kann. Eine Rollenabdeckung 46 dient als Stopper für die Übertragungsrolle 42 und schützt die Rolle 42.
Als nächstes wird die Struktur der Entwicklungseinheit 5 beschrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 umfaßt eine Entwicklungsrolle 50 eine leitfähige elastische Rolle, die vorzugsweise aus einem leitfähigen porösen Gummimaterial wie z. B. aus leitfähigem porösen Polyurethanschaum (Schwamm) hergestellt ist. Die Entwicklungsrolle 50 rotiert im Uhrzeigersinn, wie im Diagramm gezeigt, um der fotoempfindlichen Trommel 40 einen nichtmagnetischen, Einkomponententoner zuzuführen, während der Toner mit der Haltekraft ihrer Oberfläche gehalten wird. Diese Entwicklungsrolle 50 wird mit einer vorbestimmten Andruckbreite gegen die fotoempfindliche Trommel 40 gedrückt, und eine Entwicklungsvorspannung von etwa -300 V wird auf sie angewendet. Eine Schichtdickenbegrenzungsklinge 51, die aus einer 0,1 mm dicken rostfreien Platte besteht, dient dazu, die Dicke der Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle 50 auf eine vorbestimmte Dicke zu begrenzen. Diese Schichtdickenbegrenzungsklinge 51 wird gegen die Entwicklungsrolle 50 gedrückt, und eine negative Spannung von etwa -400 V wird auf sie angewendet. Diese angewendete Spannung gestattet es, daß die Schichtdickenbegrenzungsklinge 51 dem Toner negative Ladungen zuführt, um den Toner beim Begrenzen der Dicke der Tonerschicht zwingend negativ zu laden. Daher kann der Toner selbst unter der Bedingung einer hohen Feuchtigkeit und einer hohen Temperatur stabil geladen werden. Eine Rücksetzrolle 52 ist aus leitfähigem Schwammaterial. Diese Rücksetzrolle 52 ist angeordnet, um der Entwicklungsrolle 50 zugewandt zu sein, und rotiert in derselben Richtung wie die Entwicklungsrolle 50. Auf die Rücksetzrolle 52 wird eine Vorspannung von -400 V angewendet, um den Toner von der Entwicklungsrolle 50 rechts im Diagramm abzustreifen und den Toner der Entwicklungsrolle 50 links im Diagramm zuzuführen.
Paddelrollen 53 und 54 rotieren, um den nichtmagnetischen, Einkomponententoner in der Entwicklungseinheit 5 zu verrühren und den Toner zu laden. Zusätzlich führen die Paddelrollen 53 und 54 den verrührten Toner hin zu der Rücksetzrolle 52. Ein Tonerkassettenbehälter 55 enthält eine Tonerkassette 56, die den nichtmagnetischen, Einkomponententoner enthält. Diese Tonerkassette 56 ist in den Tonerkassettenbehälter 55 lösbar eingesetzt. Ein Tonerzuführhebel 57 ist in der Tonerkassette 56 vorgesehen und rotiert, um den Toner in der Tonerkassette 56 in die Entwicklungseinheit 5 zu führen. Die Tonerkassette 56 ist mit einem Griff 58 versehen, so daß ein Benutzer die Tonerkassette 56 mit einer Hand halten kann. Blattführungsrippen 59 bilden zusammen mit der Rollenabdeckung 46 einen Weg zum Führen des Blattes zwischen der fotoempfindlichen Trommel 40 und der Übertragungsrolle 42.
In dieser Ausführungsform wird ein U-förmiger Zuführweg 3 gebildet, der sich von der Blattkassette 12 aus erstreckt und durch die Prozeßpatrone 2 die Ausgaberollen 36 erreicht.
Die Funktion dieses Druckers wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 4 beschrieben. Ein Blatt in der Blattkassette 12 wird durch die Aufnahmerolle 30 aufgenommen und stößt gegen die Widerstandsrolle 31. Nachdem das führende Ende durch die Widerstandsrolle 31 ausgerichtet ist, wird dieses Blatt längs des U-förmigen Zuführweges 3 hin zu der fotoempfindlichen Trommel 40 geführt. Wenn das aufgenommene Blatt die Widerstandsrolle 31 erreicht, beginnt indessen die optische Einheit 7, die fotoempfindliche Trommel 40 mit einem Lichtbild zu belichten. Als Resultat wird das Potential auf dem mit dem Bild belichteten Abschnitt der fotoempfindlichen Trommel 40, die durch den Bürstenlader 41 auf -600 V geladen worden ist, Null, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, das dem Bild entspricht, das zu kopieren ist.
Da in der Entwicklungseinheit 5 eine Vorspannung von -300 V auf die Entwicklungsrolle 50 angewendet wird, haftet der negativ geladene Toner auf dem mit dem Bild belichteten Abschnitt mit dem Nullpotential der fotoempfindlichen Trommel 40, wobei ein Tonerbild auf ihr erzeugt wird. Das Tonerbild auf der fotoempfindlichen Trommel 40 wird durch die Übertragungsrolle 42 auf Grund der elektrostatischen Kraft und des Druckes auf das Blatt übertragen, das durch die Widerstandsrolle 31 zugeführt wurde. Die Rückseite des Blattes, das an der fotoempfindlichen Trommel 40 elektrostatisch adsorbiert wird, wird durch die Ladungen, die durch den Blatttrenner 8 zugeführt werden, entelektrisiert, so daß dieses Blatt von der fotoempfindlichen Trommel 40 getrennt wird. Das getrennte Blatt wird der thermischen Fixiereinheit 6 zugeführt, wo das Tonerbild durch die Wärmerolle 60 auf dem Blatt thermisch fixiert wird. Das Blatt mit fixiertem Bild wird dann durch die Ausgaberollen 36 an das Ablagefach 14 ausgegeben.
Ein Blatt, das durch die aufgezogene Führung zum manuellen Zuführen 32 manuell zugeführt wurde, wird gleichfalls durch die Zuführrolle 33 hin zu der fotoempfindlichen Trommel 40 transportiert. Das Tonerbild auf der fotoempfindlichen Trommel 40 wird durch die Übertragungsrolle 42 auf Grund der elektrostatischen Kraft und des Druckes auf das Blatt übertragen. Das Blatt, das an der fotoempfindlichen Trommel 40 elektrostatisch adsorbiert wird, wird durch die Ladungen, die durch den Blatttrenner 8 zugeführt werden, von der fotoempfindlichen Trommel 40 getrennt. Das getrennte Blatt wird dann der thermischen Fixiereinheit 6 zugeführt, wo das Tonerbild auf dem Blatt durch die Wärmerolle 60 thermisch fixiert wird. Das resultierende Blatt wird dann durch die Ausgaberollen 36 an das Ablagefach 14 ausgegeben.
In dem Diagramm von Fig. 5, das die Vorrichtung zeigt, deren vordere und obere Abdeckungen geöffnet sind, ist die vordere Abdeckung um den Abdeckungsrotationsschaft 34 herum nach rechts vorn im Diagramm geöffnet. Auf dieser vorderen Abdeckung 10 sind die Führung zum manuellen Zuführen 32, die Zuführrolle 33, der Blatttrenner 8, die thermische Fixiereinheit 6 und eine obere Ausgabe-(Antriebs-)-Rolle 36a des Ausgaberollenpaares 36 vorgesehen. Die obere Abdeckung 11 ist um einen Rotationsschaft herum, der nicht gezeigt ist, nach oben von der Vorrichtung geöffnet (nach oben in dem Diagramm). Eine untere Ausgabe-(Klemm-)-Rolle 36b des Ausgaberollenpaares 36 ist auf der oberen Abdeckung 11 vorgesehen.
Demzufolge wird, wie in Fig. 6A und 5 gezeigt, wenn die vordere Abdeckung 10 durch Entriegeln eines Verriegelungshebels 18 der vorderen Abdeckung 10 geöffnet wird, der U- förmige Zuführweg 3 geöffnet, der sich von der Widerstandsrolle 31 zu den Ausgaberollen 36 erstreckt, wodurch es leichter wird, irgendein verklemmtes Blatt zu entfernen. Falls die Übertragungsrolle 42 von der korrekten Position verlagert wird, wobei sie der fotoempfindlichen Trommel 40 zugewandt ist, d. h., falls eine Parallelverschiebung und verschobene Position zu der fotoempfindlichen Trommel 40 vorhanden ist, kann die Bildübertragung nicht korrekt ausgeführt werden. Im Hinblick darauf ist die Übertragungsrolle 42 an der Prozeßpatrone 2 vorgesehen. Obwohl diese Konstruktion den Raum zwischen der fotoempfindlichen Trommel 40 und der Übertragungsrolle 42 nicht öffnet, kann ein verklemmtes Blatt ohne jegliches Problem leicht entfernt werden, selbst wenn jener Abschnitt nicht frei wird.
Ähnlich besteht der Grund dafür, daß die gesamte thermische Fixiereinheit 6 auf der vorderen Abdeckung 10 vorgesehen ist, darin, daß dann, falls die thermische Fixiereinheit 6 geteilt wäre, um den Zuführweg zu öffnen, ein Teil der thermischen Fixiereinheit 6 über der Prozeßpatrone 2 vorgesehen sein müßte, wodurch ein Benutzer beim Herausziehen der Prozeßpatrone 2 behindert würde. Obwohl diese Konstruktion den Raum zwischen der Wärmerolle 60 der thermischen Fixiereinheit 6 und der Stützrolle 61 nicht öffnet, kann ein verklemmtes Blatt ohne jegliches Problem leicht entfernt werden, selbst wenn jener Abschnitt nicht frei wird.
Bei der Operation zum Öffnen der Abdeckung 10 und 11 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, die vordere Abdeckung 10 über der oberen Abdeckung 11 an dem Blattausgabeabschnitt vorgesehen, so daß die obere Abdeckung 11 nur frei wird, wenn die vordere Abdeckung 10 geöffnet ist. Wenn die vordere Abdekkung 10 geöffnet ist und als nächstes die obere Abdeckung 11 geöffnet wird, wie in Fig. 6B gezeigt, sind deshalb der obere Abschnitt der Vorrichtung und ein Teil des vorderen Abschnittes der Vorrichtung geöffnet, wie in Fig. 5 gezeigt. Daher kann die Tonerkassette 56 von der Vorderseite der Vorrichtung aus leicht gelöst oder eingesetzt werden, während die Prozeßpatrone 2 in der Vorrichtung installiert bleibt, wodurch es möglich ist, die Tonerkassette 56 allein auszutauschen.
Da die Vorderseite der Vorrichtung durch Öffnen der vorderen Abdeckung 10 geöffnet wird und der obere Abschnitt der Vorrichtung durch Öffnen der oberen Abdeckung 11 geöffnet wird, wie in Fig. 7 gezeigt, kann auch das Einsetzen und Lösen der Prozeßpatrone 2 leicht erfolgen. Selbst wenn die Prozeßpatrone 2 groß ist, ist deshalb der Austausch leicht. Mit anderen Worten, die Prozeßpatrone 2 kann große Abmessungen haben, besonders die Entwicklungseinheit 5 in der Prozeßpatrone 2 kann groß sein, so daß die Menge des aufnehmbaren Entwicklers vergrößert werden kann, wodurch der Austauschzyklus der Entwicklungseinheit 5 beträchtlich verlängert werden kann.
Da ferner der Entwickler durch den Austausch der Kassette 56 allein ergänzt werden kann, kann der Austauschzyklus der Entwicklungseinheit 5 verlängert werden. Da des weiteren die Abdeckungen 10 und 11 separat von den Ausgaberollen 36 geöffnet werden, die separat von den Abdeckungen 10 und 11 vorgesehen sind, kann der gesamte U-förmige Zuführweg 3 geöffnet werden, wodurch das Entfernen eines eingeklemmten Blattes erleichtert wird.
Nun wird die Struktur zum Lösen und Einsetzen der Prozeßpatrone und der Entwicklungseinheit beschrieben. Fig. 8 ist eine Seitenansicht der auseinandergezogenen Prozeß patrone in Fig. 4, Fig. 9 ist eine Schnittansicht der eingebauten Prozeßpatrone von Fig. 8, Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Einbaumechanismus der Prozeßpatrone von Fig. 8, Fig. 11 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Elemente des Einbaumechanismus der Prozeßpatrone in Fig. 10, und Fig. 12 ist eine Seitenansicht der eingebauten Prozeßpatrone.
Die Trommelpatrone 4 enthält, wie in Fig. 8 gezeigt, einen Patronenrahmen 47. Auf dem oberen Teil des Patronenrahmens 47 sind die fotoempfindliche Trommel 40, der Bürstenlader 41, die Übertragungsrolle 42, die Abfalltonerbox 43, eine Rollenabdeckung 46, ein Antriebszahnrad 49 der fotoempfindlichen Trommel 40 und ein Stopperblock 470, an dem eine Druckfeder der Entwicklungseinheit 5 blockiert wird, vorgesehen. Und der untere Teil des Patronenrahmens bildet den Behälter der Entwicklungseinheit 5. Ferner ist in der Mitte des Patronenrahmens 47 ein Drehpunktloch 48 vorgesehen, in das ein Verbindungsstab P einzusetzen ist, der in Fig. 10 gezeigt ist.
Die Entwicklungseinheit 5 enthält einen Entwicklungseinheitsrahmen 500, der die Seitenplatte der Entwicklungseinheit 5 bildet. In der Mitte dieses Entwicklungseinheitsrahmens 500 ist ein freies Montageloch 501 vorgesehen, in das der Verbindungsstab P frei montiert wird. Ein Antriebszahnrad 510 ist an der rechten Endposition des Entwicklungseinheitsrahmens 500 vorgesehen. Eine Druckfeder (Schraubenfeder) 512 ist auf der linken Seite des freien Montagelochs 501 in dem Entwicklungseinheitsrahmen 500 vorgesehen. Ferner ist ein Evakuierungshebel 502, der sich in dem Diagramm in die rechte und linke Richtung bewegt, auf der Seite des Entwicklungseinheitsrahmens 500 vorgesehen. Wenn dieser Evakuierungshebel 502 hin zu der linken Richtung in dem Diagramm gestellt wird, verbindet dessen Spitze mit einem Fixierstab 471 der Trommelpatrone 4, wodurch die Entwicklungseinheit 5 im Uhrzeigersinn um das freie Montageloch 501 (Drehpunkt) herum rotierbar bewegt wird, um die Entwicklungsrolle 50 von der fotoempfindlichen Trommel 40 hinweg zu heben.
Die Entwicklungseinheit 5 wird in die Trommelpatrone 4 über deren untere Seite eingesetzt, danach wird das freie Montageloch 501 der Entwicklungseinheit 5 an dem Drehpunktloch 48 der Trommelpatrone 4 positioniert. Dann wird der Verbindungsstab P in das Drehpunktloch 48 des Patronenrahmens 47 in der Trommelpatrone 4 von beiden Seiten des Lochs 48 eingesetzt, wie in Fig. 10 gezeigt. Daher durchdringt der Verbindungsstab P das Drehpunktloch 48 der Trommelpatrone 4 und wird dann frei in das freie Montageloch 501 der Entwicklungseinheit 5 eingesetzt, wie in Fig. 11 gezeigt. Der Verbindungsstab P wird an dem Patronenrahmen 47 befestigt, indem ein Hakenabschnitt des Stabes P an einen Block P1 gehängt wird.
Die Entwicklungseinheit 5 wird, wie in Fig. 9 und 12 gezeigt, in der Trommelpatrone 4 aufgenommen, wobei sie in sie installiert und eingebaut wird. Von diesem Moment an ist die Entwicklungseinheit 5 um den Verbindungsstab P als Resultat der freien Montage des Verbindungsstabes P in das freie Montageloch 501 rotierbar beweglich. Die Druckfeder 512 der Entwicklungseinheit 5 stößt gegen den Verbindungsblock 470 der Trommelpatrone 4, wodurch der Entwicklungseinheit 5 ein Drehimpuls entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Drehpunkt herum verliehen wird, wodurch die Entwicklungsrolle 50 dann gegen die fotoempfindliche Trommel 40 drücken kann, wie in Fig. 9 gezeigt.
Demzufolge kann das Positionieren der Entwicklungsrolle 50 und der fotoempfindlichen Trommel 40 erreicht werden, indem das freie Montageloch 501 der Entwicklungseinheit 5 an dem Drehpunktloch 48 der Trommelpatrone 4 positioniert wird, wodurch es unnötig wird, den Positionierungsmechanismus vorzusehen.
Zum Lösen der Entwicklungseinheit 5 aus der Trommelpatrone 4 wird der Verbindungsstab P aus dem Drehpunktloch 48 des Patronenrahmens 47 in der Trommelpatrone 4 durch Entriegeln des Blockers P1 des Verbindungsstabs P herausgezogen. So wird die Verbindung der Entwicklungseinheit 5 mit der Trommelpatrone 4 entriegelt, wodurch die Trommelpatrone 4 und die Entwicklungseinheit 5 getrennt werden, wie durch Pfeile in Fig. 10 gezeigt.
Die Trommelpatrone 4 und die Entwicklungseinheit 5 können zusammengebaut und getrennt werden, wie oben beschrieben, wodurch die eingebaute Einheit 2 von der Vorrichtung gelöst und in die Vorrichtung eingesetzt werden kann, indem der Griff 45 der Trommelpatrone 4, die mit der Entwicklungseinheit 5 verbunden ist, mit einer Hand ergriffen wird, wie in Fig. 12 gezeigt.
Zum Austausch der Entwicklungseinheit 5 allein wird die Prozeßpatrone 2 gemäß der oben beschriebenen Struktur aus der Vorrichtung herausgezogen, wobei dann der Verbindungsstab P herausgezogen wird, wodurch die Entwicklungseinheit 5 von der Trommelpatrone 4 getrennt wird. Dann wird eine neue Entwicklungseinheit 5 in die Trommelpatrone 4 eingesetzt, wobei der Verbindungsstab P eingeführt wird, wodurch die Entwicklungseinheit 5 dann an der Trommelpatrone 4 installiert ist. Durch Einsetzen der verbundenen Prozeßpatrone 2 in die Vorrichtung kann der Austausch der Entwicklungseinheit 5 allein ausgeführt werden.
Für das Austauschen der Trommelpatrone 4 allein wird die Prozeßpatrone 2 aus der Vorrichtung entfernt, wobei dann der Verbindungsstab P herausgezogen wird, wodurch die Entwicklungseinheit 5 von der Trommelpatrone 4 getrennt wird. Die Entwicklungseinheit 5 wird dann in eine neue Trommelpatrone 4 eingesetzt, und der Verbindungsstab P wird in die Trommelpatrone 4 eingeführt, wodurch die Entwicklungseinheit 5 dann in die Trommelpatrone 4 installiert ist. Durch Einsetzen der verbundenen Prozeßpatrone 2 in die Vorrichtung kann der Austausch der Trommelpatrone 4 allein ausgeführt werden.
Zum Austauschen sowohl der Trommelpatrone 4 als auch der Entwicklungseinheit 5 zu derselben Zeit wird die Prozeßpatrone 2, die mit der Entwicklungseinheit 5 verbunden ist, ähnlich aus der Vorrichtung herausgezogen, und eine neue Prozeßpatrone 2 wird in die Vorrichtung eingesetzt, wodurch der Austausch der Trommelpatrone 4 und der Entwicklungseinheit 5 zu derselben Zeit möglich ist.
In jedem der obigen Fälle kann das Einsetzen und das Lösen aus der Vorrichtung durch eine einzelne Austauschoperation mit der Prozeßpatrone 2 als Einheit zum Austauschen ausgeführt werden, wodurch die Austauschoperation leichter wird. Indem die Entwicklungseinheit 5 trennbar gebildet ist, wird alternativ das Positionieren der Entwicklungseinheit 5 an der fotoempfindlichen Trommel 40 unnötig. Des weiteren kann die Entwicklungseinheit 5 an der Patrone 4 durch das Einsetzen des Stabes P angebracht werden und von der Patrone 4 durch Herausziehen des Stabes P gelöst werden. Unter Verwendung eines einfachen Mechanismus und mit einer einfachen Operation wird das Einsetzen und Lösen der Entwicklungseinheit 5 möglich, wie oben beschrieben.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 und 14 der Drehpunkt der Entwicklungseinheit 5 beschrieben. Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Antriebsmechanismus der Entwicklungseinheit, und Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern des Antriebsmechanismus der Entwicklungseinheit.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 ist der Antriebsmechanismus 9 zum Antreiben der Entwicklungseinheit 5 an einem Basisrahmen 100 der Vorrichtung vorgesehen. Gemäß dem Antriebsmechanismus 9 ist ein Entwicklungseinheitsantriebsmotor 90 an einem Motorinstallationsrahmen 101 des Basisrahmens 100 vorgesehen. Ein Motorzahnrad 92 ist an dem Schaft des Motors 90 vorgesehen. Ferner ist ein Körperzahnrad 93, das mit dem Motorzahnrad 92 im Eingriff steht, an dem Installationsrahmen 101 vorgesehen. Ein Hebel 94 ist an dem Schaft des Körperzahnrades 93 vorgesehen. Eine Feder 95, die den Hebel 94 im Uhrzeigersinn aktiviert, ist an einem Ende des Hebels 94 vorgesehen, und ein Planetenzahnrad 96, das mit dem Körperzahnrad 93 im Eingriff steht ist an dem anderen Ende des Hebels 94 vorgesehen. Dieses Planetenzahnrad 96 steht mit dem Antriebszahnrad 510 der Entwicklungseinheit 5 im Eingriff.
Ein Einheitsstützrahmen 102 ist in der Mitte des Basisrahmens 100 vorgesehen. Eine Positionierungsnut 98a und ein Verbindungsstab 98b sind auf dem Einheitsstützrahmen 102 vorgesehen. Ein Einheitspositionierungsstab (Fixierstab) 471 der Trommelpatrone 4 ist frei in die Positionierungsnut 98a montiert und wird durch den Verbindungsstab 98b verbunden, wodurch die Trommelpatrone 4 gestützt wird.
Die Entwicklungseinheit 5 ist, wie in Fig. 13 und 14 gezeigt, mit einem Antriebszahnrad 510 versehen, zum Eingreifen in das Planetenzahnrad 96 des Antriebsmechanismus 9, mit einem Zwischenzahnrad 511 zum Eingreifen in das Antriebszahnrad 510, einem Entwicklungsrollenzahnrad 50a, das zum Eingreifen in das Zwischenzahnrad 511 dient und an dem Schaft der Entwicklungsrolle 50 vorgesehen ist, einem Rücksetzrollenzahnrad 52a, das zum Eingreifen in das Zwischenzahnrad 511 dient und an dem Schaft der Rücksetzrolle 52 vorgesehen ist, und einem Räderzug, der nicht gezeigt ist, zum Eingreifen in das Rücksetzrollenzahnrad 52a und Rotieren der Paddelrollen 53 und 54 und eines Zuführhebels 57 der Entwicklerkassette 56.
Wenn die Prozeßpatrone 4 in die Vorrichtung eingesetzt ist, wird bei der obigen Struktur ein Drehimpuls des Motors 90 auf das Antriebszahnrad 510 der Entwicklungseinheit 5 über die Zahnräder 92, 93 und 96 übertragen. In der Entwicklungseinheit 5 wird das Entwicklungsrollenzahnrad 50a durch das Antriebszahnrad 510 über das Zwischenzahnrad 511 ange trieben, wodurch die Entwicklungsrolle 50 im Uhrzeigersinn rotiert wird. Das Zwischenzahnrad 511 treibt das Rücksetzrollenzahnrad 52a an, wodurch die Rücksetzrolle 52, die Paddelrollen 53 und 54 und der Zuführhebel 57 rotiert werden.
Wenn die Prozeßpatrone 2 in der Vorrichtung installiert wird, tritt in diesem Fall die Positionsveränderung zwischen dem Schaft des Antriebszahnrades 510 der Entwicklungseinheit 5 und dem Schaft des Planetenzahnrades 96 auf der Seite der Vorrichtung auf Grund einer Dispersion beim Positionieren der Prozeßpatrone 2 auf. Zum Verhindern dieser Veränderung wird das Planetenzahnrad 96 durch den Hebel 94 hin zu der Richtung gedrückt, in der das Zahnrad 96 in das Antriebszahnrad 510 eingreift (Richtung eines Pfeils in Fig. 13).
Die Entwicklungseinheit 5 ist, wie oben beschrieben, um den Verbindungsstab P als Drehpunkt an der Trommelpatrone 4, die die fotoempfindliche Trommel 40 enthält, herum rotierbar beweglich. Zu der Zeit des Druckens wird ein Drehimpuls durch die Druckfeder 512 verliehen, um die Entwicklungsrolle mit der fotoempfindlichen Trommel 40 zu kontaktieren. Wenn kein Drucken erfolgt, kollidiert der Evakuierungshebel 502 (siehe Fig. 8), der durch eine Evakuierungsantriebsquelle (nicht gezeigt) betrieben wird, mit dem Fixierstift 471 der Trommelpatrone 4, wodurch die Entwicklungsrolle 50 von der fotoempfindlichen Trommel 40 getrennt wird, indem dem Druck der Druckfeder 512 in der Entwicklungseinheit 5 widerstanden wird.
Eine Abstandsrolle (nicht gezeigt) ist an einem Schaft vorgesehen, an dem auch die Entwicklungsrolle 50 vorgesehen ist, um einen vorgeschriebenen Wert eines Kontaktierungsbetrages in der Umfangsrichtung sowohl von der Entwicklungsrolle 50 als auch von der fotoempfindlichen Trommel 40 zu erhalten. Auf der Basis des Kontaktes zwischen der Abstandsrolle und der fotoempfindlichen Trommel 40 wird der Abstand zwischen der axialen Mitte der Entwicklungsrolle 50 und jener der fotoempfindlichen Trommel 40 bestimmt, wodurch der Deformationsbetrag, d. h., der Kontaktierungsbetrag, der Entwicklungsrolle 50 ermittelt wird.
Bei der obigen Struktur sind die fotoempfindliche Trommel 40 und die Entwicklungsrolle 50 jeweilig in der Trommelpatrone 4 und der Entwicklungseinheit 5 vorgesehen. Da die Trommelpatrone 4 um den Drehpunkt (Fixierstab) 471 herum rotierbar bewegt wird (siehe Fig. 13) und die Entwicklungseinheit 5 um den Drehpunkt (Verbindungsstab) P herum rotierbar bewegt wird, wird jede Antriebskraft von der Vorrichtungsseite separat angewendet.
Aus diesem Grund wird die Druckkraft, die durch die Entwicklungsrolle 50 der Entwicklungseinheit 5 gegen die fotoempfindliche Trommel 40 gegeben ist, durch eine Kraft in der Druckwinkelrichtung (eine Operationskraft des Antriebszahnrades) beeinflußt, um durch das Planetenzahnrad 96, das auf der Seite der Vorrichtung zum Antreiben der Entwicklungseinheit 5 angeordnet ist, auf das Antriebszahnrad 510 der Entwicklungseinheit 5 angewendet zu werden. Die Kraft in der Druckwinkelrichtung schwankt auf Grund des Eingriffes des Planetenzahnrades 96 mit dem Antriebszahnrad 510, wie oben beschrieben, so daß die Druckkraft, die durch die Entwicklungsrolle 50 gegeben ist, verändert wird. Als Resultat tritt möglicherweise ein Verschleiß der Abstandsrolle oder eine unzulängliche Entwicklung auf Grund der Trennung der Entwicklungsrolle 50 von der fotoempfindlichen Trommel 40 auf.
Eine Kraft, die durch das Planetenzahnrad 96 auf das Antriebszahnrad 510 gegeben ist, wie in Fig. 14 gezeigt, besteht aus einer Kraft A in der Druckwinkelrichtung (eine Operationskraft des Antriebszahnrades 510) des Planetenzahnrades 96, das die Antriebskraft vorsieht, die zum rotierenden Antreiben der Entwicklungsrolle 50 der Entwicklungseinheit 5 erforderlich ist, und einer Kraft B in der Richtung, in der das Planetenzahnrad 96 in das Antriebszahnrad 510 der Entwicklungseinheit 5 eingreift (eine Zahnradantriebskraft). Die Position des Drehpunktes (Verbindungsstab) P wird deshalb bestimmt, um eine resultierende Kraft Fc, die aus der Kraft A in der Druckwinkelrichtung und der Kraft B in der Eingriffsrichtung besteht, direkt für den Drehpunkt P der Entwicklungseinheit 5 zu bilden. Im Gegensatz dazu kann dasselbe realisiert werden, indem auf obige Weise die Position des Planetenzahnrades 96 anstelle jener des Drehpunktes P festgelegt wird.
Da die resultierende Kraft Fc auf den Drehpunkt P gerichtet ist, wird auf Grund der Kraft A in der Druckwinkelrichtung kein Drehimpuls um den Drehpunkt P herum erzeugt, und die Veränderung der Druckkraft der Entwicklungsrolle 50, die durch die Kraft in der Druckwinkelrichtung verursacht wird, kann verhindert werden.
In einem Kontaktentwicklungssystem ist es erforderlich, die Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 40 und jener der Entwicklungsrolle 50 beizubehalten. Die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle 50 wird nämlich eingestellt, um schneller als jene der fotoempfindlichen Trommel 40 zu sein, wodurch die Adsorption von Toner stabilisiert wird. Aus diesem Grund wird eine Lastrückwirkungskraft Fp wie eine Rotationsbremse in der Entwicklungsrolle 50 durch den Kontakt der fotoempfindlichen Trommel 40 während der Entwicklungsoperation erzeugt.
Die Lastrückwirkungskraft Fp bewirkt auch die Veränderung der Druckkraft der Entwicklungsrolle 50 gegen die fotoempfindliche Trommel 40. Aus diesem Grund wird der Drehpunkt P der Entwicklungseinheit 5 in der Richtung einer Bremslast positioniert, die durch die Entwicklungsrolle 50 während ihrer Rotation von der fotoempfindlichen Trommel 40 empfangen wird, das heißt, in einer Richtung einer Tangentenlinie sowohl zu der fotoempfindlichen Trommel 40 als auch zu der Entwicklungsrolle 50 an der Position, wo die Entwicklungsrolle 50 die fotoempfindliche Trommel 40 berührt, wie in Fig. 14 gezeigt. Durch dieses Mittel wird die Erzeugung eines Drehimpulses um den Drehpunkt P herum durch das Anwenden der Lastrückwirkungskraft Fp verhindert, wodurch die Veränderung der Druckkraft der Entwicklungsrolle 50 unterdrückt wird.
Ferner verändert sich in der Entwicklungseinheit 5 das Schwerezentrum der Entwicklungseinheit 5 gemäß der Menge des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 5, wodurch Veränderungen der Druckkraft der Entwicklungsrolle 50 in dem Fall einer Entwicklungseinheit des Rotationsbewegungstyps bewirkt werden. Aus diesem Grund ist die Position des Rotationspunktes P der Entwicklungseinheit 5 auf einer vertikalen Linie angeordnet, die das Schwerezentrum der Entwicklungseinheit 5 enthält, wie in Fig. 14 gezeigt. Mit der obigen Struktur wird der Einfluß, der sich aus der Veränderung der Position des Schwerezentrums der Entwicklungseinheit 5 gemäß der Veränderung der Menge des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 5 ergibt, reduziert, wodurch die Veränderung des Drucks verringert werden kann, mit dem die Entwicklungsrolle 50 gegen die fotoempfindliche Trommel 40 drückt.
Die Position der Druckfeder 512, die ein Druckmittel ist, um der Entwicklungseinheit 5 den Drehimpuls zu verleihen, ist zu dem Drehpunkt P mit der Kontaktposition der fotoempfindlichen Trommel 40 mit der Entwicklungsrolle 50 symmetrisch, wie in Fig. 14 gezeigt. Auf diese Weise kann die Rückwirkungskraft, die die Entwicklungsrolle 50 von der fotoempfindlichen Trommel 40 empfängt, und die Druckkraft der Druckfeder 512 um den Drehpunkt P herum ausgeglichen sein, wodurch die Druckkraft der Entwicklungsrolle 50 stabilisiert wird.
Die Druckfedern 512 der Entwicklungseinheit 5 sind als Schraubenfeder auf beiden Seiten der Entwicklungseinheit 5 vorgesehen, wie in Fig. 13 gezeigt. Auf diese Weise ist es möglich, einen Druck auf beiden Seiten in der Druckbreitenrichtung der Entwicklungseinheit 5 anzuwenden, wodurch die Druckdifferenz zwischen beiden Seiten der Entwicklungseinheit 5 auf Grund des Drehens der Entwicklungseinheit 5 absorbiert werden kann.
Ferner können an den obigen Ausführungsformen die folgenden Abwandlungen bei der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Als erste Abwandlung ist es hinsichtlich der Blätter PP möglich, andere Druckmedien anstelle normaler Papierblätter zu verwenden. Zweitens sind auch andere Bilderzeugungsvorrichtungen wie Kopiermaschinen, Faksimilevorrichtungen und dergleichen einsetzbar, obwohl in den obigen Ausführungsformen ein Drucker als Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung diente. Drittens können auch bekannte Entwickler wie magnetische, Einkomponenten- oder Zweikomponentenentwickler eingesetzt werden, obwohl die Entwicklungseinheit mit nichtmagnetischem, Einkomponentenentwickler erläutert wurde. Viertens kann ein anderer lichtempfindlicher Träger als der trommelförmige eingesetzt werden, wie z. B. andere endlose Träger mit einem endlosen bandförmigen Träger, und ein anderes Lademittel als der Bürstenlader kann eingesetzt werden, wie z. B. ein Corotron, etc.
Da die Entwicklungseinheit, wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung an der Trommelpatrone, die mit einem lichtempfindlichen Träger, einem Lademittel und einem Reiniger versehen ist, entfernbar vorgesehen ist, kann der Austausch von irgendeiner einer Entwicklungseinheit und einer Trommelpatrone allein und von beiden durch eine einmalige Operation zum Einsetzen und Lösen aus der Vorrichtung erreicht werden. Sie kann deshalb zur effektiven Nutzung von Ressourcen dienen, während die Austauschoperation erleichtert werden kann. Ferner hat sie den weiteren Vorteil, daß kein Positionierungsmechanismus in der Vorrichtung benötigt wird, da die Positionierung durch einfaches Installieren der Entwicklungseinheit an der Trommelpatrone erreicht werden kann, selbst wenn die Entwicklungseinheit allein entnommen wird.

Claims

1. Austauschbare Prozeßpatrone für eine Bilderzeugungsvorrichtung, die umfaßt: einen endlosen lichtempfindlichen Träger (40), ein Lademittel (41) zum Laden des lichtempfindlichen Trägers, einen Patronenrahmen (47), auf dem der lichtempfindliche Träger und das Lademittel montiert sind, und eine Entwicklungseinheit (5), die auf dem Patronenrahmen vorgesehen ist, zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem lichtempfindlichen Träger;

dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinheit (5) auf dem Patronenrahmen (47) lösbar montiert ist und einen Rahmen (500) enthält, ein Drehpunktloch (48) in dem Patronenrahmen vorgesehen ist und ein freies Montageloch (501) in dem Rahmen der Entwicklungseinheit vorgesehen ist und für die Installation der Entwicklungseinheit (5) in dem Patronenrahmen ein Verbindungsstab (P) in das Drehpunktloch und das freie Montageloch frei montiert wird.

2. Patrone nach Anspruch 1, bei der die Entwicklungseinheit (5) eine Entwicklungseinheit des Kontakttyps ist, die ein elektrostatisches latentes Bild auf dem lichtempfindlichen Träger (40) entwickelt, indem eine Entwicklungsrolle (50), die an einem Ende der Entwicklungseinheit (5) zum Zuführen von internem Entwickler vorgesehen ist, auf den lichtempfindlichen Träger angewendet wird, und zum Anwenden der Entwicklungsrolle (50) auf den Träger (40) bezüglich des Patronenrahmens (47) rotierbar ist.

3. Patrone nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Drehpunkt der Entwicklungseinheit (5) an einer Position auf der Tangentenlinie an dem Kontaktpunkt des lichtempfindlichen Trägers (40) und der Entwicklungsrolle (50) vorgesehen ist.

4. Patrone nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der die Entwicklungseinheit ferner ein Mittel (512) enthält, zum Anwenden eines Drucks auf die Entwicklungseinheit um den Drehpunkt herum an der Position, die zu der Position symmetrisch ist, wo die Entwicklungsrolle (50) den lichtempfindlichen Träger (40) kontaktiert, um die Entwicklungsrolle gegen den lichtempfindlichen Träger zu drücken.

5. Patrone nach Anspruch 4, bei der das Druckanwendungsmittel ein Paar von Schraubenfedern (512) enthält, die auf beiden Seiten der Entwicklungseinheit vorgesehen sind, und der Patronenrahmen (47) einen Stopperblock (470) für jede der Schraubenfedern enthält.

6. Patrone nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der die Position des Drehpunktes der Entwicklungseinheit auf einer vertikalen Linie angeordnet ist, die das Schwerezentrum der Entwicklungseinheit enthält.

7. Patrone nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch und ferner mit einem Reiniger (44) zum Reinigen des lichtempfindlichen Trägers von Resttoner.

8. Bilderzeugungsvorrichtung mit einer austauschbaren Prozeßpatrone nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch.

9. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 8 und mit einem optischen Mittel (7) zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Trägers mit einem Lichtbild, in der die Entwicklungseinheit eine Entwicklungsrolle (50) enthält, zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem lichtempfindlichen Träger; die Patrone ein Übertragungsmittel (42) enthält, zum Übertragen eines Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Träger auf ein Blatt; ein Zahnrad (510) an der Entwicklungseinheit vorgesehen ist, zum Antreiben der Entwicklungsrolle (50); ein Antriebszahnrad (96) mit dem Zahnrad (510) der Entwicklungsrolle im Eingriff steht, das an solch einer Position angeordnet ist, daß die Resultierende (Fc) der Kraft (A) in der Druckwinkelrichtung und der Kraft (B) in der Eingriffsrichtung mit dem Zahnrad der Entwicklungseinheit hin zu dem Drehpunkt gerichtet ist; und ein Antriebsmittel (9) zum Rotieren des Antriebszahnrades vorgesehen ist.