DE69721937T2

DE69721937T2 - Entwicklungseinheit und elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69721937T2
Application number: DE69721937T
Authority: DE
Inventors: Kouji Hashimoto; Kenji Matsuda; Yoshiro Tsuchiya
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: EP0840178A2; EP0840178B1; KR100303604B1; DE69721937D1; KR19980032615A; US6101352A; AU713349B2; CN1183582A; AU3996097A; EP0840178A3; JPH10171233A; HK1010582A1; CN1101559C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND ZUGRUNDE LIEGENDE TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Entwicklungskartusche zur Verwendung in einer elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung wie einem elektrofotografischen Kopierer, Drucker oder Ähnlichem, und eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung, in welcher diese verwendet wird.
Unter der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche mittels eines elektrofotografischen Bilderzeugungsprozesses auf einem Aufzeichnungsmaterial ein Bild erzeugt. Dies kann beispielsweise ein elektrofotografischer Kopierer, ein elektrofotografischer Drucker (LED-Drucker, Laserdrucker), ein elektrofotografisch druckendes Faxgerät und eine elektrofotografisch druckende Textverarbeitungsvorrichtung sein.
Gegenwärtig nimmt der Bedarf an elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtungen zu, die Farbbilder erzeugen können.
Bei einer bekannten Farbentwicklungskartusche werden alle vier Farbentwicklungskartuschen auf einem Revolver gehaltert (zum Beispiel die US-Patentschrift 4 707 108 oder die US-Patentschrift 5 040 031). Eine derartige Struktur ermöglicht eine sehr leistungsfähige Farbbilderzeugung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung.
Bei einer solchen Entwicklungskartusche wird der Bereich für die Aufbewahrung des Toners durch eine Tonerdichtung abgedichtet und kann geöffnet werden (zum Beispiel die US-Patentschrift 4 931 838). Das ist sehr wirksam, und die vorliegende Erfindung betrifft deren Weiterentwicklung.
In der europäischen Patentanmeldung A-0613060 wird eine Tonerkartusche beschrieben, bei der an der einen Seite einer Platte mit einer darin angebrachten Tonerzufuhröffnung ein Tonerbehälter und an der anderen Seite der Platte ein Entwicklungsrahmen befestigt ist. In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0718717 und in der US-Patentschrift US-A-5 153 649 werden Entwicklungskartuschen beschrieben, bei denen ein Tonerreservoir durch ein abziehbares Dichtungsband von einer Entwicklerübertragungseinheit getrennt wird. In EP-A-0708387 wird eine Bearbeitungskartusche beschrieben, bei der ein Tonerrahmen mit dem Entwicklungsrahmen verschweißt und ein abnehmbares Dichtungselement an einem mit dem Tonerrahmen befestigten Deckel angebracht ist.

ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG

Es ist daher eine grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungskartusche und eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der das Austreten von Toner wirksam verhindert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entwicklungskartusche und eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der Toner wirksam aufbewahrt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entwicklungskartusche und eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die auch in kleineren Abmessungen hergestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entwicklungskartusche und eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Tonerrahmen und ein Entwicklungsrahmen auf ihrem gesamten Umfang miteinander verbunden sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entwicklungskartusche und eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der zwischen einer Tonerdurchtrittsöffnung eines Entwicklungsrahmens und dem Verbindungsteil eine Tonerdichtungsöffnung bereitgestellt wird.
Diese sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klar.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung, in der eine Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Dichtungsbaugruppe und benachbarter Bauelemente einer Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtdurchgangsbaugruppe und benachbarter Bauelemente, die in einer Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtdurchgangsbaugruppe und benachbarter Bauelemente einer Lichtdurchgangsöffnung, die in einer Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Tonerrahmens gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Endteils einer Entwicklungskartusche gemäß einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Abdeckung einer Entwicklungskartusche von Fig. 8.
Fig. 10 ist eine Seitenansicht zum Veranschaulichen der Vorteile der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN

Im Folgenden werden die Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Zuerst wird eine Struktur einer elektrofotografischen Farbbilderzeugungsvorrichtung und anschließend eine Struktur einer darin verwendeten Farbentwicklungskartusche beschrieben (allgemeiner Aufbau einer elektrofotografischen Farbbilderzeugungsvorrichtung).
Fig. 1 zeigt einen allgemeinen Aufbau eines Farblaserdruckers als elektrofotografische Farbbilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
Der Farblaserdrucker P dieser Ausführungsform umfasst eine elektrofotografische lichtempfindliche Baugruppe in Form einer mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden Trommel (lichtempfindliche Trommel) 4, eine Entwicklungseinheit 8B (zum Entwickeln mit schwarzer Tonerfarbe), und drei Farbentwicklungseinheiten (eine Gelbentwicklungseinheit 8Y zum Entwickeln mit gelber Tonerfarbe, eine Magentaentwicklungseinheit 8M zum Entwickeln mit magentafarbenem Toner und eine Cyanentwicklungseinheit 8C zum Entwickeln mit cyanfarbener Tonerfarbe), die abnehmbar auf einem rotierenden oder Drehkopf (Revolver) befestigt werden können.
Unterhalb der lichtempfindlichen Trommel 4 wird eine Zwischenübertragungseinheit 3 zum Aufnehmen eines überlagert übertragenen Farbbildes und zum Übertragen des Bildes auf ein aus einer Zuführungseinheit zugeführtes Aufzeichnungsmaterial 5 bereitgestellt.
Das Aufzeichnungsmaterial 5, auf welches das Farbbild übertragen werden soll, wird zu einer Fixiereinheit 5 befördert, um das Farbbild auf dem Aufzeichnungsmaterial S zu fixieren, und dann mittels Ausgabewalzen 6a, 6b und 6c zu einer Ausgabeeinheit 7 im Oberteil der Vorrichtung befördert.
Die rotierenden oder drehbaren Farbentwicklungseinheiten und die fest angeordnete Schwarzentwicklungseinheit können unabhängig voneinander und abnehmbar am Grundkörper des Druckers befestigt werden.
Die Beschreibung erfolgt nun für die einzelnen Teile der Bilderzeugungsvorrichtung P.

Trommeleinheit

In einer Trommeleinheit 9 sind die lichtempfindliche Trommel 4 und ein Behälter 10 einer Reinigungseinheit vereint, der als Halterung für die Trommel 4 dient. Die Trommeleinheit 9 kann am Grundkörper des Druckers abnehmbar befestigt und problemlos ausgetauscht werden, wenn das Lebensende der lichtempfindlichen Trommel 4 erreicht wird.
Die lichtempfindliche Trommel 4 dieser Ausführungsart umfasst einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von ca. 62 mm sowie eine auf der Außenseite des Aluminiumzylinders angebrachte organische fotoleitende Schicht und ist auf dem Behälter 10 der Reinigungseinheit drehbar gelagert, der auch als Gehäuse für die lichtempfindliche Trommel 4 dient.
Eine Reinigungslamelle 11 und ein erstes Aufladungsmittel 17 stehen mit der äußeren Umfangsfläche der lichtempfindlichen Trommel 4 in Berührung. Die lichtempfindliche Trommel 4 nimmt die von einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor an einem Längsende übertragene Antriebskraft auf und wird während einer Bilderzeugung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.

Aufladungsmittel

Das Aufladungsmittel 12 ist ein Kontaktaufladungsmittel. Eine elektrisch leitende Walze berührt eine lichtempfindliche Trommel 4, und die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 4 wird durch Anlegen einer Spannung an die elektrische leitende Walze gleichmäßig aufgeladen.

Belichtungsmittel

Die Belichtung der lichtempfindlichen Trommel 4 erfolgt mittels eines Scanners 13. Genauer gesagt, eine Laserdiode empfängt ein Bildsignal und projiziert im zeitlichen Zusammenhang mit dem Bildsignal einen Lichtstrahl auf einen Polygonspiegel 14. Der Polygonspiegel 14 wird durch einen Scannermotor mit hoher Geschwindigkeit gedreht; der durch den Polygonspiegel 14 reflektierte Lichtstrahl wird mittels eines Abbildungsobjektivs 15 und eines Reflexionsspiegels 16 selektiv auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 4 projiziert, so dass auf der lichtempfindlichen Trommel 4 ein latentes Ladungsbild gebildet wird.

Entwicklungsmittel

Das Entwicklungsmittel enthält drei drehbare Entwicklungseinheiten 8Y, 8M und 8C zum Entwickeln der Farben Gelb, Magenta und Cyan sowie eine Schwarzentwicklungseinheit 8B zum Entwickeln der Farbe Schwarz, um das latente elektrostatische Bild sichtbar zu machen.
Die Schwarzentwicklungseinheit 8B ist eine zum Durchführen des Entwicklungsvorgangs, wenn man vom Befestigen und Lösen der Einheit am Grundkörper der Vorrichtung absieht, an einer Entwicklungsposition fest angebrachte Entwicklungseinheit. In einem geringen Abstand von ca. 300 um von der lichtempfindlichen Trommel 4 ist eine Entwicklungswalze 8BS angeordnet. Diese entwickelt ein Bild, um ein aus schwarzem Toner bestehendes schwarzes Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 4 sichtbar zu machen.
Die in Fig. 1 gezeigte Schwarzentwicklungseinheit 8B bringt über einen Zuführungsmechanismus 8BA den Toner aus dem Tonervorratsbehälter auf die Entwicklungswalze 8BS. Die auf den äußeren Umfang der Entwicklungswalze 8BS angedrückte Tonerauftraglamelle 8BB trägt den Toner in Form einer dünnen Schicht auf den äußeren Umfang der Entwicklungswalze 8BS auf, die sich in der angegebenen Uhrzeigerrichtung dreht, und überträgt die Ladung auf den Toner (triboelektrische Ladung). An die Entwicklungswalze 8BS ist eine Entwicklungsvorspannung angelegt, so dass entsprechend dem latenten elektrostatischen Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 4 eine Umkehrentwicklung (Sprungentwicklung) erfolgt, um auf der Oberfläche der Trommel ein Tonerbild zu erzeugen.
Bei dieser Ausführungsart reicht der Tonervorrat der Schwarzentwicklungseinheit 8B zum Drucken von 15000 Seiten (A4, 5% Druckfläche), was mehr als dem doppelten Tonervorrat der Entwicklungseinheiten Y, M und C entspricht, wobei der Tonerverbrauch von der Art der durch die Benutzer zu druckenden Dokumente oder Bildmuster abhängt.
Dadurch brauchen die Benutzer die Schwarzentwicklungseinheit nicht so oft auszuwechseln.
Die Schwarzentwicklungseinheit 8B befindet sich, wie in Fig. 1 gezeigt, zwischen dem Projektionsort, an dem die lichtempfindliche Trommel 4 durch den Laserstrahl aus dem Laserscanner belichtet wird, und einem Entwicklungsort, an dem die lichtempfindliche Trommel 4 einem Entwicklungsschritt durch die Entwicklungseinheiten Y, M und C unterzogen wird. Der Laserscanner ist also oberhalb der Entwicklungseinheiten angeordnet. Aufgrund dieser gegenseitigen Anordnung kann der Toner, der beim Drehen der Entwicklungseinheiten Y, M und C austreten könnte, nicht auf die optischen Teile wie etwa einen Laserscanner geraten. Daher sind der Polygonspiegel, das Objektiv, der Spiegel u. Ä. vor dem Abscheiden von Toner geschützt, und es können scharfe Bilder erzeugt werden.
Die drei drehbaren Entwicklungseinheiten 8Y, 8M und 8C wiederum enthalten jeweils Toner für 6000 Seiten (A4, 5% Druckfläche). Die drei drehbaren Entwicklungseinheiten sind abnehmbar auf einem Entwicklungsrevolver 8b montiert, der um eine Welle 8a gedreht werden kann.
Bei der Bilderzeugung wird der Revolver 8b mit den Entwicklungseinheiten Y, M und C um die Welle 8a gedreht, um eine bestimmte Entwicklungseinheit gegenüber der lichtempfindlichen Trommel 4 zu positionieren. Die Entwicklungswalze 8YS der gegenüber der Entwicklungsposition positionierten Entwicklungseinheit wird in einen geringen Abstand von ca. 300 um zur lichtempfindlichen Trommel 4 gebracht und entwickelt das latente elektrostatische Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 4 zu einem sichtbaren Bild.
Bei der Bilderzeugung dreht sich der Revolver 8b während einer Drehung der Zwischenübertragungseinheit 3, so dass die Entwicklungsprozesse in der Reihenfolge Gelbentwicklungseinheit 8Y, Magentaentwicklungseinheit 8M, Cyanentwicklungseinheit 8C und Schwarzentwicklungseinheit 8B erfolgen.
Wenn zum Beispiel die drehbare Gelbentwicklungseinheit 8Y an der Entwicklungsposition gegenüber der lichtempfindlichen Trommeleinheit angeordnet ist, bringt sie mittels eines Zuführungsmechanismus den Toner aus dem Vorratsbehälter auf die Auftragungswalze 8YR. Durch die in Uhrzeigerrichtung rotierende Auftragungswalze 8YR und die an den äußeren Umfang der Entwicklungswalze 8YS angedrückte Lamelle 8YB wird eine dünne Tonerschicht auf den äußeren Umfang der in Uhrzeigerrichtung rotierenden Entwicklungswalze 8YS in Fig. 1 übertragen und der Toner triboelektrisch aufgeladen. An die Entwicklungswalze 8YS ist eine Entwicklungsvorspannung angelegt, so dass das auf der Trommel erzeugte latente Bild entwickelt wird. Die Entwicklung erfolgt nach demselben Prozess wie bei der Magentaentwicklungseinheit 8M und der Cyanentwicklungseinheit 8C. Die Vorspannung und die Antriebskraft wird an jede Entwicklungswalze angelegt, wenn sich die Entwicklungseinheit in der Entwicklungsposition befindet.

Zwischenübertragungseinheit

Die Zwischenübertragungseinheit 3 empfängt von der lichtempfindlichen Trommel 4 vier übereinander liegende sichtbare Tonerbilder (Y, M, C, B). Sie dreht sich, wie in Fig. 1 gezeigt, in Uhrzeigerrichtung synchron zur äußeren Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 4.
Die übereinander liegenden Tonerbilder auf der Zwischenübertragungseinheit 3 werden gemeinsam durch eine mit einer elektrischen Spannung beaufschlagten Übertragungswalze 17 auf das zwischen die Zwischenübertragungseinheit 3 und die Übertragungswalze 17 transportierte und von diesen erfasste Aufzeichnungsmaterial S übertragen.
Die Zwischenübertragungseinheit 3 bei dieser Ausführungsart umfasst einen Aluminiumzylinder 3a mit einem Durchmesser von 186 mm und einer elastischen Schicht 3b wie beispielsweise einem Schwamm oder Gummi mit mittlerer Festigkeit oder dergleichen auf dem äußeren Umfang des Aluminiumzylinders 3a. Die Zwischenübertragungseinheit 3 ist drehbar gelagert und wird durch ein (nicht gezeigtes) an ihr befestigtes Getriebe angetrieben.

Reinigungsmittel

Das Reinigungsmittel entfernt den Toner von der lichtempfindlichen Trommel 4, nachdem das auf der lichtempfindlichen Trommel 4 durch das Entwicklungsmittel erzeugte Bild auf die Zwischenübertragungseinheit 3 übertragen wurde. Anschließend wird der beseitigte Toner im Reinigungsbehälter 10 gesammelt. Normalerweise reicht die Menge des in dem Behälter 10 gesammelten beseitigten Toners nicht aus, den Behälter 10 vor Ablauf der Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel zu füllen. Daher wird der Reinigungsbehälter 10 normalerweise zusammen und gleichzeitig mit dem Austausch der lichtempfindlichen Trommel 4 am Ende deren Lebensdauer gewechselt.

Zuführeinheit

Durch die Zuführeinheit wird das Aufzeichnungsmaterial S zur Bilderzeugungsstation befördert. Sie umfasst eine Kassette 2 zum Aufnehmen einer Vielzahl von Aufzeichnungsmaterialien S, eine Greifwalze 18, eine Transportwalze 19, eine Abstreifwalze 20 zum Verhindern des Doppeleinzugs, eine Transportführung 21 und eine Registrierwalze 22.
Bei der Bilderzeugung dreht sich die Transportwalze 18 entsprechend dem Ablauf der Bilderzeugung, um die Aufzeichnungsmaterialien S aus der Kassette 2 einzeln zuzuführen. Das einzeln erfasste und herausgezogene Aufzeichnungsmaterial S wird durch eine Führung 21 geführt und durch die Transportwalze 22 zur Registrierwalze 23 befördert. Während der Bilderzeugung dreht sich die Registrierwalze 23 und hält an einer bestimmten Stelle an, um das Aufzeichnungsmaterial S synchron dem Übertragungsprozess zuzuführen.

Übertragungseinheit

Die Übertragungseinheit ist mit einer federnden Übertragungswalze 17 versehen. Die Übertragungswalze 17 umfasst eine mit einem mittelharten geschäumten elastischen Material umwickelte Metallwelle und eine Antriebswelle und lässt sich in vertikaler Richtung (Fig. 1) bewegen.
Während auf der Zwischenübertragungseinheit 3 die vier Farbtonerbilder erzeugt werden, das heißt, während die Zwischenübertragungseinheit 3 mehrere Umdrehungen vollführt, befindet sich die Übertragungswalze 17, wie in Fig. 1 gezeigt, in einer unteren Stellung und nicht in Kontakt mit einer Zwischenübertragungseinheit 3, so dass das Tonerbild nicht beeinträchtigt wird.
Nach dem Erzeugen der vier Farbtonerbilder auf der Zwischenübertragungseinheit 3 wird die Transportwalze 17 zum vorgegebenen Zeitpunkt mit einem bestimmten Druck in eine obere Stellung entsprechend den strichpunktierten Linien in Fig. 1 gegen die Zwischenübertragungseinheit 3 gedrückt, um das Farbbild auf das Aufzeichnungsmaterial S zu übertragen. Gleichzeitig wird an die Übertragungswalze 17 eine elektrische Vorspannung angelegt, um das Tonerbild von der Zwischenübertragungseinheit 3 auf das Aufzeichnungsmaterial S zu übertragen.
Das zwischen der Zwischenübertragungseinheit 3 und der Übertragungswalze 17 erfasste Aufzeichnungsmaterial S wird während des Übertragungsprozesses mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Fig. 1 nach links zu einer Fixiereinheit transportiert.

Fixiereinheit

Die Fixierstation 5 fixiert das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial. Die Fixiereinheit 5 umfasst, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Fixierwalze 5a zum Einwirken von Wärme auf das Aufzeichnungsmaterial S sowie eine Andruckwalze 5b zum Andrücken des Aufzeichnungsmaterials an die Fixierwalze 5a. Diese Walzen sind hohl und enthalten die Heizungselemente 5a1 und 5b1. Durch die Drehung der Walzen wird das Aufzeichnungsmaterial S zugeführt. Das Aufzeichnungsmaterial S mit dem darauf befindlichen Tonerbild wird durch die Fixierwalze 5a und die Andruckwalze 5b transportiert, und gleichzeitig werden Wärme zugeführt und Druck ausgeübt, wodurch das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial S fixiert wird.
Unter Bezug auf die Fig. 2 bis 9 werden die Entwicklungskartuschen (8Y, 8M, 8C) genauer beschrieben. Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Farbentwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Dichtungsbaugruppe und benachbarter Teile einer Entwicklungskartusche gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 4 und 5 sind perspektivische Ansichten einer Lichtdurchgangsöffnung und eines Lichtleiters sowie benachbarter Teile einer Farbentwicklungskartusche gemäß einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Tonerrahmens. Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine Farbentwicklungskartusche. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Farbentwicklungskartusche gemäß einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Abdeckung. Fig. 10 ist eine Seitenansicht zum Veranschaulichen von Auswirkungen der vorliegenden Erfindung.
In einer in Fig. 2 gezeigten Farbentwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) ist ein Abdeckelement 32, auf das eine flexible Tonerdichtung 34 aufgeschweißt ist, durch eine Schweißlippe 32a auf einen Entwicklungsrahmen 31 aufgeschweißt, und ein Tonerrahmen 45 mit einem Tonerbehälter 33, der Lichtdurchgangsöffnungen mit Lichtübertragungselementen 36a und 36b enthält, ist durch eine Schweißlippe 33a mit dem Entwicklungsrahmen 31 verschweißt, so dass diese eine Einheit bilden. Anschließend wird Toner T (Entwickler (Toner)) durch die Tonereinfüllöffnung 33d in den Tonervorratsbehälter 33 gefüllt (Fig. 7). Nach dem Einfüllen des Toners werden Teile wie die Zuführungswalzen 8YR, 8MR und 8CR sowie die Entwicklungswalzen 8YS, 8MS und 8CS an dem Entwicklungsrahmen 31 befestigt. Auf diese Weise werden alle Entwicklungskartuschen (8Y, 8M, 8C) hergestellt. Die Bezugszahl 31d bezeichnet eine Befestigungsstelle für die Zuführungswalzen (8YS, 8MS, 8CS) in dem Entwicklungsrahmen 31, die hier montiert werden. Die Bezugszahl 31e bezeichnet eine Befestigungsstelle für die Zuführungswalzen (8YR, 8MR, 8CR), die hier montiert werden.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Abdeckelement 32, das eine Öffnung 32b von vorgegebener Größe aufweist, an allen vier Seiten 32C1 bis 32C4 des Entwicklungsrahmens 31 durch Ultraschallschweißen, Schwingungsschweißen o. ä. mittels einer Schweißlippe mit diesem verschweißt. Ein Tonerrahmen 45 mit einem Tonervorratsbehälter 33, der eine Öffnung 33b von vorgegebener Größe aufweist und zum Aufbewahren des Toners dient, ist an allen vier Seiten des Entwicklungsrahmens 31 durch Ultraschallschweißen, Schwingungsschweißen o. Ä. mittels einer Schweißlippe mit diesem verschweißt.
Das Abdeckelement 32 ist so angebracht, dass ein Teil des Öffnungsbereichs 33b des Tonerbehälters 33 abgegrenzt wird. Fig. 3 zeigt, dass zum hermetischen Verschließen der Öffnung 32b des Abdeckelements 32 durch Schweißen oder Ähnlichem eine Tonerdichtung 34 lösbar mit der Abdeckung 32 verbunden ist. Die Tonerdichtung 34 befindet sich an der Seite der Abdeckung 32, an der sich die Zuführungswalze 8YR, 8MR, 8CR befindet.
Wenn der Benutzer die Farbentwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) in Gebrauch nimmt, wird die Tonerdichtung 34 durch die Tonerdichtungsöffnung 31a des Entwicklungsrahmens 31 von der Zeichnungsfläche von Fig. 3 weg in Pfeilrichtung A herausgezogen, bevor die Farbentwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) am Grundkörper 80 der Vorrichtung befestigt wird. Dadurch wird der im Tonerbehälter 33 enthaltene Toner durch die Öffnung 32b des Tonerabdeckelements 32 befördert und gelangt auf die Zuführungswalze 8YR, 8MR, 8CR o. Ä. im Entwicklungsrahmen 31.
Fig. 3 zeigt, dass die Tonerdichtungsöffnung 31a bezüglich der (durch den Pfeil A angezeigten) Abzugsrichtung der Tonerdichtung von der Öffnung 32b der Abdeckung 32 wegführt. Die Tonerdichtungsöffnung 31a weist eine von einer kurzen Seite des Entwicklungsrahmens 31 aus gesehen längliche Form auf und ist im Wesentlichen rechteckig geformt.
Die Tonerdichtung 34 wird durch die Tonerdichtungsöffnung 31a in einer Richtung herausgezogen und entfernt, die sich von der Richtung entlang der Seitenfläche 32c unterscheidet, an der die Tonerdichtung 34 angeschweißt ist, und zwar in der Richtung von der Zeichnungsfläche von Fig. 3 weg. Deshalb können alle vier Seiten (32c1 bis 32c4) des Abdeckelements 32 mit dem Entwicklungsrahmen 31 verschweißt werden, wodurch die Festigkeit der Schweißverbindung zwischen dem Abdeckelement 32 und dem Entwicklungsrahmen 31 sichergestellt werden kann. Somit kann sicher verhindert werden, dass der Toner zwischen der Abdeckung 32 und dem Entwicklungsrahmen 31 austritt.
Die Tonerdichtung kann zum Beispiel einfach abgezogen oder abgerissen werden, so dass die Öffnung 32b durch Abziehen oder Abreißen der Dichtung freigegeben wird.
Fig. 3 zeigt ein elastisches Dichtungselement 35, das sich in der Längsrichtung der Tonerdichtungsöffnung 31a des Entwicklungsrahmens 31 zwischen dem Abdeckelement 32 und dem Entwicklungsrahmen 31 erstreckt. Dadurch tritt der durch die Öffnung 32b der Abdeckung 32 beförderte Toner nicht durch die Tonerdichtungsöffnung 31a des Entwicklungsrahmens 31 aus.
Bei dieser Struktur sind der Tonerrahmen 45, der die Abdeckung 32 aufweist, und der Tonervorratsbehälter 33 an allen vier Seiten mit dem Entwicklungsrahmen 31 miteinander verschweißt und weisen so eine ausreichende Festigkeit auf. Dadurch können sich der Tonervorratsbehälter 33 und der Entwicklungsrahmen 31 nicht verbiegen. Außerdem löst sich der geschweißte Teil sogar durch Schwingungen, Herunterfallen o. Ä. nicht ab.
Das Abdeckelement 32 und der Tonerrahmen 45 sind an allen vier Seiten mit dem Entwicklungsrahmen 31 verschweißt. Aus diesem Grund wird das Dichtungselement 35 stark gegen das Abdeckelement 32 gedrückt. Dadurch kann der Toner nicht durch die im Entwicklungsrahmen 31 gebildete Tonerdichtungsöffnung 31a austreten.
Bei dieser Ausführungsart wird, wie in Fig. 2 gezeigt, nach dem Verschweißen des Abdeckelements 32 durch die Schweißlippe 32a mit dem Entwicklungsrahmen 31 der Tonerrahmen 45 durch die Schweißlippe 32a mit dem Entwicklungsrahmen 31 verschweißt. Der Ausschnitt B von Fig. 2 zeigt, dass das Verschweißen der Abdeckung 32 mit dem Entwicklungsrahmen 31 auch erfolgen kann, ohne dass der Tonerrahmen 45 bereits angebracht sein muss. Daher kann die Abdeckung 32 beim Schweißen problemlos durch eine (nicht gezeigte) spezielle Aufnahme eines Schweißwerkzeugs gehaltert werden. Wenn nach dem Verschweißen des Abdeckelements 32 mit dem Entwicklungsrahmen 31 der Tonerrahmen 45 mit diesem verschweißt wird, muss lediglich im Tonervorratsbehälter 33 eine relativ flache Aussparung 33c bereitgestellt werden, damit die Aufnahme des Schweißwerkzeugs (nicht gezeigt) am Tonerrahmen 45 (Tonervorratsbehälter 33) ansetzen kann. Die Aussparung 33c kann klein sein, so dass der Tonervorratsbehälter 33 und damit die Tonervorratsmenge vergrößert werden kann. Während der Tonerrahmen 45 und der Entwicklungsrahmen 31 miteinander verschweißt werden, wird die Aussparung 33c durch eine (nicht gezeigte) Aufnahme des Schweißwerkzeugs gehaltert.
Die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezug auf Fig. 10 beschrieben. Es ist nicht bekannt, was in Fig. 10 offenbart wird, doch wurde es von den Erfindern während der Entwicklung der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen.
Bei der Struktur von Fig. 10 werden mittels der Schweißlippe 112a der Tonerrahmen 111 und das Abdeckelement 112 und anschließend mittels der Schweißlippe 114a der Tonerrahmen 111 mit dem Entwicklungsrahmen 114 verschweißt. Anders gesagt, das Abdeckelement 112 wird mit dem Tonerrahmen 111 verschweißt. Daher muss die Aussparung 111b zum Ansetzen der (nicht gezeigten) Aufnahme des Schweißwerkzeugs tief genug sein. Aus diesem Grund ist die Toneraufnahmekapazität des Tonerrahmens 111 entsprechend kleiner.
Gemäß dieser Ausführungsart werden jedoch der Entwicklungsrahmen 31 und der Tonerrahmen 111 miteinander verschweißt, nachdem der Entwicklungsrahmen 31 und das Abdeckelement 32 miteinander verschweißt worden sind. Wenn man die in Fig. 2 gezeigte Aussparung 33c mit der in Fig. 10 gezeigten Aussparung 111b vergleicht, erkennt man, das bei der Struktur von Fig. 2 mehr Tonervorrat aufgenommen werden kann.
Die obige Ausführungsart kann wie folgt zusammengefasst werden:
Eine Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) zum Entwickeln eines auf der lichtempfindlichen Baugruppe (3) gebildeten latenten Bildes, wobei die Entwicklungskartusche abnehmbar am Grundkörper einer elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung befestigt werden kann und die Entwicklungskartusche Folgendes umfasst:
eine Entwicklungseinheit (z. B. eine der Entwicklungswalzen 8YS, 8MS, 8CS) zum Entwickeln eines auf der elektrofotografischen lichtempfindlichen Einheit (3) gebildeten latenten Bildes mit Toner (T);
einen Tonervorratsteil (z. B. den Tonervorratsbehälter 33) zum Aufnehmen des zum Entwickeln durch die Entwicklungseinheit verwendeten Toners (T);
eine im Tonervorratsteil (33) vorgesehene Zuführungsöffnung (33b) zum Zuführen des im Tonervorratsteil (33) enthaltenen Toners (T) zur Entwicklungseinheit;
eine Tonerdichtung (34), die das Zuführen des Toners von der Tonerzuführungsöffnung (33b) zur Entwicklungseinheit verhindert;
einen Entwicklungsrahmen (31), der einen Befestigungsteil (31d) zum Montieren der Entwicklungseinheit enthält, wobei der Entwicklungsrahmen (31) mit einer Tonerdurchtrittsöffnung (31e) zum Durchlassen des von der Tonerzuführungsöffnung (33b) kommenden Toners versehen ist;
einen Tonerrahmen (45), der den Tonervorratsteil (33) haltert, wobei der Tonerrahmen (45) und der Entwicklungsrahmen (31) auf ihrem gesamten Umfang (32c1 bis 32c4) miteinander verbunden sind;
eine Tonerdichtungsöffnung (31a) zum Durchführen der zwischen der Tonerdurchtrittsöffnung (31e) des Entwicklungsrahmens (45) und einen Verbindungsteil zwischen dem Tonerrahmen und dem Entwicklungsrahmen angeordneten Tonerdichtung (34), wobei die Tonerdichtung (34) entlang der Tonerdichtungsöffnung (31a) herausgezogen wird, bevor die Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) benutzt wird, wodurch der Toner von der Tonerzuführungsöffnung (33b) zur Entwicklungseinheit gelangen kann.
In dem Entwicklungsrahmen (31) wird gegenüber der Tonerzuführungsöffnung (33b) eine Tonerregulierungsplatte (z. B. das Abdeckelement 32) bereitgestellt, die einen Öffnungsbereich (32b) mit einer vorgegebenen Größe zum Begrenzen der von der Tonerzuführungsöffnung (33b) kommenden Menge des Toners T aufweist. Hier ist die Tonerdichtung an der Tonerregulierungsplatte (32) befestigt.
Die Tonerdichtungsöffnung (31a) befindet sich an dem Ende in Längsrichtung gegenüber dem Ende, an dem der Entwicklungsvorspannungskontakt (50) des Entwicklungsrahmens (31) bereitgestellt wird, wobei an dem Entwicklungsvorspannungskontakt (50) über den Grundkörper (1) und die Entwicklungseinheit (8YS, 8MS, 8CS) eine elektrische Entwicklungsvorspannung anliegt, wenn die Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) am Grundkörper (1) der Vorrichtung angebracht wird, und wobei der Entwicklungsvorspannungskontakt (50) an einem Längsende der Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) freiliegt. Wenn die Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) am Grundkörper der Vorrichtung angebracht wird, ist der Entwicklungsvorspannungskontakt (50) elektrisch mit einem Entwicklungsvorspannungskontakt (60) des Grundkörpers verbunden, um die elektrische Entwicklungsvorspannung vom Grundkörper (1) zu empfangen. Die Tonerdichtungsöffnung (31a) befindet sich in einer Längsrichtung des Entwicklungsrahmens (31) an demselben Ende, an dem in dem Tonervorratsbehälter (33) eine Tonereinfüllöffnung (33d) bereitgestellt wird, um den Toner in den Tonervorratsbehälter (33) zu füllen.
An einem Ende der Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) ist eine Abdeckung (41) abnehmbar befestigt, wobei die Abdeckung mit dem Entwicklungsspannungskontakt (50) versehen ist.
Der Entwicklungsrahmen (31) und die Tonerdurchtrittsöffnung (31e) sind im Wesentlichen von rechteckiger Form, und die Tonerdichtungsöffnung (31a) ist zwischen einer kurzen Seite der rechteckigen Form des Entwicklungsrahmens (31) und einer kurzen Seite der rechteckigen Form der Tonerdurchtrittsöffnung (31e) angeordnet, und die Tonerdichtungsöffnung (31a) ist eine längliche Öffnung, die sich längs einer kurzen Seite der rechteckigen Form des Entwicklungsrahmens (31) erstreckt.
Der Tonerrahmen (33) und der Entwicklungsrahmen (31) sind entlang ihrem gesamten Umfang (32c1 bis 32c4) durch Klebematerial, Schweißen oder Ultraschallschweißen miteinander verbunden.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf die im vorliegenden Dokument offengelegten Strukturen beschrieben wurde, beschränkt sie sich nicht auf die dargelegten Einzelheiten, und die vorliegende Patentanmeldung soll solche Modifikationen oder Änderungen abdecken, die möglicherweise in den Geltungsbereich der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

1. Entwicklungskartusche (8Y, 8M, 8C) zum Entwickeln eines auf einer Bildübertragungseinheit (4) gebildeten elektrostatischen Bildes mit einem Toner, wobei die Entwicklungskartusche abnehmbar an einem Grundkörper (80) einer Bilderzeugungsvorrichtung (P) befestigt werden kann und die Entwicklungskartusche Folgendes umfasst:

eine Tonerübertragungseinheit (8YS, 8MS, 8CS) zum Transportieren von Toner zu einer Entwicklungsposition der Bildübertragungseinheit (4);

einen Entwicklungsrahmen (31), der die Tonerübertragungseinheit haltert und mit einer Öffnung (31a) versehen ist;

einen Tonerrahmen (45) zum Aufbewahren des Toners, wobei der Tonerrahmen mit einer Öffnung (33b) versehen ist;

ein am Entwicklungsrahmen (31) befestigtes Abdeckelement (32), das eine Öffnung (32b) aufweist; und

ein Dichtungselement (34) zum Abdichten der Öffnung (32b) des Abdeckelements, wobei die Öffnungen (31a, 32b, 33b) im Entwicklungsrahmen (31), im Abdeckelement (32) bzw. im Tonerrahmen (45) aufeinander ausgerichtet sind und das Dichtungselement (34) entfernt werden kann, damit Toner aus dem Tonerrahmen (45) durch die aufeinander ausgerichteten Öffnungen (33b, 32b, 31a) zum Entwicklungsrahmen (31) befördert werden kann;

dadurch gekennzeichnet, dass:

der Tonerrahmen (45) in einem die Öffnungen (33b, 31a) des Entwicklungsrahmens (31) umgebenden Bereich an diesem befestigt ist und der Entwicklungsrahmen (31) und das Abdeckelement (32) in einem die Öffnungen (31a, 32b) umgebenden Bereich miteinander verbunden sind und wobei das Dichtungselement (34) in einem die Öffnung (32b) im Abdeckelement (32) umgebenden Bereich an diesem befestigt ist.

2. Entwicklungskartusche nach Anspruch 1, wobei das Abdeckelement (32) oder der Tonerrahmen (45) durch Schweißen an dem Entwicklungsrahmen (31) befestigt sind.

3. Entwicklungskartusche nach Anspruch 1, wobei das Abdeckelement (32) oder der Tonerrahmen (45) durch Kleben an dem Entwicklungsrahmen (31) befestigt sind.

4. Entwicklungskartusche nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Tonerrahmen (45) und der Entwicklungsrahmen (31) über ihren gesamten Umfang hinweg miteinander verbunden sind.

5. Kombination, die eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung umfasst, welche eine Bildübertragungseinheit und eine Entwicklungskartusche nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.

6. Verfahren zum Montieren einer Entwicklungskartusche zum Entwickeln eines auf einer Bildübertragungseinheit einer elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung gebildeten elektrostatischen Bildes, wobei die Kartusche die Tonerübertragungseinheit (8YS, 8MS, 8CS) zum Transportieren von Toner zu einer Entwicklungsposition der Bildübertragungseinheit (4);

einen Tonerrahmen (45) zum Aufnehmen des Toners, wobei der Tonerrahmen mit einer Öffnung (33b) versehen ist;

ein am Entwicklungsrahmen (31) zu befestigendes Abdeckelement (32), das eine Öffnung (32b) aufweist; und

ein Dichtungselement (34) zum Abdichten der Öffnung (32b) des Abdeckelements (32) umfasst;

wobei das Montageverfahren die folgenden Schritte umfasst:

das lösbare Befestigen des Dichtungselements (34) an dem Abdeckelement (32), um die Öffnung (32b) des Abdeckelements (32) abzudichten;

das Befestigen des Abdeckelements (32) an dem Entwicklungsrahmen (31) in einem die Öffnungen (31a, 32b) des Entwicklungsrahmens bzw. des Abdeckelements umgebenden Bereich; und

das Befestigen des Tonerrahmens (45) an dem Entwicklungsrahmen (31) in einem die Öffnungen (33b, 31a) des Tonerrahmens bzw. des Entwicklungsrahmens umgebenden Bereich.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Abdeckelement (32) oder der Tonerrahmen (45) durch Schweißen an dem Entwicklungsrahmen befestigt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Abdeckelement (32) oder der Tonerrahmen (45) durch Kleben an dem Entwicklungsrahmen (31) befestigt sind.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ferner den folgenden Schritt enthält:

Füllen des Tonerrahmens (45) mit Toner durch eine Einfüllöffnung (33d).