DE69820345T2

DE69820345T2 - Entwicklungskartusche und elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69820345T2
Application number: DE69820345T
Authority: DE
Inventors: Kanji Ohta-ku Yokomori; Kouji Ohta-ku Miura; Kazuhiko Ohta-ku Kanno
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2018-07-04
Also published as: US6029027A; EP0889374A2; CN1205459A; EP0889374B1; AU7405098A; EP0889374A3; AU721664B2; CN1109934C; JPH1173010A; DE69820345D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entwickelkartusche zum Entwickeln eines auf einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes nach der Übertragung dieses Bildes in einem elektrophotographischen Bilderzeugungsprozeß auf ein Aufzeichnungsmedium und ein mit einer solchen Entwickelkartusche bestücktes elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät. Das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät ist ein Gerät, welches nach einem elektrophotographischen Bilderzeugungsprozeß Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium erzeugt. Zu dieser Geräteart zählen elektrophotographische Kopierer, elektrophotographische Drucker (z. B. LED-Drucker, Laserstrahldrucker), elektrophotographische Faxgeräte, elektrophotographische Textautomaten und ähnliche Geräte.
Die Entwickelkartusche ist eine Kartusche, zu welcher ein Entwickelelement zum Entwickeln eines auf einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes mit Toner und ein Toneraufnahmeabschnitt als eine Einheit gehören und welche abnehmbar an der Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes montierbar ist.
Im Dokument EP-A-758105 ist eine Entwickelkartusche beschrieben, welche ein auf einer Welle angeordnetes, die Antriebskraft aufnehmendes lichtempfindliches Element, eine Entwickelwalze mit konzentrisch an dieser angeordnetem Zahnrad und einen Entwickelspannungskontakt aufweist.
Ein herkömmliches Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes nach einem elektrophotographischen Prozeß weist einen Rotationsselektionsmechanismus (Dreh- oder Revolvermechanismus) auf, welcher mit mehreren unterschiedliche Farbentwickler (Toner) enthaltende Entwickelkartuschen bestückt ist. Die den entsprechenden Farbentwickler enthaltende Entwickelkartusche wird der lichtempfindlichen Trommel gegenüber in Stellung gebracht, um das erzeugte Bild mit dem in dieser enthaltenen Entwickler zu entwickeln, wonach die Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Aufzeichnungsmaterial erfolgt. Durch das Entwickeln und Übertragen jeder Farbe wird ein mehrfarbiges Bild erzeugt. Bei diesem vorgeschlagenen Verfahren und Verwendung eines solchen Bilderzeugungsgerätes kann die Entwickelkartusche eine Einheit sein und als solche vom Nutzer abnehmbar an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes befestigt werden. Diese Verfahrensweise erleichtert die Wartung der Gerätehauptbaugruppe.
Die Entwickelkartusche wird in Achsrichtung der Entwickelwalze an einer bestimmten Stelle in die Gerätehauptbaugruppe eingesetzt und aus dieser entfernt, so daß für diesen Zweck in der Hauptbaugruppe nur eine minimale Öffnung erforderlich ist.
Bei einer solchen Konstruktion muß die Entwickelkartusche der lichtempfindlichen Trommel gegenüberliegend angetrieben werden. Deshalb ist in der Gerätehauptbaugruppe ein stationäres Antriebszahnrad angeordnet, welches die Antriebskraft auf das Antriebskraftaufnahmeelement der zur lichtempfindlichen Trommel ausgerichteten Entwickelkartusche überträgt.
Eine solche Entwickelkartusche weist einen Rahmenabschnitt zur Montage des Entwickelelements in Form einer Entwickel- oder Auftragwalze und einen mit dem Entwickelrahmen verbunden Rahmenabschnitt zur Aufnahme von Toner auf (Kartuschenrahmen) und kann dadurch klein ausgeführt werden.
Die Entwickelkartusche ist mit einem Abdeckelement versehen, welches die Entwickelwalze bei ausgebauter Kartusche abdeckt und bei eingesetzter Kartusche teilweise frei legt (Belichtungsabschnitt). Ein flexibles Dichtelement bewirkt dichtes Schließen des Kartuschenrahmens mit dem Abdeckelement.
Eine solche Entwickelkartusche ist auch mit einem Element zum Erfassen der in dieser verbliebenen Tonerrestmenge bestückt.
Zur Übertragung der Entwickelspannung auf die Entwickelwalze der am Drehmechanismus befestigten Entwickelkartusche ist am Drehmechanismus und an der Entwickelkartusche ein Kontakt angeordnet, welche sich berühren.
Solche Entwickelkartuschen haben unabhängig von der Farbe des verwendeten Toners den gleichen Aufbau und sind zum korrekten Befestigen am Drehmechanismus mit einer entsprechenden Farbmarkierung versehen.
Um vor Nutzungsbeginn der Entwickelkartusche das Entwickelelement mit Toner aus dem Toneraufnahmeabschnitt zu versorgen, wird vom Nutzer das zwischen beiden angebrachte dicht schließende Trennelement entfernt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Entwickelkartusche und eines elek trophotographischen Bilderzeugungsgerätes, an welchem die Entwickelkartusche abnehmbar befestigt werden kann und welches bei eingesetzter Entwickelkartusche die elektrische Verbindung zwischen dieser und der Gerätehauptbaugruppe gewährleistet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Entwickelkartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, wobei eine abnehmbar an der Gerätehauptbaugruppe montierte Entwickelkartusche von dieser zuverlässig mit der Entwickelspannung gespeist werden kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Entwickelkartusche und eines mit einer solchen Kartusche zu betreibenden elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes, wobei die Entwickelkartusche und die Gerätehauptbaugruppe mit einem Kontakt versehen sind, welche sich bei eingesetzter Prozeßkartusche berühren und eine sichere Übertragung der Entwickelspannung von der Hauptbaugruppe auf die Entwickelkartusche gewährleisten.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, an welches die Entwickelkartusche abnehmbar montiert werden kann, wobei der Entwickelspannungskontakt von außen auf den mit dem Entwickelspannungskontakt versehenen Kartuschenrahmen gesehen entgegen Uhrzeigerrichtung in einem Bereich von 140° bis 175° zu einer den Drehpunkt der Entwickelwalze und den des Antriebskraftaufnahmeelements miteinander verbindende Linie liegt.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Längsschnittansicht des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes.
2 zeigt die Querschnittansicht einer Dreheinheit.
3 zeigt die Querschnittansicht einer Dreheinheit.
4 zeigt die Längsschnittansicht einer Farbentwickelkartusche.
5 zeigt die Längsschnittansicht einer Schwarzentwickelkartusche.
6 zeigt in perspektivischer Darstellung die Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Freigabestellung.
7 zeigt in perspektivischer Darstellung die Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Abdeckstellung.
8 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung die Entwickelkartusche und das demontierte Abdeckelement.
9 zeigt die antriebsfreie Seite der Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Abdeckstellung.
10 zeigt die Antriebsseite der Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Abdeckstellung.
11 zeigt die antriebsfreie Seite der Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Freigabestellung.
12 zeigt die Antriebsseite der Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Freigabestellung.
13 zeigt in perspektivischer Darstellung die antriebsfreie Seite der Entwickelkartusche mit dem Abschnitt zum Befestigen an einer Dreheinheit.
14 zeigt in perspektivischer Darstellung die Antriebsseite der Entwickelkartusche mit dem Abschnitt zur Befestigung an einer Dreheinheit.
15 zeigt die Befestigung einer Entwickelkartusche an einer Dreheinheit.
16 zeigt die Befestigung einer Entwickelkartusche an einer Dreheinheit.
17 zeigt die Befestigung einer Entwickelkartusche an einer Dreheinheit.
18 zeigt die Befestigung einer Entwickelkartusche an einer Dreheinheit.
19 zeigt die Befestigung einer Entwickelkartusche an einer Dreheinheit.
20 zeigt die Beziehung zwischen dem Führungselement der Entwickelkartusche und einem Positionierelement.
21 zeigt die Draufsicht der Antriebsvorrichtung für die Entwickelkartusche.
22 zeigt die Seitenansicht dieser Antriebsvorrichtung.
23 zeigt die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebselements einer Entwickelkartusche.
24 zeigt die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebselements einer Entwickelkartusche.
25 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Abdeckelement.
26 zeigt die Draufsicht einer Dreheinheit mit daran befestigter Entwickelkartusche.
27 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Entwickelelementstützrahmen.
28 zeigt die Seitenansicht dieses Entwickelelementrahmens.
29 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Ende des Entwickelelementstützrahmens.
30(a) zeigt in perspektivischer Darstellung einen Tonerrahmen und 30(b) die Querschnittansicht dieses Rahmens.
31 zeigt die Horizontalschnittansicht des Tonerrahmens.
32 zeigt in perspektivischer Darstellung die antriebsfreie Seite der Entwickelkartusche von unten gesehen.
33 zeigt eine Stirnseite der Entwickelkartusche.
34 zeigt in perspektivischer Darstellung den Kupplungsabschnitt einer Entwickelkartusche.
35 zeigt in perspektivischer Darstellung den Deckel für die antriebsfreie Stirnseite der Entwickelkartusche.
36 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Resttonererfassungsvorrichtung.
37 zeigt teilweise vergrößert die in 36 dargestellte Resttonererfassungsvorrichtung.
38 zeigt die Längsschnittansicht der Entwickelkartusche mit dem Abdeckelement in der Abdeckstellung.
39 zeigt den antriebsseitigen Deckel.
40 zeigt die Vorderseite der Entwickelkartusche bei abgenommenem Abdeckelement.
41 zeigt in perspektivischer Darstellung die Innenseite des antriebsseitigen Deckels.
42 zeigt dei Schnittansicht B-B des in 41 dargestellten antriebsseitigen Deckels.
Die 43(a), (b), (c) und (d) zeigen schematisch die Draufsicht einer Anordnung zur Erkennung der Entwickelkartuschen.
44 zeigt die Seitenansicht der Antriebseinheit der Entwickelkartusche.
45 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Kartuschenrahmen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen
Nachfolgend wird die bevorzugte Ausführungsform der Entwickelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und ein für die Entwickelkartusche kompatibles elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät (nachfolgend Bilderzeugungsgerät genannt) beschrieben.
In der folgenden Beschreibung bedeutet "Längsrichtung" die zur Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums annähernd im rechten Winkel und die zur Fläche des transportierten Aufzeichnungsmediums annähernd parallel verlaufende Richtung.
Ausführungsform 1
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 1–9 die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 1–3 zeigen schematisch den Aufbau eines Bilderzeugungsgerätes, die 4 und 5 Schnittansichten einer Entwickelkartusche, die 6 und 7 die Entwickelkartusche in perspektivischer Darstellung und die 8–14 schematisch den Aufbau der Entwickelkartusche. Anzumerken ist, daß die in den 2, 3 und 15–19 angedeuteten gestrichelten Linien imaginäre Linien sind.
Zuerst wird der Gesamtaufbau des Bilderzeugungsgerätes und anschließend der Aufbau der Entwickelkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bilderzeugungsgerät
Zur Beschreibung des Gesamtaufbaus wird die in 1 dargestellte Schnittansicht eines Laserstrahlfarbdruckers, d. h. eines typischen Bilderzeugungsgerätes herangezogen. Die Oberfläche des in diesem Gerät angeordneten elektrophotographischen , lichtempfindlichen Elements 1 in Form einer Trommel (nachfolgend lichtempfindliche Trommel genannt) wird von einer Ladeeinheit 2 gleichmäßig geladen. Nach dem Laden der lichtempfindlichen Trommel 1 wird von einer Belichtungseinheit 3 ein mit Bilddaten modulierter Laserstrahl auf deren Oberfläche projiziert und dadurch ein latentes Bild auf dieser erzeugt. Das latente Bild wird von einer der vier Entwickelkartuschen Dm, Dc, Dy und Db, welche nachfolgend nur mit D gekennzeichnet werden, entwickelt. Das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugte und entwickelte Bild wird sequentiell überlagert auf eine Zwischenübertragungseinheit 4 in Form eines Bandes übertragen. Dadurch wird auf der Zwischenübertragungseinheit 4 ein Vollfarbenbild erzeugt. Danach wird von einer Übertragungseinheit 6 das Vollfarbenbild auf ein von einer Vorschub- oder Transporteinheit 5 zugeführtes Aufzeichnungsmedium P (z. B. ein Blatt Aufzeichnungspapier, ein OHP-Blatt usw.) übertragen. Das Aufzeichnungsmedium P mit dem darauf übertragenen Bild wird zu einer Fixiereinheit 7 transportiert, welche das Vollfarbenbild kontinuierlich fixiert. Danach wird von einer im oberen Teil des Bilderzeugungsgerätes angeordneten Sektion 8 das Aufzeichnungsmedium P ausgeworfen.
Nachfolgend wird der Aufbau jeder Einheit des Bilderzeugungsgerätes detailliert beschrieben.
Die lichtempfindliche Trommel 1 ist integraler Bestandteil einer Prozeßkartusche U, wird von einem behälterförmigen Rahmen 9a einer Reinigungseinheit 9 gestützt, welche dazu dient, den nach dem Übertragen des entwickelten Bildes auf die Zwischenübertragungseinheit 4 auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbliebenen Entwickler (nachfolgend „Toner" ge nannt) zu entfernen. Die Prozeßkartusche U wird vom Nutzer selbst in die Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes austauschbar eingesetzt. Nach Ablauf der Lebensdauer der Prozeßkartusche U wird diese gegen eine andere ausgetauscht.
Die lichtempfindliche Trommel 1 ist ein mit einem organischen, lichtempfindlichen Material beschichteter Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von etwa 50 mm und im genannten behälterförmigen Rahmen 9a der Reinigungseinheit 9 drehbar gelagert. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 wird von einer Reinigungslamelle 9b zum Entfernen von Resttoner und von der Ladeeinheit 2 berührt. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform sind die lichtempfindliche Trommel 1, die Reinigungseinheit und die Ladeeinheit 2 integrale Bestandteile einer Kartusche, d. h, der Prozeßkartusche U, welche austauschbar in die Gerätehauptbaugruppe 30 eingesetzt werden kann.
Wie 1 zeigt, wird die lichtempfindliche Trommel 1 synchron zur Bilderzeugung von einem Motor 24M (24) entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung gesetzt.
Die bei dieser Ausführungsform verwendete Ladeeinheit 2 ist eine sogenannte Berührungsladeeinheit. Durch Speisen einer als Ladeelement dienenden, von der lichtempfindlichen Trommel 1 durch Berührung in Drehung gesetzten elektrisch leitenden Ladewalze mit einer Spannung wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 gleichmäßig geladen.
Von der Belichtungseinheit 3 wird die geladene Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 belichtet. Genauer ausgedrückt, durch Senden von Bildsignalen an eine nicht dargestellte Laserdiode projiziert diese ein mit den Bildsignalen moduliertes Bilderzeugungslicht auf einen von einem Scanner motor 3b mit hoher Geschwindigkeit in Drehung gesetzten Polygonspiegel 3a. Das vom Polygonspiegel 3a reflektierte Licht wird durch eine Bilderzeugungslinse 3c auf einen Ablenkspiegel 3d projiziert und von diesem auf die mit einer vorbestimmten konstanten Drehzahl rotierende lichtempfindliche Trommel 1 gerichtet, um deren Oberfläche selektiv zu belichten. Dabei wird auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt.
Das latente Bild wird von der Entwickelkartusche D (Entwickeleinheit) zu einem Tonerbild der entsprechenden Farbe entwickelt. Der Aufbau der Entwickelkartusche D wird später detailliert beschrieben.
Das von der Entwickelkartusche D erzeugte Tonerbild wird auf die Zwischenübertragungseinheit 4 übertragen. Die Zwischenübertragungseinheit 4 als zweites Bildträgerelement ist eine Einheit, welche die auf diese übertragenen Tonerbilder (erste Übertragung) alle gleichzeitig auf das Aufzeichnungsmedium P überträgt (zweite Übertragung). Die Zwischenübertragungseinheit 4 weist ein in Pfeilrichtung R4 umlaufendes Übertragungsband 4a auf. Das Übertragungsband 4a hat bei dieser Ausführungsform eine Länge von etwa 440 mm und wird von einer Antriebswalze 4b, einer zweiten Übertragungswalze 4c und einer Schleppwalze 4d gestützt. Die Zwischenübertragungseinheit 4 weist außerdem eine Anpreßwalze 4j auf, welche in zwei Stellungen gebracht werden kann, in eine Stellung zum Anpressen des Übertragungsbandes 4a gegen die lichtempfindliche Trommel 1 und eine Stellung, welche ein leichtes Abheben des Übertragungsbandes 4a von der lichtempfindlichen Trommel 1 ermöglicht. Das Übertragungsband 4a wird von der Antriebswalze 4b in Pfeilrichtung R4 angetrieben. Die Übertragungseinheit 4 weist außerdem ein Reinigungselement 4e auf, welches an einer bestimmten Stelle au ßerhalb der vom Übertragungsband 4a gebildeten Schleife angeordnet ist. Das Reinigungselement 4e kann mit der Außenfläche des Übertragungsbandes 4a in Berührung gebracht oder von dieser abgehoben werden. Das Reinigungselement 4e entfernt den nach dem gleichzeitigen Übertragen aller Tonerbilder auf das Aufzeichnungsmedium P (zweite Übertragung) auf dem Übertragungsband 4a verbliebenen Tonerabfall von diesem. Das Reinigungselement 4e weist eine Ladewalze 4f auf, welche mit dem Übertragungsband 4a in Berührung gebracht wird, um den auf diesem verbliebenen Toner mit einer Polarität entgegensetzt der bei der Bildübertragung auf das Aufzeichnungsmedium P verwendeten Polarität zu laden. Der entgegengesetzt geladene Toner bleibt elektrostatisch an der lichtempfindlichen Trommel 1 haften und wird von einer Reinigungseinheit von dieser abgekratzt. Die Reinigungseinheit 9 wird später detailliert beschrieben. Das Reinigen des Übertragungsbandes 4a ist nicht auf das erwähnte elektrostatische Verfahren beschränkt, denn zum Reinigen kann auch eine Lamelle oder eine Fellbürste verwendet oder eine Kombination aus einem elektrostatischen und einem mechanischen Verfahren oder ein anderes Verfahren angewendet werden.
Der nach der Tonerbildübertragung auf die Übertragungseinheit 4 an der lichtempfindlichen Trommel 1 noch haftende Toner wird durch die gegen diese gedrückte Reinigungslamelle 9b der Reinigungseinheit 9 abgekratzt, fällt in einen Tonerbehälter 9c und wird in diesem gesammelt. Der Tonerbehälter 9c ist ein Teil des Rahmens 9a der Reinigungseinheit 9 und hat ein Fassungsvermögen, welches bis zum Erreichen der Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel 1 nicht vollständig genutzt wird. Das heißt, mit dem Austauschen der Prozeßkartusche bei Erreichen der Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel 1 wird auch der gesamte im Tonerbehälter 9c gesammelte Tonerabfall beseitigt.
Die bei dieser Ausführungsform verwendete Übertragungseinheit 6 zum überlagernden Übertragen der von der Übertragungseinheit 4 übertragenen Tonerbilder auf das Aufzeichnungsmedium P ist eine als Bildträgerelement dienende Übertragungswalze. Die Übertragungswalze 6 weist eine Metallwelle und eine auf diese aufgetragene Schicht aus elastischem Schaumstoff mit einem mittleren elektrischen Widerstand auf. Wie 1 zeigt, kann diese Walze in vertikaler Richtung bewegt werden.
Während des mehrfachen Drehens der Zwischenübertragungseinheit 4 zum Übertragen von vier Tonerbildern auf diese befindet die Übertragungswalze 6 sich in der unteren Stellung, so daß diese die Zwischenübertragungseinheit 4 nicht berührt und ein Verschmieren der Tonerbilder verhindert wird.
Nach dem überlagernden Übertragen der Tonerbilder, d. h. dem Übertragen eines Vollfarbenbildes auf die Zwischenübertragungseinheit 4 wird von einem nicht dargestellten Nocken die Übertagungswalze 6 in die obere Stellung gebracht und synchron zur Übertragung des Vollfarbenbildes auf das Aufzeichnungsmedium P in dieser Stellung belassen. Während des Bildübertragungsvorgangs wird die Übertragungswalze 6 gegen die Zwischenübertragungseinheit 4 gedrückt und das Aufzeichnungsmedium P von beiden erfaßt. Mit dem Anpressen der Übertragungswalze 6 über das Aufzeichnungsmedium P an die Zwischenübertragungseinheit 4 wird diese mit einer Spannung gespeist und dadurch das auf der Zwischenübertragungseinheit 4 vorhandene Vollfarbentonerbild auf das Aufzeichnungsmedium P übertragen.
Wie aus 1 zu erkennen ist, weist die Transporteinheit 5 mehrere Elemente auf, eine Blattzuführkassette 5a zum Speichern zahlreicher Blätter des Aufzeichnungsmediums P, eine Aufnahmewalze 5b, eine Zuführwalze 5c1, kombiniert mit einer Rückhaltewalze 5c2, welche das Zuführen mehrerer Blätter des Aufzeichnungsmediums P gleichzeitig verhindert, paarig angeordnete Transportwalzen 5d, paarig angeordnete Registrierwalzen 5e, paarig angeordnete Austragwalzen 5f und eine Transportführung 5g.
In Übereinstimmung mit der Bilderzeugung wird von der Aufnahmewalze 5b jeweils ein Aufzeichnungsblatt der Blattzuführkassette 5a entnommen und dieses von den paarig angeordneten Transportwalzen 5d über die Transportführung 5g den paarig angeordneten Registrierwalzen 5e zugeführt. Die paarig angeordneten Registrierwalzen 5e werden entsprechend einer vorbestimmten Drehfolge aktiviert, welche eine Stillstandperiode zum Belassen des Aufzeichnungsmediums P in der Warte- oder Stoppstellung und eine Drehperiode zum Transportieren des Aufzeichnungsmediums P zur Zwischenübertragungseinheit 4 einschließt, um das Vollfarbenbild und das Aufzeichnungsmedium P für den folgenden Prozeß, d. h. den Übertragungsprozeß entsprechend zueinander auszurichten. Von der Übertragungsvorrichtung wird dann das Vollfarbentonerbild auf das Aufzeichnungsmedium P übertragen.
Das Aufzeichnungsmedium P mit dem darauf übertragenen Vollfarbentonerbild wird zur Fixiereinheit 7 transportiert, um das Vollfarbentonerbild zu fixieren. Die Fixiereinheit 7 weist eine Fixierwalze 7a zum Aufbringen von Wärme auf das Aufzeichnungsmedium P und eine Anpreßwalzewalze 7b zum Anpressen des Aufzeichnungsmediums P gegen die Fixierwalze 7b auf. Die beiden Walzen 7a und 7b sind Hohlkörper mit einem eingebauten Heizelement und werden in Drehbewegung gesetzt. Durch Aufbringen von Wärme und Druck auf das Aufzeichnungsmedium P mittels dieser beiden Walzen wird das Vollfarbentonerbild auf diesem fixiert.
Das Aufzeichnungsmedium P mit dem darauf fixierten Vollfarbentonerbild wird von den paarig angeordneten Austragwalzen 5f dem Austragabschnitt 8 zugeführt.
Entwickelkartusche – Entwickelvorrichtung
Nachfolgend wird der Aufbau einer Entwickelkartusche zum Entwickeln des auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugten latenten Bildes beschrieben.
Das Bilderzeugungsgerät dieser Ausführungsform weist vier Entwickelkartuschen D (Dm, Dc, Dy und Db) zum Entwickeln der vier Farben Magenta, Zyan, Gelb und Schwarz und somit zur Erzeugung eines Vollfarbenbildes auf. Wie aus den 1–3 hervorgeht, sind die vier Entwickelkartuschen D an einer um die Achse 10 drehbaren Dreheinheit 11 abnehmbar festigt. Zur Bilderzeugung werden die Entwickelkartuschen D von der Dreheinheit 11 um die Achse 10 bewegt. In der Stellung, an welcher die Entwickelkartusche D mit dem entsprechenden Farbtoner verwendet werden soll, d. h. an der Stelle, an welcher nur ein mikroskopisch kleiner Abstand zwischen der Entwickelkartusche D und der lichtempfindlichen Trommel 1 (etwa 300 μm) vorhanden ist, wird die Drehung der Dreheinheit 11 gestoppt. In dieser Stellung wird auf die Außenfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 Toner aufgebracht, um das auf dieser vorhandene elektrostatische, latente Bild sichtbar zu machen; danach wird das latente Bild entwickelt.
Während der Bilderzeugung wird bei jeder Drehung der Zwischenübertragungseinheit 4 die Dreheinheit 11 ebenfalls einmal gedreht, um zur Durchführung der Entwickelvorgänge die magentafarbigen Toner enthaltende Entwickelkartusche Dm, die zyanfarbigen Toner enthaltende Entwickelkartusche Dc, die gelben Toner enthaltende Entwickelkartusche Dy und die schwarzen Toner enthaltende Entwickelkartusche Db in der ge nannten Reihenfolge in die Entwickelstellung zu bringen. Anzumerken ist, daß der schwarze Toner magnetisch ist, während die anderen drei Farbtoner unmagnetisch sind.
4 zeigt eine Entwickelkartusche D (z. B. die Entwickelkartusche Dy) in der Entwickelstellung lotrecht zur lichtempfindlichen Trommel 1. Die Entwickelkartusche D weist folgendes auf, eine Entwickelwalze 12 als Bildentwickelelement, d. h. ein Tonerträgerelement zum Aufbringen von Toner auf die lichtempfindliche Trommel 1, und einen Tonerspeicherabschnitt 63a zum Speichern des auf die Entwickelwalze 12 aufzubringenden Toners. Die Entwickelkartusche D weist außerdem einen Kartuschenrahmen 63 und ein Abdeckelement 64 auf. Der Rahmen 63 ist aus mehreren Teilrahmen zusammengesetzt und dient als Lagerstelle für die Entwickelwalze 12. Das Abdeckelement 64 dient dazu, die im Kartuschenrahmen 63 vorhandene Öffnung abzudecken oder freizugeben. Im Tonerspeicherabschnitt 63a ist ein Tonerzuführelement 15 angeordnet. Eine vollkommen neue Entwickelkartusche ist mit einer Dichtung 27 versehen, welche das Austreten von Toner verhindert. Deshalb muß die Bedienperson vor dem Einsetzen einer vollkommen neuen Entwickelkartusche D in die Gerätehauptbaugruppe 30 diese Dichtung 27 abreißen, damit aus dem Tonerspeicherabschnitt 63a der Entwickelwalze 12 Toner zugeführt werden kann. Das Tonerzuführelement 15 wird von der Gerätehauptbaugruppe 30 in Drehung gesetzt, um der Entwickelwalze 12 Toner aus dem Tonerspeicherabschnitt 63a zuzuführen. Die Entwickelwalze 12 ist eine aus Aluminium gefertigte drehbare Walze, gegen welche eine Entwickellamelle 16 gepreßt wird. Wie aus 4 zu erkennen ist, wird bei der Rotation der Entwickelwalze in Uhrzeigerrichtung eine dünne Tonerschicht auf deren Oberfläche aufgetragen. Während des Beschichtens wird der Toner triboelektrisch geladen. Durch Speisen der lotrecht zur lichtempfindlichen Trommel 1 in Stellung gebrachten Entwic kelwalze 12 mit einer von der Gerätehauptbaugruppe 30 gelieferten Entwickelspannung kann das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugte latente Bild in ein sichtbares Tonerbild umgewandelt werden.
In der Entwickelstellung wird die jeweilige Entwickelkartusche D an eine Hochspannungsquelle und an eine mechanische Antriebsquelle in der Gerätehauptbaugruppe 30 angeschlossen. Die Entwickelwalze 12 der in die Entwickelstellung bewegten Entwickelkartusche D wird von der Antriebsquelle in Drehung gesetzt und von der Hochspannungsquelle mit der für diese Kartusche spezifischen Entwickelspannung gespeist. Die Entwickelkartuschen Dm, Dc und Dy zum Entwickeln der magentafarbigen, zyanfarbigen bzw. gelben Tonerbilder haben den gleichen Aufbau und weisen eine Beschichtungswalze 19 auf. An der Berührungsstelle zwischen der Beschichtungswalze 19 und der Entwickelwalze 12 bewegt die periphere Fläche der Beschichtungswalze 19 sich entgegengesetzt der peripheren Fläche der Entwickelwalze 12. Die Beschichtungswalze 19 ist im Rahmenteil 63A des Kartuschenrahmens 63 drehbar gelagert.
Die in 5 dargestellte Entwickelkartusche Db für schwarze Tonerbilder ist nicht mit einer Beschichtungswalze ausgerüstet. Durch die Magnetkraft des in der Entwickelwalze 12 angeordneten (nicht dargestellten) Magneten und die Adhäsionskraft des schwarzen Toners bleibt dieser an der Entwickelwalze 12 haften. Die Schichtdicke des an der Entwickelwalze 12 haftenden Toners wird von der gegen diese gepreßten Entwickellamelle 16 reguliert. Mit der Regulierung der Schichtdicke des Toners auf der Entwickelwalze 12 durch die Entwickellamelle 16 wird dieser triboelektrisch geladen. Wie bereits erwähnt, ist bei dieser Ausführungsform die Entwickelwalze 12 der Entwickelkartuschen Dm, Dc und Dy nicht mit einem Magneten bestückt, da die Farbtoner Magenta, Zyan und Gelb nicht magnetisch sind, während der schwarze Toner magnetisch ist.
Einsetzen der Entwickelkartusche in die Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes
Nachfolgend wird das Einsetzen der Entwickelkartusche D in die Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes beschrieben. Wie die 1, 13 und 14 zeigen, ist die Gerätehauptbaugruppe 30 mit einer Öffnung 17 versehen, welche länger ist als die Entwickelkartusche D. An der Kante dieser Öffnung 17 ist eine Abdeckung 18 schwenkbar befestigt, welche die Öffnung 17 schließt und freilegt. Normalerweise wird die Öffnung 17 von der Abdeckung 18 geschlossen gehalten.
Die Gerätehauptbaugruppe 30 ist mit einem Auswechselschalter versehen, welche bei erforderlichem Auswechseln der Entwickelkartusche D wegen Tonermangels gedrückt werden muß. Wenn die Bedienperson den Schalter drückt, wird die Dreheinheit 11 so weit um die Achse 10 gedreht, bis die auszuwechselnde Entwickelkartusche die Öffnung 17 erreicht hat.
Wenn die Bedienperson die Abdeckung 18 zurückschwenkt, um die Öffnung 17 freizugeben, wird eine Führung 59 (14) zum Einsetzen der Entwickelkartusche D sichtbar. Vier solche Führungen 59 sind im gleichen Abstand zueinander an der Dreheinheit 11 angeordnet. Wie die 6, 7, 8 und 10 zeigen, weist das Abdeckelement 64 der Entwickelkartusche D einen Führungsabschnitt 70 auf, welcher von der Bedienperson in die Führung 59 geschoben wird, um entlang dieser die Entwickelkartusche D in die Gerätehauptbaugruppe 30 einzusetzen. Anzumerken ist an dieser Stelle, daß der Führungsabschnitt 70 nur an einer Stirnseite der Entwickelkartusche (in Achsrichtung der Entwickelwalze 12) und die Führung 59 ebenfalls nur an einer Stirnwand der Dreheinheit 11, d. h. an der Wand 11a angeordnet ist. Die Stirnwand 11a ist mit bogenförmigen Rippen 59e, die Stirnwand 11e mit bogenförmigen Rippen 26a versehen, wobei in den von diesen Rippen umgebenen Raum der an der entsprechenden Stirnwand der Entwickelkartusche angeordnete Zapfen 63c bzw. 63g paßt.
Die Bedienperson erfaßt den an der Entwickelkartusche D vorhandenen Griff 63e (7) und schiebt an diesem die Entwickelkartusche D rechtwinklig zur Längsrichtung der Entwickelwalze 12 und mit dieser auf die lichtempfindliche Trommel 1 gerichtet in die Dreheinheit 11.
Wenn das Abdeckelement 64 der Entwickelkartusche D in der Gerätehauptbaugruppe 30 verriegelt ist, dreht die Bedienperson die Entwickelkartusche D um die Zapfen 63c und 63g. Dabei wird das Abdeckelement 64 zurückgeschwenkt und die Entwickelwalze 12 freigelegt, so daß diese durch die Öffnung des Kartuschenrahmens 63 der lichtempfindlichen Trommel 1 lotrecht gegenüber liegt und zur Bildentwicklung bereit ist.
Die Seitenwand 11e der Dreheinheit 11 ist mit einem von den bogenförmigen Rippen 26a der Führung 26 umgebenen halbkreisförmigen Anpreßelement 26b versehen, welches die Entwickelkartusche D nach dem Einsetzen in die Dreheinheit 11 in Längsrichtung elastisch gegen das Antriebskraftaufnahmeelement 22 preßt. Genauer ausgedrückt, das Anpreßelement 26b wird von einer Feder elastisch vorgespannt, um die Entwickelkartusche D in Richtung Antriebsseite zu pressen. Mit anderen Worten, beim Einsetzen der Entwickelkartusche D in die Dreheinheit 11 (Gerätehauptbaugruppe 30) dient deren Antriebsseite als axiale Begrenzung.
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 8–12 der Aufbau der Entwickelkartusche D detailliert beschrieben. 8 zeigt in perspektivischer Darstellung die Entwickelkartusche D mit entferntem Abdeckelement 64 und den zu diesem gehörenden Komponenten. Die 9 und 10 zeigen die entsprechende Stirnseite der Entwickelkartusche D mit dem Abdeckelement 64 in der Abdeckstellung. Die 11 und 12 zeigen die entsprechende Stirnseite der Entwickelkartusche D mit dem Abdeckelement 64 in der Freigabestellung.
Wie 8 zeigt, ist der Kartuschenrahmen 63 der Entwickelkartusche D mit einer in dessen Längsrichtung sich erstreckenden Öffnung 63b versehen. Die Entwickelwalze 12 ist so im Kartuschenrahmen 63 angeordnet, daß diese von der Öffnung 63b freigelegt wird. Der Kartuschenrahmen 63 ist außerdem mit einem Zapfen 63c als integraler Bestandteil desselben versehen, welcher sich annähernd zentrisch aus dessen Stirnwand 63h erstreckt. Der Zapfen 63c dient beim Einsetzen der Entwickelkartusche D in die Gerätehauptbaugruppe 30 als Führung und beim Einsetzen und Entfernen der Entwickelkartusche D in die bzw. aus der Gerätehauptbaugruppe auch als Schwenkzapfen. Der später detailliert beschriebene Zapfen 63c ist zylinderförmig konfiguriert.
Die Entwickelkartusche D weist einen Zapfen 63g auf, welcher annähernd zentrisch an der Stirnwand 63i des Kartuschenrahmens 63 abnehmbar befestigt ist (in 8 ist der Zapfen 63g im ausgebauten Zustand dargestellt). Genauer ausgedrückt, der Befestigungsabschnitt 63g1 des Zapfens 63g wird in eine in die Stirnwand 63i eingebrachte Bohrung (nicht dargestellt) geschoben. Der Befestigungsabschnitt 63g1 ist stirnseitig mit einer als Verriegelung im Kartuschenrahmen 63 dienenden Klinke (nicht dargestellt) versehen. Beim Einsetzen der Entwickelkartusche D in den an der Dreheinheit 11 für diese vorgesehen Raum kommt das andere Ende 63g2 des Zapfens 63g mit dem aus der Stirnwand 11a der Dreheinheit 11 ragenden elastisch vorgespannten Anpreßelement 26b in Berührung. Dieses elastisch vorgespannte Anpreßelement 26b drückt die Entwickelkartusche D in Pfeilrichtung Q in die Gerätehauptbaugruppe 30. Mit anderen Worten, die Entwickelkartusche D wird von deren Stirnwand 63h als Bezugspunkt exakt in der Dreheinheit 11 (Gerätehauptbaugruppe 30) positioniert. Auf den beiden Drehzapfen der Entwickelwalze 12 ist ein Distanzring 12a bzw. 12b angeordnet. Wenn die Entwickelwalze 12 sich in der Entwickelstellung befindet, wird diese von einem elastischen Anpreßelement 25 (24) oder von einer gegen ein Gleitelement 10a drückenden Feder 10b (3) gegen die lichtempfindliche Trommel 1 gedrückt, wobei die Distanzringe sich gegen die lichtempfindliche Trommel 1 legen und einen bestimmten Spalt zwischen dieser und der Entwickelwalze 12 erzeugen.
Die aus Gummi oder einem ähnlichen Material gefertigte Entwickellamelle 16 wird über eine an dieser vorhandene Metallplatte 16a mit kleinen Schrauben 16b am Kartuschenrahmen 63 befestigt. Die Konstruktion der Entwickellamelle 16 wird später detailliert beschrieben.
Die Stirnwand 63h der Entwickelkartusche D ist mit einem Verriegelungselement 71 versehen (in 8 ist dieses separat von der Stirnwand 63h dargestellt). Das Verriegelungselement 71 weist mehrere Abschnitte auf, einen Verriegelungsabschnitt 71b, welcher in die an der Stirnwand 64a des Abdeckelements 64 vorhandene Verriegelungsvertiefung greift, einen den Verriegelungsabschnitt 71b stützenden Abschnitt 71a und Verankerungsabschnitte 71c und 71d, über welche das Verrieglungselement 71 an der Stirnwand 63h des Kartuschenrahmens 63 befestigt wird. Die Bezugszeichen 63j1 und 63j2 kennzeichnen Durchgangsbohrungen in der Stirnwand 63h, in welche der entsprechende Verankerungsabschnitt 71c bzw. 71d gedrückt wird, um das Verriegelungselement 71 an der Stirnwand 63h zu befestigen. Das Verriegelungselement 71 ist einstückig aus Plastmaterial gegossen. Beim Einsetzen der Entwickelkartusche D in den an der Dreheinheit 11 dafür vorhandenen Raum kommt zunächst der ebenfalls am Verriegelungselement 71 vorhandene Arm 71g mit einem in der Gerätehauptbaugruppe 30 vorhandenen festen Vorsprung in Berührung. Danach wird der Stützabschnitt 71a elastisch verformt, dabei der Verriegelungsabschnitt 71b aus der Verriegelungsvertiefung 64t gedrückt und das Abdeckelement 64 entriegelt.
Wie die 2, 3, 6, 8, 10 und 12 zeigen, ist der halbkreisförmige Vorsprung 63d nur an der Stirnwand 63h des Kartuschenrahmens 63 angeordnet, welcher bei eingesetzter Entwickelkartusche D in der Dreheinheit zu der im Abdeckelement 64 vorhandenen Bohrung 64u ausgerichtet ist und in diese greift. Das heißt, in der Abdeckstellung des Abdeckelements 64 befindet der Vorsprung 63d sich in der Bohrung 64u, so daß bei Freigabe des Abdeckelements 64 durch das Verriegelungselement 71 der Kartuschenrahmen 63 keine unerwartete Schwenkbewegung durchführen kann.
Die Stirnwände 63h und 63i weisen auch einen Gleitzapfen 63m (63m1 bzw. 63m2) und einen Federkontaktabschnitt 63k (63k1 bzw. 63k2) auf, welche aus der jeweiligen Seitenwand ragen.
In 9 kennzeichnet das Bezugszeichen 73 einen Griff, an welchem die Bedienperson die erwähnte Dichtung 27 abzieht.
Abdeckelement
Nachfolgend wird das Abdeckelement 64 detailliert beschrieben.
Wie aus 25 ersichtlich ist, sind die Stirnwände 64e und 64f des Abdeckelements 64 mit einer runden Bohrung 64a versehen, in welche die Zapfen 63c und 63g greifen, so daß das Abdeckelement 64 schwenkbar am Kartuschenrahmen 63 befestigt ist. Wie aus den 6 und 7 ersichtlich ist, bedeckt das Abdeckelement 64 in der Abdeckstellung die Öffnung 63b und somit die Entwickelwalze 12, und diese Abdeckstellung des Abdeckelements 64 wird erreicht, wenn die Entwickelkartusche D sich außerhalb der Gerätehauptbaugruppe 30 befindet. Dadurch kann Staub oder ein anderer Fremdstoff nicht zur Entwickelwalze 12 gelangen, die Entwickelwalze 12 selbst nicht beschädigt werden und kein Fremdstoff in die Entwickelkartusche D eindringen.
Der Stützabschnitt 71a des Verriegelungselements 71 hat die Form eines Kragarms und ist durch die in diesen eingebrachte Nut 71f elastisch verformbar. Aus der Basis des Stützabschnitts 71a ragen die Verankerungsabschnitte 71c und 71d, während der Verriegelungsabschnitt 71b und der Entriegelungsarm 71g aus dem hinteren Ende des Stützabschnitts 71a sich erstrecken. Der Verankerungsabschnitt 71c hat Zylinderform, erstreckt sich in Längsrichtung der Entwickelkartusche D und paßt in die Bohrung 63j1. Die beiden neben dem Verankerungsabschnitt 71c angeordneten Verankerungsabschnitte 71d haben quadratischen Querschnitt und erstrecken sich ebenfalls in Längsrichtung der Entwickelkartusche D. Diese beiden Verankerungsabschnitte 71d sind mit einer Verriegelungsklaue (nicht dargestellt) versehen. Durch Einrasten der Verankerungsabschnitte 71d in die neben der Bohrung 63j1 in der Stirnwand 63h des Kartuschenrahmens 63 vorhandenen quadratischen Öffnungen 63j2 ist das Verriegelungselement 71 an der Wand 63h befestigt.
Wie aus 12 hervorgeht, berührt in der Freigabestellung des Abdeckelements 64 die Spitze des Verriegelungsabschnitts 71b die bogenförmige Kante 64n eines konzentrisch zur Bohrung 64a in der Stirnwand 64e des Abdeckelements 64 angeordneten Nockens. In der Abdeckstellung des Abdeckelements 64 greift der Verriegelungsabschnitt 71b in die an der Kante 64n des Nockens vorhandene Verriegelungsvertiefung 64t, verriegelt das Abdeckelement 64 und verhindert ein unerwartetes Zurückschwenken desselben.
Wenn die Entwickelkartusche D in der Gerätehauptbaugruppe 30 eingesetzt wird, gleitet der Verriegelungsabschnitt 71b automatisch aus der Vertiefung 64t und schwenkt das Abdeckelement in die Freigabestellung.
Einsetzen und Entfernen der Entwickelkartusche
Nachfolgend werden in Verbindung mit den 13–19 die einzelnen Schritte zum Einsetzen und Positionieren der Entwickelkartusche D in die bzw. in der Gerätehauptbaugruppe 30 detailliert beschrieben.
Wie 14 zeigt, ist an der Innenfläche der Stirnwand 11a eine Führung 59 angeordnet, welche mehrer Abschnitte aufweist, einen Einfuhrabschnitt 59b, welcher von den nach unten gerichteten Rippen 59b gebildet wird und oben weiter ist als unten, einen zwischen nahezu parallel zueinander verlaufenden Rippen 59c gebildeten Gleitabschnitt 59d, einen zwischen bogenförmigen Rippen 59c gebildeten Aufnahmeabschnitt 59f und einen zwischen nahezu parallel zueinander sich erstreckenden, an die bogenförmigen Rippen 59e sich anschließenden geraden Rippen 59g gebildeten Aufnahmeabschnitt 59h. An der Innenseite der gegenüberliegenden Stirnwand 11e ist die Führung 26 angeordnet.
Wie die 13 und 14 ebenfalls zeigen, ist auf jedem Ende der die Dreheinheit 11 stützenden Welle 10 ein Gleitelement 10a angeordnet, welches bei eingesetzter Entwickelkartusche sich gegen die Innenfläche 11e des Stirnflansches 11f bzw. die Innenfläche 11a des Stirnflansches 11g der Dreheinheit legt. Wie 15 zeigt, ist das Gleitelement 10a der Dreheinheit symmetrisch zur Verbindungslinie zwischen der Mitte der Welle 10 und der Mitte des von den bogenförmigen Rippen 59e gebildeten Raums angeordnet und gleitet in einer Führung 10d, deren Querschnittsmitte parallel zu der genannten Linie verläuft. Das Gleitelement 10a ist mit einem parallel zum Führungsabschnitt 10d und in Längsrichtung der Welle 10 sich erstreckenden Langloch 10a1 versehen. In dieses Langloch 10a1 ragt ein an der Stirnseite der Welle 10 angeordneter Stift 10c, welcher die Bewegung des Gleitelements 10a in zwei Stellungen ermöglicht, in eine Stellung, in welcher dessen bogenförmige Fläche 10e mit der Peripherie des Welle 10 übereinstimmt und eine zylindrische Fläche bildet (15), und eine Stellung, in welcher das Gleitelement 10a bis zum Boden einer in der Welle 10 vorhandenen Vertiefung 10f zurückgezogen ist (18). Zwischen dem Boden des Führungsabschnitts 10d und dem nach innen gerichteten Ende des Gleitelements 10a ist eine vorgespannte Druckfeder 10b angeordnet. Die Breite der bogenförmigen peripheren Fläche 10e des Gleitelements 10a (d. h. der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden geraden Kanten, gemessen entlang einer zu 8 parallelen Linie und rechtwinklig zur erwähnten, durch die Mitte der Welle 10 und die Mitte zwischen den bogenförmigen Rippen 59e gezogenen geraden Linie) wurde so gewählt, daß bei eingesetzter Entwickelkartusche D die Gleitzapfen 63m (63m1, 63m2) die bogenförmige periphere Fläche des Gleitelements 10a berühren.
Die Entwickelkartusche D wird von der Bedienperson so in die Gerätehauptbaugruppe 30 eingesetzt, daß der Führungsabschnitt 70 und der Zapfen 63c für das Abdeckelement 64 auf dem Einfuhrabschnitt 59b der Führung 59 (15) gleiten.
Mit dem weiteren Einschieben der Entwickelkartusche D gleitet der an einer Stirnseite dieser Kartusche angeordnete Zapfen 63c in den von den geraden Rippen 59c gebildeten Führungskanal, wie 16 zeigt. Der Zapfen 63c weist einen abgeflachten Abschnitt 63c1 mit parallel zueinander verlaufenden Flächen auf, während die an diese Flächen sich anschließenden Flächen gekrümmt sind. Der Abstand zwischen den geraden Rippen 59c (Breite W1 in 14) wurde so gewählt, daß der Zapfen 63c nur dann durch den Führungsabschnitt 59 gleiten kann, wenn die Flächen des abgeflachten Abschnitts 63c1 parallel zu den geraden Rippen 59c ausgerichtet sind. Das heißt, der Zapfen 63c gleitet über den abgeflachten Abschnitt 63c1 entlang der geraden Rippen 59c und hält auf diese Weise die Entwickelkartusche D beim Einsetzen in die Gerätehauptbaugruppe 30 unter einem bestimmten Winke (Kartuschenhaltung).
Wie 17 zeigt, berührt in dem Moment, in welchem der Zapfen 63c sich gegen die bogenförmigen Rippen 59e legt, der Arm 71g des Verriegelungshebels 71 zum Verriegeln des Abdeckelements 64 eine der beiden geneigten Rippen 59a und wird nach oben gedrückt. Dadurch wird der Stützabschnitt 71a elastisch verformt, so daß der Verriegelungsabschnitt 71b aus der im Abdeckelement 64 vorhandenen Verriegelungsvertiefung 64t gleitet und das Abdeckelement 64 entriegelt wird (bei dieser Ausführungsform haben die beiden Rippen 59a auch Verriegelungs- und Entriegelungsfunktion). Das entriegelte Abdeckelement 64 kann nun relativ zum Kartuschenrahmen 63 geschwenkt werden. Die bogenförmigen Rippen 59e haben einen Radius, welcher freies Drehen des Zapfens 63c und somit Drehen der Entwickelkartusche D um diesen Zapfen 63c ermöglicht.
Andererseits gleitet der an der Stirnwand 63i der Entwickelkartusche D angeordnete Zapfen 63g auf den geneigten Rippen 26c der Führung 26 (13) nach unten und mit dem abgeflachten Abschnitt 23g3 zwischen die beiden parallel zueinander angeordneten geraden Rippen 26e, so daß die Entwickelkartusche unter einem vorbestimmten Winkel (in einer bestimmten Lage) gehalten wird. Die Entwickelkartusche D wird schließlich so weit in die Gerätehauptbaugruppe 30 geschoben, bis der Zapfen 63g die bogenförmigen Rippen 26a (Stützrippen) berührt. Der Radius der bogenförmigen Rippen 26a ermöglicht das Drehen des Zapfens 63g. Mit anderen Worten, der Kartuschenrahmen 63 wird auf einer Seite durch den auf den bogenförmigen Rippen 59e der Führung 59 ruhenden Zapfen 63c und auf der anderen Seite durch den auf den bogenförmigen Rippen 26a ruhenden Zapfen 63g gestützt. Das heißt, die Entwickelkartusche D kann in der Dreheinheit 11 um die Zapfen 63c und 63g geschwenkt werden.
Das fehlerfreie Einsetzen der Entwickelkartuschen Dm, Dc, Dy und Db in den entsprechenden Raum 14m, 14c, 14y bzw. 14b der Dreheinheit 11 wird später beschrieben.
Wenn die Bedienperson den Griff 63e des Kartuschenrahmens 63 erfaßt und die Entwickelkartusche in der in 17 dargestellten Lage um die von den bogenförmigen Rippen 59e und 26a gestützten Zapfen 63c und 63g schwenkt, bleibt das Abdeckelement 64 vorerst noch verriegelt, weil der Führungsabschnitt 70 im Aufnahmeabschnitt 59h ruht. Beim weiteren Schwenken des Kartuschenrahmens 63 in Pfeilrichtung X ( 17) bis zu einem bestimmten Punkt gleitet der halbkreisför mige Zapfen 63d aus der Bohrung 64u im Abdeckelement 64. Wie bereits beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform das Abdeckelement 64 mit einem Führungsabschnitt 70 versehen, welcher das Schwenken des Kartuschenrahmens 63 ermöglicht, ohne dabei das Abdeckelement zu schwenken. Wenn der halbkreisförmige Zapfen den vorbestimmten Punkt erreicht, wird der Kartuschenrahmen 63 durch das an diesem vorhandene, später beschriebene Positionierelement verriegelt. Damit ist das Einsetzen der Entwickelkartusche D erfolgreich beendet.
Wenn die Entwickelkartusche D in dem in 17 dargestellten Zustand in Pfeilrichtung X geschwenkt wird, drücken die an den Stirnwänden 63h und 63j des Kartuschenrahmens 63 angeordneten Zapfen 63 (631, bzw. 632) das jeweilige im Führungsabschnitt 10d bewegliche Gleitelement 10a gegen die Kraft der Druckfeder 10b nach unten, bis dieses die Drehachse der Welle 10 erreicht (18). Wie bereits erwähnt, ist das Gleitelement 10a mit einem parallel zum Führungsabschnitt 10d sich erstreckenden Langloch 19a1 versehen. Der an der Welle 10 angeordnete Stift 10c ragt durch dieses Langloch 10a1. Das heißt, der Stift 10c begrenzt den Gleitweg des Gleitelements 10a. Wenn das Gleitelement 10a die äußerste Stellung erreicht hat, stimmt dessen bogenförmige periphere Fläche mit der bogenförmigen peripheren Fläche der Welle 10 überein. Beim Weiterschwenken des Kartuschenrahme 63 wird von der an jeder Stirnseite der Dreheinheit 11 angeordneten Feder 11d der an jeder der beiden Stirnwänden 63h und 63i des Kartuschenrahmens 63 angeordnete Federberührungsabschnitt 63k belastet. Diese Federberührungsabschnitte üben in Pfeilrichtung Y (19) eine Schwenkkraft auf den Kartuschenrahmen 63 aus. Da jedoch die beiden Gleitzapfen 63m das mit der Welle 10 der Dreheinheit 11 verbundene entsprechende Gleitelement 10a berühren, bleibt die Lage des Kartuschenrahmens 63 bis zu dem in 19 angedeuteten Winkel stabil.
Auf diese Weise ist die Entwickelkartusche D exakt in der Dreheinheit 11 positioniert.
Das Bezugszeichen 11j kennzeichnet eine an der Dreheinheit 11 angeordnete Führung für den Gleitzapfen 63m.
In den beschriebenen Schritten wird das Abdeckelement 64 relativ zum Kartuschenrahmen 63 in die Freigabestellung geschwenkt, um die Entwickelwalze 12 freizulegen und der lichtempfindlichen Trommel 1 direkt gegenüber zu positionieren. Der Punkt, an welchem mit dem Schwenken der Entwickelkartusche D beim Einsetzen begonnen werden kann, ist von der Bedienperson an einem Klicken zu erkennen, welches beim Herausgleiten des halbkreisförmigen Zapfens 63d aus der im Abdeckelement 64 vorhandenen Bohrung 64u zu vernehmen ist.
Der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 63c2 des Zapfens 63c ist größer als die Breite des beidseitig abgeflachten Abschnitts 63c1, so daß ab dem Moment, in welchem der Zapfen 63c die bogenförmigen Rippen 59e berührend sich dreht, dieser nicht mehr aus dem von den geraden Rippen 59c gebildeten Spalt gleiten kann.
Auch der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 63g4 des an der anderen Stirnseite der Entwickelkartusche D angeordneten Zapfens 63g ist größer als die Breite des abgeflachten Abschnitts 63g3, so daß ab dem Moment, in welchem der Zapfen 63g die bogenförmigen Rippen 26e berührend sich dreht, dieser nicht mehr aus dem von den geraden Rippen 26e gebildeten Spalt gleiten kann.
Zum Entfernen der Entwickelkartusche D aus der Gerätehauptbaugruppe 30 muß diese von der Bedienperson in entgegengesetzte Richtung zum Einsetzen geschwenkt werden. Beim Zurückschwenken der Entwickelkartusche D wird der abgeflachte Abschnitt 63c1 parallel zu den geraden Rippen 59c ausgerichtet und das Abdeckelement in die Abdeckstellung bewegt. Dabei gleitet der halbkreisförmige Zapfen 63d in die Bohrung 64u, und an dem dabei zu vernehmendem Klicken erkennt die Bedienperson, daß die Entwickelkartusche sich in der Endstellung (Einsetz-/Entfernstellung) befindet und aus der Gerätehauptbaugruppe 30 gezogen werden kann. Beim Herausziehen der Entwickelkartusche D kehrt das Verriegelungselement 71 in die in 16 dargestellte Ausgangsstellung und damit dessen Stützabschnitt 71a elastisch in die Verriegelungsstellung zurück, in welcher der Verriegelungsabschnitt 71b in die Verriegelungsvertiefung 64t gleitet und das Abdeckelement 64 automatisch verriegelt.
Das an der Entwickelkartusche D angeordnete Abdeckelement 64 verhindert ein Verschmutzen der Entwickelwalze 12. Da das Abdeckelement 64 mit einem Verriegelungsmechanismus versehen ist, kann dieses nicht unerwartet in die Freigabestellung geschwenkt werden.
Das Abdeckelement 64 bleibt während des Einsetzens der Entwickelkartusche D in die Gerätehauptbaugruppe 30 in der Abdeckstellung und verhindert somit das Beschädigen der Entwickelwalze 12 während des Einsetzvorgangs. Das heißt, die Bedienperson muß vor dem Einsetzen der Entwickelkartusche D keine Schutzelemente für die Entwickelwalze von hand entfernen.
Während des Einsetzens der Entwickelkartusche D in die Gerätehauptbaugruppe 30 wird das Abdeckelement automatisch entriegelt und beim Schwenken der Kartusche automatisch in die Freigabestellung gebracht, um die Entwickelwalze 12 der lichtempfindlichen Trommel 1 direkt gegenüber zu positionieren. Dadurch wird das Einsetzen der Entwickelkartusche D effizienter.
Positionieren der Entwickelkartusche
Nachfolgend wird das Positionieren der Entwickelkartusche D detailliert beschrieben.
Zuerst wird anhand der 20 beschrieben, an welchen Stellen der Entwickelkartusche D, d. h. der Stirnwände 63h und 63i des Kartuschenrahmens 63 der Federberührungsabschnitt 63k (63k1, 63k2) als Element zum Spannen der Feder und der Gleitzapfen 63m (63m1, 63m2) als Gleitelement angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform ist in Längsrichtung der Entwickelwalze 12 gesehen und bezüglich dem Drehpunkt M1 des Antriebskraftaufnahmeelements 22 das Federberührungselement 63k um einen Winkel von etwa 100 bis 130 Grad zu der durch den Drehpunkt M2 der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt M1 des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Geraden versetzt angeordnet.
Genauer ausgedrückt, in Längsrichtung der Entwickelwalze 12 gesehen ist das Federberührungselement 63k1 (63k2) so angeordnet, daß der Winkel zwischen der durch den Drehpunkt M2 der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt M1 des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Geraden L1 und der über die Federkraftaufnahmefläche 63k3 (welche zur Radialrichtung des Antriebskraftaufnahmeelements 22 ausgerichtet ist) des Federberührungsabschnitts 63k1 gezogenen Geraden L2 etwa 100 bis 130 Grad beträgt.
Der Zapfen 63m (63m1, 63m2) ist in entgegengesetzter Richtung zum Federberührungsabschnitt (63k1 (63k2) um einen Winkel von etwa 130 bis 150 Grad zur Geraden L1 angeordnet.
Genauer ausgedrückt, der Gleitzapfen 63m ist so angeordnet, daß der Winkel zwischen der Geraden L1 und der durch die Mitte 63m3 des Zapfens 63m und den Drehpunkt M1 gezogenen Geraden L3 etwa 130 bis 150 Grad beträgt. Bei dieser Ausführungsform beträgt dieser Winkel etwa 140 Grad.
Diese Anordnung des Federberührungsabschnitts 63k (63k1, 63k2) und des Gleitzapfens 63m (63m1, 63m2) ermöglicht die gewünschte Aufnahme der von der Druckfeder 11d an der Dreheinheit 11 der Gerätehauptbaugruppe 30 erzeugten elastischen Kraft durch den Federberührungsabschnitt 63k und das gewünschte Berühren des mit der Welle 10 verbundenen Gleitelements 10a durch den Gleitzapfen 63m und somit ein exaktes Positionieren der Entwickelkartusche in dem für diese vorgesehenen Raum.
Der Gleitzapfen 63m (63m1, 63m2) ragt etwa 2–15 mm, bei dieser Ausführungsform etwa 4 mm seitlich aus der Stirnwand 63h bzw. 63i.
Der Federberührungsabschnitt 63k (63k1, 63k2) ragt etwa 2–20 mm seitlich aus der Stirnwand 63h bzw. 63i. Bei dieser Ausführungsform ragt der Federberührungsabschnitt 63k1 etwa 10 mm aus der Stirnwand 63h, der Federberührungsabschnitt 63k2 etwa 6 mm aus der Stirnwand 63i. Mit anderen Worten, der an der Antriebsseite angeordnete Federberührungsabschnitt 63k1 hat eine größere Höhe als der an der gegenüberliegenden Seite angeordnete Federberührungsabschnitt 63k2.
Antrieb der Entwickelkartusche
Nachfolgend wird das Übertragen der Antriebskraft von der Gerätehauptbaugruppe 30 auf die Entwickelkartusche D detailliert beschrieben.
Wie die 21, 22 und 44 zeigen, ist von den Zapfen 63c und 63g der zylindrische Zapfen 63c mit einer Bohrung für das Antriebskraftaufnahmeelement 22 zum Übertragen der Antriebskraft von der Gerätehauptbaugruppe 30 auf die Entwickelwalze 12 versehen. Integraler Bestandteil des Antriebskraftaufnahmeelements 22 ist ein Stufenzahnrad 23a. Der verzahnte Abschnitt 23a1 mit dem großen Durchmesser greift in das auf der Welle 12c der Entwickelwalze 12 befestigte Zahnrad 23b und setzt die Entwickelwalze 12 in Drehung. Der verzahnte Abschnitt 23a2 mit dem kleinen Durchmesser greift in ein Leerlaufzahnrad 23c, welches wiederum in ein Zahnrad 23d als integraler Bestandteil der Welle des Tonerzuführelements 15 (31) greift und das Tonerzuführelement 15 in Drehung setzt. Ein auf der Welle 19a der Auftragwalze 19 befestigtes Zahnrad 23e greift in den zum Antriebskraftaufnahmeelement 22 verzahnten Abschnitt 23a2 mit dem kleinen Durchmesser und wird von diesem in Drehung gesetzt.
Das freie Ende des Antriebskraftaufnahmeelements 22 ist mit einer als Kupplung dienenden kreuzförmigen Rippe 22d versehen, welche mit dem in der Gerätehauptbaugruppe 30 angeordneten Antriebskraftübertragungselement gekuppelt werden kann.
Wie 21 zeigt, ist die in der Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes angeordnete Dreheinheit 11 mit einem Antriebskraftübertragungselement 24 versehen, welches von einem Motor 24M angetrieben wird und die Antriebskraft auf das bei eingesetzter Entwickelkartusche D koaxial zu diesem ausgerichtete Antriebskraftaufnahmeelement 22 überträgt. Der Übertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft vom Motor 24M auf das Antriebskraftübertragungselement 24 ist schematisch als Kettenlinie dargestellt. Das stirnseitig mit einem zur kreuzförmigen Rippe des Antriebskraftaufnahmeelements 22 passenden Kupplung versehende Antriebskraftübertragungselement 24 ist in Achsrichtung des Antriebskraftaufnahmeelements 22 beweglich, in 21 durch den Pfeil μ gekennzeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Antriebskraftaufnahmeelement 22 mit vier Rücksprüngen 22a, das Antriebskraftübertragungselement 24 mit vier Vorsprüngen 24a versehen, welche beim Kuppeln des Antriebskraftübertragungselements 24 mit dem Antriebskraftaufnahmeelement 22 ineinander greifen. Das vom Motor 24M in Drehung gesetzte Antriebskraftübertragungselement 24 überträgt nach dem Kuppeln mit dem Antriebskraftaufnahmeelement 22 auf die genannte Weise die Drehung auf dieses.
Wenn die in die Dreheinheit 11 eingesetzte Entwickelkartusche D durch Drehen dieser Einheit in die Entwickelstellung gebracht worden ist, wird durch den Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) das Antriebskraftübertragungselement 24 zum Antriebskraftaufnahmeelement 22 bewegt und mit diesem gekuppelt, um die Antriebskraft auf die Entwickelwalze 12 usw, zu übertragen. Wenn die Entwickelkartusche D nicht die gewünschte Stellung zur lichtempfindlichen Trommel 1 erreicht hat oder die Mantellinie der Dreheinheit 11 mehr oder weniger von der Mantellinie der lichtempfindlichen Trommel 1 abweicht, wird die Antriebskraft erst beim Kuppeln in einer einzigen Stellung der Entwickelkartusche übertragen, so daß die Möglichkeit besteht, die Teilungsungleichmäßigkeit infolge fehlerhaftem Zahneingriff zu verringern.
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 23 und 24 das stabile Anpressen der Entwickelwalze 12 an die lichtempfindliche Trommel 1 beschrieben. Da in den 22, 23 und 24 für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendetet wurden, wird auf eine erneute Beschreibung dieser Elemente verzichtet.
Wie bereits beschrieben, wird von dem in der Gerätehauptbaugruppe 30 angeordneten Antriebskraftübertragungselement 24 die Antriebskraft auf das Antriebskraftaufnahmeelement 22 der Entwickelkartusche D nur in der Entwickelstellung übertragen.
23 zeigt die Entwickelkartusche D in der Entwickelstellung.
In dieser Stellung verläuft vom Schwenkpunkt des Zapfens 63c aus gesehen in Bezug auf die Drehung R des Antriebskraftaufnahmeelements 22 die durch den Schwenkpunkt des Zapfens 63c und den Drehpunkt der Entwickelwalze 12 gezogene Verbindungslinie X2 vor der durch den Schwenkpunkt der Entwickelkartusche D, d. h. den Schwenkpunkt des Zapfens 63c und den Drehpunkt der lichtempfindlichen Trommel 1 gezogenen Linie X1.
Dadurch wird die Entwickelkartusche D in Richtung R geschwenkt, somit die Entwickelwalze 12 normalerweise gegen die lichtempfindliche Trommel 1 gedrückt und folglich der von der Entwickelwalze 12 durchgeführte Entwickelvorgang stabilisiert. Das ist beim sogenannten Berührungsentwickeln, aber besonders beim berührungslosen Entwickeln vorteilhaft, weil zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Entwickelwalze 12 ein stabiler Spalt gebildet wird.
Wie 24 zeigt, kann auch eine Anpreßvorrichtung 25 verwendet werden, welche in der Entwickelstellung der Entwickelkartusche D diese in Pfeilrichtung Q gegen die lichtempfindliche Trommel 1 drückt. In diesem Fall liegt vom Schwenkpunkt des Zapfens 63c aus gesehen und in Bezug auf das von der Anpreßvorrichtung 25 erzeugte Drehmoment DM die durch den Schwenkpunkt des Zapfens 63c und den Drehpunkt der Entwickelwalze 12 gezogene Linie X2 ebenfalls vor der durch den Schwenkpunkt der Entwickelkartusche D (des Zapfens 63c) und den Drehpunkt der lichtempfindlichen Trommel 1 gezogenen Linie X1, so daß mit dieser Vorrichtung der gleiche Effekt erzielt wird. Bei dieser Ausführungsform ist an beiden Enden der Entwickelkartusche D eine gegen die Rückwand des Tonerspeicherbehälters 63a drückende Anpreßvorrichtung 25 angeordnet.
Vorrichtung gegen falsches Einsetzens der Entwickelkartusche D
Die Entwickelkartuschen D (Dm, Dc, Dy, Db) haben die gleiche Konfiguration, die gleichen Dimensionen usw. und sind an der entsprechenden Stelle in die Dreheinheit 11 einsetzbar. Mit einer solchen Vorrichtung, welche das Einsetzen der Prozeßkartuschen an den falschen Stellen durch die Bedienperson verhindert, wird die Bedienung vereinfacht. Wie die 2, 3, 13 und 14 zeigen, weist die Dreheinheit 11 beiderseits einen scheibenförmigen Flansch 11f bzw. 11g auf, welche mit der Welle 10 verbunden sind. Die Kartuschenaufnahmeabschnitte 14 der Dreheinheit 11 sind in Umfangsrichtung im gleichen Abstand zueinander angeordnet. Genauer ausgedrückt, die in gleichem Abstand zueinander angeordneten Kartuschenaufnahmeabschnitte 14m, 14c, 14y, 14b dienen zur Aufnahme der entsprechenden Entwickelkartusche Dm, Dc, Dy bzw. Db.
Zwischen den beiden Flanschen 11f, 11g sind Trennplatten 11m, 11c. 11y, 11b angeordnet, welche die Dreheinheit 11 in die genannten vier Kartuschenaufnahmeabschnitte unterteilen und die beiden Flansche miteinander verbinden. Diese Trennplatten 11m, 11c, 11y und 11b erstrecken sich in axialer Richtung der Dreheinheit 11, wie aus den in den 2 und 3 dargestellten Schnittansichten zu erkennen ist. Diese Trennplatten sind an der zum Flansch 11g gerichteten Seite mit einer Unterscheidungsvertiefung 11m1, 11c1, 11y1 bzw. 11b1 versehen. In den 2 und 3 ist die Schnittansicht der Dreheinheit 11 an der Stelle der Unterscheidungsvertiefung 11c1 dargestellt, so daß aufgrund der in Längsrichtung der Dreheinheit 11 an unterschiedlichen Stellen sich befindenden Unterscheidungsvertiefungen 11m1, 11c1, 11y1, 11b1 die Vertiefungen 11m1, 11y1, 11b1 in diesen Figuren nicht zu sehen sind. Die Unterscheidungsvertiefungen 11m1, 11c1, 11y1, 11b1 haben die gleiche Konfiguration und sind an der Außenkante jeder Trennplatte 11m, 11c, 11y, 11b vorhanden.
Wie die 25 und 43 zeigen, ist das Abdeckelement 64 (64m, 64c, 64y, 64b) der Entwickelkartusche mit einem Unterscheidungselement 64M, 64C, 64Y bzw. 64B versehen, um die Entwickelkartuschen D voneinander zu unterscheiden (in den 2, 3 und 25 ist nur das Unterscheidungselement 64B dargestellt). Die Unterscheidungselemente 64M, 64C, 64Y, 64B in Form von Vorsprüngen sind in Längsrichtung des Abdeckelements 64 der Entwickelkartusche D an unterschiedlichen Stellen angeordnet und erstrecken sich aus dessen Außenfläche. In Längsrichtung des Abdeckelements 64 gesehen liegt die Mitte jedes dieser Unterscheidungselemente 64M, 64C, 64Y, 64B auf einer Linie, welche im wesentlichen durch die Mitte der runden Bohrungen 64 und im rechten Winkel zu der auf die Mitte der Bohrung 64a gerichteten Führung 70 in Form einer linearen Rippe verläuft. Die Unterscheidungselemente 64M, 64C, 64Y, 64B sind in Längsrichtung des die Entwickelwalze 12 abdeckenden Abdeckelements 64 am offenen Ende 64 neben der Antriebskraftaufnahmeseite konzentriert angeordnet.
Wie 25 zeigt, ist das Abdeckelement 64 in Längsrichtung mit vier in gleichem Abstand zueinander angeordneten Sitzen 64s versehen, in welche ein das jeweilige Unterscheidungselement 64M, 64C, 64Y, 64B definierender Block 64r eingesetzt wird. Die Sitze 64s sind in Umfangsrichtung des Abdeckelements 64 mit Aufnahmebohrungen 64p, 64q versehen. Die Aufnahmebohrungen 64p sind rund, die Aufnahmebohrungen 64q in Umfangsrichtung sich erstreckende Langlöcher. Die Blöcke 64r haben im wesentlichen Würfelform und sind an der zum Sitz 64s gerichteten Seite (in 25 nicht zu sehen) mit entsprechenden in die Bohrungen 64p, 64q passenden Zapfen versehen. Jeder dieser Blöcke 64r wird an der für diesen vorgesehnen Stelle mit einem Kleber befestigt.
Der an der entsprechenden Stelle eingesetzte Block 64r bildet das Unterscheidungselement 64M, 64c, 64Y bzw. 64B. Wenn die mit dem entsprechenden Unterscheidungselement versehene Entwickelkartusche in den entsprechenden Aufnahmeabschnitt 14 eingesetzt wird, greift das entsprechende Unterscheidungselement 64M, 64C, 64Y bzw. 64B in die im jeweiligen Kartuschenaufnahmeabschnitt 14m, 14c, 14y, 14b vorhandene Unterscheidungsvertiefung 11m1, 11c1, 11y1 bzw, 11b1. In den Kartuschenaufnahmeabschnitt 14y zum Beispiel können die Entwickelkartuschen Dm, Dc und Db nicht eingesetzt werden, weil das an diesem befestigte Unterscheidungselement 64M, 64C bzw. 64B die Fläche der Trennplatte 11y an einer Stelle neben der Unterscheidungsvertiefung 11y1 berührt.
Auf ähnliche Weise verweigert der Kartuschenaufnahmeabschnitt 14m die Aufnahme der Entwickelkartuschen Dy, Dc, Db, der Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c die Aufnahme der Entwickelkartuschen Dy, Dm, Db und der Kartuschenaufnahmeabschnitt Db die Aufnahme der Entwickelkartuschen Dy, Dm, Dc.
Die 2 und 26 zeigen den Zustand, in welchem die Entwickelkartusche Dc im Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c montiert ist. Zum Einsetzen der Entwickelkartusche Dc in den Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c wird das lineare Führungselement 70 in die an diesem Abschnitt vorhandene Führungsbahn 59h geschoben, so daß das Abdeckelement 64 in linearer Richtung in den Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c gleitet und dabei die Entwickelkartusche Dc eine seitliche Schwenkbewegung durchführt. Die Entwickelkartusche Dc erreicht schließlich eine Stellung, in welcher der an dieser vorhandene Zapfen 63m die in der Wand 11a des antriebsseitigen Flansches 11g der Dreheinheit 11 vorhandene Führung 11j berührt. Das am Abdeckelement 64 befestigte Unterscheidungselement 64C kommt dabei nahe an die Kante 11x der Trennplatte 11c, welche nur dieses Unterscheidungselement 64C in die an dieser vorhandene Vertiefung 11c1 gleiten läßt, so daß der Zapfen 63c der Entwickelkartusche Dc in die an der Dreheinheit 11 angeordnete Führung 59 und folglich das Unterscheidungselement 64C in die Vertiefung 11c1 gleitet. Der Zapfen 63m berührt dabei die Führung 11j, so die Entwickelkartusche die in den 2, 17, 26 dargestellte Lage einnimmt. Wenn der Kartuschenrahmen 63 aus dieser Lage in Uhrzeigerrichtung weiter geschwenkt wird, bis dieser die in 3 dargestellte Lage erreicht hat, ist die Entwickelkartusche Dc mit dem in dieser gespeicherten zyanfarbigem Toner vollständig am Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c der Dreheinheit 11 montiert.
Wenn die einen anderen Toner als den zyanfarbigen Toner speichernden Entwickelkartuschen Dm, Dy, Db fälschlicherwei se in den Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c eingesetzt werden, kann das vordere Ende des Führungselements 70 dieser Entwickelkartuschen zwar in die Führungsbahn 59h gleiten, doch bei Erreichen der in 2 angedeuteten Position 13 berührt deren Unterscheidungselement 64M, 64Y bzw. 64B die Kante 11x der Trennplatte 11c. Dadurch können die Entwickelkartuschen Dm, Dy, Db nicht weiter gleiten und durch den abgeflachten Abschnitt 63c1 des an diesen vorhandenen Zapfens 63c, welcher sich bereits zwischen den von den linearen Rippen 59c gebildeten Spalt (14) befindet, auch nicht geschwenkt werden. Das heißt, die Entwickelkartuschen Dm, Dy, Db können am Kartuschenaufnahmeabschnitt 14c nicht montiert werden, da dieser nur das Befestigen der Entwickelkartusche Dc mit dem in dieser gespeicherten zyanfarbigen Toner gestattet. Das gleiche trifft zu auf die Kartuschenaufnahmeabschnitte 14m, 14y, 14b, an welchen nur die entsprechende Entwickelkartuschen Dm, Dy bzw. Db befestigt werden kann.
Das Abdeckelement 64, welches an der in die Hauptbaugruppe 30 des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes entfernbar montierbaren Entwickelkartusche D zum Entwickeln eines auf der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugten latenten Bildes befestigt ist, weist ein Führungselement 70 auf, welches die Entwickelkartusche D beim Einsetzen in den Kartuschenaufnahmeabschnitt 14 der Gerätehauptbaugruppe 30 führt und das Schwenken dieser Kartusche ermöglicht. Das Abdeckelement ist schwenkbar gelagert und kann von der Abdeckstellung zum Abdecken der Entwickelwalze 12 bei ausgebauter Entwickelkartusche D in die Freigabestellung zum Freilegen der Entwickelwalze 12 beim Einsetzen der Kartusche und umgekehrt geschwenkt werden. Zum Abdeckelement 64 gehört das entsprechende Unterscheidungselement 64M, 64C, 64Y bzw. 64B, welches beim Einsetzen der Entwickelkartusche D in den entsprechenden Kartuschenaufnahme abschnitt 14 der Gerätehauptbaugruppe 30 in die entsprechende Vertiefung 11m1, 11c1, 11y1, bzw. 11b1 einrastet. Durch diese Konstruktion wird das Einsetzen einer Entwickelkartusche in den falschen Kartuschenaufnahmeabschnitt verhindert. Der Unterscheidungsabschnitt der Entwickelkartusche kann mit einem gemeinsamen Sitz 64s versehen sein, auf welchem die Blöcke 64r selektiv befestigt werden, so daß unterschiedliche Abdeckelemente 64 sich nicht erforderlich machen und demzufolge die Fertigungskosten gesenkt werden können.
Bei dieser Ausführungsform ist der Unterscheidungsabschnitt zu dem die Entwickelkartusche verschiebenden Antriebskraftaufnahmeabschnitt hin verschoben, kann aber auch in eine andere Stellung in Längsrichtung gebracht werden. Die Abstände zwischen benachbarten Unterscheidungsabschnitten können unterschiedlich sein. Der Unterscheidungsabschnitt hat die Form einer quadratischen Erhebung/Vertiefung, kann aber auch konvex/konkav (bogen- oder v-förmig) ausgeführt werden.
Aufbau des Entwickelrahmens
Wie die 4, 6, 7 zeigen, ist der allgemein mit dem Bezugszeichen 63 gekennzeichnete Kartuschenrahmen aus dem Entwickelrahmen 63A (Kartuschenhauptrahmen), einem Tonerrahmen 63B, einem Abdeckrahmen 63C, den stirnseitigen Deckeln 63D, 63E und dem Kuppelrahmen 63F zusammengesetzt.
Der Entwickelrahmen 63A und der Tonerrahmen 63B werden an einem dreieckigen Abschnitt an der Verbindungsfläche 63n zwischen den in Längsrichtung aus beiden Stirnseiten des Stützrahmens 63A sich erstreckenden Flanschen 63Aa und eines in Längsrichtung des Tonerrahmens 63B sich erstreckenden Flansches 63Ba durch Ultraschallschweißen zusammengeschweißt.
Der eigentliche Entwickelrahmen 63A und der Abdeckrahmen 63C sind an der Linie 63o miteinander verbunden und bilden den Tonerbehälter. Um diese Verbindung zu realisieren, wurde der Flansch 63Ba des Tonerrahmens 63B L-förmig ausgeführt, wobei dessen obere Fläche als Verbindungsfläche 63p dient, welche auch der Flansch 63Bb aufweist und die an der Linie 63o vorhandene Öffnung umgibt. Der die Öffnung 63o ebenfalls umgebende Flansch 63Cb des Abdeckrahmens 63C wird an der Verbindungsfläche 63p durch Ultraschallschweißen mit dem Flansch 63Bb des Tonerrahmens 63B verschweißt.
Wie die in den 6 und 7 perspektivisch dargestellte Entwickelkartusche zeigt, werden die Stirnseiten der auf diese Weise miteinander verschweißten Rahmen 63A und 63B vom Deckel 63D bzw. 63E abgedeckt, wobei der Deckel 63E am Entwickelrahmen 63A, der Deckel 63D an dem mit dem Entwickelrahmen 63A verbundenen Kuppelrahmen 63F angeschraubt ist. Die auf diese Weise zusammengefügten Rahmen bilden den Kartuschenrahmen 63.
Entwickelrahmen
Die Beschreibung dieses Rahmens erfolgt in Verbindung mit den 4, 5, 27 und 28.
Der Entwickelrahmen 63A ist zur Öffnung 63Bc des Tonerrahmens 63B ausgerichtet, wobei dessen Flansch 63Aa sich längs zwischen den beiden Rahmenstirnseiten erstreckt. Die über die gesamte Länge dieses Rahmens 63A sich erstreckende Fläche 63Ab dient als Dichtfläche 27a für die an den Tonerrahmen 63B geklebte Dichtung 27. Der Abschnitt 63Ab1 der Frontfläche 63Ab (27) verläuft bündig zu der die Tonerzuführöffnung 63Ae an beiden Stirnseiten umgebenden Fläche 63Ab2. Die ebene Fläche 63Ab2 geht in einen bogenförmigen Abschnitt 63Ab3 über, welcher konzentrisch zur Auftragwalze 19 verläuft und einen etwas größeren Radius als diese hat. Die Flächen 63Ab2 und 63Ab3 sind schmal. Die Fläche 63Ab1 erstreckt sich rechtwinklig zum Flansch 63Aa.
An die Fläche 63Ab ist an beiden stirnseitigen Enden ein elastisches Element 31a bzw. 31b geklebt. An der Seite, an welcher die Dichtung 27 herausgezogen wird, ist auf die nach innen gerichtete Seite des als Dichtung dienenden elastischen Elements 31a ein die Reibung zwischen diesem und der Dichtung 27 verringernder Film 31c geklebt.
Die Fläche 63Ac als Befestigungsfläche für die Dichtungen 31a, 31b ist gegenüber der Fläche 63Ab2 zurückgesetzt. Die Fläche 63Ac geht beidseitig in einen bogenförmigen Abschnitt 63Ad und dieser glatt in den Flansch 63Aa über (27 und 28). Die Dichtungen 31a und 31b erstrecken sich neben der Tonerzuführöffnung 63Ae in Breitenrichtung des Entwickelrahmens 63A. Die Dichtungen 31a und 31b werden an den längsseitigen Enden zwischen dem Flansch 63Aa und der entsprechende Fläche des Tonerrahmens 63B zusammengedrückt. Das Bezugszeichen 63n kennzeichnet die Verbindungsfläche zwischen den beiden Rahmen.
Der Tonerrahmen 63B wiederum ist mit einer Dichtfläche 63Bu versehen, welche beim Befestigen dieses Rahmens am Entwickelrahmen 63A gegen die Dichtungen 31a und 31b gedrückt wird (28).
Die entlang der Entwickelwalze 12 sich erstreckende Öffnung 63Ae stellt die Verbindung zum Tonerrahmen 63A her. Der vertikale Abschnitt neben der Tonerzuführöffnung 63Ae ist zwischen der Reinigungslamelle 16 und dem Dichtelement 34 schmaler. Die Tonerzuführöffnung Ae ist von der Frontfläche 64Ab, dem Wellenbefestigungsabschnitt 63q und dem Flansch 63Aa umgeben. Die Entwickelwalze 12 wird entlang der Tonerzuführöffnung 63Ae am dafür vorgesehenen Abschnitt montiert (29).
Wie bereits beschrieben, gehören zum Entwickelrahmen 63A die Entwickelwalze 12 zum Entwickeln eines auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugten latenten Bildes, der Tonerspeicherabschnitt 63a zum Speichern des für das Entwickeln erforderlichen Toners und die Auftragwalze 19 zum Auftragen von Toner auf die Oberfläche der Entwickelwalze 12. Die Entwickelkartusche D wird über den Entwickelrahmen abnehmbar an der Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes befestigt. Zum Entwickelrahmen gehören außerdem die Tonerzuführöffnung 63Ae zum Zuführen von Toner aus dem Tonerspeicherabschnitt 63a zur Entwickelwalze 12, der entlang der Tonerzuführöffnung sich erstreckende Aufnahmeabschnitt für die Entwickelwalze 12, die Fläche zum Befestigen des Tonerrahmens 63B an diesem, die über und unter der Tonerzuführöffnung 63Ae sich erstreckende Verbindungsfläche 63n, die Erhebung mit der Klebfläche 63Ac), der Wellenmontageabschnitt 63q und die Frontfläche 63Ab, wobei die Erhebung auf den Tonerrahmen 63B gerichtet ist und die Ebene der Verbindungsfläche 63n kreuzt.
Der erwähnte Wellenmontageabschnitt 63q für die Auftragwalze erstreckt sich entlang der Tonerzuführöffnung 63Ae in eine Richtung, welche die Ebene der Verbindungsfläche (63n) kreuzt. Die Welle (19a) der Auftragwalze 19 ist an beiden Stirnseiten des Abschnitts 63q befestigt. Die stirnseitigen Enden sind mit einem elastischen Element (26b) versehen, welche die Dichtung 27 um die Tonerzuführöffnung 63Ae zusammendrückt, wobei die Befestigungsfläche für das elastische Element jenseits der Verbindungsfläche 63n eine Wulst aufweist. Die Vorderkante der Wulst ist flach und jenseits der Auftragwalze 19 auf den Entwickelrahmen gerichtet. Die Ebene, auf welcher die beiden elastischen Elemente 26b an den stirnseitigen Enden befestigt sind, liegt entfernt von der Auftragwalze 19. Die Befestigungsfläche des elastischen Elements 26 ist außerhalb des Bereichs der Auftragwalze zwischen der Verbindungsfläche und der Vorderkante der Erhebung gekrümmt ausgeführt. Der Krümmungsmittelpunkt dieser Krümmung entspricht dem Drehpunkt der Auftragwalze 19.
Die Gegenfläche dieser Krümmung ist konvex ausgeführt. Vom Tonerrahmen aus gesehen ist die Tonerzuführöffnung 63Ae rechteckig und von einem Abschnitt zur Aufnahme der Auftragwalze 19 umgeben, wobei die Tonerzuführöffnung auf einer im wesentlichen eben zur Verbindungsfläche verlaufenden Ebene definiert ist.
Nachfolgend wird die Konstruktion des von der Verbindungsfläche 63n nach der anderen Seite sich erstreckenden Abschnitts des Entwickelrahmens 63A beschrieben.
Der Aufnahmeabschnitt 63q für die aus Metall gefertigte Welle 19a der Auftragwalze 19 (4) ist integraler Bestandteil des Entwickelrahmens 63A. Die Bohrungen in diesem Abschnitt 63q für die Welle 19a liegen näher an der Entwickelwalze 12 als an der Verbindungsfläche 63n. Die Entwickelkartusche Db für schwarzen Toner ist nicht mit einer Auftragwalze ausgerüstet.
Der Aufnahmeabschnitt 63q hat eine konkav gebogene Fläche 63Ag zum Befestigen eines elastischen Dichtelements 32 aus Filz zum Abdichten der Entwickelzone nach außen. Die konvexe Fläche 63Ag geht in die ebene Fläche Ag1 über, welche sich im wesentlichen parallel zur Entwickellamelle 16 erstreckt. Das von der Platte 16a gestützte Ende 16c wird vom Ende des an die Fläche geklebten elastischen Dichtelements 32 überlappt. Ein parallel zur elastischen Lamelle 16c sich erstreckendes, die periphere Fläche der Entwickelwalze 12 berührendes Dichtelement 34 ist an die Fläche 63r des Entwickelrahmens 63A geklebt.
Wie 29 zeigt, ist am vorderen Ende des Aufnahmeabschnitts 63q für die Auftragwalze 19 konzentrisch zu deren Welle 19a ein kreisbogenförmiger Rücksprung 63s zum Einsetzen einer Dichtung 35 in Form einer Filzscheibe vorhanden. Von dem am Kuppelrahmen 63F und dem Deckel 63D vorhandenen zylindrischen Vorsprung 63Ff, 63Df (35, 45), welche in diesen Rücksprung greifen, wird die Dichtung 35 leicht gegen die Außenfläche des Wellenaufnahmeabschnitts 63q gedrückt. Das gleiche trifft zu auf das andere stirnseitige Ende.
Der beschriebene Aufbau des Entwickelrahmens 63A ist bei den Entwickelkartuschen D für magentafarbigen, zyanfarbigen und gelben Toner gleich. Die Entwickelkartusche Db für schwarzen Toner ist nicht mit einer Auftragwalze ausgerüstet, so daß der Platz zur Aufnahme der Auftragwalze, der für deren Aufnahmeabschnitt und der für die Dichtung nicht erforderlich sind. Wie 5 zeigt, nimmt in der Entwickelstellung, in welcher die Entwickelwalze 12 der lichtempfindlichen Trommel 1 direkt gegenüber steht, der unterhalb der Entwickelwalze 12 vorhandene Boden 63t im wesentlichen eine horizontale Lage ein.
Wie 27 zeigt, sind an einem stirnseitigen Ende des Entwickelrahmens 63A der Kuppelrahmen 63F und der Sitz 63Ak1 zum Befestigen des Deckels D angeordnet, während am anderen Ende, d. h. an dem Ende, an welchem die Abreißdichtung herausgezogen wird, der Sitz 63Ak2 zum Befestigen des Deckels 63E angeordnet ist. Die Sitze 63Ak1, 63Ak2 haben die gleiche Konfiguration und sind mit Gewindebohrungen 63Am und Positionierbohrungen 63An, 63Ap versehen. Die Bohrung 63An ist rund, die Bohrung 63Ap ein zur Bohrung 63An ausgerichtetes Langloch.
Durch diesen Aufbau kann die Entwickelkartusche kleiner ausgeführt werden, während bei gleicher Größe der Entwickelkartusche eine größere Tonermenge in dieser gespeichert werden kann.
Tonerrahmen
Wie 4 zeigt, erstreckt die Verbindungsfläche 63n des Tonerrahmens 63B sich in Bezug auf den Entwickelrahmen 63A im wesentlichen im rechten Winkel zur Verbindungsfläche 63p des Tonerrahmens 63B in Bezug auf den Abdeckrahmen 63C.
Wie die 30 und 31 zeigen, ist die an einer Stirnseite des Tonerrahmens 63B vorhandene Platte 63Bd mit einer Lagerstelle 63Be versehen, in welcher der am Zahnrad 23d vorhandene Zapfen 33 drehbar gelagert ist. Die andere Stirnseite des Tonerrahmens 63B ist mit einer zylindrischen Tonerzuführöffnung 63Bp und einer zentrisch angeordneten Lagerstelle 63Be zur Aufnahme des Zapfens 36 versehen. Die Lagerstelle 63Be als integraler Bestandteil des Tonerrahmens 63B wird von einem radial aus der Öffnung 63Bp sich erstreckenden Arm 63Bs gehalten. An den Zapfen 33, 36 ist ein Tonerzuführelement 15 (Tonerrührelement) befestigt. Das Tonerzuführelement 15 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Tonerrahmens 63B und dessen Außenkanten liegen außerhalb der Entwickelzone. Wie 4 zeigt, sind an der Seite, an welcher die Kappe 37 zum Abdecken der Tonerzuhröffnung 63Bp außerhalb der Entwickelzone befestigt ist, eine erste und eine zweite Öffnung 63Bf bzw. 63Bg vorhanden und in diese licht durchlässige Elemente 81, 82 aus Kunstharz zum Beispiel fest eingesetzt. Bei einer geringen Tonermenge im Tonerrahmen 63B passiert das durch die erste Öffnung 63Bf eingetretene Licht die zweite Öffnung 63Bg. Wie die 4, 5 und 32 zeigen, ist das Abdeckelement 64 mit einer Öffnung 64k versehen, durch welche das die zweite Öffnung 63Bg passierende Licht austritt.
Das lichtdurchlässige Elemente 81 hat eine gewölbte Fläche 81a, das lichtdurchlässige Element 82 eine ebene Fläche 82a, welche von einer elastischen Lamelle 15a (Reinigungselement), befestigt an einer nahe am Drehpunkt des Tonerzuführelements 15 angeordneten und zusammen mit diesem drehenden Platte 15b, schabend berührt und somit gereinigt werden. Der Radius der gewölbten Fläche 81a geht durch den Drehpunkt des Tonerzuführelements 15, während die ebene Fläche 82a im rechten Winkel zu der auf den Drehpunkt des Tonerzuführelements 15 gerichteten Linie verläuft.
Eine abnehmbar an der Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes montierbare Entwickelkartusche zum Entwickeln eines auf dem lichtempfindlichen Element dieses Gerätes erzeugten latenten Bildes weist auf:
einen Kartuschenrahmen,
ein Entwickelelement (z. B. eine Entwickelwalze) zum Entwickeln eines auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes,
ein Antriebskraftaufnahmeelement zur Aufnahme der von der Hauptbaugruppe erzeugten Antriebskraft bei eingesetzter Entwickelkartusche, welches von deren Deckel 63D aus zugänglich ist,
einen Entwickelspannungskontakt (z. B. 41) zum Übertragen der Entwickelspannung von der Hauptbaugruppe auf das Entwickel element der eingesetzten Kartusche, welches am Deckel 63D freigelegt ist,
einen Tonerspeicherabschnitt (z. B. 63a) zum Speichern des für das Entwickeln erforderlichen Toners,
ein erstes lichtdurchlässiges Element (z. B. 81) und ein zweites lichtdurchlässiges Element (z. B. 82), welche am Tonerspeicherabschnitt neben dem anderen Ende des Entwickelelements angeordnet sind und dazu dienen, die Verringerung der Tonermenge im Tonerspeicherabschnitt unter eine bestimmte Größe zu erfassen, wobei das erste lichtdurchlässige Element das von der Hauptbaugruppe (z. B. 30) emittierte Licht in den Tonerspeicherabschnitt eindringen und das zweite lichtdurchlässige Element das durch den Tonerspeicherabschnitt gelangte Licht wieder zur Hauptbaugruppe gelangen läßt.
In Längsrichtung der als Entwickelelement dienenden Entwickelwalze 12 gesehen sind das erste und das zweite lichtdurchlässige Element 81 bzw. 82 außerhalb der von der Entwickelwalze 12 bestrichenen Entwickelzone angeordnet.
Die Entwickelkartusche D weist außerdem ein Abdeckelement 64 zum Abdecken des vom Kartuschenrahmen nicht bedeckten Abschnitts der Entwickelwalze auf, welches mit einer Öffnung 64 versehen ist, die sich in der Freigabestellung über dem zweiten lichtdurchlässigen Element befindet.
Das erste lichtdurchlässige Element ist zur Innseite des Tonerspeicherabschnitts 63a hin konkav ausgeführt.
Das zweite lichtdurchlässige Element ist im wesentlichen eben.
Die Entwickelkartusche D weist einen Abschnitt 63U auf, welcher sich bei eingesetzter Kartusche gegen ein in der Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes angeordnetes Anpreßelement (z. B. die Druckfeder 10b des Anpreßelements 25) legt.
Die Entwickelkartusche D ist mit einem Reinigungselement (z. B. einer elastischen Lamelle 15a) zum Entfernen des am ersten und am zweiten lichtdurchlässigen Element haftenden Toners ausgerüstet.
Die Entwickelkartusche D ist außerdem mit einem Tonerzuführelement 15 zum Beschicken des Entwickelelements 15 mit Toner aus dem Tonerspeicherabschnitt 63a bestückt, welches sich in Längsrichtung des Tonerspeicherabschnitts 63a erstreckt.
Das an einer Längsseite des Tonerzuführelements 15 angeordnete und an dessen Welle 15c befestigte Reinigungselement 15a rotiert zusammen mit diesem.
In einer die Welle 15c kreuzenden Richtung ist das Reinigungselement 15a länger als das Tonerzuführelement 15, wodurch der an der Innenfläche des lichtdurchlässigen Elements haftende Toner zuverlässig von dieser entfernt werden kann.
Bei der Entwickelkartusche dieser Ausführungsform sind die lichtdurchlässigen Elemente 81, 82 neben einem Ende der Entwickelwalze 12 an der Seite des Kartuschenrahmens entgegengesetzt der mit dem Antriebskraftaufnahmeelement 22 und dem Entwickelspannungskontakt 41 bestückten Seite angeordnet. Dadurch können der Innenraum der Entwickelkartusche und der Raum in der Hauptbaugruppe des Gerätes effektiv genutzt werden. Das ist darauf zurückzuführen, daß das Lichtemissionselement 83 und das Lichtempfangselement 86 an der Seite in der Hauptbaugruppe 30 entgegengesetzt der mit dem Antriebskraftübertragungselement 24 und dem Entwickelspannungskontakt 42 bestückten Seite angeordnet werden können. Da die lichtdurchlässigen Elemente 81,82 neben dem stirnseitigen Ende der Entwickelwalze 12 angeordnet sind, kann die Länge der Lichtleitung gewährleistet werden.
Bei dieser Ausführungsform ist die Zone, in welcher die Entwickelwalze 12 den Entwickelvorgang durchführt, der in 8 mit dem Bezugszeichen X gekennzeichnete Bereich zwischen den die periphere Fläche der Entwickelwalze 12 berührenden Dichtungen 16d1 und 16d2, d. h. der Bereich, in welcher das Auftragen von Toner erfolgt, welcher zum Entwickeln des auf dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten elektrostatischen, latenten Bildes benötigt wird. Die Dichtungen 16d1, 16d2 dienen dazu, seitliches Austreten von Toner in Längsrichtung der Entwickelwalze 12 zu verhindern.
Bei dieser Ausführungsform sind das Tonerzuführelement 15 und die elastische Lamelle 16c (Reinigungselement) einstückig aus Kunstharz gegossen und auf der Welle 15c befestigt. Dadurch können das Tonerzuführelement 15 und die elastische Lamelle (16) von einem einzigen Mechanismus in Drehung gesetzt werden.
Das Tonerzuführelement und das Reinigungselement können aber auch separate Elemente sein und auf unterschiedlichen Wellen befestigt werden, so daß auch die Übertragung der Antriebskräfte separat erfolgt.
Bei dieser Ausführungsform sind das erste und das zweite lichtdurchlässige Element außerhalb der Entwickelzone in Längsrichtung der Entwickelwalze angeordnet, so daß die Ro tation des Reinigungselements den Entwickelvorgang nicht negativ beeinflußt.
Abdeckrahmen
Wie bereits beschrieben, ist der Abdeckrahmen 63C mit Flanschen 63Aa, 63Ba versehen, welche jenseits der Dichtfläche 27a zur Entwickelwalze 12 hin abgesetzt sind. Wie 4 zeigt, kann die Vorderwand 63Cd des Abdeckrahmens 63C näher an den Entwickelrahmen 63A herangebracht werden, um den Abstand zwischen dieser und der Rückwand 63Ce zu vergrößern. Dadurch können das Volumen des Tonerrahmens 63B und das des Abdeckrahmens 63C vergrößert werden, um die Tonerspeichermenge zu erhöhen.
Kuppelrahmen
Wie 34 zeigt, wird an dem in 33 dargestellten, an der Antriebskraftaufnahmeseite des Entwickelrahmens 63A vorhandenen Sitz 63k1 der Kuppelrahmen 63F mit kleinen durch die Bohrungen 63Fa in die Gewindebohrungen 63Am gedrehten Schrauben (nicht dargestellt) befestigt. Die in 45 angedeutete ebene Fläche 63Fk des Kuppelrahmens 63F ist die Fläche, über welche das Befestigen des Kuppelrahmens 63F an der Fläche 63Ak1 des Sitzes 63K1 erfolgt. Die beiden Befestigungsflächen 63Fk und 63Ak1 sind im wesentlichen komplementär ausgeführt und gewährleisten dadurch eine feste Verbindung. Die Befestigungsfläche 63Fk ist mit zylindrischen Dübeln 63Fg versehen, welche in die am Sitz 63Ak1 des Entwickelrahmens 63A vorhandenen Positionierbohrungen 63An, 63Ap passen.
Wie 34 ebenfalls zeigt, ist ein Ende der Welle 12c der Entwickelwalze 12 über ein Rollenlager 38 im Kuppelrahmen 63F gelagert. Der Zapfen 63Fb, ebenfalls integraler Bestandteil des Kuppelrahmens 63F, dient als Lagerzapfen für das Antriebskraftaufnahmeelement 22. Der Zapfen 63Fc ebenfalls als integraler Bestandteil des Kuppelrahmens 63F dient als Lagerzapfen für ein Leerlaufstufenzahnrad 23c, dessen verzahnter Abschnitt 23c2 mit kleinem Durchmessern in das Zahnrad 23d greift, welches mit dem integrierten Lagerzapfen 33 für das Tonerzuführelement 15 versehen ist. Die Welle 19a der Auftragwalze 19 ragt durch eine Bohrung 63Fd. Der Kuppelrahmen 63F ist mit einer Gewindebohrung 63Fe versehen, welche zum Befestigen des Deckels 63D dient.
Nachfolgend wird die Lagerung der Entwickelwalze auf der anderen Seite und die Dichtung 27 detailliert beschrieben.
Deckel der antriebsfreien Seite
Wie 35 zeigt, ist der Deckel 63E für die antriebsfreie Seite entsprechend konfiguriert, um die Stirnseite des Tonerrahmens 63B und die des Entwickelrahmens 63A abzudecken. Die den Deckelsitz 63Ak2 an der Stirnseite des Entwickelrahmens 63A berührende Fläche 63Ea ist mit zylindrischen Dübeln 63Eb versehen, welche von den am Sitz 63Ak2 vorhandenen Bohrungen 64An, 63Ap aufgenommen werden. Diese Fläche 63Ea ist auch mit einer Bohrung 63Ec versehen, welche zur Aufnahme der in die Gewindebohrung 63Am zu drehenden kleinen Schraube (nicht dargestellt) und somit zum Befestigen des Deckels 63E am Entwickelrahmen 63A dient. In einer ebenfalls am Deckel 63E vorhandenen Bohrung wird über ein Rollenlager 39 die Welle 12c der Entwickelwalze 12 drehbar gelagert.
Aus der Fläche 63Ea ragt ein zylindrischer Abschnitt 63Ef, dessen freies Ende die auf die Welle 19a der Auftragwalze 19 geschobene Dichtung 35 gegen den Befestigungsabschnitt 63Aq des Entwickelrahmens 62A drückt. Der am Deckel 63E vorhandene Abschnitt 63Eg dient als Abdeckung für den in diesem Bereich liegenden Teil der Welle 12c. Die Innenfläche 63Eh dieses Abschnitts 63Eg entspricht der Aufnahmefläche für die in 29 angedeutete elastische Dichtung 32 und ist im zusammengebauten Zustand der Entwickelkartusche bündig zu dieser.
Der Deckel 63E ist mit einer in Längsrichtung sich erstreckenden Öffnung 63Ei versehen, durch welche ein Ende der Dichtung 27 geführt wird, um diese aus der Entwickelkartusche D ziehen zu können. Diese Öffnung 63Ei ist rechteckig, wobei deren lange Seite sich über die Breite der Dichtung 27 erstreckt und etwas größer ist als die Breite der in 9 angedeuteten Zunge 73 zum Herausziehen der Dichtung 27 aus dem Kartuschenahmen.
Die Dichtung 27 wird über die gesamte Kantenlänge der in 31 mit dem Bezugszeichen 63Bc gekennzeichneten Tonerzuführöffnung geklebt, am stirnseitigen Ende des Kartuschenrahmens umgelegt, gekennzeichnet mit dem Bezugszeichen 27b, über die gesamte Kantenlänge der Tonerzuführöffnung 63Bc zurückgeklappt und deren Ende 27c an die Zunge 73 geklebt. Das Ende 27c der Dichtung und die Zunge 73 ragen durch die Öffnung 63Ei aus der Endwickelkartusche D.
Wie aus 31 hervorgehet, ist die Innenseite der Öffnung 63Ei mit einer auf den Tonerrahmen 63B gerichteten Schräge 63Ej versehen, über welche die Dichtung nach oben aus dem Kartuschenrahmen gezogen wird. Der Deckel 63E ist auch mit einer an die Schräge 63Ej sich anschließenden, parallel zur Klebfläche für die Dichtung in Ziehrichtung sich erstreckenden planen Fläche 63Ek versehen. Die Schräge 63Ej, über welche die Dichtung herausgezogen wird, muß nicht unbedingt in die plane Fläche übergehen, sondern kann auch die Form eines Quadrats haben, dessen Mantellinie die Dichtung 27 kreuzt.
Beim Herausziehen der Zunge 73 wird die Dichtung durch die Öffnung 63Ei gezogen, von der Umklappstelle 27b aus nach links (in 31) von der Kante der Tonerzuführöffnung 63Bc abgeschält und dabei die Tonerzuführöffnung 63Bc freigelegt, so daß der Entwicklerkammer 63At des Entwickelelementstützrahmens 63A aus dem Tonerrahmen 63B Toner zugeführt werden kann. Beim Herausziehen der Dichtung 27 wird diese zwischen der von der Dichtung 31a des Tonerrahmens 63B abgedichteten Kante 63Bm und der am Übergang von der Schräge 63Ej zur planen Fläche 63Ek gebildeten Kante 63Em gestreckt und von der Umklappstelle 27b aus allmählich von der Kante der Tonerzuführöffnung 63Bc abgezogen. Dadurch kann die Richtung, in welcher die Bedienperson die Dichtung 27 durch die Öffnung 63Ei im Deckel 63E zieht, begrenzt und ein Ziehen der Dichtung 27 in die falsche Richtung (mit dem Resultat, daß die Dichtung 31a sich löst oder Toner austritt) verhindert werden.
Wenn der Deckel 63E und das Element zur Aufnahme des Entwickelwalzenstützlagers 39 als ein Teil gefertigt werden, ist eine Verringerung der Anzahl an Einzelteilen möglich.
Erfassen der Tonerrestmenge
Wie bereits in Verbindung mit 4 beschrieben, ist der Tonerrahmen 63B mit einer ersten und einer zweiten Öffnung 63Bf bzw. 63Bg versehen, welche vom lichtdurchlässigen Element 81 bzw. 82 abgedichtet werden. Das Abdeckelement 64 ist mit einer Öffnung 64k versehen, welche in der Freigabestellung des Abdeckelements 64 zum Freilegen der Entwickelwalze 12 die Verbindungslinie zwischen den lichtdurchlässigen Elementen 81, 82 kreuzt.
Die erste und die zweite Öffnung 63Bf, 63Bg sind in Längsrichtung der Entwickelwalze 12 gesehen außerhalb der Entwic kelzone angeordnet. Der Abdeckrahmen 63C der Entwickelkartusche ist in Längsrichtung mittig mit einem Griff 63e versehen. Dieser Griff 63e wird durch Erzeugung einer Vertiefung in Richtung Innenseite des Tonerspeicherrahmens gebildet. Diese Vertiefung 63e1 ist in Längsrichtung kurz und im Flansch 63Cb des Abdeckrahmens 63C neben dem Entwickelrahmen 63A vorhanden. Die Rückseite des Abdeckrahmens 63C ist mit einer Vertiefung 63e2 versehen, welche länger ist als die Vertiefung 63e1, und diese beiden Vertiefungen 63e1 und 63e2 bilden den Griff 63e.
In Umfangsrichtung der Entwickelkartusche D gesehen ist die erste Öffnung 63Bf neben dem Griff 63e vorhanden. Vom Griff 63e aus gesehen befindet die zweite Öffnung 63Bg sich hinter der ersten Öffnung 63Bf.
Das die erste Öffnung 63Bf abdichtende erste lichtdurchlässige Element 81 ist auf den Tonerspeicherabschnitt 63a gerichtet, das in die zweite Öffnung 63Bg eingesetzte zweite lichtdurchlässige Element 82 ist eben ausgeführt. Beide lichtdurchlässigen Elemente können aus Akrylharz gefertigt werden.
36 zeigt den Zustand, in welchem die Entwickelkartusche D in die Dreheinheit 11 eingesetzt ist. Wie aus 36 hervorgeht, sind in der Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes ein Lichtemissionselement 83 in Form einer in Achsrichtung der Dreheinheit 11 Licht emittierenden Diode 83 und ein Lichtempfangselement 86 in Form einer CCD angeordnet. Andererseits sind am Flansch 11f der Dreheinheit 11 ein Lichtleitelement 84 und ein Lichtleitelement 85 befestigt, welche sich axial aus dessen Wand 11e erstrecken. Das Lichtemissionselement 83 ist auf die Lichteinfallsfläche 84a des Lichtleitelements 84 und das Lichtempfangselement 86 auf die Lichtaustrittsfläche 85a des Lichtleitelements 85 gerichtet, wenn die Entwickelkartusche D sich in der Montage-Demontage-Stellung befindet.
Wenn die Entwickelkartusche D an der Dreheinheit 11 befestigt ist, liegt die Lichteinfallsfläche 84c des Lichtleitelements 84 der im Abdeckelement 64 vorhandenen Öffnung 64k gegenüber. Die Lichtaustrittsfläche 84c ist so ausgerichtet, daß das aus dieser austretende Licht die Öffnung 64k des Abdeckelements 64 sowie die erste Öffnung 63Bf und die zweite Öffnung 63Bg im Tonerrahmen 63B passiert.
Die Lichteinfallsfläche 85c des Lichtleitelements 85 ist so ausgerichtet, daß das aus der Austrittsfläche 84c des Lichtleitelements 84 austretende Licht die Öffnung 64k des Abdeckelements 64 sowie die erste und die zweite Öffnung 63Bf bzw. 63Bg des Tonerrahmens 63B passiert, wenn die Entwickelkartusche D an der Dreheinheit 11 befestigt ist.
Wenn bei dieser Konstruktion im Tonerspeicherabschnitt 63a des Tonerrahmens 63B Toner vorhanden ist, wird das vom Lichtemissionselement 83 emittierte Licht vom Toner blockiert, während bei sehr kleiner Tonermenge im Tonerspeicherabschnitt 63a das von diesem Element emittierte Licht auf die Fläche 84a des Lichtleitelements 84 trifft, in das Lichtleitelement 84 gelangt, von dessen Reflexionsfläche 84b reflektiert wird, aus der Fläche 84c austritt, die Öffnung 64k, das lichtdurchlässige Element 81, den Tonerspeicherabschnitt 63a des Tonerrahmens 63B und das lichtdurchlässige Element 82 passiert, auf die Fläche 85c des an der Dreheinheit 11 angeordneten Lichtleitelements 85 trifft, von der Reflexionsfläche 85b dieses Elements reflektiert wird, aus der Fläche 85a austritt und vom Lichtempfangselement 86 empfangen wird. Das in Form einer CCD verwendete Lichtempfangs element 86 erzeugt durch photoelektrische Umwandlung ein Signal, aus welchem eine nicht dargestellte Erfassungsschaltung Tonermangel erkennt und diesen Zustand auf einem Display anzeigt.
Die Lichtleitelemente 84, 85 sind aus Akrylharz gefertigt.
Wenn das Lichtemissionselement 85 und das Lichtempfangselement 86 auf einem gemeinsamen Substrat 87 miteinander vereint werden, können Montage und Demontage auf einfache Weise erfolgen.
Das Lichtemissionselement 84 und das Lichtempfangselement 85 sind an jedem der Kartuschenaufnahmeabschnitte 14y, 14m, 14c, 14b der Dreheinheit 11 angeordnet.
Wie 4 zeigt, hat das lichtdurchlässige Element 81 eine gekrümmte Fläche 81a, dessen Achse in den Toneraufnahmeabschnitt 63a auf den Drehpunkt des Tonerzuführelements 15 mit den an diesem befestigten, als Stützwelle 15c dienenden Lagerzapfen 33, 36 gerichtet ist. Der Flansch 81b des lichtdurchlässigen Elements 81 wird an der Wand um die erste Öffnung 63Bf angeschweißt oder geklebt. Da das lichtdurchlässige Element 81 eine Vertiefung 81c aufweist, wird dessen Lichtdurchlaßabschnitt beim Transportieren der Entwickelkartusche D nicht verunreinigt oder beschädigt.
Das lichtdurchlässige Element 82 hat eine ebene Fläche 82a, welche sich im rechten Winkel zu der durch den Drehpunkt der Welle 15c des Tonerzuführelements 15 gezogenen Linie erstreckt, und wird über den Flansch 82b an der Kante der Öffnung 63Bg am Tonerrahmen angeschweißt oder angeklebt. Da das lichtdurchlässige Element 82 mit einer flachen Vertiefung versehen ist, wird dessen Lichtdurchlaßabschnitt beim Trans portieren der Entwickelkartusche D nicht verunreinigt oder beschädigt. Der Radius des Tonerzuführelements 15 ist größer als die Länge der von dessen Drehpunkt zur ebenen Fläche 82a oder gekrümmten Fläche 81a gezogenen Geraden. Der Tonerrahmen 63B hat eine kreisförmig gekrümmte Fläche 63Bt, entlang welcher die am Tonerzuführelement 15 befestige elastische Lamelle bei der Rotation gleitet und welche diese leicht biegt. Der Radius der Fläche 63Bt ist größer als die Länge der vom Drehpunkt des Tonerzuführelements 15 zur ebenen Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 oder zur gekrümmten Fläche 81a des lichtdurchlässigen Elements 81a gezogenen Geraden.
Wie die 30 und 31 zeigen, sind die Zapfen 33, 36 mit einem axialen Schlitz zur Aufnahme der Lamellenstützplatte 15b des Tonerzuführelements 15 und außerdem mit eine axialen Bohrung zur Aufnahme des freien Endes 15b1 der in den Schlitz geschobenen Lamellenstützplatte 15b versehen. Die Lamellenstützplatte 15b ist in Längsrichtung mit Langlöchern 15b2 und an jedem stirnseitigen Endabschnitt mit einer in Längsrichtung sich erstreckenden Langnut 15b3 versehen.
Beim Rotieren des mit diesen Langlöchern und Nuten versehenen Tonerzuführelements 15 wird der im Tonerspeicherabschnitt 63a gespeicherte Toner angehoben und ein Teilmenge davon in der Horizontalstellung des Tonerzuführelements 15 in die Entwicklerkammer 63At geschoben. Der andere Teil der angehobenen Tonermenge rutscht durch die Langlöcher 15b2 und die Langnuten 15b3 zurück in den Tonerspeicherabschnitt 63a, wodurch die Zuführung einer zu großen Tonermenge zur Entwicklerkammer 63At verhindert werden kann. Durch diese Langlöcher und Langnuten kann das Gewicht des Tonerzuführelements 15 und somit die Leistung zum Antreiben der Entwickelkartuschenelemente verringert werden.
Die elastische Lamelle 15a wird an die Lamellenstützplatte 15b geschweißt oder geklebt, um eine Einheit zu erhalten. Die lichtdurchlässigen Elemente 81, 82 ragen etwas in den Tonerspeicherabschnitt 63a bis über die gekrümmte Fläche 63Bt des Tonerrahmens 63B. Andererseits ist das freie Ende der elastischen Lamelle 15a über die Gesamtlänge in Radialrichtung um diesen Abstand kürzer, so daß diese Lamelle 15a an der gekrümmten Fläche 81a des lichtdurchlässigen Elements 81 und an der ebenen Fläche 82a des lichtdurchlässigen Elements 82 mehr als an den anderen Stellen gebogen wird. Dadurch wird der an diesen beiden Flächen haftende Toner zuverlässig abgestreift und korrekt erfaßt, ob im Tonerspeicherabschnitt 63a noch ausreichend Toner vorhanden ist.
Um den an den lichtdurchlässigen Elementen 81, 82 haftenden Toner zuverlässig zu entfernen und dadurch korrektes Erfassen von Vorhandensein oder Fehlen von Toner im Tonerspeicherabschnitt 63a zu gewährleisten, wird die elastische Lamelle 15a (Tonerrührelement) an diesen beiden Stellen mehr als an den anderen Stellen gebogen. Um eine Beeinflussung des Entwickelns durch die lichtdurchlässigen Elemente 81, 82 zu verhindern, sind diese am Ende des Tonerspeicherabschnitts 63a außerhalb der Entwickelzone angeordnet, so daß die von der elastischen Lamelle 15a bewirkte Tonerbewegung an deren Enden anders ist als an den übrigen Stellen und somit den Bildbereich nicht beeinflußt. Da die Lichtleitelemente 84, 85 kurz ausgeführt werden können, ist die Lichtdämpfung gering, so daß auch die Möglichkeit besteht, das Lichtemissionselement 83 und das Lichtempfangselement 86 klein auszuführen und somit die Kosten zu senken.
Um eine Beeinflussung des Bildbereiches durch Ungleichmäßigkeit des von der elastischen Lamelle 15a bewirkten Tonerrührens in Längsrichtung zu verhindern, wurden die lichtdurch lässigen Elemente 81, 82 im Endbereich des Tonerspeicherabschnitts 63a angeordnet. Die 30 und 31 zeigen an einem Beispiel, auf welche Weise eine Beeinflussung des Bildbereichs verhindert wird. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, wurde aus der elastischen Lamelle 15a außerhalb des Bildbereichs der mit dem Bezugszeichen 15a1 gekennzeichnete Abschnitt in Form eines sehr schmalen, langen Schlitzes herausgeschnitten. Dieser Schlitz 15a1 befindet sich in Längsrichtung der lichtdurchlässigen Elemente 81, 82 auf die Mitte des Tonerrahmens 63a gesehen in deren Endabschnitt.
Selbst wenn der Reinigungsabschnitt 15a2 der elastischen Lamelle 15a zum Reinigen der lichtdurchlässigen Elemente 81, 82 während des Reinigungsvorgangs stark verformt und dadurch eine ungleichmäßige Bewegung erzeugt wird, bewirkt dieser Schlitz 15a1, daß in der Entwickelzone keine Beeinträchtigung des Verhaltens der elastischen Lamelle eintritt.
Wie 4 zeigt, wird durch Drehen des Tonerzuführelements 15 entgegen Uhrzeigerrichtung Toner angehoben und durch die Tonerzuführöffnung 63Bc in die Entwicklerkammer 63At geschoben.
Während des Entwickelvorgangs wird von der rotierenden Auftragwalze 19 auf die Entwickelwalze 12 Toner aufgetragen, von der Entwickellamelle 16 die Tonerschichtdicke reguliert und gleichzeitig der aufgetragene Toner triboelektrisch geladen. Der auf der Entwickelwalze 12 haftende Toner wird mit einer Entwickelspannung gespeist und auf das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugte latente Bild übertragen, um dieses Bild sichtbar zu machen. Die Auftragwalze 19, die Entwickellamelle 16 und die Entwickelwalze 12 werden mit dem gleichen Potential gespeist.
Beim Entwickeln der erzeugten Bilder nimmt die Tonermenge im Tonerspeicherabschnitt 63a ab. Während der Rotation der am Tonerzuführelement 15 befestigten elastischen Lamelle 15a entgegen Uhrzeigerrichtung werden bei abnehmender Tonermenge die gewölbte Fläche 81a des lichtdurchlässigen Elements 81 und die ebene Fläche 82a des lichtdurchlässigen Elements 82 von anhaftendem Toner gereinigt, welcher in den Tonerspeicherabschnitt 63a zurückfällt. Wenn kein Toner mehr im Tonerspeicherabschnitt 63a vorhanden ist, bleibt der auf der ebenen Fläche 82a vorhandene Toner an dieser haften, während die gewölbte Fläche 81a des lichtdurchlässigen Elements 81 von der elastischen Lamelle 15a gereinigt wird und somit Toner sich nicht wieder an dieser absetzt. Selbst wenn durch die elastische Lamelle 15a der an der ebenen Fläche 82a haftende Toner entfernt wird, setzt der herabfallende Toner sich wieder an dieser ab. Wenn die Tonerrestmenge abnimmt, ist die Zeit, in welcher Toner sich an der ebenen Fläche 82a absetzt, länger als die Zeit, in welcher kein Toner sich absetzt. Wenn die Zeit, welche das vom Lichtemissionselement 83 emittierte Licht benötigt, um durch das Lichtleitelement 84, das lichtdurchlässige Element 81, den Tonerspeicherabschnitt 63a, das lichtdurchlässige Element 82, das Abdeckelement 64, die in diesem vorhandene Öffnung 64k und das Lichtleitelement 85 zum Lichtempfangselement 86 zu gelangen, eine vorbestimmte Größe überschreitet, wird auf dem in der Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes angeordneten Display Tonermangel angezeigt.
Da die Öffnung zum Erfassen von Toner am hinteren Ende des Tonerrahmens angeordnet ist, kann die Bewegung der Rührlamelle zum Abschaben der Innenfläche des lichtdurchlässigen Elements und somit Versiegeln der Öffnung sich von der an anderen Stellen unterscheiden, jedoch ist der Einfluß der unterschiedlichen Bewegungen auf die stirnseitige Zone des Tonerspeicherabschnitts beschränkt, so daß der Bildbereich nicht beeinflußt wird.
Da die Öffnung zum Erfassen von Toner am hinteren Ende des Tonerrahmens angeordnet ist, kann der Abstand zwischen dieser Öffnung und dem Lichtemissionselement oder dem Lichtempfangselement verringert und somit das Lichtleitelement eliminiert werden.
Das Material, aus welchem das Lichtleitelement gefertigt wird, ist nicht auf hartes Akrylharz beschränkt, denn es können auch Lichtfasern dafür verwendet werden.
Verhindern des Ablagerns von Toner auf der Außenwand der Entwickelkartusche
Wie 8 zeigt, ist rechtwinklig zur Längsrichtung des Abdeckelements 64 in dessen Stirnwänden 64e und 64f ein Bohrung 64a vorhanden, in welche der an der entsprechenden Stirnwand der Entwickelkartusche D vorhandene, als Schwenkpunkt für das Abdeckelement 64 dienende Zapfen 63c, 63g greift. Der zwischen den beiden Stirnwänden 64e, 64f in Längsrichtung sich erstreckende Abschnitt des Abdeckelements 64 ist der eigentliche Abdeckabschnitt 64g.
Dieser in Längsrichtung sich erstreckende Abschnitt 64g hat die Form eines Kreisbogens mit einem von der Mitte der Zapfen 63c, 63g ausgehenden Radius. Wenn die Entwickelkartusche D in der Hauptbaugruppe 30 des Bilderzeugungsgerätes befestigt ist, befindet das Abdeckelement 64 sich in der Freigabestellung und legt die Entwickelwalze 12 usw. frei ( 6). Bei entfernter Entwickelkartusche D befindet das Abdeckelement 64 sich in der Abdeckstellung und bedeckt die Entwickelwalze 12 usw. Vor- und Zurückschwenken des Abdeckelements 64 erfolgt während des Einsetzens und Entfernens der Entwickelkartusche D in die bzw. aus der Dreheinheit 11 durch den entsprechenden Kartuschenaufnahmeabschnitt 14 an dieser Einheit. Die Öffnung 63b zum Freilegen der Entwickelwalze 12 usw. wird von der Entwickellamelle 16, der Zunge 63Au des Entwickelelementstützrahmens 63A (4) und den Deckeln 63D, 63E (6) definiert.
Wie 37 (vergrößerter Abschnitt der in 4 dargestellten Schnittansicht) zeigt, hat der obere Abschnitt der am Entwickelelementstützrahmen 63A vorhandenen Zunge 63Au einen L-förmigen Querschnitt und dessen Oberseite 63Au1 nimmt in der Entwickelstellung eine im wesentlichen horizontale Lage ein, während dessen Frontfläche 63Au2 zur Oberseite 63Au1 unter einem spitzen Winkel geneigt ist. Die gesamte Frontseite einschließlich der Frontfläche 63Au2 kreuzt das obere Ende 64h des Abdeckelements 64 und berührt dessen Innenfläche 64i.
An die Frontfläche 63Au2 der Zunge 63Au ist eine flexible Dichtung 49 geklebt, welche sich in Längsrichtung der Entwickelkartusche D bis über die Entwickelzone der Entwickelwalze 12 hinaus erstreckt. Genauer ausgedrückt, die Stirnseiten der flexiblen Dichtung 49 überlappen die Distanzwalze 12a bzw. 12b. Die Vorderkante 49a der flexiblen Dichtung 49 ist auf die lichtempfindliche Trommel 1 gerichtet, läßt aber das auf dieser erzeugte Bild passieren. Die Kante 49b auf der anderen Längsseite der elastischen Dichtung 49 berührt die Innenfläche 64i an der Kante 64h des Abdeckelements 64, wenn dieses sich in der Freigabestellung befindet. Die flexible Dichtung 49 ist ein flacher Streifen, welcher gebogen wird, wenn dessen Kante 49b die Innenfläche 64i des Abdeckelements 64 berührt.
Wie 38 zeigt, ist in der Freigabestellung des Abdeckelements 64 dessen Hinterkante 64j etwas von der elastischen Dichtung 49 abgehoben und diese dadurch wieder flach.
Wenn das Abdeckelement 64 sich in der Abdeckstellung befindet, überlappt dessen Kante 64h den an der Vorderseite des Rahmenflansches 63Aa vorhandenen Vorsprung 63Av, ohne jedoch diesen zu berühren. Die Kante 64j des Abdeckelements 64 überlappt die elastische Dichtung 49 berührend oder freiliegend. In dieser Stellung überdeckt die flexible Dichtung 49 die Öffnung 64k des Abdeckelements 64 fast vollständig.
In der Freigabestellung des Abdeckelements 64 verhindert die Kante 49a der elastischen Dichtung 49 das Austreten von Toner aus der Entwickelkartusche D an der Seite, an welcher die Entwickelwalze 12 montiert ist. Selbst bei herumfliegenden Toner gelangt dieser nicht auf die Außenfläche des Kartuschenrahmens 63, da die Kante 49b der elastischen Dichtung 49 gegen die Innenfläche 64i des Abdeckelements 64 gedrückt wird. Dadurch wird beim Entfernen der Entwickelkartusche D die diese oder den Griff 63e haltende Hand der Bedienperson nicht verschmutzt.
In der Abdeckstellung bedeckt das Abdeckelement 64 die gesamte Öffnung 63b zum Freilegen der Entwickelwalze 12 usw., wobei dessen Stirnwand 64e die Stirnfläche 63h des Deckels 63D und dessen Stirnwand 64f die Stirnfläche 63i des Deckels 63E eng anliegend und die flexible Dichtung 49 die Öffnung 64k des Abdeckelements 64 bedeckt und somit die Entwickelwalze 12 usw. ausreichend geschützt werden. Dadurch wird außerdem ein Verschmutzen der Entwickelwalze 12 durch Staub verhindert.
Die Breite L63Au2 der Zungenfrontfläche 63Au2 mit der an diese geklebten flexiblen Dichtung 49 beträgt 2–10 mm, die Breite L49a des von der Kante der Oberseite 63Au1 bis zur lichtempfindlichen Trommel 1 sich erstreckenden Abschnitts der flexiblen Dichtung 1–5 mm, die Breite 49b des von der Unterkante der Frontfläche 63Au2 nach unten gerichteten Abschnitts der flexiblen Dichtung 5–30 mm. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Breite L63Au2 der Frontfläche 4,5 mm, die Breite L49a des zur Entwickelwalze 12 sich erstreckenden Abschnitts der flexiblen Dichtung 2,5 mm und die Breite 49b des bis zum Abdeckelement 64 reichenden Abschnitts der flexiblen Dichtung 18 mm. Die Länge der flexiblen Dichtung 49 beträgt 242 mm (die Blattbreite des Bilderzeugungsgerätes, d. h. die Breite eines Briefbogens 0 beträgt 216 mm).
Die elastische Dichtung 49 ist aus Polyäthylentherephthalat (PET), Polyäthylen (PE) oder einem ähnlichen Material gefertigt.
Wie bereits erwähnt, gehört zur Entwickelkartusche D ein Abdeckelement 64, welches zwischen einer Stellung zum Abdecken des die Entwickelwalze 12 freilegenden Abschnitts des Kartuschenrahmens 63 und einer Stellung zum Freigeben dieses Abschnitts hin und her geschwenkt werden kann.
Zur Entwickelkartusche D gehört auch die flexible Dichtung 49, welche sich in Längsrichtung der Entwickelwalze 12 erstreckt und den gesamten Schwenkbereich des Abdeckelements 64 erfaßt. Diese flexible Dichtung 49 verhindert effektiv das Austreten von Toner aus dem Kartuschenrahmen 63.
Wenn das Abdeckelement 64 in die Abdeckstellung geschwenkt wird, kommt dessen Innenfläche 64i mit der Kante 49a der elastischen Dichtung 49 in Berührung.
Die flexible Dichtung 49 und das während der Bilderzeugung zurückgeschwenkte Abdeckelement 64 können eine Verunreinigung der Außenwand des Kartuschenrahmens 63 durch herumfliegenden Toner verhindern. Beim Einsetzen und Entfernen der Entwickelkartusche durch die Bedienperson werden der mit der Entwickelkartusche in Berührung kommende Abschnitt und die Bedienperson nicht verunreinigt.
In der Abdeckstellung bedeckt das Abdeckelement 64 die zum Erfassen der Tonerrestmenge (Vorhandensein oder Fehlen von Toner) verwendete Öffnung 64k des Abdeckelements 64 fast vollständig, so daß durch diese kein Staub in die Entwickelkartusche gelangen kann.
Deckel an der Antriebskraftaufnahmeseite mit Entwickelspannungskontakt
Wie 39 zeigt, ist die Stirnwand 63h des an der Antriebskraftaufnahmeseite befestigten Deckels 63D eben und erstreckt sich bei zusammengesetzter Entwickelkartusche im wesentlichen rechtwinklig zu deren Längsrichtung. Aus dieser Stirnwand 63h ragt ein das Antriebskraftaufnahmeelement 22 umgebender zylindrischer Zapfen 63c als integraler Bestandteil derselben.
Die Stirnseite dieses Zapfens 63c und die Stirnseite des Antriebskraftaufnahmeelements 22 erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Stirnwand 63h.
Die Stirnwand 63h ist mit einem Entwickelspannungskontakt 41 versehen, welcher freiliegend sich bündig zu dieser erstreckt. Der Entwickelspannungskontakt 41 ist im wesentlichen rechteckig ausgeführt, wobei dessen Kante 41a1 auf der durch den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Geraden L63D2 liegt. Von außen auf den mit dem Entwickelspannungskontakt versehenen Deckel 63D in Längs richtung der Entwickelwalze 12 gesehen ist die Gerade L63D2 entgegen Uhrzeigerrichtung um einen Winkel α1 von etwa 175 zu der durch den Drehpunkt 21c1 der Entwickelwalzenwelle 12c und den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Geraden L63D1 versetzt. In die gleiche Richtung gesehen verläuft die durch den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 über die Kante 41a2 des Entwickelspannungskontakts 41 gezogene Gerade L63D3 entgegen Uhrzeigerrichtung unter dem Winkel α2 zur Geraden L63D1, welcher 144 bis 175 Grad beträgt. Da der Entwickelspannungskontakt 41 in diesem Winkelbereich angeordnet ist, muß der Abschnitt, welcher mit dem in der Hauptbaugruppe angeordneten Entwickelspannungskontaktelement (Kontaktstift 42) in Berührung gebracht werden soll, in diesem Winkelbereich liegen. Das heißt, der Restabschnitt des Entwickelspannungskontakts 41 kann außerhalb dieses Winkelbereichs liegen. Vorzugsweise sollte jedoch der gesamte Entwickelspannungskontakt 41 in diesem Winkelbereich liegen.
Wenn die Entwickelkartusche D in die Dreheinheit 11 eingesetzt ist, berührt der Entwickelspannungskontakt 41 den am Flansch 11g der Dreheinheit 11 angeordneten, in axiale Richtung sich erstreckenden elastischen Kontaktstift 42 ( 14). In 39 definiert die gestrichelte Linie 41a den Abschnitt des Entwickelspannungskontakts 41, welcher während des Entwickelvorgangs den Kontaktstift 42 berührt. Das freie Ende des Kontaktstifts 42 ist halbkugelförmig konfiguriert und gleitet beim Einsetzen der Entwickelkartusche D in die Dreheinheit 11 über den Entwickelspannungskontakt 41. In 39 definiert die gestrichelte Linie 41b die Berührungsbahn zwischen dem Kontaktstift 42 und dem Entwickelspannungskontakt 41 beim Einsetzen der Entwickelkartusche. Beim Positionieren der Entwickelkartusche D durch Drehen der Dreheinheit 11 werden die auf beiden Enden der Entwickelwal ze 12 angeordneten Distanzwalzen 12a, 12b gegen die lichtempfindliche Trommel 1 gedrückt. Die Entwickelkartusche D wird über die am Kartuschenrahmen 63 vorhandenen Zapfen 63c, 63g von den gebogenen Rippen 26a, 59e gestützt und von der Druckfeder 11d um den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 geschwenkt. Da der Entwickelspannungskontakt 41 in dem erwähnten Bereich angeordnet ist, bleibt dieser trotz der Schwenkbewegung der Entwickelkartusche D mit dem aus der Dreheinheit 11 ragenden Kontaktstift 42 in Berührung. Das heißt, daß beim Drehpositionieren der Entwickelkartusche D zur Durchführung des Entwickelvorgangs der Kontaktstift 42 und der Entwickelspannungskontakt 41 in Gleitberührung miteinander bleiben und ein zwischen beide gelangter Fremdstoff keine Unterbrechung der elektrischen Leitung verursacht. Der Kontaktstift 42 kommt während des Drehens der Dreheinheit 11 nicht mit der Stirnwand 63h des aus Kunstharz gefertigten Deckels 63D der Entwickelkartusche D in Berührung, so daß Kratzer auf dieser nicht entstehen.
Während des Entwickelns wird die Entwickelwalze 12 über den Kontaktstift 42 und den Entwickelspannungskontakt 41 mit einer Wechselspannung gespeist, wobei deren Spitze-Spitze-Wert 2000 V beträgt, bei einer Frequenz von 2000 Hz, und dieser Spannung eine Gleichspannung von –400 V zugrunde liegt.
Der Entwickelspannungskontakt 41 der an der Dreheinheit 11 befestigten Entwickelkartusche D hat im wesentlichen Rechteckform, wobei dessen Mittelabschnitt den an der Dreheinheit 11 angeordneten Kontaktstift 42 berührt.
Das Antriebskraftaufnahmeelement 22, der Entwickelspannungskontakt 41 und der Positionierzapfen (Stift) 63d sind im wesentlichen auf einer Linie zueinander ausgerichtet.
Wie bereits beschrieben, wird eine Entwickelkartusche D zum Entwickeln eines auf einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes bereitgestellt, welche abnehmbar in die Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes eingesetzt werden kann und aufweist:
einen Kartuschenrahmen,
eine Entwickelwalze 12 zum Entwickeln des auf dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten elektrostatischen, latenten Bildes,
einen Tonerspeicherabschnitt zum Speichern des von der Entwickelwalze zum Entwickeln benötigten Toners,
ein am stirnseitigen Abschnitt 63D der Entwickelkartusche D angeordnetes und über diesen zugängliches Antriebskraftaufnahmeelement 22 zur Aufnahme der Antriebskraft von der Gerätehauptbaugruppe bei eingesetzter Entwickelkartusche und zum Antreiben der Entwickelwalze dieser Kartusche,
einen am stirnseitigen Abschnitt 63D der Entwickelkartusche angeordneten freiliegenden Entwickelspannungskontakt 41 zur Übertragung der Entwickelspannung von der Gerätehauptbaugruppe auf die Entwickelwalze der in diese eingesetzten Entwickelkartusche, welcher von außen auf diesen in Längsrichtung der Entwickelwalze gesehen entgegen Uhrzeigerrichtung in einem Winkelbereich von 140 bis 175 Grad zu einer durch den Drehpunkt 12c1 der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Linie liegt.
Der Entwickelspannungskontakt 41 hat im wesentlichen die Form eines Rechtecks, wobei hauptsächlich dessen Mittelabschnitt den in der Gerätehauptbaugruppe angeordneten Kontaktstift 42 berührt und von diesem die auf die Entwickelwalze zu übertragende Entwickelspannung aufnimmt.
Die kurze Seite dieses Rechtecks erstreckt sich auf einer Linie, welche bezüglich der durch den Drehpunkt 12c1 der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Geraden entgegen Uhrzeigerrichtung unter einem Winkel von etwa 175 Grad verläuft.
Der rechteckige Entwickelspannungskontakt 41 ist so angeordnet, daß dessen Kante eine Gerade L63D3 berührt, welche entgegen Uhrzeigerrichtung zu der durch den Drehpunkt 12c1 der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt 22c des Antriebskraftaufnahmeelements 22 gezogenen Geraden um einen Winkel von etwa 145 Grad versetzt verläuft.
Die Entwickelkartusche weist außerdem eine Entwickellamelle 16 zum Regulieren der auf die periphere Fläche der Entwickelwalze 12 aufgetragenen Tonerschicht auf.
Der im Tonerspeicherabschnitt 63a gespeicherte Toner ist gelber Toner, magentafarbiger Toner oder zyanfarbiger Toner, wobei die Entwickelkartusche außerdem eine Auftragwalze zum Auftragen von Toner auf die periphere Fläche der Entwickelwalze 12 aufweist und die von der Hauptbaugruppe gelieferte Spannung auf die Entwickelwalze 12, die Entwickellamelle 16 und die Auftragwalze 19 übertragen wird.
Die von der Hauptbaugruppe an den Entwickelspannungskontakt 41 gelieferte Spannung wird über einen ersten blattfederförmigen Abschnitt 41d auf die Platte 16a der Entwickellamelle 16, über einen zweiten blattfederförmigen Abschnitt 41c auf die Auftragwalze 19 und über eine Druckfeder 46 auf die Welle der Entwickelwalze 12 übertragen, wobei der Entwickelspannungskontakt, der erste blattfederförmige Abschnitt und der zweite blattfederförmige Abschnitt integrale Bestandteile eines Metallelements sind.
Der im Tonerspeicherabschnitt 63a gespeicherte Toner ist schwarzer Toner, wobei die von der Hauptbaugruppe an den Entwickelspannungskontakt 41 gelieferte Spannung nicht auf die Entwickellamelle 16, sondern auf die Entwickelwalze 12 übertragen wird.
Wie bereits beschrieben, ist der an einer Stirnseite der Entwickelkartusche D befestigte Deckel 63D mit einer Öffnung, durch welche das Antriebskraftaufnahmeelement 22 zugänglich ist, und einem Abschnitt zum Befestigen des Entwickelspannungskontaktes 41 versehen. Am Deckels 63D und am Deckel 63E sind der Federberührungsabschnitt 63k1 bzw. 63k2 und der Gleitzapfen 63m1 bzw. 63m2 angeordnet, wobei die Federberührungsabschnitte 63k1, 63k2 die Kraft der an beiden Seiten der Dreheinheit 11 angeordneten Druckfeder 11d aufnehmen und die Gleitzapfen 63m1, 63m2 die von den Druckfedern 11d verursachte Schwenkbewegung der in die Dreheinheit 11 eingesetzten Entwickelkartusche D regulieren. Der Entwickelspannungskontakt 41 ist in Längsrichtung der Entwickelwalze 12 zurückgesetzt vom freien Ende 63c3 des mit der Bohrung für das Antriebskraftaufnahmeelement 22 versehenen zylindrischen Zapfens 63c2 angeordnet.
Der Deckel 63D wird mit Schrauben 43, welche, durch die entsprechende Bohrung 63Dr geführt, in die entsprechende Gewindebohrung 63Fe (34) gedreht werden, am Kuppelrahmen 63F befestigt. Die am Deckel 63D vorhandenen Dübel 63Ds greifen in die entsprechende im Kuppelrahmen 63F vorhandene Bohrung 63Fr, von denen eine als Langloch ausgeführt ist, um den Deckel 63D am Kartuschenrahmen zu positionieren.
Wie 40 zeigt, ist an der Innenseite des Deckels 63D ein auf die Welle 12c der Entwickelwalze 12 gerichteter Federaufnahmezapfen 63Ds vorhanden, über welchen der Kontakt abschnitt 41b geschoben wird. Der zweite blattfederförmige Kontaktabschnitt 41c berührt die Stirnseite der Auftragwalzenwelle 19. Die in jeder der Farbentwickelkartuschen Dy, Dm, Dc angeordnete Entwickellamelle 16 ist elastisch, und um die aus Metall gefertigte Lamellenstützplatte 16a (flexible dünne Platte) gegen die Entwickelwalze zu drücken, ist an dieser eine Begrenzungsplatte 44 überlappt befestigt, welche durch einen am Entwickelelementstützrahmen 63A vorhandenen Dübel 63Aw als integraler Bestandteil desselben positioniert wird. Die Platte 44 wird mit kleinen Schrauben 45 am Entwickelelementstützrahmen 63A befestigt. Die Platte 44 erstreckt sich bis zur Innenseite der Deckelwand 63i des an der Antriebskraftaufnahmeseite der Entwickelkartusche D befestigten Deckels 63D, wobei das freie Ende 44a dieser Platte den Abschnitt 41d des Entwickelspannungskontakts 41 überlappt. Der Abschnitt 41d des Entwickelspannungskontakts 41 ist geneigt auf das freie Ende 44a der Platte 44 gerichtet, berührt diese und wird von dieser gebogen. Mit anderen Worten, der Abschnitt 41d ist der erste blattfederförmige Abschnitt des Entwickelspannungskontakts 41.
Der Kontakt 41 selbst, der im Deckel 63D sich erstreckende Abschnitt 41b, der die Auftragwalze speisende Abschnitt 41c und der die Lamelle speisende Abschnitt 41d sind integrale Bestandteile des aus Metall gefertigten Entwickelspannungskontaktelements. Das heißt, die Entwickelwalze 12, die Entwickellamelle 16 und die Auftragwalze 19 werden auf dem gleichen Potential gehalten. Das Entwickelspannungskontaktelement 41 kann aus Phosphorbronze, Berylliumbronze, nichtrostendem Stahl oder einem anderen geeigneten Material gefertigt werden.
Zwischen dem Abschnitt 41b und der Stirnfläche der Entwickelwalzenwelle 12c ist eine vorgespannte Kontaktfeder 46 in Form einer Druckfeder angeordnet. Bei der Entwickelkartusche Db für schwarzen Toner ist die Platte 16a, welche die elastische Lamelle 16c stützt, ein starrer Streifen und somit eine Begrenzungsplatte 44 wie bei den Farbentwickelkartuschen Dy, Dm, Dc nicht erforderlich. Demzufolge sind bei der Entwickelkartusche Db der Abschnitt 41d des Entwickelspannungskontakts 41 und die Entwickellamelle 16 elektrisch isoliert, so daß der Abschnitt 41a nicht wirken kann. Das heißt, daß bei der Entwickelkartusche Db die Entwickelwalze 12, aber nicht die Entwickellamelle 16 mit der Entwickelspannung gespeist wird.
Wie aus 41 hervorgeht, welche die Innenansicht des an der Antriebskraftaufnahmeseite der Entwickelkartusche befestigten Deckels 63D zeigt, wird die parallel zur Fläche 63h verlaufende Fläche 63De vom Abschnitt 41b des Entwickelspannungskontakts 41 berührt. Wie aus der in 42 dargestellten Schnittansicht B-B (41) hervorgeht, ist das hintere Ende des Entwickelspannungskontaktes 41 zu einem U-förmigen Abschnitt 41a gebogen und dessen ab der Kante 41e sich erstreckende, in ein Langloch 63Dj greifende Schenkel 41f mit einer Bohrung versehen, in welche der im Langloch 63Dj angeordnete Dübel 63Dk greift. Parallel zum Langloch 63Dj ist ein Langloch 63Dn in die Wand des Deckels 63D geschnitten, durch welche der andere Schenkel des U-förmigen Abschnitts 41a ragt, so daß der an der Unterkante dieses Langlochs 63Dn abgewinkelte Abschnitt 41g die Innenseite der Deckelwand 63De berührt. Der Abschnitt 41g geht in den Abschnitt 41b über. Der an der Innenseite der Deckelwand 63De vorhanden Dübel 63Dp greift in die im Abschnitt 41g vorhandene Bohrung 41h. Der an den Abschnitt 41b sich anschließende Abschnitt 41i ist ebenfalls mit einer Bohrung 41h versehen, in welche der an dieser Stelle der Deckelwand vorhandene Zapfen 63Dp greift. Die Abschnitte 41g, 41b und 41i be rühren die Innenseite der Deckelwand 63De. Wie 41 ebenfalls zeigt, erstreckt vom Abschnitt 41i aus der Lamellenkontakt 41d sich um mehr als 90 Grad von diesem abgewinkelt. Das Ende dieses abgewinkelten Abschnitts 41i ist wiederum abgewinkelt und bildet den Kontakt 41j, welcher die Fläche 63Dt der Wand 63De berührt und Verschleiß unterdrückt.
Der an der Innenseite der Deckelwand 63De vorhandene Abschnitt 63Ds dient als Stütze für den in der Entwickellamelle 12 der Entwickelkartusche Db angeordneten Magnet. Der mit dem Bezugszeichen 63Ds1 gekennzeichnete Abschnitt dient dazu, durch die Elastizität des gegossenen Deckels den Magnet in Achsrichtung zu drücken.
Der Kontaktabschnitt 41c zum Speisen der Auftragwalze erstreckt sich von der Unterkante des Abschnitts 41g aus abgewinkelt nach oben.
Gemäß dieser Konfiguration werden vom Kontaktabschnitt 41b über die Kontaktfeder 46 und die Entwickelwalzenwelle 12c die Entwickelwalze 12 und vom Kontaktabschnitt 41c über die Auftragwalzenwelle 19a die Auftragwalze 19 mit dem gleichen Potential gespeist. Vom freiliegenden Kontaktabschnitt 41a wird über den Abschnitt 41d und die Platte 44 die Entwickellamelle 16 mit dem gleichen Potential wie die Entwickelwalze 12 gespeist.
Da die Entwickelwalze 12, die Entwickellamelle 16 und die Auftragwalze 19 von einem einzigen Element, dem Entwickelspannungselement 41 mit der Entwickelspannung gespeist werden, sind elektrisch stabile Verhältnisse zu verzeichnen.
Da die Entwickelkartusche Db für schwarzen Toner keine Auftragwalze aufweist, wird nicht die Entwickellamelle 16 mit der Entwickelspannung gespeist.
Die mit dem Entwickelspannungskontakt versehene Entwickelkartusche wird in der Dreheinheit um den Drehpunkt des Antriebskraftaufnahmeelements geschwenkt (durch den Druck zum Anpressen der Entwickelwalze an die lichtempfindliche Trommel). Während des Schwenkens wird ein Trennen des Entwickelspannungskontakts von dem an der Dreheinheit der Hauptbaugruppe angeordneten Kontaktstift verhindert. Dadurch kommt es zu keiner Beschädigung der Außenwand (Stirnfläche des an der Kartusche befestigten Deckels) oder zu keinem Kontaktfehler zwischen dem Entwickelspannungskontakt und dem Kontaktstift durch einen eventuell zwischen beide gelangten Fremdstoff.
Wie bereits erwähnt, werden vom Deckel 63D das Auftragwalzenzahnrad 23e, das Umwälzzahnrad 23d, das Leerlaufstufenzahnrad 23c und das Entwickelwalzenzahnrad 23b, welche in das Antriebszahnrad 23a greifen, abgedeckt. Auf den Deckel 63D selbst wirken keine Außenkräfte.
Da die das Antriebskraftaufnahmeelement umgebende zylindrische Hülse und der Kontaktaufnahmeabschnitt auf der gleichen Seite an dem zu positionierenden Bauteil angeordnet sind, kann die Positioniergenauigkeit des Kontaktes in der Gerätehauptbaugruppe und bezüglich des Antriebskraftaufnahmeabschnitts verbessert werden.
Der Deckel 63D dieser Ausführungsform wird für eine Entwickelkartusche verwendet, welche austauschbar in die Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes einsetzbar ist und zum Entwickeln eines auf dem lichtemp findlichen Element dieses Gerätes erzeugten latenten Bildes dient.
Dieser Deckel ist mit einer Öffnung (z. B. einer Öffnung 63c4 im zylindrischen Zapfen 63c2) versehen, durch welche das Antriebskraftaufnahmeelement 22 zugänglich ist.
Dieser Deckel weist außerdem einen Abschnitt zur Aufnahme des Entwickelspannungskontakts auf.
Der Deckel 63D weist außerdem einen Abschnitt (z. B. 63k) zur Aufnahme der von einem Federelement (z. B. einer Druckfeder 11d) in der Gerätehauptbaugruppe 30 erzeugten Federkraft und einen Anschlag (z. B. Zapfen 63m) als Begrenzung für die über den genannten Abschnitt bewirkte Schwenkbewegung der in die Gerätehauptbaugruppe eingesetzten Entwickelkartusche D auf.
Der Federkraftaufnahmeabschnitt hat die Form einer flachen Platte, der Anschlag die Form eines Zylinderzapfens.
Die Öffnung 63c4 ist in dem vom Deckel abstehenden zylindrischen Zapfen vorhanden und die durch diese erzeugte Zapfenwand umgibt das Antriebskraftaufnahmeelement 22.
An der Entwickelkartusche D ist ein Abdeckelement 64 schwenkbar befestigt, welches in eine Abdeckstellung zum Abdecken des freiliegenden Abschnitts des Entwickelelements (z. B. der Entwickelwalze 12) und eine Freigabestellung zum Freilegen des genannten Abschnitts des Entwickelelements geschwenkt werden kann und an einer Stirnseite auf dem Zylinderzapfen 63c2 schwenkbar gelagert ist. Der Deckel 63D weist einen Abschnitt 71C auf, an welchen ein das Abdeckelement 64 in der Abdeckstellung verriegelndes Verriegelungselement 71 befestigt wird.
Der Deckel 63D ist mit Bohrungen 63Dr versehen, über welche dieser am Kuppelrahmen 63F zum Stützen des als Antriebskraftaufnahmeelement 22 dienenden Kuppelelements 22d befestigt wird. Der Kuppelrahmen 63F ist am Entwickelrahmen 63A einschließlich Abschnitt zur Lagerung der Entwickelwalze 12 befestigt. Der Deckel 63D bedeckt das Zahnrad (z. B. Entwickelwalzenzahnrad 23b) zur Übertragung der von der Gerätehauptbaugruppe 30 erzeugten und vom Kuppelelement 22d in Form des Antriebskraftaufnahmeelements 22 aufgenommenen Antriebskraft auf das Entwickelelement in Form der Entwickelwalze 12, wenn diese über den Kuppelrahmen 63F am Entwickelrahmen 63A befestigt ist.
Das Befestigen des Deckels 63D am Entwickelrahmen 63A erfolgt über den das Kuppelelement 22d als Antriebskraftaufnahmeelement stützenden Kuppelrahmen 63F.
Der Deckel 63D ist einstückig aus Kunstharz gegossen.
Das Verfahren zum Befestigen des Deckels 63D weist auf:

(a) Vorbereiten eines Entwickelrahmens 63A einschließlich Abschnitt zum Befestigen eines Entwickelelements (z. B. der Entwickelwalze 12), welche zum Entwickeln eines auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten latenten Bildes verwendet wird,
(b) Vorbereiten eines Kuppelrahmens 63F als Stützrahmen für das Antriebskraftaufnahmeelements 22, welches die Antriebskraft von der Hauptbaugruppe 30 des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes aufnimmt und das Entwickelelement in Drehung setzt.
(c) Vorbereiten eines mit einer Öffnung 63c4 für das Antriebskraftaufnahmeelement 22 versehenen und mit einem Entwickelspannungskontakt 41 zur Übertragung der Entwickelspan nung von der Hauptbaugruppe 30 auf eine in diese eingesetzte Entwickelkartusche D bestückten Deckels 63D,
(d) Befestigen des Kuppelrahmens 63F am Entwickelrahmen 63A und
(e) Befestigen des Deckels 63D am Kuppelrahmen 63F in der Weise, daß der Entwickelspannungskontakt elektrisch an das Entwickelelement angeschlossen und das Antriebskraftaufnahmeelement 22 durch die vorhandene Öffnung 63c4 zugänglich ist.

Zum Befestigen des Kuppelrahmens 63F am Entwickelrahmen 63A und zum Befestigen des Deckels 63D am Kuppelrahmen 63F werden Schrauben verwendet.
Bei dieser Ausführungsform wird der Deckel 63E ebenfalls mit Schrauben am Entwickelelementstützrahmen 63A befestigt, obwohl das Befestigen auch durch eine Schnappverbindung und/oder mit Klammern erfolgen kann.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Entwickelkartusche um den Drehpunkt der Dreheinheit geschwenkt (durch den während des Entwickelns erzeugten Druck zum Anpressen der Entwickelwalze an die Trommel). Dadurch kann eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen dem in der Gerätehauptbaugruppe angeordneten Kontaktstift und dem an der Entwickelkartusche vorhandenen Entwickelspannungskontakt und/oder ein Zerkratzen der Außenwand der Entwickelkartusche durch einen zwischen beide gelangten Fremdstoff verhindert werden.
Wie bereits erwähnt, kann eine sichere elektrische Verbindung zwischen der Entwickelkartusche und dem Gerät gewährleistet werden.
Obwohl die Erfindung anhand von Strukturen beschrieben wurde, ist diese nicht auf die dargelegten Details beschränkt und mögliche Modifikationen oder Änderungen sind zum Geltungsbereich der folgenden Ansprüche gehörend anzusehen.

Claims

Entwickelkartusche (D) zum Entwickeln eines auf einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element (1) erzeugten latenten Bildes, welche abnehmbar an der Hauptbaugruppe (30) eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes montierbar ist und aufweist: einen Kartuschenrahmen (63), eine Entwickelwalze (12) zum Entwickeln des auf dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten elektrostatischen, latenten Bildes, einen Toneraufnahmeabschnitt (63a) zur Aufnahme des von der Entwickelwalze zum Entwickeln benötigten Toners, ein Antriebskraftaufnahmeelement (22) zur Übertragung der Antriebskraft auf die Entwickelwalze einer in die Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes eingesetzten Entwickelkartusche, welches an einer Stirnseite des Kartuschenrahmens angeordnet von außen zugänglich ist, einen Entwickelspannungskontakt (41) zur Übertragung einer Entwickelspannung von der Hauptbaugruppe auf die Entwickelwalze einer in diese eingesetzten Entwickelkartusche, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung der Entwickelwalze auf die Außenseite des mit dem Entwickel spannungskontakt versehenen Abschnitts der Entwickelkartusche gesehen mindestens ein Abschnitt des Entwickelspannungskontaktes (41) entgegen Uhrzeigerrichtung sich in einem Winkelbereich von 140° bis 175° zu einer durch den Drehpunkt (12c1) der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt (22c) des Antriebskraftaufnahmeelements (22) gezogenen Linie (L63D1) erstreckt.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 1, wobei der Entwickelspannungskontakt (41) im wesentlichen Rechteckform hat und bei eingesetzter Entwickelkartusche im wesentlichen dessen Mittelabschnitt den in der Hauptbaugruppe angeordneten Entwickelspannungskontakt (42) berührt, so daß vom Entwickelspannungskontakt (42) über den Entwickelspannungskontakt (41) die Entwickelwalze (12) mit einer Entwickelspannung gespeist wird.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 2, wobei die kurze Seite (41a1) des rechteckigen Entwickelspannungskontaktes (41) sich entlang einer Linie erstreckt, welche zu der durch den Drehpunkt (12c1) der Entwickelwalze und den Drehpunkt (22c) des Antriebskraftaufnahmeelements gezogenen Linie (L63D1) entgegen Uhrzeigerrichtung unter einem Winkel von etwa 175 Grad verläuft.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Entwickelspannungskontakt (41) so angeordnet ist, daß dessen Kante (41a2) eine Linie (L63D3) berührt, welche zu der durch den Drehpunkt (12c1) der Entwickelwalze (12c) und den Drehpunkt (22c) des Antriebskraftaufnahmeelements (22) gezogenen Linie (L63D1) entgegen Uhrzeigerrichtung unter einem Winkel von etwa 145 Grad verläuft.
Entwickelkartusche gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche außerdem eine Entwickellamelle (16) zum Regulieren der auf die periphere Fläche der Entwickelwalze (12) aufgetragenen Tonermenge aufweist.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 5, wobei der im Tonerspeicherabschnitt (63a) gespeicherte Toner gelber, magentafarbiger oder zyanfarbiger Toner ist, die Entwickelkartusche außerdem eine Auftragwalze (19) zum Auftragen von Toner auf die periphere Fläche der Entwickelwalze aufweist und die Entwickellamelle (16) sowie die Auftragwalze (19) an den Entwickelspannungskontakt (41) elektrisch angeschlossen sind, so daß die Entwickelwalze (12), die Entwickellamelle (16) und die Auftragwalze (19) von der Hauptbaugruppe mit einer Spannung gespeist werden.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 6, wobei die von der Hauptbaugruppe zum Entwickelspannungskontakt (41) gelieferte Spannung über einen ersten blattfederförmigen Abschnitt (41d) auf einen plattenförmigen Abschnitt der Entwickellamelle (16), über einen zweiten blattfederförmigen Abschnitt (41c) auf die Auftragwalze (19) und über eine Schraubenfeder (46) und die Welle (12c) der Entwickelwalze (12) auf die Entwickelwalze (12) übertragen wird, und wobei der Entwickelspannungskontakt (41), der erste blattfederförmige Abschnitt (41d) und der zweite blattfederförmige Abschnitt (41c) integrale Bestandteile eines Metallelements sind.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 5, wobei der im Tonerspeicherabschnitt gespeicherte Toner schwarzer Toner ist und die von der Hauptbaugruppe zum Entwic kelspannungskontakt (41) gelieferte Spannung nicht auf die Entwickellamelle, sondern auf die Entwickelwalze (12) übertragen wird.
Entwickelkartusche gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche in eine die Längsrichtung der Entwickelwalze (12) kreuzende Richtung in die Hauptbaugruppe einsetzbar ist.
Entwickelkartusche gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche außerdem an jeder Stirnseite einen neben der Entwickelwalze angeordneten Anschlag (63m1) zum Positionieren der Kartusche in der Hauptbaugruppe 30 aufweist.
Entwickelkartusche gemäß Anspruch 1, wobei der Kartuschenrahmen auf einer Stirnseite einen Deckel (63D) aufweist, zu welchem ein zylindrischer Abschnitt (63c) mit einer Öffnung für das Antriebskraftaufnahmeelement und ein Abschnitt zur Aufnahme des Entwickelspannungskontaktes (41) gehören, das Antriebskraftaufnahmeelement (22) durch die genannte Öffnung ragt und der Entwickelspannungskontakt (41) am genannten Aufnahmeabschnitt montiert ist, der Deckel (63D) einen Druckkraftaufnahmeabschnitt (63k1) zur Aufnahme der Druckkraft von einer Feder (11d) bei eingesetzter Entwickelkartusche in der Gerätehauptbaugruppe und einen Anschlagabschnitt (63m1) zur Begrenzung der von der Druckkraft bewirkten Schwenkbewegung der Entwickelkartusche aufweist, und wobei der Entwickelspannungskontakt am der Innenseite des Deckels angeordnet ist und sich im Bereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt 63c und dem Anschlagabschnitt 63k1 erstreckt.
Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einer an diesem abnehmbar montierbaren Entwickelkartusche, welches aufweist: a) ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element (1), b) eine Aufnahmevorrichtung (11) zur Aufnahme einer Entwickelkartusche, welche aufweist: einen Kartuschenrahmen (63), eine Entwickelwalze (12) zum Entwickeln des auf dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element erzeugten elektrostatischen, latenten Bildes, ein Antriebskraftaufnahmeelement (22) zur Aufnahme der Antriebskraft von der Gerätehauptbaugruppe und zum rotierenden Antreiben der Entwickelwalze (12), wenn die Entwickelkartusche in dieser eingesetzt ist, wobei das Antriebskraftaufnahmeelement an der antriebsseitigen Stirnwand des Kartuschenrahmens zugänglich ist, einen Entwickelspannungskontakt (41) zum Übertragen einer Entwickelspannung von der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes auf die Entwickelwalze einer in diese eingesetzten Entwickelkartusche, welcher an einem stirnseitigen Abschnitt des Kartuschenrahmens neben der Entwickelwalze frei liegt, wobei in Längsrichtung der Entwickelwalze auf die Außenseite des mit dem Entwickelspannungskontakt versehenen Abschnitts der Entwickelkartusche gesehen mindestens ein Abschnitt des Entwickelspannungskontaktes (41) entgegen Uhrzeigerrichtung sich in einem Winkelbereich von 140° bis 175° zu einer durch den Drehpunkt (12c1) der Entwickelwalze 12 und den Drehpunkt (22c) des Antriebskraftaufnahmeelements (22) gezogenen Linie (L63D1) erstreckt c) einen in der Hauptbaugruppe angeordneten Entwickelspannungskontakt (42) zum Übertragen einer Entwickelspannung auf den Entwickelspannungskontakt (41) einer an der Aufnahmevorrichtung befestigten Entwickelkartusche und d) eine Zuführvorrichtung zum Zuführen des Aufzeichnungsmaterials.
Gerät gemäß Anspruch 12, wobei die Aufnahmevorrichtung (11) eine Dreheinheit ist, in welche eine Entwickelkartusche mit schwarzem Toner, eine Entwickelkartusche mit gelbem Toner, eine Entwickelkartusche mit magentafarbigem Toner und eine Entwickelkartusche mit zyanfarbigem Toner einsetzbar sind, und wobei die eingesetzten Entwickelkartuschen dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element (1) gegenüber in die Entwickelstellung bewegbar sind.