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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine durch Kunden austauschbare Einheit (CRU) für ein Druckgerät und ein
elektrofotografisches Druckgerät.
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Bei einem typischen elektrofotografischen Druckprozess
wird ein lichtleitendes Element auf ein weitgehend gleichförmiges Potenzial
aufgeladen, um dessen Oberfläche
empfindlich zu machen. Der aufgeladene Abschnitt des lichtleitenden
Elements wird mit einem Lichtbild eines Originaldokuments belichtet,
welches vervielfältigt
wird. Durch die Belichtung des aufgeladenen lichtleitenden Elements
werden die auf ihm befindlichen Ladungen in den bestrahlten Bereichen
selektiv zerstreut. Dadurch wird ein latentes elektrostatisches
Bild auf dem lichtleitenden Element aufgezeichnet, welches den Informationsbereichen
auf dem Originaldokument entspricht. Nachdem das latente elektrostatische
Bild auf dem lichtleitenden Element aufgezeichnet ist, wird das
latente Bild entwickelt, indem es mit einem Entwicklermaterial in
Kontakt gebracht wird. Allgemein umfasst das Entwicklermaterial
Tonerpartikel, die triboelektrisch an Trägerkügelchen haften. Die Tonerpartikel
werden von den Trägerkügelchen
zu dem latenten Bild hingezogen und bilden auf dem lichtleitenden
Element ein Tonerpulverbild. Anschließend wird das Tonerpulverbild
von dem lichtleitenden Element zu einem Kopierbogen übertragen.
Die Tonerpartikel werden erwärmt,
um das Pulverbild dauerhaft auf dem Kopierbogen zu fixieren.
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Bei solchen oben beschriebenen Druckgeräten ist
eine CRU eine vom Kunden austauschbare Einheit (customer replaceable
unit), die von dem Kunden am Ende der Nutzungsdauer oder bei einem vorzeitigen
Ausfall einer oder mehrerer xerografischer Bauteile ausgewechselt
werden kann. Das Konzept einer CRU umfasst verschiedene Teilsysteme,
deren Nutzungsdauer im Allgemeinen gleich lang ist. Die wartungsbedingten
Austauschintervalle für
die CRU sichern eine maximale Zuverlässigkeit und verringern die
Anzahl von Telefonaten wegen ungeplanter Instandhaltungsarbeiten
auf ein Minimum. Durch eine derartige Strategie wird es Kunden ermöglicht,
an der Wartung und am Service ihrer Kopierer/Drucker mitzuwirken.
CRUs gewährleisten
eine maximale Verfügbarkeit
von Kopierern und minimieren Stillstands- und Servicekosten aufgrund
von Ausfällen
am Ende der Nutzungsdauer oder schon vorher.
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Wünschenswert
ist es, eine CRU zu haben, die es möglich macht, eine Vielzahl
verschiedener Teilsysteme der Maschine in einer einzigen Einheit unterzubringen,
während
gleichzeitig die Nutzungsdauer jeder Komponente maximiert wird.
Weiterhin ist es wünschenswert,
eine CRU zu verwenden, die es ermöglicht, den Service an einer
Maschine effizient und zu relativ niedrigen Kosten auszuführen und in
einigen Fällen
sogar durch den Anwender selbst vornehmen zu lassen. Angesichts
des heutigen Umweltbewusstseins ist es weiterhin nützlich,
verschiedene CRU-Bauteile wieder aufzubereiten und erneut zu verwenden.
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Es ist wichtig, dass die durch Kunden
austauschbaren Einheiten kundenfreundlich sind. Anders ausgedrückt, es
ist wichtig, dass sich die CRUs leicht herausnehmen und mit nur
minimalen Anweisungen und minimalem Training wieder einsetzen lassen.
Leider enthalten die CRUs normalerweise eine Reihe von Elementen,
die für
die ordnungsgemäße Funktionsweise
des Gerätes
kritisch sind, zum Beispiel Ladevorrichtungen, Fotorezeptoren und
Entwickler-Teilsysteme. Diese Bauteile und Teilsysteme sind sehr
empfindlich und müssen
richtig gehandhabt werden und dürfen
während
der Installation und der Entnahme der CRUs nicht beschädigt werden.
Zu CRUs, insbesondere xerografischen CRUs, gehören typischerweise Toner, zum
Beispiel Tonerabfall oder neuer Toner. Zwischen einer Tonerabfall-Auffangflasche
und dem Reinigungsabschnitt der xerografischen CRU muss ein Zugriff
gesichert werden. Während
der Entnahme und des Transports einer CRU ist es von Bedeutung,
dass der innerhalb eines Tonervorratsbehälters oder einer Tonerabfallflasche
aufbewahrte Toner richtig gesichert ist. Normalerweise verfügen Tonerabfallflaschen
sowie neue Tonertlaschen über
Dichtungen und/oder Abdeckungen, mit denen der unbeabsichtigte Austritt
von Toner in die CRU hinein verhindert wird. Während der Installation und der
Entnahme der CRU muss der Kunde diese Dichtungen bzw. Klappen richtig
positionieren.
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Das Reinigen bzw. Entfernen von überschüssigem Toner
von dem lichtleitenden Element in einem Druckgerät erfolgt typischerweise mit
einer Reinigungsklinge. Das lichtleitende Element ist meist sehr
empfindlich und kann durch die Reinigungsklinge leicht beschädigt werden.
Bei CRUs, die während der
Montage und Entnahme von einem Lichtleiter getrennt sein müssen, ist
es erforderlich, dass die Reinigungsklinge vor der Entnahme der
CRU in eine Position bewegt wird, die von der CRU beabstandet ist. Durch
die kritische Ausrichtung und Positionierung von Bauteilen innerhalb
einer CRU zwecks Entnahme bzw. Einbau der CRU wird der Einbau- und
Entnahmeprozess für
die CRU für
einen ungeübten
Kunden schwierig.
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US
5,258,816 legt ein Druckgerät mit einem Fotorezeptorband
und einer dazugehörigen
Reinigungseinheit offen. Diese Reinigungseinheit umfasst eine Reinigungsklinge
und eine Reinigungsrolle, die mithilfe verschiedener Hebel und mit
den Hebeln verbundener Zahnräder
von dem Band zurückgezogen werden
kann, wobei ein Hebel und ein dazugehöriges Zahnrad die Reinigungsklinge
betätigen
und ein weiterer Hebel und das dazugehörige Zahnrad die Reinigungsrolle
betätigen.
Durch die Verwendung dieser verschiedenen Hebel und Zahnräder wird
die Konstruktion des bekannten Druckgerätes kompliziert und die Kosten
steigen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Druckgerät
und eine durch Kunden austauschbare Einheit für das Druckgerät zu schaffen,
welches einen relativ einfachen Mechanismus zum wahlweisen Positionieren
eines ersten und eines zweiten Bauteils aufweist und zu relativ
niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Bezug
auf die durch Kunden austauschbare Einheit durch den Gegenstand
von Anspruch 1 und in Bezug auf das Druckgerät durch den Gegenstand von
Anspruch 7 erfüllt.
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In den abhängigen Ansprüchen sind
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung angegeben.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher
beschrieben, worin:
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1 eine
Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, einer durch Kunden austauschbaren
Einheit zur Verwendung bei dem Druckgerät aus 5 ist, die den erfindungsgemäßen Arretierhebel
in der nicht arretierten Position zeigt,
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2 eine
Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, einer durch Kunden austauschbaren
Einheit zur Verwendung bei dem Druckgerät aus 5 ist, die den erfindungsgemäßen Arretierhebel
in der arretierten Position zeigt,
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3 eine
Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, einer durch Kunden austauschbaren
Einheit zur Verwendung bei dem Druckgerät aus 5 ist, die die Verbindung genauer darstellt
und den Arretierhebel in der nicht arretierten Position zeigt,
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4 eine
Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, einer durch Kunden austauschbaren
Einheit zur Verwendung bei dem Druckgerät aus 5 ist, die die Verbindung genauer darstellt
und den Arretierhebel in der arretierten Position zeigt,
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5 eine
schematische Vorderansicht eines typischen elektrofotografischen
Druckgerätes
ist, welche den erfindungsgemäßen Arretierhebel
für die durch
Kunden austauschbare Multifunktionseinheit verwendet, und
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6 eine
Perspektivansicht einer durch Kunden austauschbaren Einheit zur
Verwendung bei dem Druckgerät
aus 1 ist.
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Zum allgemeinen Verständnis der
Merkmale der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug
genommen. In den Zeichnungen sind durchweg dieselben Bezugsziffern
zur Kennzeichnung identischer Elemente verwendet worden. 5 bildet schematisch ein
elektrofotografisches Druckgerät mit
den erfindungsgemäßen Merkmalen
ab. Aus der nachfolgenden Erörterung
wird deutlich, dass der erfindungsgemäße Mechanismus der austauschbaren Einheit
in einer großen
Anzahl verschiedener Geräte verwendet
werden kann und nicht speziell auf die Anwendung bei der konkreten
hier dargestellten Ausführungsform
beschränkt
ist.
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Wie in 5 der
Zeichnungen sichtbar wird, ist ein Originaldokument in eine Dokumenttransporteinheit 27 auf
einem Rastereingabescanner (RIS), allgemein gekennzeichnet mit der
Ziffer 28, eingelegt. Der RIS enthält Dokumentbelichtungslampen,
optische Elemente, einen mechanischen Abtastantrieb und eine ladungsgekoppelte
Schaltung (CCD). Der RIS erfasst das gesamte Originaldokument und
wandelt es in eine Serie von Rasterabtastlinien um. Diese Informationen
werden an ein elektronisches Teilsystem (ESS) übertragen, welches einen nachstehend
beschriebenen Rasterausgabescanner (ROS) ansteuert.
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In 5 ist
schematisch ein elektrofotografisches Druckgerät abgebildet, welches allgemein
ein lichtleitendes Band 10 verwendet. Vorzugsweise besteht
das lichtleitende Band 10 aus einem lichtleitenden Material,
das auf eine Grundschicht aufgetragen ist, die wiederum auf einer
wellenbeständigen
Trägerschicht
ausgebildet ist. Band 10 bewegt sich in Pfeilrichtung 13 und
befördert
so aufeinander folgende Abschnitte durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen
entlang dem Bewegungsweg. Das Band 10 bewegt sich um eine
Abstreifrolle 14, eine Spannrolle 16 und eine
Antriebsrolle 20. Wenn sich Rolle 20 dreht, bewegt
sie Band 10 in Pfeilrichtung 13.
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Zu Beginn durchläuft ein Abschnitt der lichtleitenden
Oberfläche
die Ladestation A. An der Ladestation A lädt eine allgemein mit der Ziffer 22 gekennzeichnete
Coronaerzeugungseinrichtung das lichtleitende Band 10 auf
ein relativ hohes, weitgehend gleichmäßiges Potential auf.
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An der Belichtungsstation B empfängt eine Steuerung
bzw. ein elektronisches Teilsystem (ESS), allgemein mit der Bezugsziffer 29 gekennzeichnet, die
Bildsignale, welche das gewünschte
Ausgabebild darstellen, und wandelt diese Signale in eine Halbtonbzw.
Grauton-Wiedergabe des Bildes um, die zu einer Erzeugungseinrichtung
für ein
moduliertes Ausgabebild übertragen
wird, wie beispielsweise zum Rasterausgabescan ner (ROS), allgemein
mit der Bezugsziffer 30 angegeben. Vorzugsweise handelt
es sich bei dem ESS 29 um einen selbständigen, dedizierten Minirechner.
Die an das ESS 29 übertragenen Bildsignale
können,
wie oben beschrieben, aus einem RIS stammen oder aber von einem
Computer, wodurch das elektrofotografische Druckgerät als entfernt
befindlicher Drucker für
einen oder mehrere Computer dienen kann. Als Alternative dazu kann
der Drucker als Spezialdrucker für
einen Hochgeschwindigkeitsrechner dienen. Die Signale aus dem ESS 29,
die dem Halbtonbild entsprechen, welches von dem Druckgerät wiedergegeben
werden soll, werden zum ROS 30 übertragen. Der ROS 30 enthält einen Laser
mit rotierenden polygonalen Spiegelblöcken. Der ROS belichtet das
lichtleitende Band, so dass darauf ein latentes elektrostatisches
Bild aufgezeichnet wird, welches dem vom ESS 29 empfangenen Halbtonbild
entspricht. Als Alternative dazu kann der ROS 30 eine lineare
Anordnung von Leuchtdioden (LED) verwenden, mit denen der aufgeladene
Abschnitt des lichtleitenden Bandes 10 rasterweise beleuchtet
wird.
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Nachdem das latente elektrostatische
Bild auf der lichtleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet worden
ist, bewegt Band 10 das latente Bild zu einer Entwicklungsstation
C, an der mit Hilfe bekannter Verfahren Toner in Form von flüssigen oder
trockenen Partikeln elektrostatisch zu dem latenten Bild hingezogen
wird. Das latente Bild zieht Tonerpartikel von den Trägerkügelchen
an, so dass darauf ein Tonerpulverbild entsteht. Wenn aufeinander
folgende latente elektrostatische Bilder entwickelt werden, werden
die Tonerpartikel aus dem Entwicklermaterial verbraucht. Eine Tonerpartikelzuführeinrichtung,
allgemein mit der Kennziffer 44 bezeichnet, befördert Tonerpartikel
in das Entwicklergehäuse 46 der
Entwicklereinheit 38.
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Wie weiterhin aus 5 hervorgeht, wird nach dem Entwickeln
des latenten elektrostatischen Bildes das auf dem Band 10 vorliegende
Tonerpulverbild zur Übertragungsstation
D befördert.
Mit einer Blattzuführeinrichtung 50 wird
ein Blatt Druckpapier 48 zu der Übertragungsstation D transportiert.
Vorzugsweise umfasst die Blattzuführeinrichtung 50 eine Einzugsrolle 51,
die das oberste Blatt aus dem Stapel 54 in den von der
Zuführrolle 52 und
der Verzögerungsrolle 53 gebildeten
Spalt 55 einzieht. Die Zuführrolle 52 dreht sich,
so dass das Blatt aus dem Stapel 54 in den vertikalen Transport 56 befördert wird.
Der vertikale Transport 56 lenkt das sich vorwärts bewegende
Blatt 48 des Trägermaterials
in den Ausrichttransport 120 der Erfindung bis hinter die Bildübertragungsstation
D, wie nachstehend näher beschrieben,
um zeitlich abgestimmt ein Bild vom Fotorezeptorband 10 aufzunehmen,
so dass das darauf ausgebildete Tonerpulverbild an der Übertragungsstation
D mit dem sich vorwärts
bewegenden Blatt 48 in Kontakt kommt. Die Übertragungsstation
D enthält eine
Coronaerzeugungseinrichtung 58, die Ionen auf die Rück seite
von Blatt 48 sprüht.
Dadurch wird das Tonerpulverbild von der lichtleitenden Oberfläche 12 zum
Blatt 48 hingezogen. Anschließend wird das Blatt mit Hilfe
der Coronaerzeugungseinrichtung 59 vom Fotorezeptor abgelöst, die
entgegengesetzt geladene Ionen auf die Rückseite von Blatt 48 sprüht und so
das Ablösen
des Blattes vom Fotorezeptor unterstützt. Nach der Übertragung
bewegt sich das Blatt 48 weiter in Pfeilrichtung 60,
und zwar mit dem Bandtransport 62, der das Blatt 48 zur
Fixierstation F befördert.
Zu der Fixierstation F gehört
eine Fixiervorrichtung, allgemein mit der Bezugsziffer 70 angegeben,
welche das übertragene
Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Blatt Kopierpapier fixiert. Vorzugsweise umfasst
die Fixiervorrichtung 70 eine beheizte Fixierwalze 72 und
eine Andruckwalze 74, wobei das Pulverbild auf dem Kopierblatt
die Fixierwalze 72 berührt.
Die Andruckwalze wird gegen die Fixierwalze gedrückt, so dass der notwendige
Druck zum Fixieren des Tonerpulverbildes auf dem Kopierblatt entsteht.
Die Fixierwalze wird von innen mit einer Quarzlampe (nicht abgebildet)
beheizt. Ein Ablösemittel, das
in einem Behälter
(nicht abgebildet) aufbewahrt wird, wird zu einer Dosierwalze gepumpt
(nicht abgebildet). Eine Abstreichklinge (nicht dargestellt) streicht überschüssiges Ablösemittel
ab. Das Ablösemittel
wird an eine Geberwalze (nicht abgebildet) und anschließend zu
der Fixierwalze 72 übertragen.
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Danach durchquert das Blatt die Fixiereinrichtung 70,
an der das Bild dauerhaft auf dem Blatt fixiert wird. Nach dem Passieren
der Fixiervorrichtung 70 ermöglicht es ein Gate 80,
dass sich das Blatt entweder direkt über eine Ausgabeeinrichtung 84 zu einer
Endbearbeitungs- oder Stapeleinrichtung bewegt oder aber das Blatt
auf einen Duplexweg 100 umgelenkt wird, konkret zuerst
in eine Einzelblatt-Umkehreinrichtung 82. Das heißt, wenn
das Blatt entweder ein einseitig bedrucktes Blatt (Simplex-Blatt)
oder ein beidseitig bedrucktes Blatt (Duplex-Blatt) ist, bei dem
sowohl auf der Seite 1 als auch auf Seite 2 ein Bild ausgebildet
ist, wird das Blatt über das
Gate 80 direkt zur Ausgabeeinrichtung 84 befördert. Wenn
das Blatt allerdings duplexiert wird und erst auf Seite 1 ein Bild
aufgedruckt ist, wird Gate 80 so positioniert, dass es
das Blatt in die Umkehreinrichtung 82 und in die Duplex-Schleife 100 umlenkt, auf
der das Blatt umgedreht und anschließend zum Beschleunigungsspalt 102 und
zum Bandtransport 110 zugeführt wird, um erneut durch die Übertragungsstation
D und die Fixiereinrichtung 70 geleitet zu werden und so
das Bild von Seite 2 auf der Rückseite
jenes Duplex-Blattes aufzunehmen und dauerhaft dort zu fixieren,
bevor es über
den Ausgabeweg 84 ausgegeben wird.
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Nachdem das Druckblatt von der lichtleitenden
Oberfläche 12 des
Bandes 10 abgelöst
wurde, werden der Resttoner/-entwickler und die an der lichtleitenden
Oberfläche 12 haftenden
Papierfaserpartikel an der Reinigungsstation E entfernt. Zu der
Reinigungsstation E gehören
eine drehbar befestigte Faserbürste,
die an der lichtleitenden Oberfläche 12 anliegt,
um Papierfasern aufzuwirbeln und zu entfernen, und eine Reinigungsklinge,
mit der die nicht übertragenen
Tonerpartikel entfernt werden. Je nach Anwendung kann die Klinge
entweder in einer Abstreif- (wiper) oder einer Rakelposition (doctor)
konfiguriert sein. Nach dem Reinigen flutet eine Entladelampe (nicht
abgebildet) die lichtleitende Oberfläche 12 mit Licht,
so dass vor dem Aufladen für
den nachfolgenden Bilderzeugungszyklus jegliche verbliebene elektrostatische
Restladung zerstreut wird.
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Die einzelnen Funktionen des Gerätes werden
mit der Steuerung 29 geregelt. Bei der Steuerung handelt
es sich vorzugsweise um einen programmierbaren Mikroprozessor, der
sämtliche
zuvor beschriebenen Gerätefunktionen
steuert. Die Steuerung führt
eine Vergleichszählung
der Kopierblätter, der
Anzahl von Dokumenten, die noch einmal in Umlauf gebracht wurden,
der von dem Bediener ausgewählten
Kopierblätter,
von Zeitverzögerungen,
von Papierstaubehebungen usw. aus. Die Steuerung aller bislang als
Beispiel angegebenen Systeme kann mit Hilfe von durch den Bediener
ausgewählten
Eingaben über
konventionelle Steuerschalter von den Druckgerätekonsolen aus erfolgen. Mit
konventionellen Blattwegsensoren oder -schaltern kann die Position
des Dokumentes und der Kopierblätter
verfolgt werden.
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Als Nächstes ist in 6 eine Perspektivansicht der xerografischen
CRU 124 zu sehen. Das xerografische CRU-Modul ordnet die
xerografischen Teilsysteme im Verhältnis zum Fotorezeptormodul und
zu den xerografischen Teilsystem-Verbindungsteilen an. Zu den in
der xerografischen CRU enthaltenen Bauteile gehören die Übertragungs-/Ablöse-Coronaerzeugungseinrichtungen,
die Vorübertragungs-Papierumlenkeinheiten,
die Fotorezeptor-Reinigungseinheit, das Lade-Scorotron, die Löschlampe,
das Fotorezeptorband, die Geräusch-,
Ozon-, Wärme-
und Schmutzleitungen und -filter (NOHAD), die Abfallflasche, der
Einschubstecker, das CRUM, die automatische Eingriffs-/Rückzugseinrichtung
für die
Reinigungsklinge und die automatische Öffnungs-/Schließeinrichtung
für die
Abfallklappe.
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Es folgt eine Zusammenfassung der
xerografischen CRU-Bauteile und der Funktion von jedem dieser Bauteile:
Reinigungseinrichtung
(Rakel- und Aufwirbelungsbürste):
entfernt nicht übertragenen
Toner vom Fotorezeptor, transportiert Tonerabfall und andere Restmaterialien
zu einer Abfallflasche zwecks Aufbewahrung, grenzt das Entstehen
von Papiermehl, -schichten und -ansammlungen auf dem Fotorezeptorband ein.
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Vorladungs-Löschlampe: bestrahlt den Fotorezeptor
von vorn, um das elektrostatische Feld auf der Oberfläche zu löschen.
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Lade-Stiftscorotron: erzeugt ein
gleichmäßiges Ladungsniveau
auf dem Fotorezeptorband in Vorbereitung auf die Bilderzeugung.
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Fotorezeptorband: Die ladungshaltende Oberfläche transportiert
latente Bildabschnitte des Bandes nacheinander durch die einzelnen
xerografischen Bearbeitungsstationen, welche das elektrostatische
Feld auf der Oberfläche
verändern.
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Vorübertragungs-Papierumlenkeinrichtungen:
lenken und steuern den Tangentialpunkt zwischen dem Papier und der
Fotorezeptoroberfläche. Erzeugen
eine „S"-Biegung im Papier,
um das Blatt in der Übertragungszone
flach zu halten.
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Übertragungs-Drahtscorotron:
Aufbringen einer Ladung auf das Papier, während es das Corotron unterquert.
Durch die hohe positive Ladung auf dem Papier wird der negativ geladene
Toner vom Fotorezeptor zum Papier übertragen.
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Ablöse-Stiftscorotron: Unterstützt das
Ablösen
des Papiers mit dem darauf befindlichen Bild vom Fotorezeptor, indem
elektrostatische Felder neutralisiert werden, die ein Blatt Papier
am Fotorezeptor festhalten können.
Das Blatt löst
sich selbst ab, während
es eine Abstreichrolle am Bandmodul passiert.
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NOHAD-Schmutzleitungen und -filter:
entfernen in der Luft befindliche Tonerabfälle und -verunreinigungen aus
der sich bewegenden Luft vor dem Austritt aus der CRU. Der erfasste
Toner und die Verunreinigungen werden in einem Schmutzfilter in
der xerografischen CRU abgelagert.
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Elektrischer Einschubanschluss: bietet
eine Anschluss-Schnittstelle für
das CRUM, schafft Ein-/Ausgänge
für die
Gerätesteuerung.
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CRUM-Chip: ermöglicht dem Gerät das Senden
von erneuten Auftragsmeldungen (Benutzerobertläche oder automatisch) für CRU oder
andere, Verfahren zum Überwachen
der vom Kunden und Garantienehmer der CRU gekauften Kopienanzahl bei
vorzeitigen Defekten der CRU, ermöglicht den Signalisierungsaustausch
mit dem Gerät,
um sicherzustellen, dass die richtige CRU in einem kompatiblen Gerät installiert
ist, schaltet das Gerät
zum angemessenen Abbruchzeitpunkt der CRU ab, ermöglicht eine Marktdifferenzierung
und eine CRU-Lebenszyklusplanung zwecks erneuter Herstellung, gestattet
Ferndiagnosen, bietet Sicherheitssperre für den ROS.
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ROS und Entwickler-Verbindungsteil:
bilden Entwickler-Verbindungsfenster, mit dem die Übertragung
von Toner zwecks Bilderzeugung von der Entwicklergeberwalze zu dem
latenten Bild auf der Oberfläche
des Fotorezeptorbandes ermöglich
wird. Stellt weiterhin Element zur genauen Anordnung und Befestigung
dar, welches ROS mit Fotorezeptormodul verbindet, um eine ordnungsgemäße Bilderzeugung sicherzustellen
und Bewegungsqualitätsprobleme auszuschließen.
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BTAC-(Black Toner Area Coverage)-Sensor-Schnittstelle:
Stellt ein Schnittstellenfenster zur Überwachung der Prozesssteuerung
dar.
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Verbindungsteil für Ausrichttransport: ermöglicht genaue
Anordnung und Befestigung außen.
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Vorfixierungs-Transport-Verbindungsteil:
ermöglicht
genaue Anordnung und Befestigung. Die CRU-Teilsysteme sind in dem
xerografischen Gehäuse
enthalten. Das Gehäuse
besteht aus drei Hauptkomponenten, zu denen die vordere Abdeckung 123, das
rechte Gehäuseteil 122 und
das linke Gehäuseteil 121 gehören. Das
xerografische Gehäuse
ist ein mechanisches und elektrisches Verbindungselement. Es stellt
kritische Parameter her, indem Teilsysteme innerhalb und außerhalb
der CRU im Verhältnis zu
dem Fotorezeptormodul und zu anderen Verbindungsteilen xerografischer
Teilsysteme angeordnet und befestigt werden. Das Gehäuse ermöglicht das einfache
und zuverlässige
Installieren und Entfernen des xerografischen Systems ohne Beschädigung oder
andere Schwierigkeiten.
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Die vordere Abdeckung verbindet das
rechte und das linke Gehäuseteil
außen
an der CRU miteinander. Des Weiteren dient die vordere Abdeckung
als mechanisches Bindeglied zum Anbringen und Positionieren des
Fotorezeptormoduls, des ROS und des Ausrichttransports außerhalb
des Gerätes
im Verhältnis
zueinander, um kritische mechanische Parameter zu erreichen. Die
Endabdeckung hält
des Weiteren die gefederte Schiebeverbindung, die Abfallklappen-Drehverbindung
und die Klingendrehverbindung, mit denen der Kunde während des
Installierens und des Entnehmens der CRU bei gedrehtem Griff des
Fotorezeptormoduls gleichzeitig die Abfallklappe der Reinigungseinrichtung
und die Klinge in Eingriff nehmen bzw. aus dem Eingriff lösen kann.
Wenn sie von dem Gerät
entfernt ist, stellt die Drehverbindung der Reinigungsklinge sicher,
dass die Reinigungsklinge zurückgezogen
bleibt, um während
des Installierens und Herausnehmens der CRU eine Beschädigung des
Fotorezeptorbandes und der Klinge zu verhindern. Die Drehverbindung
der Abfallklappe stellt sicher, dass die Klappe der Abfallflasche
der Reinigungseinrichtung geschlossen ist, wenn die CRU entnommen
ist, um ein Austreten von Toner während des Transports zu vermeiden.
An der Endabdeckung ist ebenfalls eine Schmutzleitung befestigt,
die die Entwicklerleitung auf der linken Gehäuseseite mit dem NOHAD-Schmutzfilter
im rechten Gehäuseteil verbindet.
Mittels Luftströmung
transportieren die Leitungen in der Luft befindlichen Toner und
andere Verunreinigungen zu dem Schmutzfilter.
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Am rechten Gehäuseteil ist eine Reihe xerografischer
Teilsysteme und Verbindungsteile innerhalb und außerhalb
der CRU angebracht und positioniert. Auf der rechten Gehäu seseite
befindet sich eine Hälfte
der Übertragungs-
und Ablösevorrichtung,
das Lade-Scorotron,
das Fotorezeptorband und der Einschubstecker. Diese Komponenten
können sich
innerhalb des CRU-Gehäuses
bewegen. Sie erreichen kritische Parameter bezüglich der Anordnung zum Fotorezeptormodul
und zum Gerätegestell, wenn
das CRU-Gehäuse vollständig installiert
ist und der Griff des Fotorezeptormoduls mit der Spannrolle in Eingriff
kommt. Sowohl das Lade-Scorotron als auch das Übertragungs-/Ablöse-Teilsystem werden mit
Hilfe von Federn an dem Fotorezeptormodul angeordnet.
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Im rechten Gehäuseteil befindet sich darüber hinaus
eine geformte Scorotron-Halterung und eine Feder, welche das Lade-Scorotron-Teilsystem
zum Gehäuse
zurückzieht,
wenn die CRU aus dem Gerät entnommen
wird. Durch die Feder wird das erfolgreiche Installieren und Entfernen
der CRU ohne Beschädigung
am Lade-Scorotron ermöglicht.
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In dem rechten Gehäuseteil
befinden sich geformte Öffnungen
in dem Lade-Scorotron-Befestigungsbereich,
so dass nicht verunreinigte Luft über die Ladungseinrichtung
strömen
kann und evtl. vorhandene Verunreinigungen entfernt, die die Leistungsfähigkeit
der Einheit beeinträchtigen
würden,
d. h. Stickoxid – eine
Ursache für
Löschungen
[parking deletions].
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Auf der rechten Seite des Gehäuses befinden
sich geformte Lüftungsöffnungen
an der Übertragung-/Ablöseposition.
Durch die Lüftungsöffnungen wird
zudem ermöglicht,
dass genügend
Luft über
den Übertragungs-
und Ablösevorrichtungen
eine eventuelle Verunreinigung mit Stickoxid verhindert.
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An dem Gehäuse sind spezielle Formmerkmale
ausgebildet, mit denen die Reinigungsvorrichtung, die Vorladungs-Löschlampe,
die Abfallflasche und die NOHAD-Luftleitung und der -filter befestigt und
positioniert werden. Auf der rechten Gehäuseseite befinden sich auch
die Verbindungsteile für
die Reinigungsklinge und das Drehgelenk für die Abfallklappe. Das Gehäuse positioniert
die NOHAD-Luftleitung und den -filter so zum Gebläse, dass
eine ausreichende Luftströmung
die in der Luft befindlichen Verunreinigungen und den Toner aufnehmen
kann.
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Das Fotorezeptorband 10 wird
teilweise von geformten Fingern gehalten, die sich innen und außen am rechten
Gehäuseteil
befinden. Weitere Haltefinger für
das Band sind auf dem Übertragungs-/Ablösegehäuse und
auf dem linken Gehäuseteil
angeordnet. Am unteren äußeren Ende
des Gehäuses
befindet sich ein geformtes Element, mit dem das Band derart am
Fotorezeptormodul 126 positioniert wird, dass eine Beschädigung des
Bandes vermieden wird.
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Der linke Gehäuseteil dient als Schutzabdeckung
für das
Fotorezeptorband und bildet ein Verbindungsfenster zu verschiedenen
Teilsystemen um die CRU herum. Die Verbin dungsfenster umfassen BTAC,
Entwicklereinheit und ROS. Darüber
hinaus befindet sich an dem Gehäuse
eine Hälfte
des Übertragungs-/Ablöse-Teilsystems.
Es stellt weiterhin ein Verbindungsfenster zu dem Ausrichttransport
für den Papiereintritt
her. Die Entwicklerschmutzleitung ist ebenfalls auf der linken Gehäuseseite
vorgesehen. Mit Hilfe von zwei der Bandhaltefinger und einer Ausformung
am unteren äußeren Ende
wird das Fotorezeptorband während
der Installation und der Entnahme gehalten und positioniert. Auf
der linken Gehäuseseite
befindet sich eine geformte Zwischenwandplatte, die den ROS nach
außen
hin abdeckt, so dass der Kunde nicht den Strahlen des ROS ausgesetzt ist.
Das eingebaute CRU-Gehäuse
bringt den Ausrichttransport und Transport vor der Fixiereinheit schräg in Position,
wenn die Einheit in der Maschine installiert ist. Das CRU-Gehäuse stellt
fast gleichzeitig 22 kritische mechanische und elektrische
Verbindungen her. Alle Gehäuseteile
verfügen über doppelte
runde Vorsprünge,
die es ermöglichen,
die Einheit während
der Herstellung festzuhalten. Wenn beide Vorsprünge im Laufe der Zeit nicht
mehr richtig fassen, kann dank der ausreichend tiefen Vorsprünge eine
längere
Schraube zum Sichern der Teile verwendet werden.
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Erfindungsgemäß und unter Bezugnahme auf 1 wird eine xerografische
CRU 124 gezeigt. Die xerografische CRU 124 umgibt
das Fotorezeptormodul 126. Die CRU 124 wird durch
Bewegung in Pfeilrichtung 130 senkrecht zu der Abbildung
in 1 installiert und
aus dem Druckgerät
entnommen. Die Reinigungsklinge 132 wird vorzugsweise dazu
verwendet, Tonerabfall 134 von dem Fotorezeptorband 10 des
Fotorezeptormoduls 126 zu entfernen. Da die CRU 124 durch
Bewegung in Pfeilrichtung 130 nach außen von dem Fotorezeptormodul 126 entfernt
wird, neigt die Reinigungsklinge 132 dazu, den Fotorezeptor 10 zu
zerkratzen und zu beschädigen.
Deshalb wird die Reinigungsklinge 132 wie in 1 in der zurückgezogenen
Position aus 1, getrennt
von dem Fotorezeptor 10, angeordnet.
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Der Tonerabfall 134 wird
von der Reinigungsklinge 132 in einer Tonerabfallflasche 140 gesammelt.
Zu der Tonerabfallflasche 140 gehört eine Flaschenklappe 142,
die natürlich
während
des Reinigens des Fotorezeptors 136 offen sein muss. Vorzugsweise
ist bei der Tonerabfallflasche 140 die Flaschenklappe 142 geschlossen,
um zu verhindern, dass während
des Transports der CRU Tonerabfall 134 durch die Klappe
der Flasche hindurch austritt. Es ist klar, dass sowohl die Flaschenklappe 142 als auch
die Reinigungsklinge 132 vor der Entnahme der CRU 124 aus
dem Druckgerät
von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt werden
müssen. Erfindungsgemäß trägt ein Arretiermechanismus 150 für eine Multifunktions-CRU
dazu bei, den Einbau und Ausbau der CRU 124 zu vereinfachen.
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Wie in den Abbildungen dargestellt
und später
beschrieben wird, dient der Arretiermechanismus 150 für die Multifunktions-CRU
dem gleichzeitigen Öffnen
und Schließen
bzw. dem Betätigen
der Flaschenklappe 142 und der Reinigungsklinge 132, doch
natürlich
kann der Arretiermechanismus einer Multifunktions-CRU auch dazu
verwendet werden, gleichzeitig eine beliebige Anzahl von Bauteilen
innerhalb einer CRU zu bewegen und so die Montage und Demontage
einer CRU zu erleichtern. Ebenso sollte klar sein, dass der Arretiermechanismus 150 für die Multifunktions-CRU
gleichfalls bei der Entnahme anderer Bauteile zum Einsatz kommen
kann, zum Beispiel bei Zugriffsblenden oder Papierkassetten.
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Der Arretiermechanismus 150 für die Multifunktions-CRU
umfasst eine Betätigungseinrichtung bzw.
einen Hebel, zum Beispiel in Form einer Arretiergriffs 152.
Der Arretiergrift 152 kann an der CRU 124 befestigt
oder wie in den 1–4 in dem Druckgerät gesichert
werden und in dem Druckgerät
verbleiben, wenn die CRU 124 herausgenommen wird. Durch
eine Öffnung 153,
die den Arretiergrift in der nicht arretierten Position umgibt,
wird die Entnahme der CRU 124 ermöglicht, wehrend gleichzeitig
der Arretiergrift 152 innerhalb des Gerätes verbleiben kann. Die Reinigungsklinge 132 und
die Flaschenklappe 142 sind vorzugsweise am Gehäuse 154 der
CRU befestigt. Das Gehäuse 154 kann
aus jedem beliebigen geeigneten haltbaren Material hergestellt werden,
besteht allerdings vorzugsweise aus einem Kunststoff, der kostengünstig ist
und ohne weiteres wiederverwertet werden kann. Zum Beispiel kann das
Gehäuse 154 aus
Polystyrol hergestellt werden.
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Wenngleich natürlich eine Vielzahl verschiedener
Verbindungseinrichtungen zum gleichzeitigen Betätigen der Flaschenklappe 142 und
der Reinigungsklinge 132 verwendet werden kann, haben die Anmelder
der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass sich eine spezielle
Verbindungseinrichtung besonders für die CRU 124 eignete,
wie in den 1–4 abgebildet.
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In 2 ist
die CRU 124 abgebildet, bei der die Reinigungsklinge 132 mit
dem Fotorezeptor 126 in Kontakt ist und die Flaschenklappe 142 in
der offenen Position ist. Die Darstellung aus 2 zeigt die CRU 124 in einem
Betriebsmodus, in dem die Reinigungsklinge 132 den Tonerabfall 134 entfernen
kann und der Tonerabfall durch die Flaschenklappe 142 in die
Tonerabfallflasche 140 gelangen kann. In dieser Position
kann man sehen, dass sich der Arretiergrift 152 in einer
zweiten, nach oben gerichteten Position befindet. Da nun die Öffnung 153 in
der CRU 124 nicht mehr zu dem Arretiergrift 152 ausgerichtet
ist, kann die CRU in diesem Betriebsmodus nicht aus dem Druckgerät entnommen
werden.
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In 3 ist
der Arretiermechanismus 150 für die Multifunktions-CRU genauer
dargestellt. Die CRU aus 3 ist
in der nicht arretierten bzw. in der Transportposition abgebildet,
die 1 entspricht. Der
Mechanismus 150 wird durch den Arretiergrift 152 betätigt. Wie
deutlich aus 3 hervorgeht,
ist der Arretiergriff 152 zu dem Rest des Mechanismus 150 beabstandet
und befindet sich mit diesem nicht in Kontakt. Folglich ist in dieser
Position die Flaschenklappe 142 geschlossen und die Reinigungsklinge 132 von
dem Fotorezeptor 136 zurückgezogen (siehe 1).
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Wendet man sich erneut 3 zu, so umfasst der Mechanismus 150 vier
Grundbauteile: den Griff 152, der einen Nocken 156 aufweist,
welcher vorzugsweise mit ihm als Ganzes ausgebildet ist, ein Kurvenrollen-Verbindungsglied 160,
das wie in 3 den Griff
in der nicht arretierten Position nicht berührt, ein Klappen-Verbindungsglied 162,
das an dem Kurvenrollen-Verbindungsglied 160 befestigt
ist, und ein Reinigungsklingen-Verbindungsglied 164,
das während
des Betriebs mit dem Klappen-Verbindungsglied 162 verbunden
ist. Die Grundbauteile des Arretiermechanismus 150, d.
h. der Griff 152, das Kurvenrollen-Verbindungsglied 160,
das Klappen-Verbindungsglied 162 und das Reinigungsklingen-Verbindungsglied 164,
können
aus einem beliebigen geeigneten dauerhaften Material hergestellt
werden. So können
diese Bauteile beispielsweise aus Metall oder einem langlebigen
Kunststoff bestehen. Zum Beispiel kann das Kurvenrollen-Verbindungsglied 160 aus
einem Metallblech hergestellt werden, während der Griff 152 und
die Verbindungsglieder 162 und 164 vorzugsweise
aus einem hochfesten Kunststoff wie Polycarbonat mit Glasfüllung geformt
werden. Die Flaschenklappe 142 (siehe 1) umfasst vorzugsweise Zapfen 166,
die sich von den äußeren Enden
der Klappe 142 erstrecken. Der Zapfen 166 weist
Merkmale auf, z. B. flache Antriebselemente, die zu dem Antriebsschlitz 170 des
Klappen-Verbindungsgliedes 162 passen. Wenn sich das Klappen-Verbindungsglied 162 um
die Mittellinie 172 dreht, dreht sich also die Flaschenklappe 142 genauso
in die gleiche Richtung. Vorzugsweise wird eine Vorrichtung 173,
zum Beispiel eine Verdrehungsfeder, zum Spannen des Klappen-Verbindungsgliedes 162 in
Pfeilrichtung 174 gegen den Anschlag 176 verwendet.
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Das Reinigungsklingen-Verbindungsglied 164 dreht
sich um die Mittellinie 180 und wird von einer Schraubenfeder 184 in
Drehrichtung 182 gedrückt.
Die Bewegung des Reinigungsklingen-Verbindungsgliedes 164 wird
durch den Kontakt zwischen der Oberfläche 186 des Verbindungsgliedes 164 und
der Oberfläche 190 des
Klappen-Verbindungsgliedes 162 eingeschränkt. Wenn
sich der Arretiermechanismus 150 in der Position wie in 3 befindet, ist die Reinigungsklinge 132 mittels
flacher Elemente 192 auf der Reinigungsklinge 132,
die passend zu den flachen Elementen 194 auf dem Reinigungsklingen-Verbindungsglied 164 sind,
drehbar mit dem Reinigungsklingen-Verbindungsglied 164 verbunden.
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In 4 ist
nun die CRU 124 mit dem Arretiermechanismus 150 für die Multifunktions-CRU in der arretierten
Position abgebildet. Der Mechanismus 150 wird durch Drehen
des Griffs 152 in Pfeilrichtung 155 arretiert.
Ein Anschlag (nicht abgebildet) an dem Gehäuse 154 kann dazu
verwendet werden, die Bewegung des Griffs 152 in Pfeilrichtung 155 zu begrenzen.
Während
sich der Griff 152 dreht, wird ein Nocken 156 zusammen
mit der Kurvenrolle 202 des Kurvenrollen-Verbindungsgliedes 160 gedreht.
Das Kurvenrollen-Verbindungsglied 160 wird
durch einen Zapfen 204 drehbar an dem Klappen-Verbindungsglied 162 gehalten.
Das Kurvenrollen-Verbindungsglied 162 wird weiterhin von
einem Kurvenrollen-Zapfen 206 in der Bewegung eingeschränkt, der
fest an dem Gehäuse 154 angebracht
ist. Das Kurvenrollen-Verbindungsglied 160 kann sich an
einem Schlitz 210 entlang in Bezug auf den Kurvenrollen-Zapfen 206 bewegen.
Somit bewegt sich der Kurvenrollen-Zapfen 206 in der allgemeinen
Pfeilrichtung 212. Wenn sich das Kurvenrollen-Verbindungsglied 160 in Pfeilrichtung 214 dreht,
wird durch die Drehung des Kurvenrollen-Verbindungsgliedes 160 das
Klappen-Verbindungsglied 162 in Pfeilrichtung 214 gedrückt, die
Fläche 190 des
Klappen-Verbindungsgliedes 162 berührt die Oberfläche 186 des
Reinigungsklingen-Verbindungsgliedes 164 (siehe 3), wodurch das Reinigungsklingen-Verbindungsglied 164 in
Pfeilrichtung 216 in Drehung versetzt wird. Beim Drehen
des Verbindungsgliedes 164 in Pfeilrichtung 216 dreht
sich die Reinigungsklinge 132 (siehe 1) in Pfeilrichtung 216 bis
zu einem Punkt, an dem sie mit dem Fotorezeptor 10 in Kontakt
kommt.
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Natürlich kann die Erfindung auch
bei einem Multifunktions-Arretiermechanismus zur Anwendung kommen,
der sich wesentlich von dem Arretiermechanismus 150 aus
den
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1–4 unterscheidet. So kann
beispielsweise die Verbindungseinrichtung vollständig aus Nocken oder Zahnrädern oder
Riemen oder Riemenscheiben oder aus einer Kombination dieser Vorrichtungen
zusätzlich
zu einer beliebigen mechanischen Übertragungs- und Dreheinrichtung
bestehen.
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Durch die Schaffung einer Multifunktionsarretierung
für ein
Druckgerät
können
mehrere Funktionen durch eine einzige Arretierbewegung erfüllt werden.
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Durch die Schaffung eines erfindungsgemäßen Multifunktions-Arretiermechanismus
wird eine einfachere und problemlose Installation einer CRU ermöglicht.
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Durch Schaffung eines Multifunktions-Arretiermechanismus
an einem abnehmbaren Teil eines Kopiergerätes kann das Entfernen des
Mechanismus vereinfacht werden.
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Durch Schaffung eines Multifunktions-Arretiermechanismus
für eine
CRU kann die Beschädigung
von innenliegenden Bauteilen des Druckgerätes minimiert werden, indem
automatisch der Kontakt zwischen den Bauteilen, der zu einer Beschädigung führen kann,
vermieden wird.