DE69934534T2

DE69934534T2 - Bilderzeugungsgerät und davon abnehmbare Arbeitseinheit

Info

Publication number: DE69934534T2
Application number: DE69934534T
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Ohta-ku Sasago
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: EP0945768A3; US6137970A; DE69934534D1; EP0945768A2; JPH11282326A; CN1129040C; EP0945768B1; CN1234533A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät, zum Beispiel einen elektrophotographischen Kopierer, einen elektrophotographischen Drucker oder ein ähnliches Gerät, und eine am Bilderzeugungsgerät abnehmbar montierbare Prozeßkartusche.
Stand der Technik
Wenn ein herkömmliches elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät, zum Beispiel ein elektrophotographischer Kopierer, über einen längeren Zeitraum benutzt wird, macht es sich erforderlich, die verbrauchte elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel auszutauschen und die neue Trommel zu justieren, die Entwickelvorrichtung und den Abfalltonerbehälter auszutauschen und Toner (Entwickler) nachzufüllen.
Bei einem herkömmlichen elektrophotographischen Bilderzeugungsgerät sind die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel und die auf diese wirkenden Prozeßvorrichtungen integrale Bestandteile einer Kartusche, welche abnehmbar am Bilderzeugungsgerät montierbar ist.
Da ein solches elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät von der Bedienperson selbst gewartet werden kann, ist dieses effektiv nutzbar. Deshalb werden solche Kartuschen weltweit verwendet.
Bevor eine solche Kartusche in das Bilderzeugungsgerät eingesetzt wird, muß das Dichtelement abgezogen werden, damit der Entwickler (Toner) aus dem Entwicklerbehälter durch eine Öffnung in diesem zur Entwickelvorrichtung in Form einer Entwickelwalze transportiert werden kann. Auch zwischen dem Entwicklerbehälter und dem Entwickelbehälter ist ein Dichtelement angeordnet, welches zu einem späteren Zeitpunkt entfernt werden kann.
Bei einem solchen elektrophotographischen Bilderzeugungsgerät wird die Tonerrestmenge in der Prozeßkartusche ständig überwacht und bei nicht mehr ausreichend Toner ein Warnsignal gegeben, um eine Verschlechterung der Bilddichte oder der Bildqualität zu verhindern.
Im Dokument EP-A-0281372 ist ein Dichtelement mit einem magnetischen Abschnitt offenbart. Dieses Dichtelement wird mit dem magnetischen Abschnitt auf einen Tonerkontrollsensor gerichtet an der Kartusche befestigt, so daß beim Abreißen des Dichtelements und somit des magnetischen Abschnitts an diesem die Ausgangsspannung des Sensors sich ändert und diese Spannungsänderung das Öffnen der Kartusche anzeigt.
Im Dokument JP-A-08314351 sind eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine Prozeßkartusche offenbart. Dieses Bilderzeugungsgerät ist mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Einsatzbereitschaft einer in dieses eingesetzten Prozeßkartusche ausgerüstet. Ein Dichtelement, welches das Austreten von Toner durch Stoßbelastungen beim Transportieren der Prozeßkartusche verhindert, wird vor der Kartuschenbenutzung entfernt. Die Erfassungsvorrichtung erkennt, ob das Dicht element sich noch an der eingesetzten Prozeßkartusche befindet, und blockiert bei noch vorhandenem Dichtelement die Bilderzeugung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung der konventionellen Technologie, d.h. die Bereitstellung eines Bilderzeugungsgerätes und einer Kartusche, wobei zuverlässig ermittelt werden kann, ob das Dichtelement an der in das Gerät eingesetzten Kartusche noch vorhanden ist. Diese Aufgabe erfüllen die im Anspruch 1 definierte Kartusche und das im Anspruch 5 definierte Bilderzeugungsgerät.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, vor Durchführung der Bilderzeugung die Bedienperson zu informieren, wenn das Dichtelement an der in die Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes eingesetzten Kartusche noch an dieser vorhanden ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Bilderzeugungsgerätes, bei welchem das Drehen der in der Kartusche angeordneten Entwickelvorrichtung bei noch nicht entferntem Dichtelement verhindert werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Längsschnittansicht eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes.
2 zeigt das Bilderzeugungsgerät gemäß 1 in perspektivischer Darstellung.
3 zeigt die Längsschnittansicht einer Prozeßkartusche.
4 zeigt die Prozeßkartusche gemäß 3 in perspektivischer Darstellung von rechts oben gesehen.
5 zeigt die rechte Seite der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
6 zeigt die linke Seite der in 3 dargestellten Prozeßkartusche.
7 zeigt die Prozeßkartusche gemäß 3 in perspektivischer Darstellung von oben links gesehen.
8 zeigt die Prozeßkartusche gemäß 3 umgekehrt in perspektivischer Darstellung von oben links gesehen.
9 zeigt in perspektivischer Darstellung den Kartuschenmontageabschnitt des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes.
10 zeigt in perspektivischer Darstellung den Kartuschenmontageabschnitt des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes.
11 zeigt die Längsschnittansicht einer elektrophotographischen Trommel und deren Antriebsvorrichtung.
12 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Reinigungseinheit.
13 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Entwickeleinheit.
14 zeigt die Entwickeleinheit perspektivisch in Explosivdarstellung von hinten gesehen.
15 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Entwickelhalter von hinten gesehen.
16 zeigt eine Seitenansicht des Entwickelrahmens und des Tonerrahmens.
17 zeigt die Seitenansicht des in 15 dargestellten Entwickelhalters von innen gesehen.
18 zeigt in perspektivischer Darstellung das Lagergehäuse der Entwickelwalze.
19 zeigt in perspektivischer Darstellung den Entwickelrahmen.
20 zeigt in perspektivischer Darstellung den Tonerrahmen.
21 zeigt in perspektivischer Darstellung den Tonerrahmen.
22 zeigt in perspektivischer Darstellung den Tonerrahmen.
23 zeigt die Schnittansicht des in 21 dargestellten Dichtabschnitts.
24 zeigt die Längsschnittansicht der Stützvorrichtung für die Ladewalze.
25 zeigt in Diagrammform die Beziehung zwischen der Tonerrestmenge und der elektrostatischen Kapazität.
26 zeigt eine Schnittansicht der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes und einer in diese eingesetzten Prozeßkartusche, speziell die elektrischen Kontaktstellen.
27 zeigt in perspektivischer Darstellung die an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes und die an der Prozeßkartusche angeordnete Kupplung.
28 zeigt in perspektivischer Darstellung die an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes und die an der Prozeßkartusche angeordnete Kupplung.
29 zeigt schematisch das Antriebssystem der Hauptbaugruppe des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes.
30 zeigt die Seitenansicht einer in der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes angeordneten schwenkbaren Abdeckung und deren Kuppelvorrichtung.
31 zeigt die Vorderansicht der in der Hauptbaugruppe angeordneten, mit einer Ausnehmung versehenen Antriebswelle für die Prozeßkartusche im Kuppelzustand.
32 zeigt die Vorderansicht der in der Hauptbaugruppe angeordneten, mit einer Ausnehmung versehenen Antriebswelle für die Prozeßkartusche im ausgekuppelten Zustand.
33 zeigt in perspektivischer Darstellung den am Reinigungsrahmen vorhandenen Montageabschnitt für die Prozeßkartusche.
34 zeigt die Schnittansicht eines Trommellagers.
35 zeigt die Seitenansicht des Trommellagers.
36 zeigt eine weitere Ausführungsform der Trommellagerung.
37 zeigt die Trommellagerung perspektivisch in Explosivdarstellung.
38 zeigt die Verbindung zwischen dem Trommelrahmen und dem Entwickelrahmen.
39 zeigt den Aufnahmeabschnitt für eine Druckfeder.
40 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform der Öffnung am Tonerrahmen.
41 zeigt im Blockschaltbild die Steuerung des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes und der Prozeßkartusche.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnungen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
In dieser Beschreibung gilt als Breitenrichtung einer Prozeßkartusche B die Richtung, in welcher diese in den Körper (die Hauptbaugruppe) 14 eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes eingesetzt und aus dieser entfernt wird und welche mit der Transportrichtung eines Aufzeichnungsmediums übereinstimmt. Die Längsrichtung der Prozeßkartusche B ist die im wesentlichen rechtwinklig zur Kartuscheneinsetzrichtung und im wesentlichen rechtwinklig zur Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums verlaufende Richtung. Die ebenfalls in der Beschreibung verwendeten Begriffe „links" und „rechts" bezeichnen die Seiten von oben in Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums gesehen.
1 zeigt die Seitenansicht eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes (Laserstrahldrucker) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 das in 1 dargestellte Bilderzeugungsgerät in perspektivischer Darstellung. Die 3 bis 8 zeigen eine Prozeßkartusche gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 zeigt eine Schnittansicht der Prozeßkartusche, 4 die Prozeßkartusche in perspektivischer Darstellung, 5 die rechte Seite der Prozeßkartusche, 6 die linke Seite der Prozeßkartusche, 7 die Prozeßkartusche in perspektivischer Darstellung von oben gesehen und 8 die umgedrehte Prozeßkartusche in perspektivischer Darstellung von oben gesehen. Die Oberseite der Prozeßkartusche B ist die nach oben gerichtete Seite, deren Unterseite die nach unten gerichtete Seite, wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 14 des Gerätes eingesetzt ist.
Das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät dient zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium nach einem elektrophotographischen Verfahren. Das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät kann zum Beispiel ein elektrophotographischer Kopierer, ein elektrophotographischer Drucker (Laserstrahldrucker, LED-Drucker usw.), ein elektrophotographischer Textautomat oder ein ähnliches Gerät sein.
Da die Prozeßkartusche von der Bedienperson selbst in die Hauptbaugruppe des Gerätes eingesetzt und aus dieser entfernt werden kann, ist die Wartung des Gerätes einfach.
(Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät A und Prozeßkartusche B)
Zuerst wird anhand der 1 und 2 das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät A in Form eines Laserstrahldruckers als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Beschreibung wird auch auf 3, welche eine Seitenansicht der Prozeßkartusche B zeigt, und auf 41, welche im Blockschaltbild die Steuerung des elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes A und der Prozeßkartusche B zeigt, verwiesen.
Der in 1 dargestellte Laserstrahldrucker A dient zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium (z.B. Aufzeichnungsblatt, OHP-Blatt, Gewebe usw.) nach einem elektrophotographischen Verfahren. Auf einem trommelförmigen, elektrophotographischen, lichtempfindlichen Körper (nachfolgend „lichtempfindliche Trommel" genannt) wird ein Tonerbild erzeugt. Genauer ausgedrückt, die lichtempfindliche Trommel wird von einer Ladeeinheit elektrisch geladen und von einer optischen Vorrichtung mit einem Laserstrahl entsprechend den Bildinformation belichtet, um ein latentes Bild auf dieser zu erzeugen. Das latente Bild wird in einer Entwickelvorrichtung zu einem Tonerbild entwickelt. Synchron zur Erzeugung des Tonerbildes wird von einer Aufnahmewalze 3b einer Kassette 3a ein Aufzeichnungsmedium 2 entnommen und dieses durch paarig angeordnete Transportwalzen 3c und 3e sowie durch paarig angeordnete Registrierwalzen 3e rückwärts transportiert. Während des Transports des Aufzeichnungsmediums 2 wird das auf der lichtempfindlichen Trommel 7 der Prozeßkartusche B erzeugte Tonerbild von einer mit einer elektrischen Spannung gespeisten Übertragungswalze (Übertragungsvorrichtung) 4 auf dieses übertragen. Danach wird das Aufzeichnungsmedium 2 mit dem auf dieses übertragenen Tonerbildes durch eine Führung 3f der Fixiervorrichtung 5 zuge führt. Die Fixiervorrichtung 5 weist eine Antriebswalze 5c und eine Fixierwalze 5b mit einem in dieser angeordneten Heizelement 5a auf. Beim Passieren der Fixiervorrichtung 5 wird auf das Aufzeichnungsmedium 2 Druck und Wärme aufgebracht und dadurch das auf dieses übertragene Tonerbild fixiert. Nach dem Fixieren des Tonerbildes wird das Aufzeichnungsmedium 2 von paarig angeordneten Austragwalzen 3g, 3h und 3i durch einen Umlenkkanal 3j auf eine an der Oberseite der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes A angeordnete Ablage 6 geschoben. Über eine schwenkbare Zunge 3k kann von paarig angeordneten Austragwalzen 3m das Aufzeichnungsmedium 2 ebenfalls aus dem Gerät transportiert werden, ohne daß dieses den Umkehrkanal 3j passiert. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform bilden die Aufnahmewalze 3b, die paarig angeordneten Walzen 3c, 3d, die paarig angeordneten Registrierwalzen 3e, die Führung 3f, die paarig angeordneten Austragwalzen 3g, 3h, 3i und die paarig angeordneten Austragwalzen 3m eine Transportvorrichtung 3.
Wie aus 41 hervor geht, gehören zum Bilderzeugungsgerät A ein Dichtelementerfassungsabschnitt (Dichtelementerfassungsvorrichtung) 200, welche erfaßt, ob das später näher beschriebne Dichtelement 100 der Prozeßkartusche B noch an dieser vorhanden ist, ein Informationsabschnitt (Informationsvorrichtung) 300, welche die Bedienperson darüber informiert, daß das Dichtelement 100 noch an der Prozeßkartusche vorhanden ist, ein Bilderzeugungssteuerabschnitt (Bilderzeugungssteuervorrichtung) 400, welche die Bilderzeugung blockiert, wenn das Dichtelement 100 noch an der eingesetzten Prozeßkartusche vorhanden ist, ein Tonerrestmengenermittlungsabschnitt (Vorrichtung zum ermitteln der Tonermenge) und ein Steuerabschnitt 500C zum Steuern des optischen Systems 1, der Fixiervorrichtung 5, eines Motors (Antriebsquelle) 61, des Dichtelementerfassungsabschnitts 200, des Informationsabschnitts 300 und des Bilderzeugungssteuerabschnitts 400.
Der Dichtelementerfassungsabschnitt 200, der Informationsabschnitt 300, der Bilderzeugungssteuerabschnitt 400 und der Steuerabschnitt 500C bilden eine Steuervorrichtung 500, welche später detailliert beschrieben wird.
Wie aus den 3 bis 8 hervor geht, wird eine Ladewalze (Ladevorrichtung) 8 mit einer Spannung gespeist und dabei die Oberfläche der in der Prozeßkartusche B drehenden lichtempfindlichen Trommel 7 gleichförmig geladen. Dann wird vom optischen System 1 ein den Bildinformationen entsprechender Laserstrahl durch eine Belichtungsöffnung 1e auf die lichtempfindliche Trommel 7 emittiert und dadurch auf dieser ein latentes Bild erzeugt. Das latente Bild wird in der Entwickelvorrichtung 9 mittels Toner entwickelt. Genauer ausgedrückt, die lichtempfindliche Trommel 7 wird von der diese berührenden Ladewalze 8 geladen. Die Ladewalze 8 wird von der lichtempfindlichen Trommel 7 in Drehung gesetzt. Von der Entwickelvorrichtung 9 wird dem Entwickelbereich der lichtempfindlichen Trommel 7 Toner zugeführt und dabei das auf dieser erzeugte latente Bild entwickelt. Zum optischen System 1 gehören eine Laserdiode 1a, ein Polygonspiegel 1b, eine Linse 1c und ein Reflexionsspiegel 1d.
Der magnetische Toner in dem in der Entwickelvorrichtung 9 angeordneten Tonerbehälter (Entwicklerbehälter) 11A wird von einem drehenden Tonerzuführelement 9b der im Entwickelbehälter angeordneten Entwickelwalze 9c zugeführt. Wenn die Entwickelwalze (Entwicklerträgerelement) 9c, in welcher ein Magnet fest angeordnet ist, dreht, wird auf deren Oberfläche von einer Reibungsladungen erzeugenden Entwickellamelle 9d eine Tonerschicht gebildet und von dieser Toner auf die Entwickelfläche der lichtempfindlichen Trommel 7 übertragen.
Durch das Übertragen von Toner auf die lichtempfindliche Trommel 7 wird das auf dieser erzeugte latente Bild als Tonerbild sichtbar gemacht. Die Entwickellamelle 9d dient dazu, die Menge des auf die periphere Fläche der Entwickelwalze 9c zu übertragenden Toners zu regulieren und Reibladungen aufzubringen. In der Entwickelkammer ist nahe der Entwickelwalze 9c ein Tonerrührelement 9e zum Umwälzen des Toners in der Entwickelkammer drehbar angeordnet.
Nach dem Übertragen des Tonerbildes von der lichtempfindlichen Trommel 7 auf das Aufzeichnungsmedium 2 durch Anlegen einer Spannung mit einer dem Tonerbild entgegengesetzten Polarität an die Übertragungswalze wird von einer Reinigungsvorrichtung 10 der auf der lichtempfindlichen Trommel 7 verbliebene Toner entfernt. Das Abkratzen des Resttoners von der lichtempfindlichen Trommel 7 in einen Abfalltonerbehälter 10b erfolgt von einer gegen diese gedrückten elastischen Reinigungslamelle 10a.
In der Prozeßkartusche B sind ein Tonerrahmen 11 als Entwicklerbehälter mit integriertem Toneraufnahmeabschnitt 11A und ein Entwickelrahmen 12 zur Aufnahme der Entwickelvorrichtung 9 (Entwickelwalze 9c) zu einer Einheit zusammengefügt. Diese Einheit ist an einem Reinigungsrahmen 13 als Aufnahme für die lichtempfindliche Trommel 7, die Reinigungsvorrichtung 10 (Reinigungslamelle 10a) und die Ladewalze 8 befestigt. Die Prozeßkartusche B kann von der Bedienperson in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt und aus dieser entfernt werden.
Die Prozeßkartusche B ist mit einer Belichtungsöffnung 1e, durch welche ein den Bildinformationen entsprechender Laserstrahl auf die lichtempfindliche Trommel 7 emittiert wird, und einer Übertragungsöffnung 13n, durch welche die licht empfindliche Trommel 7 und das Aufzeichnungsmedium 2 sich gegenüber befinden, versehen. Genauer ausgedrückt, die Belichtungsöffnung 1e ist am Reinigungsrahmen 13, die Übertragungsöffnung 13n zwischen dem Entwickelrahmen 12 und dem Reinigungsrahmen 13 vorhanden.
Nachfolgend wird das Gehäuse der Prozeßkartusche gemäß der abgebildeten Ausführungsform beschrieben.
Zur Herstellung der Prozeßkartusche B dieser Ausführungsform wird zuerst der Tonerrahmen 11 mit dem Entwickelrahmen 12 verbunden und dann an dieser Baugruppe der Reinigungsrahmen 13 schwenkbar befestigt, um ein Gehäuse zum Unterbringen der lichtempfindlichen Trommel 7, der Ladewalze 8, der Entwickelvorrichtung 9 und der Reinigungsvorrichtung 10 zu erhalten. Die Prozeßkartusche B wird abnehmbar in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt.
Nachfolgend wird der Aufbau des aus dem Tonerrahmens 11, dem Entwickelrahmen 12 und dem Reinigungsrahmens 13 zusammengesetzten Kartuschengehäuses beschrieben.
Wie aus den 3 und 20 hervor geht, ist das Tonerzuführelement 9b im Tonerrahmen 11 angeordnet. Die Entwickelwalze 9c und die Entwickellamelle 9d sind im Entwickelrahmen 12 angeordnet. Das Rührelement 9e zum Umwälzen des Toners in der Entwickelkammer ist in der Nähe der Entwickelwalze 9c drehbar angeordnet. Wie aus den 3 und 19 hervor geht, ist im Entwickelrahmen 12 eine in Längsrichtung der Entwickelwalze 9c und im wesentlichen parallel zu dieser sich erstreckende stabförmige Antennen 9h angeordnet. Bei dieser Ausführungsform werden der Tonerrahmen 11 und der Entwickelrahmen 12 durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden, um eine Entwickeleinheit (zweiter Rahmen) D zu erzeugen (13).
An der Entwickeleinheit D ist eine Abdeckung 18 angeordnet, welche ein Verunreinigen und Belichten der lichtempfindlichen Trommel 7 verhindert, wenn die Prozeßkartusche B aus der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes entfernt wird.
Wie aus 6 hervor geht, weist die Trommelabdeckung 18 einen Deckel 18a zum Freilegen und Schließen der Übertragungsöffnung 13n und Bügel 18b, 18c für den Deckel 18a auf. Wie aus den 4 und 5 bzw. 6 und 7 hervor geht, ist ein Ende des rechten Bügels 18c in einer am Halter 40 vorhandenen Bohrung 40g schwenkbar gelagert, ein Ende des linken Bügels 18c mit einer am unteren Abschnitt 11b des Tonerrahmens 11 angeordneten Aufnahme 11h schwenkbar verbunden. Das andere Ende jeder der beiden Bügel 18c ist mit dem Deckel 18a schwenkbar verbunden. Die Bügel 18c sind aus Metalldraht gefertigt und schwenkbar am Deckel 18a befestigt und dadurch miteinander verbunden. Dagegen ist der Bügel 18b nur an einer Seite des Deckels 18a angeordnet, wobei ein Ende dieses Bügels hinter dem Bügel 18c schwenkbar am Deckel 18a befestigt, dessen anderes Ende auf einem am Entwickelrahmen 12 vorhandenen Zapfen 12 schwenkbar gelagert ist. Der Bügel 18b ist aus Kunstharz gefertigt.
Die Bügel 18b, 18c sind unterschiedlich lang und bilden zusammen mit dem Deckel 18a, dem Tonerrahmen 11 und dem Entwickelrahmen 12 einen quadratischen Mechanismus. Die an den Bügeln 18c vorhandenen abgewinkelten Abschnitte 18c1 legen sich gegen die nahe dem Kartuschenaufnahmeraum S in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes angeordneten festen Anschläge (nicht dargestellt) und bewirken das Öffnen des Deckels 18b beim Verschieben der Prozeßkartusche B.
Auf dem Zapfen 12d ist eine Torsionsfeder (nicht dargestellt) angeordnet, wobei das eine Ende dieser Feder gegen den Bügel 18b, deren anderes Ende gegen den Entwickelrahmen 12 drückt. Dadurch wirkt auf die aus dem Deckel 18a und den Bügeln 18b, 18c zusammengesetzte Trommelabdeckung 18 eine Kraft, welche den Deckel 18a über die Übertragungsöffnung 13n schiebt und diese schließt.
Wie aus den 3 und 12 hervor geht, sind die lichtempfindliche Trommel 7, die Ladewalze 8 und die Reinigungsvorrichtung 13 am Reinigungsrahmen befestigt und bilden zusammen mit diesem eine Reinigungseinheit (erster Rahmen) C.
Zur Erzeugung der Prozeßkartusche B werden die Entwickeleinheit D und die Reinigungseinheit C über runde Stifte 22 schwenkbar miteinander verbunden. Wie aus 13 hervor geht, ist an beiden Stirnseiten des Entwickelrahmens 12 (in Achsrichtung der Entwickelwalze 9c) ein mit einer zylindrische Bohrung 20 versehener Arm 19 angeordnet. Andererseits ist an beiden Stirnseiten des Reinigungsrahmens 13 eine Ausnehmung 21 zur Aufnahme der Arme 19 vorhanden (12). Nach dem Einführen der Arme 19 in die jeweilige Ausnehmung 21 wird durch jede der beiden zylindrischen Bohrungen 20 und die am Reinigungsrahmen 13 vorhandenen Bohrungen 13e ein runder Stift 22 gedrückt, um die Entwickeleinheit D und die Reinigungseinheit C miteinander zu verbinden und über die runden Stifte 22 zueinander schwenken zu können. Auf einem an der Wurzel jedes Arms 19 angeordneten Zapfen (nicht dargestellt) ist eine Druckfeder 22a angeordnet, welche die obere Fläche der im Reinigungsrahmen 13 vorhandenen Ausnehmung 21 berührt und den Entwickelrahmen 12 nach unten und somit die Entwickelwalze 9c gegen die lichtempfindliche Trommel 7 drückt. Die obere Fläche jeder der beiden am Reinigungsrahmen 13 vorhandenen Ausnehmungen 21 ist so geneigt, daß beim Verbinden der Entwickeleinheit D mit der Reinigungseinheit C die Druckfedern 22a aus dem spannungslosen Zustand allmählich zusammengedrückt werden. Wie aus 13 hervor geht, ist an beiden Stirnseiten der Entwickelwalze 9c ein Distanzring 9i angeordnet, welcher einen größeren Durchmesser hat als die Entwickelwalze 9c und gegen die Lichtempfindliche Trommel 7 drückt, so daß zwischen dieser und der Entwickelwalze 9c ein bestimmter Spalt (etwa 300 μm) beibehalten wird. Da die Entwickeleinheit D und die Reinigungseinheit C über die runden Stifte 22 relativ zueinander geschwenkt werden können, werden durch die Druckfedern 22a die lichtempfindliche Trommel 7 und die periphere Fläche der Entwickelwalze 9c zueinander positioniert.
(Konstruktion der Führungen an der Prozeßkartusche B)
Nachfolgend werden die Führungen für das Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche in die bzw. aus der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes beschrieben. Diese Führungen sind in den 9 und 10 zu erkennen. Die 9 und 10 zeigen in perspektivischer Darstellung und in Kartuscheneinsetzrichtung X gesehen die linke bzw. die rechte Innenseite der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes A.
Wie aus den 4 bis 7 hervor geht, sind an beiden Stirnseiten des Reinigungsrahmens 13 Führungselemente vorhanden, über welche die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt bzw. aus dieser entfernt wird. Zu diesen Führungen gehören zylindrische Abschnitte (Positionierabschnitte) 13aR, 13aL und Abschnitte 13bR, 13bL, welche ein Schwenken der Prozeßkartusche B beim Einsetzen und Entfernen in die bzw. aus der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes verhindern.
Wie aus 5 hervor geht, ist der Abschnitt 13bR, welcher das Schwenken der Prozeßkartusche verhindert, integraler Bestandteil des zylindrischen Abschnitts 13aR und erstreckt sich radial aus dessen Peripherie. Integraler Bestandteil des zylindrischen Abschnitts 13aR ist auch ein Befestigungsflansch 13aR1. Die rechte Führung 13R, zu welcher der zylindrische Abschnitt 13aR, der Abschnitt 13bR und der Flansch 13aR1 gehören, wird durch Eindrehen kleiner Schrauben 13aR2 durch die im Flansch 13aR1 vorhandenen Befestigungsbohrungen in den Reinigungsrahmen 13 an diesem befestigt. Der Abschnitt 13bR der am Reinigungsrahmen 13 befestigten rechten Führung 13R erstreckt sich bis zu einem bestimmten Abschnitt des an der Seitenfläche des Entwickelrahmens 12 befestigten Entwickelvorrichtungshalters 40, auf welchen später näher eingegangen wird.
Wie aus 11 hervor geht, ist der Abschnitt 7a2 des Trommellagerzapfens 7a in der am Reinigungsrahmen 13 vorhandenen Bohrung 13k1 befestigt. Die zylindrische Führung 13aL erstreckt sich von einem mit kleinen Schrauben 13d und über einen Positionierzapfen 13c am Reinigungsrahmen 13 befestigten Flansch 29 (Frontseite rechtwinklig zur Ebene von 6) nach außen. Der fest angeordnete Trommellagerzapfen 7a (11) erstreckt sich von der Innenfläche des Flansches 29 nach innen, und auf diesem ist ein an der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigtes geradverzahntes Zahnrad 7n drehbar gelagert. Der Trommellagerzapfen 7a ist koaxial zur zylindrischen Führung 13aL angeordnet. Der Flansch 29, die zylindrische Führung 13aL und der Trommellagerzapfen 7a können separate Teile oder integrale Bestandteile eines aus Metall einstückig gefertigten Teil sein.
Wie aus 6 hervor geht, ist der längliche Führungsabschnitt 13bL integraler Bestandteil des Reinigungsrahmens 13 und erstreckt sich aus diesem im wesentlichen radial zur zylindrischen Führung 13aL etwas entfernt von dieser. Der Abschnitt des Flansches 29, welcher im Bereich des Führungsabschnitts 13bL liegt, ist ausgeklinkt und dessen Außenfläche ist im wesentlichen bündig mit jener des Führungsabschnitts 13bL. Der Führungsabschnitt 13bL erstreckt sich seitlich aus dem am Entwickelrahmen 12 befestigten Entwickelwalzenlagergehäuse 9v. In diesem Fall sind die linke Führung 13L, der aus Metall gefertigte zylindrische Führungsabschnitt 13aL und der aus Kunstharz gefertigte Führungsabschnitt 13bL separate Teile.
Nachfolgend werden die an der Oberseite 13i der Reinigungseinheit C vorhandenen Regulierabschnitte 13j beschrieben. Als „Oberseite" ist die Seite definiert, welche bei eingesetzter Prozeßkartusche B nach oben zeigt.
Wie aus den 4 bis 7 hervor geht, sind die Regulierabschnitte 13j rechtwinklig zur Kartuscheneinsetzrichtung recht und links an der Oberseite 13i der Reinigungseinheit C angeordnet. Die Regulierabschnitte 13j dienen dazu, die in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzte Prozeßkartusche B in dieser zu positionieren. Genauer ausgedrückt, beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes legen die Regulierabschnitte 13j sich gegen die in der Hauptbaugruppe 14 fest angeordneten Anschläge 25 (9, 10 und 26) und regulieren das Schwenken der Prozeßkartusche B um die zylindrischen Führungsabschnitte 13aR, 13aL.
Nachfolgend werden die in der Hauptbaugruppe 14 angeordneten Führungen beschrieben. Wenn der Deckel 35 zum Öffnen/Schließen der Hauptbaugruppe 14 entgegen Uhrzeigerrichtung (1) um den Zapfen 35 geschwenkt wird, ist der Kartuschenaufnahmeabschnitt zugänglich. Wie aus den 9 und 10 hervor geht, ist in Kartuscheneinsetzrichtung gesehen an der linken Innenseite der Hauptbaugruppe 14 eine Führung 16L, an deren rechten Innenseite eine Führung 16R vorhanden.
Die beiden Führungen 16L, 16R weisen in Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X) gesehen einen schräg nach unten verlaufenden Abschnitt 16a bzw. 16c und eine an diesen sich anschließende halbkreisförmige Positioniervertiefung 16b bzw. 16d zur Aufnahme des zylindrischen Führungsabschnitts 13aL bzw. 13aR an der Prozeßkartusche B auf. Die Positioniervertiefungen 16b, 16d haben eine zylindrische periphere Fläche. Wenn die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt ist, stimmt die Mitte der Positioniervertiefungen 16b, 16d mit der Mitte der zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR und dadurch mit der Mittellinie der lichtempfindlichen Trommel 7 überein.
Die Breite der Führungsabschnitte 16a, 16c wurde so gewählt, daß die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR problemlos in diesen gleiten können, wenn die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 eingesetzt und aus dieser entfernt wird. Auch die Führungsabschnitte 13bL, 13bR haben einen kleineren Durchmesser als die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13bR und werden beim Einsetzen der Prozeßkartusche B von den Führungsabschnitten 16a, 16c aufgenommen, so daß die Lage der Prozeßkartusche in einem bestimmten Bereich gehalten wird. Beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes gleiten die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR an dieser in die jeweilige Positioniervertiefung 16, 16d, so daß die Prozeßkartusche geschwenkt wird und die beiden Regulierabschnitte 13j sich gegen den jeweiligen der beiden in der Hauptbaugruppe 14 fest angeordneten Anschläge 25 legt.
Das Gewicht der Prozeßkartusche B ist so verteilt, daß die Entwickeleinheit D ein größeres Drehmoment entwickelt als die Reinigungseinheit C, wenn die Verbindungslinie zwischen den beiden zylindrischen Führungsabschnitten 13aL, 13aR horizontal ausgerichtet ist.
Zum Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes faßt die Bedienperson in deren Vertiefung 17 an der Oberseite und über die Rippen 11c an deren Unterseite, schiebt zuerst die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR, dann die Führungsabschnitte 13bL, 13bR auf den jeweiligen Führungsabschnitt 16a, 16c in der Hauptbaugruppe 14. Durch die Schwerkraft der Prozeßkartusche B werden die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR in die jeweilige Positioniervertiefung 16b, 16d gedrückt und somit in diesen positioniert. Da die Mittellinie des zylindrischen Führungsabschnitts 13aL, die Mittellinie des zylindrischen Führungsabschnitts 13aR und die Mittellinie der lichtempfindlichen Trommel 7 übereinstimmen, wird die lichtempfindliche Trommel 7 in der Hauptbaugruppe 14 entsprechend positioniert, sobald das Ankuppeln erfolgt ist.
In diesem Zustand befinden die Regulierabschnitte 13j der Prozeßkartusche B sich etwas entfernt von den in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes fest angeordneten Anschlägen 25. Wenn die Bedienperson die Prozeßkartusche B losläßt, wird die Entwickeleinheit D um die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR nach unten, die Reinigungseinheit C nach oben geschwenkt, so daß die Regulierabschnitte 13j sich gegen die fest angeordneten Anschläge 25 legen und dadurch die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes korrekt positionieren. Danach wird der Deckel 35 in Uhrzeigerrichtung (1) um den Zapfen 35a geschwenkt.
Zum Entfernen der Prozeßkartusche B aus der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes faßt die Bedienperson über die oberen und unteren Rippen 11c und schwenkt die Prozeßkartusche B um die von den Vertiefungen 16b, 16d gestützten zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR, so daß die Regulierabschnitte 13j sich von den in der Hauptbaugruppe 14 fest angeordneten Anschlägen 25 lösen. Wenn jetzt an der Prozeßkartusche B gezogen wird, gleiten die zylindrischen Führungsabschnitte 13aL, 13aR aus den Vertiefungen 16b, 16d auf die Führungsabschnitte 16a, 16c der Führungen 16L, 16R, so daß die Prozeßkartusche B mit den zylindrischen Führungsabschnitten 13aL, 13aR und den das Schwenken verhindernden Führungsabschnitten 13bL, 13bR in den Führungsabschnitten 16a, 16c gleitend aus der Hauptbaugruppe 14 entfernt werden kann, ohne dabei andere Teile dieser Baugruppe zu berühren.
Wie aus 12 hervor geht, ist an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 das bereits erwähnte geradverzahnte Zahnrad 7n, an deren anderem Ende ein schrägverzahntes Zahnrad 7b angeordnet. Beim Einsetzen der Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes greift das geradverzahnte Zahnrad 7n in ein koaxial an der Übertragungswalze 4 angeordnetes Zahnrad (nicht dargestellt) und setzt die Übertragungswalze 4 in Drehung.
(Tonerrahmen)
Nachfolgend wird anhand der 3, 5, 7, 16, 20, 21 und 22 der Tonerrahmen detailliert beschrieben. 20 zeigt in perspektivischer Darstellung den Tonerrahmen 11 vor dem Anschweißen der Tonerrückhaltedichtung, während die 21 und 22 den Tonerrahmen 11 in perspektivischer Darstellung nach dem Einfüllen von Toner zeigen.
Wie aus 3 hervor geht, ist der Tonerrahmen 11 aus einem Oberrahmen 11a und einem Unterrahmen 11b zusammengesetzt. Wie aus 1 hervor geht, ist der Oberrahmen 11a in Richtung optisches System 1 ausgebaucht, um das Tonerfassungsvermögen der Prozeßkartusche B zu vergrößern, ohne daß das Bilderzeugungsgerät A sperrig wird. Wie aus den 3, 4 und 7 hervor geht, ist die als Griff dienende Vertiefung 17 im Mittelbereich des Oberrahmens 11a vorhanden. Die Bedienperson faßt mit der Hand in die Vertiefung 17 und über die Unterseite des Unterrahmens 11b. Die an einer Seite der Vertiefung 17 und an der Unterseite des Unterrahmens 11b angeordneten Längsrippen 11c verhindern, daß der Bedienperson die Prozeßkartusche B aus der Hand gleitet. Wie aus 3 ebenfalls hervor geht, ist ein am Oberrahmen 11a angeordneter Flansch 11a1 einem am Unterrahmen 11b angeordneten Flansch 11b1 angepaßt. Über die an den beiden Flanschen vorhanden Schweißrippen werden der Oberrahmen 11a und der Unterrahmen 11b an der Ebene U durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden. Anstatt des Ultraschallschweißens kann auch Wärmeschweißen oder Vibrationsschweißen angewendet werden. Der Flansch 11b1 und ein von der Öffnung 11i aus nach außen und nach oben und im wesentlichen bündig zum Flansch 11b1 sich erstreckender Stufenabschnitt 11m erleichtern das Zusammenfügen des Oberrahmens 11a und des Unterrahmens 11b durch Ultraschallschweißen. Auf den Stufenabschnitt 11m wird später näher eingegangen.
Bevor die Rahmen 11a, 11b zusammengefügt werden, wird das Tonerzuführelement 9b in den Unterrahmen 11b eingesetzt. Wie aus 16 hervor geht, ist ein durch eine Bohrung 11e1 in einer Seitenplatte des Tonerrahmens 11 geführtes Kuppelele ment 11e am Tonerzuführelement 9b befestigt. Die Bohrung 11e1 ist in der Platte an einer Stirnseite des Unterrahmens 11b vorhanden. Diese Platte ist auch mit einer im wesentlichen dreieckigen Tonereinfüllöffnung 11d versehen. Eine Kante der Tonereinfüllöffnung 11d erstreckt sich entlang der Verbindungsfläche zwischen dem Oberrahmen 11a und dem Unterrahmen 11b, eine zweite Kante rechtwinklig zu dieser Kante und eine dritte Kante entlang der schräg verlaufenden Unterseite des Unterrahmens 11b. Dadurch kann die Tonereinfüllöffnung 11d maximal dimensioniert werden. Die Bohrung 11e1 und die Tonereinfüllöffnung 11d sind nebeneinander angeordnet. Wie aus 20 hervor geht, ist die Öffnung 11i, durch welche dem Entwickelrahmen 12 aus dem Tonerrahmen 11 Toner zugeführt wird, in Längsrichtung des Tonerrahmens 11 in diesem vorhanden. Über die Tonerzuführöffnung 11i wird eine später näher beschriebene Dichtung 100 an den Tonerrahmen 11 geschweißt. Danach wird durch die Einfüllöffnung 11d Toner in den Tonerrahmen 11 gefüllt und schließlich diese Öffnung mittels einer Kappe 11f (22) verschlossen, um die Tonereinheit J zu komplettieren. Die aus Polypropylen oder Polyäthylen gefertigte Kappe 11f wird in die Tonereinfüllöffnung 11d gepreßt oder an den Tonerrahmen geschweißt, um nicht abzufallen. Die Tonereinheit J wird durch Ultraschallschweißen am Entwickelrahmen 12 befestigt (später näher beschrieben) und bildet somit einen Teil der Entwickeleinheit D. Das Verbinden der Tonereinheit J mit dem Entwickelrahmen 12 ist nicht auf Ultraschallschweißen begrenzt, denn es kann auch Stumpfschweißen angewendet oder eine Einrastverbindung (über eine elastische Kraft) verwendet werden.
Wie aus 3 ebenfalls hervor geht, hat der Unterrahmen 11b eine geneigte Fläche K, wobei deren Neigungswinkel θ so gewählt wurde, daß der Toner auf natürliche Weise nach rutscht. Wenn die Prozeßkartusche B in der horizontal ausgerichteten Hauptbaugruppe 14 eingesetzt ist, beträgt der Neigungswinkel θ zwischen der Fläche K und der Horizontalen vorzugsweise etwa 65 Grad. Der Unterrahmen 11b ist mit einer Ausbauchung 11g versehen, damit das Tonerzuführelement 9b sich frei drehen kann. Von der Verlängerung der geneigten Fläche K aus kann die konkave Ausbauchung 11g 0 bis 10 mm betragen. Wenn die Ausbauchung 11g über der geneigten Fläche K angeordnet ist, kann der auf der geneigten Fläche K nachrutschende Toner an der Ausbauchung hängen bleiben und nicht in den Entwickelrahmen 12 gelangen. Das ist bei dieser Ausführungsform jedoch nicht der Fall, so daß dem Entwickelrahmen 12 problemlos Toner aus dem Tonerrahmen 11 zugeführt wird.
Ein Ende des aus einem Eisenmetallstab mit einem Durchmesser von etwa 2 mm gefertigten Tonerzuführelements 9b in Form einer Kurbelwelle ist in einer neben der Tonerzuführöffnung 11i vorhandenen Bohrung 11r drehbar gelagert, an dessen anderem Ende das Kuppelelement 9e befestigt (in 20 sind nur ein Ende und der Verbindungsabschnitt des Tonerzuführelements 9b dargestellt).
Durch die Ausbauchung 11g am Tonerrahmen 11 kommt das Tonerzuführelement 9b nicht mit diesem in Berührung, so daß ohne größeren Kostenaufwand stabiles Tonerzuführen gewährleistet wird.
Wie aus den 3, 20 und 23 hervor geht, ist die Öffnung 11i zum Zuführen von Toner aus dem Tonerrahmen 11 in den Entwickelrahmen 12 an der Grenzfläche zwischen diesen beiden Rahmen angeordnet. Um die Öffnung 11i verläuft ein Rücksprung 11k. Der obere Flansch 11j und der untere Flansch 11j1 des Rücksprungs 11k sind mit einer in Längsrichtung des Tonerrahmens 11 sich erstreckenden Nut 11n versehen. Der obere Flansch 11j des Rücksprungs 11k hat Torform, der untere Flansch 11j1 erstreckt sich rechtwinklig zum Rücksprung 11k. Der Grund 11n2 jeder der beiden Nuten 11n ist auf den Entwickelrahmen 12 gerichtet und liegt hinter dem Rücksprung 11k. Wie aus 40 hervor geht, kann der Flansch 11j um die Öffnung 11i einen flachen rechteckigen Ring haben.
Wie aus 19 hervor geht, ist die dem Tonerrahmen 11 zugekehrte Fläche 12u des Entwickelrahmens 12 eben und von einem Flansch 12e, vollständig umgeben. Der Flansch 12e ist nahe dessen oberer und unterer Kante mit einer Erhebung 12v versehen, welche in die am Tonerrahmen 11 vorhandenen Nuten 11n passen. Nach dem Einführen der Erhebungen 12v in die jeweilige Nut 11n werden die an diesen vorhandenen dreieckförmige Schweißrippen 12v1 (23) durch Ultraschall mit dem Tonerrahmen 11 verschweißt (darauf wird später näher eingegangen).
Nachfolgend wird die Dichtung 100 zum Verschließen der Öffnung 11i detailliert beschrieben.
Die Dichtung 100, ein auf beiden Seiten mit PET (Polyäthylenterephthalat) beschichteter Aluminiumfilm, wird an den Rücksprung 11k geklebt, um die Öffnung 11i des Tonerrahmens 11 zu verschließen.
Wie aus 21 hervor geht, ist eine der beiden PET-Schichten der Dichtung 100 mit einer Perforation 100c zum Abziehen der Dichtung von der Öffnung 11i im Tonerrahmen 11 versehen. Das Abziehen der Dichtung 100 von der Öffnung 11i wird später näher beschrieben.
Wie aus 22 hervor geht, wird die an den Tonerrahmen 1L geklebte Dichtung 100 an deren Ende 100a umgeschlagen und deren freies Ende 100b durch den zwischen einem an einem Ende des Entwickelrahmens 12 geklebten elastischen Dichtmaterial 54 und dem Tonerrahmen 11 gebildeten Schlitz gezogen. Das freie Ende der Dichtung 100 (nachfolgend „Greifende" genannt) wird an einem Greifelement 11t (6, 20 und 21) befestigt. Das Greifelement 11t ist integraler Bestandteil des Tonerrahmens 11, kann aber über eine dünne Stelle von diesem abgerissen werden. Das Greifelement ist rechtwinklig gebogen, um die Prozeßkartusche B besser fassen zu können. Auf einen Teil des elastischen Dichtmaterials 54 ist ein aus Kunstharz gefertigtes Band 55 mit einem geringen Reibungskoeffizient geklebt. Auf den anderen Endabschnitt des Flansches 12e ist ein elastisches Dichtmaterial 56 (19) geklebt.
Die beiden Dichtmaterialien 54, 56 erstrecken sich über die gesamte Breite der beiden seitlichen Abschnitte des Flansches 12e, bedecken die gesamte Breite der beiden seitlichen Abschnitte des Flansches 11j und überlappen die Erhebungen 12v.
Das Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 wird dadurch erleichtert, daß der Flansch 11j des Tonerrahmens 11 mit einer zylindrischen Bohrung 11r und einem Langloch 11q zur Aufnahme des zylindrischen Dübels 12w1 bzw. des rechteckigen Dübels 12w2 am Entwickelrahmen 12 versehen ist. Der zylindrische Dübel 12w1 paßt genau in die zylindrische Bohrung 11r, der rechteckige Dübel 12w2 in Breitenrichtung genau in das Langloch 11q, hat aber in Längsrichtung ein bestimmtes Spiel in diesem.
Vor dem Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 werden beide mit den entsprechenden Elemente bestückt. Zum Zusammenfügen der beiden Rahmen wird der zylindrische Dübel 12w1 in die zylindrische Bohrung 11r, der rechteckige Dübel 12w2 in das Langloch 11q geschoben. Außerdem werden die Erhebungen 12v am Entwickelrahmen 12 in die Nuten 11n am Tonerrahmen 11 geschoben. Dann werden der Tonerrahmen 11 und der Entwickelrahmen 12 gegeneinander und dabei die beiden Dichtmaterialien 54, 56 vom Flansch 11j am Tonerrahmen 11 zusammen gedrückt, bis der Flansch 11j die Vorsprünge (Distanzstücke) 12z am Entwickelrahmen 12 berührt. Die Vorsprünge 12z sind nur an einer Seite des Entwickelrahmens 12 angeordnet, um das Durchfädeln der Dichtung 100 zu ermöglichen.
Sobald der Entwickelrahmen 12 und der Tonerrahmen 11 aneinander liegen, werden auf die Erhebungen 12v und die Nuten 11n Ultraschallschwingungen aufgebracht, um die dreieckigen Schweißrippen 12v1 durch Reibungswärme zum Schmelzen zu bringen und mit dem Boden der Nut 11n zu verschweißen. Dadurch berühren die Kanten 11n1 der Nut 11n die Vorsprünge 12z, so daß zwischen der zurückgesetzten Fläche 11k am Tonerrahmen 11 und der dieser gegenüber liegenden ebenen Fläche 12u am Entwickelrahmen 12 ein Spalt zur Aufnahme der Dichtung 100 gebildet wird.
Um den im Tonerrahmen 11 gespeicherten Toner dem Entwickelrahmen 12 zuführen zu können, wird von der Bedienperson am Griff 11t mit dem daran befestigten Ende 100b der Dichtung 100 gezogen, um den Film 51 abzureißen und die Öffnung 11i am Tonerrahmen 11 freizulegen. Da die beiden elastischen Dichtmaterialien 54, 56 lediglich von den beiden seitlichen Endabschnitten des Flansches 11j am Tonerrahmen 11 zusammen gedrückt werden, ohne daß deren kubische Form sich ändert, wird eine gute Dichtfähigkeit gewährleistet.
Die Konfiguration der sich gegenüberliegenden Flächen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 ermöglicht glattes Herausziehen der Dichtung 100 aus dem Spalt zwischen den beiden Rahmen.
Der Tonerrahmen 11 und der Entwickelrahmen 12 können aus einem Kunstharz wie Polystyrol, ABS (Akrylnitilbutadienstyrol-Kopolymer), Polykarbonat, Polyäthylen oder Polypropylen gefertigt werden.
(Entwickelrahmen)
Nachfolgend wird anhand der 3, 14, 15, 16, 17 und 18 der Entwickelrahmen 12 beschrieben. Von diesen Figuren zeigt 14 in perspektivischer Darstellung den Entwickelrahmen 12 und die in diesen einzusetzenden Teile, 15 in perspektivischer Darstellung die am Entwickelrahmen 12 zu befestigende Antriebsübertragungseinheit DG, 16 die Seitenansicht der noch nicht am Entwickelrahmen 12 befestigten Antriebsübertragungseinheit DG, 17 die Innenseite der Antriebsübertragungseinheit DG und 18 in perspektivischer Darstellung die Innenseite eines Lagergehäuses.
Wie bereits erwähnt, werden die Entwickelwalze 9c, die Entwickellamelle 9d, das Tonerrührelement 9e und die Antenne 9h zum Erfassen der Tonerrestmenge in den Entwickelrahmen 12 eingesetzt.
Wie aus 14 hervor geht, ist die Entwickellamelle 9d aus einer etwa 1 bis 2 mm dicken Metallplatte 9d1 und einer durch Warmschweißen oder mittels eines doppelseitigen Klebbandes an dieser befestigten Lamelle 9d2 aus Uräthangummi zusammengesetzt. Die Lamelle 9d2 berührt die Oberfläche der Entwickelwalze 9c und reguliert die Tonermenge auf dieser. An einem Endabschnitt der ebenen Fläche 12i des Entwickelrahmens 12 sind ein Dübel 12i1 und eine Gewindebohrung 12i2, an deren anderem Endabschnitt eine Gewindebohrung 12i2 und ein rechteckiger Vorsprung 12i3 angeordnet. Die Metallplatte 9d1 ist an einem Endabschnitt mit einer Bohrung 9d3 und einer Bohrung 9d4, am anderen Endabschnitt mit einer Bohrung 9d4 und einer Ausnehmung 9d5 versehen. Zum Befestigen der Entwickellamelle 9d am Entwickelrahmen 12 wird die Bohrung 9d3 über den Dübel 12i1 und die Ausnehmung 9d5 über den rechteckigen Vorsprung 12i3 geschoben und durch die beiden Bohrungen 9d4 eine kleine Schraube 9d6 gesteckt und in die entsprechende Gewindebohrung 12i2 gedreht. Eine zwischen die Metallplatte 9d1 und den Entwickelrahmen 12 gelegte elastische Dichtung 12s aus Moltpren verhindert das Austreten von Toner. In die beiden halbkreisförmigen Vertiefungen 12j zur Aufnahme der Entwickelwalze 9c wird eine bis zur Dichtung 12s reichende elastische Dichtung 12s1 geklebt. Außerdem wird an den unteren Flansch 12h des Entwickelrahmens 12 ein die Oberfläche der Entwickelwalze 9c berührendes dünnes, elastisches Dichtelement 12s2 geklebt.
Nachfolgend wird anhand der 14 und 18 die Entwickelwalzeneinheit G beschrieben. Zur Entwickelwalzeneinheit G gehören folgende Elemente: (1) die Entwickelwalze 9c, (2) Distanzringe 9i, welche aus einem elektrischen Isoliermaterial, zum Beispiel aus Kunstharz hergestellt sind, den Abstand zwischen der peripheren Fläche der Entwickelwalze 9c und der peripheren Fläche der lichtempfindlichen Trommel 7 konstant halten und das Austreten von Toner durch den Berührungsabschnitt zwischen dem aus Aluminium gefertigten zylindrischen Mantel der Entwickelwalze 9c und dem aus Aluminium gefertigten zylindrischen Mantel der lichtempfindlichen Trommel 7 verhindern, (3) Entwickelwalzenlager 9j (in 14 vergrößert dargestellt), in welchen die Entwickelwalze 9c drehbar gelagert ist und welche diese im Entwickelrahmen 12 positionieren, (4) ein Zahnrad (schräg verzahnt) 9k, welche s die Antriebskraft von dem an der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigten schräg verzahnten Zahnrad 7b aufnimmt und die Entwickelwalze 9c in Drehung setzt, (5) einen elektrischen Kontakt 9l in Form einer Druckfeder (18), von welchem ein Ende in ein Ende der Entwickelwalze 9c greift, und (6) ein in der Entwickelwalze 9c angeordneter Magnet 9g, welcher den Toner auf die periphere Fläche der Entwickelwalze 9c zieht. Wie aus 14 hervor geht, ist auf der Entwickelwalzeneinheit G ein Lagergehäuse 9v angeordnet, welches aber erst aufgezogen wird, nachdem ein hinteres Lagergehäuse 9v zwischen den Seitenplatten 12A, 12B des Entwickelrahmens 12 an diesem befestigt wurde.
Wie aus 14 ebenfalls hervor geht, ist bei der Entwickelwalzeneinheit G ein Metallflansch 9p an einem Ende der Entwickelwalze 9c befestigt, aus welchem sich ein Zapfen 9p1 mit zwei abgeflachten Abschnitten zur Aufnahme eines Zahnrades 9k erstreckt, wobei die beiden abgeflachten Abschnitte ein Drehen des Zahnrades 9k auf dem Zapfen 9p1 verhindern. Das Zahnrad 9k ist schräg verzahnt, so daß bei der Rotation dieses Zahnrades eine Axialkraft erzeugt wird, welche auf den Mittelabschnitt der Entwickelwalze 9c wirkt (siehe 38). Der Magnet 9g weist einen Zapfen 9g1 mit D-förmigem Querschnitt auf, welcher sich durch den Flansch 9p nach außen in den Halter 40 der Antriebsübertragungseinheit DG (wird später beschrieben) erstreckt und in diesem starr gelagert wird. Das Entwickelwalzenlager 9j ist mit einer zylindrischen Bohrung versehen, welche eine nach innen gerichtete Erhebung 9j5 aufweist. In diese Bohrung wird ein C-förmiges Lager 9j4 gepreßt und in diesem Lager der Flansch 9p drehbar gelagert. Das Entwickelwalzenlager 9j wird in den am Entwickelrahmen 12 vorhandenen Schlitz 12f geschoben. Dann wird der am Halter 40 vorhandene Zapfen 40f durch eine der am Entwickelwalzenlager 9j vorhandenen Bohrungen 9j1 in eine der am Entwickelrahmen 12 vorhandenen Bohrungen 12g gedrückt und der Halter 40 am Entwickelrahmen 12 befestigt. Das Lager 9j4 hat einen Flansch, doch nur dieser Flansch hat C-Form. Jedoch können alle Querschnitte des Lagers in Axialrichtung C-Form haben. Die Bohrung im Entwickelwalzenlager 9j, in welche das Lager 9j4 gedrückt wird, ist abgestuft ausgeführt, wobei der Abschnitt, welcher den größeren Durchmesser hat und mit der Erhebung 9j5 versehen ist, als Aufnahme für das Lager 9j4 dient. Das Lager 9j und das später beschriebene Lager 9f sind aus Polyazetal oder Polyamid gefertigt.
Die beiden Enden des in der hohlen zylindrischen Entwickelwalze 9c angeordneten Magneten 9g ragen aus dieser, wobei das Ende 9g1 mit dem D-förmigen Querschnitt in die D-förmige Bohrung 9v3 des Lagergehäuses 9v (18) geschoben wird. Ein hohler Lagerzapfen 9w wird in ein Ende der Entwickelwalze 9c gedrückt und an dieser befestigt, wobei der Abschnitt 9w1 des Lagerzapfens 9w als elektrischer Isolierabschnitt zwischen dem mit der Entwickelwalze 9c elektrisch verbundenen Federkontakt 9l und dem Magneten 9g dient. Die mit einem Flansch versehene, aus einem Isoliermaterial wie Kunstharz gefertigte Lagerbuchse 9f wird in die koaxial zur Magnetstützbohrung 9v3 angeordnete Bohrung 9v4 gedrückt. Die Lagerbuchse 9f weist einen paßfederförmigen Abschnitt 9f1 auf, welcher beim Einsetzen der Lagerbuchse in die Bohrung 9v4 von der in dieser vorhandenen Nut 9v5 aufgenommen wird und das Drehen der Lagerbuchse 9f verhindert.
In der Bohrung 9v4 ist ein ringförmiger elektrischer Kontakt 121 untergebracht. Beim Einführen der Entwickelwalze 9c in das Lagergehäuse 9v wird der an dieser befestigte Federkontakt 91 gegen den elektrischen Kontakt 121 gedrückt. Der elektrische Kontakt 121 ist in mehrere Abschnitte unterteilt, in einen ersten Abschnitt 121a, welcher sich aus der Kontaktperipherie erstreckt, von der in der Bohrung 9v4 vorhandenen Ausnehmung 9v6 aufgenommen wird und über die eingesetzte Lagerbuchse 9f ragt, einen zweiten Abschnitt 121b, welcher sich an den ersten Abschnitt 121a anschließt und von der an der Stirnseite der Bohrung 9v4 vorhandenen Nut 9v7 aufgenommen wird, einen dritten Abschnitt 121c, welcher sich abgewinkelt vom zweiten Abschnitt 121b aus erstreckt, einen vierten Abschnitt 121d, welcher sich in Achsrichtung der Entwickelwalze 9c gesehen radial nach außen abgewinkelt vom dritten Abschnitt 121c aus erstreckt, und einen Endabschnitt 121e, welcher sich abgewinkelt vom vierten Abschnitt 121d aus erstreckt. Der elektrische Kantakt 121 wird von einem am Lagergehäuse 9v vorhandenen Abschnitt 9v8 gestützt, wobei der dritte Abschnitt 121c, der vierte Abschnitt 121d und der Endabschnitt 121e des Kontaktes 121 den Stützabschnitt 9v8 berühren. Der zweite Abschnitt 121b ist mit einer Klemmbohrung 121f für den nach innen aus dem Lagergehäuse 9v ragenden Zapfen 9v9 versehen. Beim Einsetzen der Prozeßkartusche 8 in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes kommt der Endabschnitt 121e des elektrischen Kontaktes 121 mit dem in der Hauptbaugruppe 14 angeordneten Kontakt 125 (wird später beschrieben) in Berührung. Auf diese Weise wird die Entwickelwalze 9c mit der Entwickelspannung gespeist.
Das Lagergehäuse 9v ist mit zwei zylindrischen Zapfen 9v1 versehen, welche von den an einer Stirnseite des Entwickelrahmens 12 vorhandenen Bohrungen 12m aufgenommen werden und das Lagergehäuse 9v am Entwickelrahmen 12 positionieren. Das Lagergehäuse 9v ist auch mit Bohrungen 9v2 versehen, durch welche kleine Schrauben (nicht dargestellt) in die am Ent wickelrahmen 12 vorhandenen Gewindebohrungen 12c gedreht werden, um das Lagergehäuse 9v am Entwickelrahmen 12 zu befestigen.
Nachfolgend wird die stabförmige Antenne 9h zum Erfassen der Tonerrestmenge beschrieben.
Wie aus den 14 und 19 hervor geht, ist ein Ende der stabförmigen Antenne 9h zu einer Kurbel gebogen. Der Abschnitt 9h1 an diesem Ende (Tonerrestmengenerfassungsabschnitt 122) berührt den später beschriebenen Kontakt 126 in der Hauptbaugruppe 14 und ist elektrisch an diesen angeschlossen. Zum Einsetzen der stabförmigen Antenne 9h in den Entwickelrahmen 12 wird zuerst deren vorderes Ende durch die in der Seitenplatte 12B vorhandene Durchgangsbohrung 12b und dann in die an der anderen Seitenplatte vorhandene Stützbohrung (nicht dargestellt) geschoben. Damit ist die stabförmige Antenne 9h im Entwickelrahmen 12 positioniert. In die Durchgangsbohrung 12b wird ein zum Beispiel aus Kunstharz, Filz oder Schwamm gefertigtes Dichtelement (nicht dargestellt) eingesetzt, um das Eindringen von Toner in diese Bohrung zu verhindern.
Der kurbelförmige Arm des Kontaktabschnitts 9h1 ist so positioniert, daß nach dem Befestigen des Lagergehäuses 9v am Entwickelrahmen 12 die Antenne sich nicht bewegen und nicht aus dem Entwickelrahmen 12 rutschen kann.
Wenn der Tonerrahmen 11 und der Entwickelrahmen 12 miteinander verbunden sind, bedeckt die Seitenplatte 12A teilweise die am Unterrahmen 11b befestigte Kappe 11f zum Verschließen der Tonereinfüllöffnung. Wie aus 16e hervor geht, ist die Seitenplatte 12A mit einer Bohrung 12x versehen, in welche der Kuppelzapfen 9s1 (15) des Zahnrades 9s zum Übertragen der Antriebskraft auf das Tonerzuführelement 9b ragt. Der Kuppelzapfen 9s1 des Antriebszahnrades 9s greift in das an einem Ende des Tonerzuführelements 9b befestigte, im Tonerrahmen 11 drehbar gelagerte Kuppelelement 11e (16 und 20).
Wie aus 19 hervor geht, ist im Entwickelrahmen 12 parallel zur stabförmigen Antenne 9h das Tonerrührelement 9e drehbar angeordnet. Das Tonerrührelement 9e hat die Form einer Kurbelwelle, wobei einer der beiden Kurbelarme in einer in der Seitenplatte 12B vorhandenen Bohrung (nicht dargestellt) gelagert ist, der andere Kurbelarm in die Nut des in der Seitenplatte 12A drehbar gelagerten Zahnrades 9m (16) greift. Vom Zahnrad 9m wird das Tonerrührelement 9e in Drehung gesetzt.
Nachfolgend wird das Übertragen der Angriffskraft auf die Entwickeleinheit D beschrieben.
Wie aus 15 hervor geht, wird beim Befestigen des Halters 40 am Entwickelrahmen 12 der Magnetzapfen 9g1 mit D-förmigem Querschnitt in die Bohrung 40a des Halters 40 eingeführt und in dieser arretiert, das Zahnrad 9k mit dem Zahnrad 9q und das am Tonerrührelement befestigte Zahnrad 9m mit dem kleinen Zahnrad 9s2 in Eingriff gebracht. Auf diese Weise wird vom Zahnrad 9k über das Zahnrad 9s und das Zahnrad 9m die Antriebskraft auf das Tonerzuführelement bzw. das Tonerrührelement übertragen.
Die zu der im Halter 40 angeordneten Zahnradgruppe GT gehörenden Zahnräder 9q bis 9s sind Zwischenzahnräder. Das ins Zahnrad 9k greifende Zahnrad 9q und das kleine Zahnrad 9q1 als integraler Bestandteil des Zahnrades 9q sind auf einem Zapfen 40b als integraler Bestandteil des Halters 40 drehbar gelagert. Das in das kleine Zahnrad 9q1 greifende große Zahnrad 9r und das kleine Zahnrad 9r1 als integraler Bestandteil des großen Zahnrades 9r sind auf einem Zapfen 40c als integraler Bestandteil des Halters 40 drehbar gelagert. Das kleine Zahnrad 9r1 greift in das auf einem Zapfen 40d als integraler Bestandteil des Halters 40 drehbar gelagerte Zahnrad 9s. Das Zahnrad 9s, in welches das kleine Zahnrad 9s2 greift, ist mit einem Kuppelzapfen 9s1 versehen. Das kleine Zahnrad 9s2 ist auf einem Zapfen 40e als integraler Bestandteil des Halters 40 drehbar gelagert. Die Zapfen 40b, 40c, 40d und 40e haben einen Durchmesser von etwa 5 bis 6 mm.
Durch diese Anordnung können alle zur Zahnradgruppe GT gehörenden Zahnräder an einem einzigen Element (Halter 40 bei dieser Ausführungsform) drehbar gelagert werden. Nach dem Einsetzen der stabförmigen Antenne 9h und des Tonerrührelements 9e in den Entwickelrahmen 12, der Entwickelwalzeneinheit G in die Antriebsübertragungseinheit DG und dem Befestigen des Lagergehäuses 9v am Entwickelrahmen 12 ist die Entwickeleinheit D komplett.
Wie aus 19 hervor geht, ist in Längsrichtung des Entwickelrahmens 12 eine Öffnung 12p an diesem vorhanden. Nach dem Zusammenfügen des Tonerrahmens 11 und des Entwickelrahmens 12 liegt die Öffnung 12p der am Tonerrahmen 11 vorhandenen Öffnung 11i gegenüber. Durch diese Öffnungen kann der Entwickelwalze 9c aus dem Tonerrahmen 11 Toner zugeführt werden. Die stabförmige Antenne 9h und das Tonerrührelement 9e erstrecken sich über die gesamte Länge der Öffnung 12p.
Der Entwickelrahmen 12 und der Tonerrahmen 11 sind aus dem gleichen Material gefertigt.
(Konfiguration der elektrischen Kontakte)
Nachfolgend wird anhand der 8, 9, 11, 24 und 26 die Anordnung der Kontakte an der Prozeßkartusche B und in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes beschrieben.
Wie aus 8 hervor geht, sind an der Prozeßkartusche B mehrere elektrische Kontakte angeordnet. Es handelt sich um vier Kontakte, welche sich aus der Seite bzw. dem Boden des Kartuschenrahmens erstrecken: (1) eine zylindrische Führung 13aL (Erdungskontakt 119) zum Erden der lichtempfindlichen Trommel 7 über die Hauptbaugruppe 14, (2) ein Kontakt 120, welcher elektrisch an die Welle 8a der Ladewalze 8 angeschlossen ist und diese von der Hauptbaugruppe 14 mit der Ladespannung speist, (3) ein Kontakt 121, welcher elektrisch an die Entwickelwalze 9c angeschlossen ist und diese von der Hauptbaugruppe 14 mit der Entwickelspannung speist, und (4) ein Kontakt 122, welcher elektrisch an die stabförmige Antenne 9h angeschlossen ist, um die Tonerrestmenge zu erfassen. Diese vier Kontakte 119 bis 122 sind in Einsetzrichtung der Prozeßkartusche gesehen an deren linken Seite getrennt voneinander angeordnet, um Kriechströme zwischen diesen zu verhindern. Der Erdungskontakt 110 und der Ladespannungskontakt 120 sind an der Reinigungseinheit C, der Entwickelspannungskontakt 121 und der Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 am Entwickelrahmen 12 angeordnet. Der Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 dient auch als Kontakt zum Erfassen einer in der Hauptbaugruppe 14 eingesetzten Prozeßkartusche B.
Wie aus 11 hervor geht, ist der Erdungskontakt 119 integraler Bestandteil des bereits erwähnten Flansches 29, der Trommellagerzapfen 7a als integraler Bestandteil des Flansches 29 koaxial zum Erdungskontakt 119 angeordnet und die am Trommelzylinder 7d elektrisch angeschlossene Kontaktplatte 7f in Druckberührung mit dem Trommellagerzapfen 7a ver bunden und leidet die elektrische Spannung nach außen. Bei dieser Ausführungsform ist der Flansch 29 aus einem Metall wie zum Beispiel Eisen gefertigt. Der Ladespannungskontakt 120 und der Entwickelspannungskontakt 121 sind aus einem 0,1 bis 0,3 mm dicken Blech aus nichtrostendem Stahl oder Bronzephosphit gefertigt und aus dem Inneren der Prozeßkartusche nach außen geführt. Der Ladespannungskontakt 120 ist an der Antriebsseite der Reinigungseinheit C an deren Boden freigelegt, während der Entwickelspannungskontakt 121 und der Tonerrestmengenerfassungskontakt an der Antriebsseite der Entwickeleinheit D an deren Boden freigelegt sind.
Nachfolgend werden der Entwickelspannungskontakt 121 und der Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 detailliert beschrieben. Diese beiden Kontakte sind an der Seite 13k des Reinigungsrahmens 13 angeordnet. Der dritte Abschnitt (Außenabschnitt) 121e des Entwickelspannungskontakts 121 ist vom Ladespannungskontakt 120 durch das geradverzahnte Zahnrad 7n getrennt. Wie bereits erwähnt, ist der Entwickelspannungskontakt 121 über den Federkontakt 9l elektrisch an die Entwickelwalze 9c angeschlossen (18).
Der Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 (8) ist in Kartuscheneinsetzrichtung X (9) gesehen vor dem Entwickelspannungskontakt 121 angeordnet und ragt aus dem Entwickelrahmen 12. Wie aus 19 hervor geht, ist der Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 Bestanteil der aus Metall gefertigten, im Entwickelrahmen 12 angeordneten und in Längsrichtung der Entwickelwalze 9c im Tonerrahmen 11 sich erstreckenden stabförmigen Antenne 9h. Wie bereits erwähnt, hat die stabförmige Antenne 9h über die gesamte Länge einen konstanten Abstand zur Entwickelwalze 9c. Wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt ist, hat die stabförmige Antenne 9h Kontakt zu dem in der Hauptbaugruppe 14 angeordneten Kontakt 126. Die elektrostatische Kapazität zwischen der stabförmigen Antenne 9h und der Entwickelwalze 9c ändert sich mit der Tonermenge zwischen beiden. Das heißt, daß die Änderung der elektrostatischen Kapazität als Potentialänderung von der an den Kontakt 126 in der Hauptbaugruppe 14 angeschlossenen Steuervorrichtung 500 erfaßt und daraus die Tonerrestmenge bestimmt wird.
Die Tonerrestmenge ist die zwischen der Entwickelwalze 9c und der stabförmigen Antenne 9h vorhandene Menge, welche eine bestimmte elektrostatische Kapazität erzeugt. Daraus kann die im Tonerbehälter 11A verbliebene Tonerrestmenge ermittelt werden. Wenn die elektrostatische Kapazität einen ersten vorbestimmten Wert erreicht, wird dieser Wert über den Kontakt 122 der Steuervorrichtung in der Hauptbaugruppe 14 erfaßt und aus diesem ermittelt, ob die Tonerrestmenge im Tonerbehälter 11A den vorbestimmten Wert erreicht hat. Wenn die elektrostatische Kapazität den vorbestimmten ersten Wert erreicht hat, wird von der Hauptbaugruppe 14 das Austauschen der Prozeßkartusche B signalisiert (optisch oder akustisch). Wenn die elektrostatische Kapazität einen zweiten vorbestimmten Wert erreicht, welcher kleiner ist als erste vorbestimmte Wert, wird von der Steuervorrichtung ermittelt, daß eine Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 14 eingesetzt ist. Wenn ermittelt wird, daß in der Hauptbaugruppe 14 keine Prozeßkartusche B eingesetzt ist, wird von der Steuervorrichtung die Bilderzeugung nicht gestartet.
Wenn keine Prozeßkartusche B eingesetzt ist, kann das zum Beispiel durch eine blinkende Lampe angezeigt werden.
Nachfolgend wird beschrieben, auf welche Weise die Kontakte an der Prozeßkartusche B mit den in der Hauptbaugruppe 14 angeordneten Kontakten in Berührung gebracht werden.
Wie aus 9 hervor geht, sind in der Hauptbaugruppe 14 vier Kontakte angeordnet, der Erdungskontakt 123, welcher vom Erdungskontakt 119 berührt wird, der Ladespannungskontakt 124, welche vom Ladespannungskontakt 120 berührt wird, der Entwickelspannungskontakt 125, welcher vom Entwickelspannungskontakt 121 berührt wird, und der Tonerrestmengenerfassungskontakt 126, welcher vom Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 berührt wird, wenn eine Prozeßkartusche B sich im Kartuschenaufnahmeraum S des Bilderzeugungsgerätes A befindet.
Wie aus 9 ebenfalls hervor geht, ist der Erdungskontakt 123 am hinteren Ende des Führungsabschnitts 16b angeordnet. Der Entwickelspannungskontakt 125, der Tonerrestmengenerfassungskontakt 126 und der Ladespannungskontakt 124, welche im Kartuschenaufnahmeraum 5 neben dem Führungsabschnitt 16a angeordnet sind, haben einen nach oben sich erstreckenden elastischen Abschnitt.
Nachfolgend wird die positionelle Beziehung zwischen den Kontakten und den Führungsabschnitten beschrieben.
Wenn die Prozeßkartusche B die in 6 gezeigte nahezu horizontale Lage angenommen hat, ist der Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 der unterste der genannten vier Kontakte, und über diesem sind der Entwickelspannungskontakt 121, der Ladespannungskontakt 120 und der Erdungskontakt 119 sowie die das Schwenken der Prozeßkartusche B verhindernde Führung 13bL und die zylindrische Führung 13aL (Erdungskontakt 119) im wesentlichen auf der gleichen Höhe angeordnet.
In Kartuscheneinsetzrichtung (Pfeilrichtung X) ist der Tonerrestmengenerfassungskontakt der vorderste der vier Kontakte, während die Führung 13bL, der Entwickelspannungskontakt 121, die zylindrische Führung 13aL (Erdungskontakt 119) und der Ladespannungskontakt 120 in der genannten Reihenfolge hinter diesem angeordnet sind.
Der im Führungsabschnitt 16b angeordnete Erdungskontakt 123 ist eine elektrisch leitende Blattfeder, welche vom Erdungskontakt 119, d.h. von der zylindrischen Führung 13aL (zum Positionieren des Trommelzapfens 7a) berührt wird (9, 11 und 26) und die Prozeßkartusche B über das Chassis des Bilderzeugungsgerätes erdet. Der unter dem Führungsabschnitt 16a nahe diesem angeordnete Tonerrestmengenerfassungskontakt 126 ist ebenfalls eine elektrisch leitende Blattfeder. Die beiden anderen Kontakte 124, 125 sind ebenfalls unter dem Führungsabschnitt 16a nahe diesem auf einem Halter 127 angeordnet und werden jeweils von einer Druckfeder 129 nach oben gedrückt. Nachfolgend wird von den beiden Kontakten 124, 125 der Ladespannungskontakt 124 detailliert beschrieben. Wie aus der Vergrößerung in 26 hervor geht, ist der Ladespannungskontakt 124 in einem Gehäuse 127 untergebracht und kann in diesem nach oben gedrückt werden, so daß dessen oberer Abschnitt aus dem Gehäuse 127 ragt. Das Gehäuse 127 ist auf einer in der Hauptbaugruppe 14 angeordneten elektrisch leitenden Platte 128 befestigt, wobei die elektrisch leitende Druckfeder 129 als elektrischer Leiter dient.
Bevor die Prozeßkartusche B beim Einsetzen entlang des Führungsabschnitts 16b die vorbestimmte Stellung erreicht, ragen die Kontakte 123 bis 126 in den Kartuschenaufnahmeraum, bewirkt von der jeweiligen Federkraft, und werden von den an der Prozeßkartusche B angeordneten Kontakten 119 bis 122 nicht berührt. Sobald die zylindrische Führung 13aL in die Positioniervertiefung 16b gleitet, berühren die Kontakte 119 bis 122 den entsprechenden der Gegenkontakte 123 bis 126.
Auf diese Weise wird bei dieser Ausführungsform die elektrische Verbindung zwischen den an der Prozeßkartusche B angeordneten Kontakten und den in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes angeordneten Kontakten hergestellt.
Wenn die Prozeßkartusche B die vorbestimmte Stellung in der Hauptbaugruppe 14 erreicht hat, sind die Erdungskontakte 119 und 123 elektrisch miteinander gekoppelt und erden die lichtempfindliche Trommel 7. Außerdem sind die Ladespannungskontakte 120 und 124 elektrisch miteinander gekoppelt und speisen die Ladewalze 8 mit einer hohen Spannung (Wechselspannung und Gleichspannung einander überlagert). Auch die Entwickelspannungskontakte 121 und 125 sind elektrisch miteinander gekoppelt und speisen die Ladewalze 9c mit einer hohen Spannung. Schließlich sind auch die Tonerrestmengeerfassungskontakte 122 und 126 elektrisch miteinander gekoppelt und informieren die Hauptbaugruppe 14 über die elektrostatische Kapazität zwischen dem Kontakt 122 und der Entwickelwalze 9c.
Die in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzte Prozeßkartusche B wird an diese gekuppelt, und sobald der Deckel 35 geschlossen ist, kann die Antriebskraft von der Hauptbaugruppe 14 auf die lichtempfindliche Trommel 7 übertragen werden.
(Kupplung und Antrieb)
Nachfolgend wird die Kuppelvorrichtung als Mechanismus zum Übertragen der Antriebskraft von der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes auf die Prozeßkartusche B beschrieben.
11 zeigt die Längsschnittansicht der in der Prozeßkartusche B angeordneten lichtempfindlichen Trommel 7. Zur Kuppelvorrichtung gehören der Zapfen 37 (Zylinderform) des an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigten Flansches 36 und der Kuppelzapfen 37a an dessen vorderem Ende. Der Zapfen 37 ist in einem Lager 38 drehbar gelagert. Bei dieser Ausführungsform sind der Zapfen 37 und der Kuppelzapfen 37a integrale Bestandteile des Flansches 36. Der Flansch 36 ist als schräg verzahntes Zahnrad 37b geformt, um die Antriebskraft auf die in der Prozeßkartusche B angeordnete Entwickelwalze 9c zu übertragen.
Der Kuppelzapfen 37a hat die Form eines verdrallten Polygonalprismas, genauer ausgedrückt, ein in Längsrichtung gleichmäßig verdralltes dreieckiges Prisma. In der Hauptbaugruppe 14 ist ein Zahnrad 43 angeordnet. Integraler Bestandteil des Zahnrades 43 ist ein Antriebszapfen 39 mit einer ebenfalls in Axialrichtung gleichmäßig verdrallten dreieckigen Kuppelausnehmung 39a zur Aufnahme des Kuppelzapfens 37a. Der Antriebszapfen 39 ist drehbar und axial verschiebbar in der Hauptbaugruppe 14 gelagert, worauf später näher eingegangen wird. Wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 14 eingesetzt und die dreieckige Kuppelausnehmung 39a über den Kuppelzapfen 37a geschoben ist, berühren die Kanten des dreieckeigen Kuppelzapfens 37a die Innenflächen der dreieckigen Kuppelausnehmung 39a gleichmäßig, so daß die Achse des Kuppelzapfens 37a zur Achse der Kuppelausnehmung 39a ausgerichtet ist. Der Umkreisdurchmesser des Kuppelzapfens 37a ist größer als der Inkreisdurchmesser der Kuppelausnehmung 39a, aber kleiner als deren Umkreisdurchmesser. Da die in der Kupplung erzeugte Kraft und die vom Zahnrad 7b erzeugte Kraft in die gleiche Richtung, d.h. in Pfeilrichtung d wirken, wird der Kuppelzapfen 37a in die Kuppelausnehmung 39a gezogen, bis dessen Stirnfläche 37a1 den Boden 39a1 der Kuppelausnehmung 39a berührt. Dadurch wird die lichtempfindliche Trommel 7 axial und radial stabil in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes positioniert.
Bei dieser Ausführungsform sind von der lichtempfindlichen Trommel 7 aus gesehen der Kuppelzapfens 37a (von dessen Wurzel bis zur Spitze) und die Kuppelausnehmung 39a (von der Antriebszapfenstirnseite bis zum Bohrungsboden) entgegen Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 verdrallt, während das Zahnrad 7b am Trommelflansch 36 entgegen Drallrichtung des Kuppelzapfens 37a verzahnt ist.
Wenn der Flansch 36 an der entsprechenden Stirnseite der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigt ist, sind der Zapfen 37 und der Kuppelzapfen 37a als integrale Bestandteile des Flansches 36 zur Achse der lichtempfindlichen Trommel 7 ausgerichtet. Die Montage des Flansches 36 an der lichtempfindlichen Trommel 7 erfolgt auf die Weise, daß der an diesem vorhandene Abschnitt 36b in die Bohrung 7d1 des Trommelzylinders 7d gedrückt und durch Bördeln oder mittels eines Klebers an dieser befestigt wird. Der Trommelzylinder 7d ist mit einer lichtempfindlichen Schicht 7e überzogen.
Wie bereits erwähnt, ist an der anderen Stirnseite der lichtempfindlichen Trommel 7 das geradverzahnte Zahnrad 7n befestigt.
Der Flansch 36 und das Zahnrad 7n sind aus einem Kunstharz wie Polyazetal, Polykarbonat, Polyamid oder Polybutylentelephthalat gefertigt, doch es kann auch ein anderes geeignetes Material zur Fertigung dieser beiden Teile verwendet werden.
Der Kuppelzapfen 37a am Zapfen 37 der Prozeßkartusche B wird von einer konzentrisch zu diesem angeordneten zylindrischen Hülse 38 als integraler Bestandteil des am Reinigungsrahmen 13 befestigten Lagers 38 bedeckt (11), um diesen beim Einsetzen der Prozeßkartusche B vor Beschädigung zu schützen, denn ein beschädigter Kuppelzapfen 37a kann Spiel und somit beim Antreiben der lichtempfindlichen Trommel 7 Schwingungen verursachen.
Beim Einsetzen und Entfernen der Prozeßkartusche B in die bzw. aus der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes kann das Lager 38 auch als Führung dienen. Das heißt, daß beim Einsetzen der Prozeßkartusche B die Hülse 38a des Lagers 38 als Führungselement 13aR dient, welches entlang der Führungsbahn 16c und schließlich in die Positioniervertiefung 16d gleitet.
Zu der in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes angeordneten Kuppelvorrichtung gehört der zylindrische Antriebszapfen 39b mit der dreieckigen Kuppelausnehmung 39a, dessen Achse zur Achse der lichtempfindlichen Trommel 7 einer in die Hauptbaugruppe 14 eingesetzten Prozeßkartusche B ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Antriebszapfen 39b integraler Bestandteil des großen Zahnrades 43 (27 und 28) zum Übertragen der Antriebskraft vom Motor 61 auf die lichtempfindliche Trommel 7 und ragt aus einer Stirnseite dieses Zahnrades.
Das große Zahnrad 43 ist schräg verzahnt und greift in ein auf der Welle 61a des Motors 61 befestigtes kleines schräg verzahntes Zahnrad 62. Das große Zahnrad 43 ist so verzahnt, daß es durch die beim Antreiben durch das kleine Zahnrad 62 erzeugte Kraft in Richtung Zapfen 37 verschoben wird und somit die dreieckige Kuppelausnehmung 39a im Antriebszapfen 39b den Kuppelzapfen 37a am Zapfen 37 aufnimmt. Die dreiec kige Kuppelausnehmung 39a ist an der Stirnseite des Antriebszapfens 39b zentrisch zu dessen Drehachse angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform wird die Antriebskraft des Motors 61 von dem auf dessen Welle 61a angeordneten kleinen Zahnrad 62 direkt auf das große Zahnrad 43 übertragen, jedoch kann die Antriebskraft auch über ein Reduziergetriebe, über Riemenscheiben und einen Riemen, über paarig angeordnete Reibwalzen oder über Riemenscheiben und einen Taktgeberriemen übertragen werden.
Nachfolgend wird anhand der 29 bis 32 das Kuppeln der Kuppelausnehmung 39a mit dem Kuppelzapfen 37a synchron zum Schließen des Deckels 35 beschrieben.
Wie aus 32 hervor geht, ist in der Hauptbaugruppe 14 der Seitenplatte 66 gegenüber eine Platte 67 und zwischen beiden Seitenplatten das große Zahnrad 43 angeordnet. In diesen beiden Seitenplatten 66, 67 ist der Antriebszapfen 39b des großen Zahnrades 43 drehbar gelagert. Zwischen der Seitenplatte 66 und dem großen Zahnrad 43 sind ein Außennocken 63 und ein Innennocken 64 eng aneinander angeordnet. Der Innennocken 64 ist an der Seitenplatte 66 befestigt, der Außennocken 63 auf dem Antriebszapfen 39b drehbar gelagert. Die axial sich gegenüber liegenden Flächen der beiden Nocken 63, 64 sind koaxial zum Antriebszapfen 39b mit einem Gewinde versehen. Zwischen dem großen Zahnrad 43 und der Seitenplatte 76 ist auf dem Antriebszapfen 39b eine Druckfeder 68 vorgespannt angeordnet.
Wie aus 30 hervor geht, erstreckt ein Arm 63a sich radial aus dem Außennocken 63, welcher am freien Ende mit einem Stift 65b an einem Ende einer Schubstange 65 verbunden ist. Das freie Ende des um den Schwenkpunkt 35a schwenkbaren Deckels 35 ist mit einem Stift 65a mit dem anderen Ende der Schubstange 65 verbunden.
Wenn der Deckel 35 geschlossen ist, befinden die Schubstange 65 und der Außennocken 63 in den in 31 gezeigten Stellungen, so daß der Kuppelzapfen 37a und die Kuppelausnehmung 39a ineinander greifen und die Antriebskraft vom großen Zahnrad 43 auf die lichtempfindliche Trommel 7 übertragen werden kann. Beim Öffnen des Deckels 35 durch Schwenken um den Schwenkpunkt 35a wird vom Stift 65a die Schubstange 65 nach oben gezogen, dadurch der Arm 63a angehoben und dabei der Außennocken 63 gedreht, so daß die sich gegenüber liegenden Flächen der beiden Nocken 63, 64 aneinander gleiten und das große Zahnrad 43 von der lichtempfindlichen Trommel 7 weg ziehen. Dadurch wird die Kuppelausnehmung 39a vom Kuppelzapfen 37a gezogen und die zwischen dem großen Zahnrad 43 und der Seitenplatte 67 angeordnete Druckfeder 68 zusammengedrückt, so daß die Prozeßkartusche B aus der Hauptbaugruppe 14 entfernt werden kann.
Beim Schließen des Deckels 35 durch Schwenken um den Schwenkpunkt 35a wird vom Stift 65a die Schubstange 65 nach unten gedrückt, dadurch der Arm 63a ebenfalls nach unten gedrückt und dabei der Außennocken 63 in die umgekehrte Richtung gedreht. Mit dem Drehen des Außennockens 63 wird von der Druckfeder 68 das große Zahnrad 43 aus der in 32 gezeigten Stellung nach links verschoben und dadurch die Kuppelausnehmung 39a mit dem Kuppelzapfen 37a in Eingriff gebracht, so daß die Antriebskraft übertragen werden kann. Durch diese Anordnung ist das Einsetzen/Entfernen der Prozeßkartusche und die Antriebskraftübertragung vom Öffnen und Schließen des Deckels 35 abhängig. Wenn der Deckel 35 geschlossen und dabei der Arm 63a umgekehrt gedreht wird, kann es trotzdem vorkommen, daß das große Zahnrad 43 nicht in die äußerste linke Stellung gelangt, weil die Stirnseite des Antriebszapfens 39b gegen die Stirnseite des Kuppelzapfens 37a drückt und somit die Kuppelausnehmung 39a den Kuppelzapfen 37a nicht aufnehmen kann. Das Kuppeln des Kuppelzapfens 37a mit der Kuppelausnehmung 39a erfolgt dann beim Starten des Bilderzeugungsgerätes A, worauf später näher eingegangen wird.
Demzufolge ist bei dieser Ausführungsform der Deckel 35 geöffnet, wenn die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt und aus dieser entfernt wird. Synchron zum Öffnen und Schließen des Deckels 35 wird der Antriebszapfen 39b horizontal (in Pfeilrichtung j) verschoben. Wenn die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eingesetzt und aus dieser entfernt wird, sind die Kuppelausnehmung 39a und der Kuppelzapfen 37a nicht miteinander in Eingriff bzw. werden nicht miteinander in Eingriff gebracht. Dadurch sind das Einsetzen und das Entfernen der Prozeßkartusche B in die bzw. aus der Hauptbaugruppe 14 einfach und problemlos durchführbar.
Bei dieser Ausführungsform drückt die Druckfeder 68 das große Zahnrad 43 in Richtung Prozeßkartusche B. Wenn dabei die Stirnseite des Kuppelzapfens 39b gegen die Stirnseite des Kuppelzapfens 37a stößt, werden die Kuppelausnehmung 39a und der Kuppelzapfen 37a nicht miteinander in Eingriff gebracht. Erst wenn der Motor 61 zu drehen beginnt, gleitet die Kuppelausnehmung 39a über den Kuppelzapfen 37a. Wenn die Prozeßkartusche B nicht korrekt in der Hauptbaugruppe 14 positioniert ist, wird der Antrieb kurz eingeschaltet und gleichzeitig eine nicht dargestellte Elektromagnetspule erregt, so daß die Prozeßkartusche korrekt positioniert wird und die Druckfeder 68 die Kuppelausnehmung 39a und den Kuppelzapfen 37a miteinander in Eingriff bringt.
Nachfolgend werden die Konfiguration des Kuppelzapfens 37a und die der Kuppelausnehmung 39a beschrieben.
Wie bereits erwähnt, kann der in der Hauptbaugruppe 14 angeordnete Antriebszapfen 39 axial, aber nicht radial verschoben werden. Andererseits besteht aber die Möglichkeit, die Prozeßkartusche B in Kartuscheneinsetzrichtung X (9) und in Längsrichtung in der Hauptbaugruppe 14 zu verschieben. In Längsrichtung kann die Prozeßkartusche B etwas zwischen den Führungen 16R, 16L im Kartuschenaufnahmeraum S verschoben werden.
Wenn die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe 14 eingesetzt wird, gleitet die zylindrische Führung 13aL (6 und 7) als Bestandteil des an einer Stirnseite des Reinigungsrahmens 13 befestigten Flansches 29 entlang der Führungsbahn 16c und schließlich in die Positioniervertiefung 16b (9), so daß das an der lichtempfindlichen Trommel 7 befestigte Zahnrad 7n in das an der Hauptbaugruppe 14 angeordnete Zahnrad (nicht dargestellt) greift, um die Antriebskraft auf die Übertragungswalze 4 zu übertragen. Gleichzeitig gleitet die an der anderen Stirnseite des Reinigungsrahmens 13 befestigte zylindrische Führung 13aR auf der Führungsbahn 16c in die Positioniervertiefung 16d.
Da die zylindrische Führung 13aR in der Positioniervertiefung 16d gestützt wird, erfolgt das Stützen des Trommelzapfens 7a und des Antriebszapfens 39b konzentrisch in einem Durchmesserbereich von 2,0 mm. Damit ist der erste Zentriervorgang beim Kuppeln abgeschlossen.
Mit dem Schließen des Deckels 35 wird der Antriebszapfen 39b horizontal verschoben und die Kuppelausnehmung 39a an dessen Stirnseite mit dem Kuppelzapfen 37a in Eingriff gebracht (28).
Damit ist die Voraussetzung für das Übertragen der Antriebskraft gegen.
Wenn der in der Hauptbaugruppe 14 angeordnete Motor 61 zu drehen beginnt, wird der Antriebszapfen 39b entgegen Pfeilrichtung d (11) verschoben, wobei die dreieckige Kuppelausnehmung 39a und der dreieckigen Kuppelzapfen 37a erst dann ineinander greifen, wenn deren Profile sich gegenüber befinden (bei jeweils 120 Grad), so daß der Übergang von dem in 32 gezeigten Zustand in den in 31 gezeigten Zustand erfolgt und die Antriebskraft von der Hauptbaugruppe 14 auf die Prozeßkartusche B übertragen wird.
Da der Kuppelzapfen 37a und die Kuppelausnehmung 39a unterschiedliche Größe haben (der Querschnitt der im wesentlichen dreieckigen Bohrung 39b ist größer als der Querschnitt des im wesentlichen dreieckigen Kuppelzapfens 37a), erfolgt das Kuppeln beider problemlos.
Wenn die Kuppelausnehmung 39a und der Kuppelzapfen 37a ineinander greifen und der Antriebszapfen 39 in Drehung gesetzt wird, werden die Innenflächen der Kuppelausnehmung 39a sofort mit je einer der drei Kanten des im wesentlichen dreieckigen Kuppelzapfens 37a in Berührung gebracht, so daß durch diese Berührung die Antriebskraft übertragen wird.
Wenn bei dieser Anordnung der Motor 61 zu drehen beginnt, werden der Kuppelzapfen 37a und die Kuppelausnehmung 39a automatisch zentriert. Beim Übertragen der Antriebskraft auf die lichtempfindliche Trommel 7 wirkt auf die Prozeßkartusche B ein Drehmoment, so daß der an der Oberseite des Rei nigungsrahmens 13 vorhandene Regulierabschnitt 13j (4, 5, 6, 7 und 26) gegen den in der Hauptbaugruppe 14 fest angeordneten Anschlag 25 (9, 10 und 26) gedrückt und dadurch die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes positioniert wird.
Im Ruhezustand (keine Bilderzeugung) ist zwischen der Kuppelausnehmung 39a und dem Kuppelzapfen 37a radial ein Spalt vorhanden, welcher das Kuppeln und Entkuppeln erleichtert. Im Antriebszustand wirkt zwischen den Kuppelelementen eine Kraft, so daß jedes Spiel eliminiert wird und somit das Auftreten von Schwingungen verhindert werden kann.
33 zeigt in perspektivischer Darstellung die rechte Seite des in 11 dargestellten Reinigungsrahmens 13 und das Befestigen des Lagers 38 mit der rechten Führung 13R als dessen integraler Bestandteil sowie der kompletten lichtempfindlichen Trommel 7 an diesem.
Wie aus den 33 und 34 hervor geht, sind am rechten Führungselement 13R das mit einer kleinen Bohrung versehene Lager 38 und die konzentrisch zu diesem angeordnete zylindrische Führung 13aR angeordnet. Die zylindrische Führung 13aR weist einen radial nach innen sich erstreckenden zylindrischen Abschnitt 13aR3 auf, so daß zwischen diesem und dem Lager 38 eine Nut 38aR4 gebildet wird.
Wie aus den 33 und 35 ersichtlich ist, weist die Seitenwand des Reinigungsrahmens 13 einen Vorsprung mit einer Bohrung 13h auf. In der Seitenwand mit dem daran angeordneten Vorsprung ist ein Schlitz 13h1 vorhanden, dessen Breite kleiner als der Durchmesser der Bohrung 13h, aber größer als der Durchmesser des Kuppelzapfens 37a ist. In den dadurch vorhandenen Spalt zwischen dem Kuppelzapfen 37a und der Bohrung 13h wird das Lager 38 als Aufnahme für den Kuppelzapfen 37a eingesetzt. Beim Einsetzen des Lagers 38 wird der an der Seitenwand des Reinigungsrahmens 13 vorhandene Positionierzapfen 13h2 als integraler Bestandteil des Rahmens von dem am rechten Führungselement 13aR vorhandenen Flansch 13aR1 aufgenommen. Genauer ausgedrückt, die lichtempfindliche Trommel 7 wird rechtwinklig zu deren Achse in den Reinigungsrahmen 13 eingesetzt, dann das rechte Führungselement 13aR in deren Längsrichtung am Reinigungsrahmen 13 befestigt. Auf diese Weise wird die lichtempfindliche Trommel 7 exakt im Reinigungsrahmen 13 positioniert.
Genauer ausgedrückt, das Befestigen der lichtempfindlichen Trommel 7 am Reinigungsrahmen 13 erfolgt auf die Weise, daß deren Zapfen 37 rechtwinklig zur Längsachse durch den Schlitz 13h1 in die Bohrung 13h geschoben und somit das Zahnrad 7b innerhalb des Reinigungsrahmens 13 untergebacht wird (33). Danach wird der Trommellagerzapfen 7a als integraler Bestandteil der rechten Führung 13aL durch eine Bohrung in der Seitenwand 13k des Reinigungsrahmens 13k geschoben und in das Zahnrad 7n gedrückt. Mit kleinen Schrauben 13d wird dann der Flansch 29 mit der an diesem vorhandenen Führung 13aL am Reinigungsrahmen 13 befestigt, wodurch die lichtempfindliche Trommel 7 auf dieser Seite drehbar gelagert ist.
Danach wird das Lager 38 als integraler Bestandteil der rechten Führung 13R in die Bohrung 13h gedrückt, dabei der Zapfen 37 vom Lager 38 und der Positionierzapfen 13h2 von der am Flansch 13aR1 vorhandenen Bohrung aufgenommen. Schließlich werden kleine Schrauben 13aR2 durch Bohrungen im Flansch 13aR1 in den Reinigungsrahmen 13 gedreht, um die rechte Führung 13R am Reinigungsrahmen 13 zu befestigen.
Damit ist die lichtempfindliche Trommel 7 exakt und fest im Reinigungsrahmen 13 positioniert.
Die 36 und 37 zeigen eine andere Art des Befestigens der mit dem Lager 38 versehenen rechten Führung 13aR am Reinigungsrahmen 13.
In diesen Figuren ist das Lager 38 für die lichtempfindliche Trommel 7 hauptsächlich schematisch dargestellt.
Wie aus den 36 und 37 hervor geht, ist an der Seitenwand des Reinigungsrahmens 13 ein der Bohrung 13h folgender zylindrischer Vorsprung 13h3 vorhanden. Der Flansch 13aR1 ist mit einer Aussparung versehen, welche beim Einsetzen des Lagers 38 in die Bohrung 13h den zylindrischen Vorsprung 13h3 aufnimmt.
(Verbindung zwischen dem Reinigungsrahmen (auch als „Trommelrahmen" bezeichnet) und dem Entwickelrahmen.
Wie bereits erwähnt, werden der Reinigungsrahmen 13, in welchem die Ladewalze 8 und die Reinigungsvorrichtung 10 angeordnet sind, und der Entwickelrahmen 12 mit der in diesem angeordneten Entwickelwalze 9c zusammengefügt. Das Zusammenfügen des mit der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 bestückten Trommelrahmens 13 und des mit der Entwickelvorrichtung bestückten Entwickelrahmens 12 ist ein Aspekt der Prozeßkartusche B.
Das Zusammenfügen des Reinigungsrahmens 13 und des Entwickelrahmens 12 wird anhand der 12, 13 und 32 beschrieben. In dieser Beschreibung beziehen die Begriffe „rechts" und „links" sich auf die rechte bzw. die linke Sei te der Prozeßkartusche B, von oben in Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums gesehen.
Die in die Hauptbaugruppe 14 eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgerätes abnehmbar einsetzbare Prozeßkartusche B weist folgendes auf:
eine elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel 7, eine Entwickelvorrichtung 9 zum Entwickeln eines auf der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 erzeugten latenten Bildes, einen Entwickelrahmen 12 zum Stützen der Entwickelvorrichtung 9, einen Trommelrahmen 13 zum Stützen der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7, einen Tonerrahmen 11 mit einem Tonerspeicherabschnitt, eine Druckfeder 22a an beiden Stirnseiten der Entwickelvorrichtung 9, wobei ein Ende dieser Druckfeder an dem über der Entwickelvorrichtung 9 liegenden Abschnitt des Entwickelrahmens 12 befestigt ist, das andere Ende gegen den Trommelrahmen 13 drückt, einen an beiden Stirnseiten des Entwickelrahmens 12 angeordneten, rechtwinklig zur Achse der Entwickelvorrichtung 9 sich erstreckenden Arm 19 mit einer Bohrung 20, eine an beiden Stirnseiten des Trommelrahmens 13 über der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnete Ausnehmung 21 zur Aufnahme des jeweiligen Arms 19, Bohrungen 13e an jeder der beiden Ausnehmungen 21 (12) und Stifte 22, welche durch die Bohrungen 13e an der jeweiligen Ausnehmung 21 und durch die Bohrung 20 im jeweiligen Arm 19 gedrückt werden, um den Trommelrahmen 13 mit dem Entwickelrahmen 12 zu verbinden und die Prozeßkartusche B zu erhalten.
Wie bereits erwähnt, kann die Prozeßkartusche B lediglich durch Zusammenfügen des Entwickelrahmens 12 und des Trommelrahmens 13 mittels der Stifte 22 erhalten werden, so daß auch das Trennen dieser beiden Rahmen voneinander einfach ist.
Die Prozeßkartusche B weist folgende Merkmale auf:

(1) Die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel 7 ist im wesentlichen parallel zur Entwickelwalze 9c angeordnet,
(2) die Entwickelwalze 9c wird entlang der Peripherie der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 verschoben,
(3) durch das Verschieben der Entwickelwalze 9c wird der Entwickelrahmen 12 geschwenkt,
(4) durch Schwenken des Entwickelrahmens 12 werden die beiden Arme 19 in die jeweilige Ausnehmung 21 geschoben,
(5) durch Schwenken der Entwickelwalze 9c um den jeweiligen Berührungspunkt zwischen der beiderseits auf dieser angeordneten Distanzrolle 9i und der Peripherie der lichtempfindlichen Trommel 7 kann die Bohrung 20 in jedem Arm 19 zu den Bohrungen 13e an jeder Ausnehmung 21 ausgerichtet werden.

Wie bereits erwähnt, wird die aus dem Tonerrahmen 11 und dem Entwickelrahmen 12 zusammengesetzte Entwickeleinheit D an der den Reinigungsrahmen 13 mit darin angeordneter Ladewalze 8 aufweisenden Reinigungseinheit C befestigt.
Zum Zusammenfügen des Entwickelrahmens 12 und des Reinigungsrahmens 13 werden die genannten Bohrungen 13e und 20 zueinander ausgerichtet und die Verbindungselemente (Stifte) 22 durch diese Bohrungen gedrückt.
Wie aus 38 hervor geht, ist das freie Ende 19a jedes der beiden Arme 19 als Bogen mit einem gleichmäßigen Abstand zur Bohrung 20, der Boden 21a jeder der beiden Ausnehmungen 21 als Bogen um die Bohrungen 13e ausgeführt. Der Radius des Bogens 19a ist kleiner als der Radius des Bogens 21a, doch da die Stifte 22 mit einer Fase versehen sind, können diese selbst dann, wenn das freie Ende 19a jedes der beiden Arme den Boden 21a der entsprechenden Ausnehmung 21 berührt, leicht in die Bohrungen 13e, 20 eingeführt werden. Durch diesen Durchmesserunterschied der Bögen ist nach dem Verbinden der beiden Rahmen 12, 13 miteinander zwischen dem freien Ende 19a jedes der beiden Arme 19 und dem Boden 21a jeder der beiden Ausnehmungen 21 ein Spalt g vorhanden. In 38 ist dieser Spalt g übertrieben groß dargestellt, tatsächlich aber kleiner als die Differenz zwischen dem kleinen Radius der Fase am Stift 22 und dem Radius der Bohrung 20.
Wie aus 38 ebenfalls hervor geht, wird beim Zusammenfügen des Reinigungsrahmens 13 und des Entwickelrahmens 12 die Bohrung 20 in jedem der beiden Arme 19 auf einer Bahn RL1 oder RL2 oder einer Bahn zwischen diesen beiden Bahnen bewegt. In diesem Fall ist die Innenseite 20a jeder der beiden Ausnehmungen 21 gleichmäßig schräg ausgeführt, so daß beim Zusammenfügen der beiden Rahmen die Druckfedern 22a allmählich zusammengedrückt werden. Genauer ausgedrückt, beim Zusammenfügen der beiden Rahmen wird der Abstand zwischen der Federaufnahme und der dieser gegenüber liegenden Innenseite 20a der Ausnehmung 21 allmählich kleiner. Dabei gleitet die obere Windung jeder der beiden Druckfedern 22a vom Punkt 20a1 zum Punkt 20a2. Am Berührungspunkt 20a2 ist die Druckfeder 22a rechtwinklig zu diesem ausgerichtet.
Durch diese Konfiguration muß beim Zusammenfügen der beiden Rahmen die Feder nicht vorgespannt sein. Das erleichtert das Zusammenfügen, da die Distanzrollen 9j automatisch gegen die lichtempfindliche Trommel 7 gedrückt werden.
Die Bahn RL1 entspricht einem Bogen um die lichtempfindlich Trommel 7, die Bahn RL2 einer im wesentlichen geraden Linie mit einem von rechts nach links allmählich kleiner werdenden Abstand zwischen dieser und der geneigten Innenseite 20a.
Wie aus 39 hervor geht, wird jede der beiden Federn 22a von einem aus dem Entwickelrahmen 12 sich erstreckenden Zapfen 12t gehalten. In 39 kennzeichnet das Bezugszeichen x die Kartuscheneinsetzrichtung. Der Zapfen 12t ist in zwei Abschnitte unterteilt, in einen Abschnitt 12k, auf welchen die unterste Windung der Feder 22a gepreßt wird, und einen Abschnitt 12n, dessen Durchmesser kleiner ist als jener des Abschnitts 12k und welcher als Federführung dient.
Wie aus 12 hervor geht, ist im Trommelrahmen 13 etwas von dessen Außenwand 13s an jeder Stirnseite entfernt eine Trennwand 13t angeordnet und zwischen diesen beiden Wänden ist die Ausnehmung 21 definiert.
Die Ausnehmung 21 ist etwas breiter als das Zahnrad 7b, wobei die zwischen der Außenwand 13s und der Trennwand 13t an der rechten Seite definierte Ausnehmung 21 sich rechtwinklig zur lichtempfindlichen Trommel 7 erstreckt und als Aufnahme für den rechten Arm 19 dient und in dieser das Zahnrad 9k auf der Entwickelwalze 9c fest geführt wird. In der als Aufnahme für den linken Arm 19 dienenden Ausnehmung 21 ist das Zahnrad 7n lose untergebracht.
Dadurch kann der Entwickelrahmen 12 in Längsrichtung exakt zum Reinigungsrahmen 13 ausgerichtet werden.
(Maßnahmen zum Verhindern des Abreißens der Dichtung 100 beim Einsetzen der Prozeßkartusche)
Wenn die Prozeßkartusche B korrekt in die Hauptbaugruppe 14 eingesetzt ist und dem Entwickelrahmen 12 aus dem Tonerrahmen 11 Toner zugeführt werden soll, faßt die Bedienperson das Greifelement 11t, reißt dieses vom Tonerrahmen 11 ab und zieht an der an der Fläche 11k des Tonerrahmens 11 befestigten Dichtung 100, welche dabei entlang der Perforation 100c abreißt, so daß die Öffnung 11i freigelegt wird.
Wenn die Bedienperson das Abreißen der Dichtung 100 vergißt und trotzdem die Bilderzeugung startet, kann durch das Drehen der Entwickelwalze 9c ohne Toner zuzuführen die Prozeßkartusche B beschädigt werden, abgesehen davon, daß eine Bilderzeugung nicht möglich ist.
Um das zu verhindern, wird bei längerem Drehen der Entwickelwalze 9c bei noch nicht abgerissener. Dichtung die Bedienperson von der an den Tonererfassungskontakt 126 in der Hauptbaugruppe 14 angeschlossenen Steuervorrichtung 500 (41) über das Nichtfunktionieren der Prozeßkartusche B informiert. Das Nichtfunktionieren der Prozeßkartusche B kann aus der Potentialänderung entsprechend der Änderung der elektrostatischen Kapazität, verursacht durch die Änderung der Tonermenge zwischen der stabförmigen Antenne 9h und der Entwickelwalze 9c im Entwickelrahmen 12, erkannt werden.
Nachfolgend wird detailliert beschrieben, wie das Erfassen einer noch nicht abgerissenen Dichtung 100 erfolgt.
25 zeigt in Diagrammform die Beziehung zwischen der Potentialänderung und der Tonermenge. In 25 kennzeichnet das Bezugszeichen 201 die Potentialdifferenz, wenn zwischen der stabförmigen Antenne 9h und der Entwickelwalze 9c kein Toner vorhanden, d.h. die Dichtung noch nicht abgeris sen ist. Diese Potentialdifferenz wird als erster Grenzwert bezeichnet.
Wie bereits erwähnt, ist das Dichtelement 100 aus einem leitenden Aluminiumfilm und aus PET-Filmen zusammengesetzt und nahe der stabförmigen Antenne 9h angeordnet und beeinflußt die elektrostatische Kapazität zwischen der stabförmigen Antenne 9h und der Entwickelwalze 9c, welche bei vorhandenem Toner zwischen den beiden Elementen relativ groß ist.
Das Bezugszeichen 203 kennzeichnet die kritische Potentialdifferenz, bei welcher die Tonerrestmenge im Tonerbehälter 11A die Erzeugung noch geeigneter Bilder gewährleistet. Diese Potentialdifferenz wird als zweiter Grenzwert bezeichnet. Das Bezugszeichen 202 kennzeichnet die Potentialdifferenz, bei welcher die Tonerrestmenge im Tonerbehälter 11A fehlerhafte Bilder verursacht.
Die Grenzwerte 201 und 203 werden im voraus bestimmt und im Dichtungserfassungsabschnitt 200 sowie im Steuerabschnitt 500C gespeichert.
Nachfolgend wird das Erfassen einer noch nicht abgerissenen Dichtung 100 und das Anzeigen dieses Zustandes beschrieben.
Wenn in der Hauptbaugruppe 14 ein Prozeßkartusche B eingesetzt ist, die Dichtung 100 in dieser aber noch nicht entfernt wurde, wird von der Steuereinheit 500C über den Tonerrestmengenerfassungskontakt 122 die elektrostatische Kapazität gemessen. Wenn die gemessene elektrostatische Kapazität dem ersten Grenzwert 201 entspricht, wird vom Dichtungserfassungsabschnitt 200 erkannt, daß die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde.
Wenn der Dichtungserfassungsabschnitt 200 erkennt, daß die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde, wird dieser Zustand vom Informationsabschnitt 300 signalisiert. Das kann zum Beispiel durch eine Anzeige auf einem Display (nicht dargestellt) oder durch einen von einer Tonquelle erzeugten Warnton erfolgen.
Wenn der Dichtungserfassungsabschnitt 200 erkennt, daß die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde, verhindert der Bilderzeugungssteuerabschnitt 400 die Inbetriebnahme des optischen Systems 1 oder den vom Motor 61 durchzuführenden Vordrehvorgang. Wenn unter dieser Bedingung der Entwickelwalze 9c kein Toner zugeführt wird, kann auf die genannte Weise ein zu langes Drehen der Entwickelwalze 9c verhindert werden.
Wenn während der Bilderzeugung die Tonermenge im Tonerabschnitt 11A allmählich abnimmt und die elektrostatische Kapazität den zweiten Grenzwert 203 erreicht, informiert der Steuerabschnitt 500 die Bedienperson über das erforderliche Austauschen der Prozeßkartusche B. Diese Information kann zum Beispiel durch die Anzeige „kein Toner" auf einem Display oder einen von einer Tonquelle erzeugten Warnton gegeben werden.
Wenn der Steuerabschnitt 5000 ermittelt, daß die elektrostatische Kapazität dem dritten Grenzwert entspricht, welcher kleiner ist als der zweite Grenzwert 203, wird daraus erkannt, daß in der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes eine Prozeßkartusche B eingesetzt ist. Mit anderen Worten, wenn der ermittelte Wert größer oder kleiner ist als der dritte Grenzwert, wird erkannt, daß eine Prozeßkartusche B eingesetzt ist; wenn aber der ermittelte Wert kleiner ist als der dritte Grenzwert, wird erkannt, daß keine Prozeßkar tusche B eingesetzt ist. Wenn aber trotz eingesetzter Prozeßkartusche B dieser Zustand nicht erkannt wird, verhindert der Steuerabschnitt 500C das Starten der Bilderzeugung.
Die Information darüber, daß keine Prozeßkartusche B eingesetzt ist, kann zum Beispiel durch eine blinkende Lampe oder die Anzeige „keine Kartusche" auf einem Display gegeben werden.
Nachfolgend wird zum besseren Verstehen der Erfindung ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird der Fakt, daß die Dichtung noch nicht entfernt wurde, aus der vom Steuerabschnitt 500C gemessenen, vom leitenden Material der Dichtung 100 beeinflußten elektrostatischen Kapazität erkannt. Beim Vergleichsbeispiel wird eine Isolierdichtung 100 ohne leitendes Material verwendet. Wenn in diesem Fall erkannt wird, daß die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde (d.h., daß vermutlich kein Toner im Entwickelrahmen 12 vorhanden ist), gilt dafür nicht der erste Grenzwert wie bei der beschriebenen Ausführungsform, sondern der in 25 mit dem Bezugszeichen 204 gekennzeichnete erste Grenzwert 204.
Wenn der erste Grenzwert 204 gemessen wird und der Dichtungserfassungsabschnitt 200 daraus erkennt, daß die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde, signalisiert der Informationsabschnitt 300 diesen Zustand, so daß der Bilderzeugungsabschnitt 400 wie bei der ersten Ausführungsform das Starten der Bilderzeugung oder die Durchführung des Vordrehvorgangs verhindert.
Mit anderen Worten, auch beim Vergleichsbeispiel kann die Tatsache, daß die Dichtung noch nicht entfernt wurde, der Bedienperson signalisiert werden, so daß die Möglichkeit besteht, zu langes Drehen der Entwickelwalze 9c bei noch nicht entfernter Dichtung 100 zu verhindern.
Bei der beschriebenen ersten Ausführungsform wird vom Tonerrestmengenerfassungsabschnitt des Steuerabschnitts 500C erkannt, wenn die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde. Bei einem weiteren Vergleichsbeispiel ist in der Hauptbaugruppe 14 ein optischer Sensor angeordnet, welcher erfaßt, ob die Dichtung 100 noch an der Prozeßkartusche B vorhanden ist oder schon entfernt wurde. In diesem Fall ist die Dichtung 100 zum Beispiel aus einem Aluminiumfilm mit einem hohen Reflexionsfaktor gefertigt, so daß der genannte Sensor aus dem Unterschied im Reflexionsfaktor erkennt, ob die Dichtung noch vorhanden ist oder schon entfernt wurde. Wenn der optische Sensor erkennt, daß die Dichtung noch vorhanden ist; wird wie bei der ersten Ausführungsform dieser Zustand vom Informationsabschnitt 300 signalisiert und vom Bilderzeugungssteuerabschnitt 400 das Starten der Bilderzeugung oder die Durchführung des Vordrehvorgangs verhindert.
Demzufolge wird auch bei diesem Vergleichsbeispiel die Bedienperson darüber informiert, wenn die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde, ermittelt vom optischen Sensor, so daß ein zu langes Drehen der Entwickelwalze 9c unter dieser Bedingung verhindert werden kann.
Bei noch einem weiteren Vergleichsbeispiel wird erkannt, ob das Greifelement 11t noch am Tonerrahmen 11 befestigt ist oder schon abgerissen wurde. Dafür ist in der Hauptbaugruppe 14 ein Schalter (nicht dargestellt) angeordnet, aus dessen Stellung AN oder AUS der Zustand des Greifelements 11t festgestellt und daraus erkannt wird, ob die Dichtung noch vorhanden ist oder schon entfernt wurde.
Somit kann bei diesem Vergleichbeispiel eine aus einem beliebigen Material gefertigte Dichtung 100 verwendet werden.
Wenn aus der Stellung des Schalters erkannt wird, daß die Dichtung 100 noch vorhanden ist, wird wie bei der ersten Ausführungsform vom Informationsabschnitt 300 dieser Zustand signalisiert und vom Bilderzeugungsabschnitt das Starten der Bilderzeugung oder die Durchführung des Vordrehvorgangs verhindert.
Demzufolge kann auch bei diesem Vergleichsbeispiel vor der Bildausgabe die Bedienperson darüber informiert werden, daß die Dichtung 100 noch nicht entfernt wurde, und zu langes Drehen der Entwickelwalze 9c unter dieser Bedingung verhindert werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Übertragung der Antriebskraft von der Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgerätes auf die lichtempfindliche Trommel 7 der Prozeßkartusche B zum Beispiel eine Kupplung, welche den Kuppelzapfen 37 und den mit einer Ausnehmung versehenen Antriebszapfen 39b aufweist.
Bei dieser Ausführungsform weist die verwendete Dichtung 100 einen Aluminiumfilm auf, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, denn die Dichtung kann auch aus einem anderen Material gefertigt werden, wenn dieses die gleichen Vorteile hat wie Aluminium.
Bei der beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um eine Prozeßkartusche zur Erzeugung eines einfarbigen Bildes, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Prozeßkartusche übertragen werden, welche mit mehreren Entwickelvorrichtungen zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder (z.B. Zwei farbenbilder, Dreifarbenbilder oder Vollfarbenbilder) bestückt ist.
Das elektrophotographische, lichtempfindliche Element muß nicht unbedingt die lichtempfindliche Trommel 7 sein, denn es kann auch ein photoleitendes Bauelement aus amorphem Silizium, amorphem Selen, Zinkoxid, Titanoxid oder einem organischen, photoleitenden Material (OPC) als lichtempfindliches Element verwendet werden. Das lichtempfindliche Element kann zum Beispiel als Schicht auf einen Riemen oder eine Trommel in Form eines Zylinders aus einer Aluminiumlegierung aufgetragen werden.
Als Entwickelverfahren kann das allgemein bekannte Zweikomponenten-Magnetbürstenverfahren, das Kaskadenverfahren, das Berührungsverfahren oder das Trübungsverfahren angewendet werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine sogenannte Berührungsladevorrichtung verwendet, doch es besteht auch die Möglichkeit der Verwendung einer herkömmlichen Ladevorrichtung, bei welcher U-förmige Wolframdrähte von Schutzschildern aus Metall (z.B. Aluminium) abgedeckt und die durch Speisen der Wolframdrähte mit einer hohen Spannung erzeugten positiven oder negativen Ionen auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel geschleudert werden, um diese gleichmäßig zu laden.
Als Ladeelement kann eine Lamelle, ein Polster, ein Klotz, ein Stab oder Draht, aber auch eine Walze verwendet werden.
Zum Reinigen der lichtempfindlichen Trommel, d.h. zum Entfernen des auf dieser verbliebenen Resttoners, kann eine La melle, eine Fellbürste oder eine Magnetbürste verwendet werden.
Zur Prozeßkartusche gehören ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element und mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung. Mit anderen Worten, die abnehmbar an einem Bilderzeugungsgerät montierbare Prozeßkartusche kann mit einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element, einer Entwickelvorrichtung und einer Ladevorrichtung, oder mit einem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element, einer Entwickelvorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung bestückt sein.

Claims

Kartusche (B), welche abnehmbar an der Hauptbaugruppe (14) eines Bilderzeugungsgerätes (A) montierbar ist und aufweist: eine Entwickelvorrichtung (9) zum Entwickeln eines auf einem Bildträgerelement (7) erzeugten elektrostatischen Bildes mit einem Entwickler, zu welcher ein Entwickleraufnahmebehälter (11A) gehört, einen Entwickelbehälter (12) mit einer in diesem angeordneten Entwicklerträgerelement (9c) zum Tragen und zum Transportieren des Entwicklers zu der Stelle, an welcher das elektrostatische Bild entwickelt wird, wobei das Zuführen des Entwicklers aus dem Entwickleraufnahmebehälter (11A) zum Entwickelbehälter (12) durch eine Öffnung (11i) erfolgt und diese Öffnung (11i) in Längsrichtung des Entwicklerträgerelements (9c) angeordnet ist, ein mit einem elektrisch leitenden Abschnitt versehenes entfernbares Dichtelement (100) zum Abdecken der Öffnung (11i) und einen Erfassungsabschnitt (9h, 122) zur Ausgabe eines Ausgangswertes, welcher der Entwicklermenge im Entwickelbehälter (12) und, in dem Fall, daß das Dichtelement (100) die Öffnung (11i) bedeckt, dem Vorhandensein des elektrisch leitenden Abschnitts des Dichtelements (100) entspricht, wobei der Erfassungsabschnitt (9h, 122) sich in Längsrichtung der Öffnung (11i) über deren gesamte Breite erstreckt.
Kartusche (B) gemäß Anspruch 1, wobei der Erfassungsabschnitt (9h, 122) ein elektrisch leitendes Element und die Hauptbaugruppe (14) des Bilderzeugungsgerätes (A) eine Erfassungseinheit (200) aufweist und die Erfassungseinheit (200) das Vorhandensein des Dichtelements (100) aus einer Veränderung der Spannung zwischen dem elektrisch leitenden Element und dem Entwicklerträgerelement (9c) erfaßt.
Kartusche (B) gemäß Anspruch 1, welche das genannte Bildträgerelement (7) aufweist.
Kartusche (B) gemäß Anspruch 3, wobei das Bildträgerelement (7) ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element ist.
Bilderzeugungsgerät (A), welches eine Kartusche (B) gemäß Anspruch 1 aufweist.
Bilderzeugungsgerät (A) gemäß Anspruch 5, wobei der Erfassungsabschnitt (9h, 122) ein elektrisch leitendes Element und eine in der Hauptbaugruppe (14) des Bilderzeugungsgerätes (A) angeordnete Erfassungseinheit (200) aufweist und die Erfassungseinheit (200) die Spannung zwischen dem elektrisch leitenden Element und dem Entwicklerrückhaltelement (9c) erfaßt und aus einer Änderung dieser Spannung das Vorhandensein des Dichtelements (100) erkennt.
Bilderzeugungsgerät (A) gemäß Anspruch 6, wobei eine in der Hauptbaugruppe (14) des Bilderzeugungsgerätes (A) angeordnete Steuereinheit (400) erfaßt, wenn die Spannung zwischen dem elektrisch leitenden Element und dem Entwickler trägerelement einen vorbestimmten Wert überschreitet bzw. unterschreitet, und daraus erkennt, daß das Dichtelement (100) noch nicht entfernt bzw. entfernt wurde.
Bilderzeugungsgerät (A) gemäß Anspruch 6, welches außerdem eine Informationseinheit (300) aufweist, wobei die Informationseinheit (300) über das noch nicht entfernte Dichtelement (100) informiert, wenn dieser Zustand von der Erfassungseinheit (200) erfaßt wurde.
Bilderzeugungsgerät (A) gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (400) die Durchführung des Bilderzeugungsvorgangs durch das Bilderzeugungsgerät (A) unterbindet, wenn die Erfassungseinheit (200) erkennt, daß das Dichtelement (100) noch vorhanden ist.
Bilderzeugungsgerät (A) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Kartusche (B) das genannte Bildträgerelement (7) aufweist.
Bilderzeugungsgerät (A) gemäß Anspruch 10, wobei das Bildträgerelement ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element ist.