DE19501554C2 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents
BilderzeugungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Kopierer,
Laserdrucker, Faksimileapparat oder eine ähnliche Bilderzeugungsvorrichtung und
genauer eine Bilderzeugungsvorrichtung, die von der Art ist, daß frischer Toner in
die Entwicklungseinheit nachgefüllt wird, wenn eine Toner-End-Fühleinrichtung
anzeigt, daß die Menge des Toners, die in einer Entwicklungseinheit verblieben ist,
geringer ist als eine vorbestimmte Menge.
Übliche elektrophotographische Kopierer umfassen z. B. solche, die Toner durch
eine Reinigungseinheit sammeln, der auf einem photoleitfähigen Teil nach einer
Bildübertragung verblieben ist, und die fortwährend bzw. ständig den gesammelten
Toner zu einer Entwicklungseinheit zurückführen, um ihn im Kreislauf umzuführen.
In dieser Art von Kopierer ist die Entwicklungseinheit mit einer Toner-End-Fühlein
richtung in der Nähe ihres Einlasses für frischen Toner versehen. Die Toner-End-
Fühleinrichtung spricht auf die Menge des Toners an, der in der Entwicklungs
einheit verblieben ist. Wenn die Menge des Toners um den Einlaß für frischen
Toner unter eine vorbestimmte Menge abnimmt, wird frischer Toner in Reaktion
auf die sich ergebende Ausgabe der Fühleinrichtung nachgefüllt. Zu derselben Zeit
wird der Toner fortwährend in die Entwicklungseinheit über einen Einlaß für
gebrauchten Toner zurückgeführt. Dieses bringt jedoch häufig ein Problem mit sich,
daß Toner in mehr als der zuvor bestimmten Menge um den Einlaß für gebrauchten
Toner herum noch vorhanden ist, wenn die Ausgabe der Fühleinrichtung bzw. des
Sensors eine Toner-End-Bedingung anzeigt. Falls frischer Toner in die Entwick
lungseinheit nachgefüllt wird, läuft unter einer derartigen Bedingung der Toner aus
der Einheit aus dem Einlaß für gebrauchten Toner über und versperrt bzw. verstopft
die Rückführung von gebrauchten Toner in die Einheit. Dies verschlimmert die
Anhäufung bzw. Verklumpung von Toner, was im Falle der Rückführung bzw.
seiner Wiederverwendung zu einem körnigen und fehlerhaften Bild führen würde.
Aus JP 5-249828 ist eine Entwicklungseinheit für eine Bilderzeugungsvorrichtung
bekannt, die dazu dient, einen receycelten Toner, der einer Entwicklungseinheit
zugeführt wird, umzurühren und die Konzentration des Toners in der Entwicklungs
einheit immer stabil zu halten. Hierzu ist ein Toner-Konzentrationssensor 29 vor
gesehen.
Aus GB 22 65 993 A ist ein Entwicklungsgerät bekannt. Dieses sammelt nach der
Entwicklung verbliebenen Toner in einem Behälter, um ihn mit frischem Toner
erneut zu verwenden. Ein Sensor wird verwendet, um die Zufuhr von frischem
Toner im Vergleich zu dem gebrauchten Toner in einem vorbestimmten Verhältnis
zu halten.
Aus JP 56-126865 A ist eine Detektionsvorrichtung für restlichen Toner in einem
Entwicklungsgerät bekannt. Der Detektor ist auf dem Toner schwimmend angeord
net.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, bei der
Tonnernachfüllvorgang optimal an die jeweilige Menge an vorhandenem gebrauch
tem Toner angepaßt werden kann.
Vorstehende Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Eine
vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Anspruch 2.
Vorteilhaft wird eine Bilderzeugungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die für den
Fall, daß frischer Toner in die Entwicklungseinheit nachgefüllt wird, verhindert,
daß die Förderung gebrauchten Toners in die Einheit versperrt bzw. blockiert wird.
Eine Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist ein photoleitfähi
ges Element, um elektrostatisch ein latentes Bild darauf zu bilden, und eine
Entwicklungseinheit zur Entwicklung des latenten Bildes mittels Toner auf. Die
Entwicklungseinheit ist mit einem Einlaß für gebrauchten Toner ausgebildet, um
gebrauchten Toner aufzunehmen. Eine Reinigungseinheit entfernt Toner, der auf
dem photoleitfä
higen Element nach einer Bildübertragung verblieben ist, und sammelt dabei diesen
als gebrauchten Toner. Eine Fördervorrichtung fördert gebrauchten Toner von der
Reinigungseinheit zu dem Einlaß für gebrauchten Toner der Entwicklungseinheit.
Eine Toner-End-Fühleinrichtung ist in der Entwicklungseinheit angeordnet und grenzt
an den Einlaß für den gebrauchten Toner an bzw. befindet sich in dessen Nähe.
Nachdem bestimmt ist, daß die Menge des in der Entwicklungseinheit verbliebenen
Toners weniger ist als eine vorbestimmte Menge, veranlaßt bzw. verursacht die
Fühleinrichtung, daß frischer Toner in die Einheit nachgefüllt wird.
Die oben beschriebene und andere Aufgaben bzw. Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung anhand
der beigefügten Zeichnungen klarer werden, bei denen:
Fig. 1 ein Schnitt ist, der einen Aufnahme bzw. Aufzeichnungsabschnitt
zeigt, der in einer Bilderzeugungsvorrichtung beinhaltet ist, die eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine Teil-Draufsicht der Ausführungsform ist und eine Anordnung
zum Sammeln gebrauchten Toners und Nachfüllen frischen Toners
zeigt;
Fig. 3 eine Teil-Schrägansicht einer Entwicklungseinheit ist, die in der
Ausführung enthalten ist;
Fig. 4 eine Schrägansicht ist, die die Entwicklungseinheit in oben offenem
Zustand zeigt;
Fig. 5 die Entwicklungseinheit zusammen mit einer Toner-End-Fühleinrich
tung zeigt, die darin angeordnet ist;
Fig. 6 eine zu der Fig. 5 ähnliche Ansicht ist und die Toner-End-Fühl
einrichtung zeigt, die sich in einer gehobenen Lage befindet, um einen
Toner-End-Pegel hochzuhalten;
Fig. 7 ein Diagramm ist, das anzeigt, wie der Anteil verwendeten Toners zu
dem gesamten Toner, der in der Entwicklungseinheit vorhanden ist,
mit einer Änderung in dem Toner-End-Pegel sich ändert;
Fig. 8 eine zu Fig. 5 ähnliche Ansicht ist und die Toner-End-Fühleinrich
tung zeigt, die sich in einer niedrigeren Lage befindet, um den Toner-
End-Pegel niedrig zu halten; und
Fig. 9 eine Ansicht ist, die zeigt, wie ein üblicher elektrophotographischer
Kopierer einen Toner-End-Zustand mit einer Toner-End-Fühleinrich
tung feststellt.
Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird kurz auf eine übliche
Toner-End-Fühleinrichtung Bezug genommen, die in einem elektrophotographischen
Kopierer beinhaltet ist und in Fig. 9 gezeigt ist. Wie gezeigt, ist eine Entwicklungs
einheit 1 in den Kopierer eingebaut und hat eine Toner-End-Fühleinrichtung 2 dort
drinnen. Die Fühleinrichtung 2 befindet sich in der Nähe eines Einlasses 3 für
frischen Toner und spricht auf die Menge des Toners t an, der in der Entwicklungs
einheit 1 verbleibt. Wenn die Menge des Toners t um den Einlaß 3 für frischen
Toner unter eine vorbestimmte Menge abnimmt, wird frischer Toner Tf in die
Entwicklungseinheit 1 in Reaktion auf die sich ergebende Ausgabe der Fühl
einrichtung 2 nachgefüllt. Zur selben Zeit wird Toner Tu, der gebraucht ist und
gesammelt ist, fortwährend in die Entwicklungseinheit 1 über einen Einlaß 4 für
gebrauchten Toner zurückgeführt. Es ist deshalb wahrscheinlich, daß, selbst wenn
die Ausgabe der Fühleinrichtung 2 einen Toner-End-Zustand anzeigt, der Toner t in
mehr als der vorbestimmten Menge um den Einlaß 4 für gebrauchten Toner herum
vorhanden ist. Unter solchen Umständen fließt der Toner aus der Einheit 1 aus dem
Einlaß 4 für gebrauchten Toner über und versperrt dadurch die Rückführung des
gebrauchten Toners Tu in die Einheit 1, falls frischer Toner Tf in die Entwicklungs
einheit 1 nachgefüllt wird. Dies verschlimmert die Anhäufig bzw. Verklumpung von
Toner, was, wie vorher erörtert, zu einem körnigen und fehlerhaften Bild im Falle
der Rückführung führen würde.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Aufzeichnungsabschnitt gezeigt, der in einer
Bilderzeugungseinrichtung enthalten ist, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
Die Bilderzeugungsvorrichtung ist beispielhaft als ein elektrophotographischer
Kopierer ausgeführt. Wie gezeigt, befindet sich der Aufzeichnungsabschnitt, ins
gesamt mit R bezeichnend, im wesentlichen in der Mitte des Kopierers und beinhaltet
ein photoleitfähiges Teil in der Gestalt einer Trommel 10. Die Trommel 10 ist in
einer Richtung, die durch einen Pfeil A in der Figur angezeigt ist, drehbar, d. h. in
Uhrzeigerrichtung. Eine Ladeeinrichtung 11, eine Entwicklungseinheit 12, eine
Bildübertragungseinheit 13, eine Reinigungseinheit 14 und eine Entladeeinrichtung
15 sind in dieser Reihenfolge nacheinander in der Richtung A um die Trommel 10
angeordnet. Eine optische Schreibvorrichtung, nicht gezeigt, befindet sich oberhalb
der Trommel 10. Im Betrieb wird ein Papier bzw. Blatt P von einer nicht gezeigten
Papierkassette einem nicht gezeigten Ausrichtrollenpaar zugeführt. Das Ausricht
rollenpaar fördert das Papier P bis unter die Trommel 10 in einer vorbestimmten
zeitlich richtigen Einteilung bzw. Abstimmung. Die Ladeeinrichtung 11 lädt die
Oberfläche der Trommel 10, die sich in Drehung befindet, gleichmäßig auf. Ein
Laserstrahl L, der von der Schreibvorrichtung stammt bzw. aus dieser austritt, tastet
die geladene Oberfläche der Trommel 10 ab, um so ein elektrostatisches, latentes
Bild darauf auszubilden. Die Entwicklungseinheit 12 entwickelt das latente Bild
mittels Toner, um dadurch ein entsprechendes Tonerbild auszubilden. Die
Bildübertragungseinheit 13 überträgt das Tonerbild von der Trommel 10 zu der
oberen Seite des Papiers P, das die Trommel 10 erreicht. Das Papier P, das das
Tonerbild auf sich trägt, wird zu einer nicht gezeigten Fixiereinheit gefördert.
Nachdem das Tonerbild auf dem Papier P durch die Fixiereinheit fixiert worden ist,
wird das Papier P aus dem Kopierer ausgetragen. Nach der Bildübertragung wird der
Toner, der auf der Trommel 10 verblieben ist, durch eine Klinge 16 abgekratzt bzw.
geschabt, die in der Reinigungseinheit 14 angeordnet ist. Infolgedessen wird dieser
Teil des Toners in einem Reinigungsgehäuse 17 gesammelt. Nachfolgend werden
Ladungen, die ebenso auf der Trommel 10 verblieben sind, durch die Entladeeinrich
tung 15 abgeleitet.
Die Entwicklungseinheit 12 hat ein Gehäuse 20 und einen Trichter bzw. Vorrats
behälter 21. Das Gehäuse 20 weist eine längliche, Kasten ähnliche Ausbildung auf,
die sich in axialer Richtung der Trommel 10 erstreckt. Eine Öffnung 20a zur
Entwicklung und eine Öffnung 20b zum Tonernachfüllen sind durch das Gehäuse 20
hindurch an den Seiten ausgebildet, die an die Trommel 10 bzw. den Vorratsbehälter
21 angrenzen. Eine Entwicklungseinheit 22, eine Schaufel 23 und eine Zuführrolle
24 sind in dem Gehäuse 20 angeordnet. Der Trichter bzw. Vorratsbehälter 21 ist
ähnlich wie das Gehäuse 20 als ein länglicher Kasten ausgeführt, der sich in axialer
Richtung der Trommel 10 erstreckt. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, sind ein
Einlaß 21a für frischen Toner und ein Einlaß 21b für gebrauchten Toner durch einen
Teil der oberen Wand des Vorratsbehälters 21 ausgebildet, der an das eine
Längsende des Vorratsbehälters 21 angrenzt. Der Vorratsbehälter 21 ist mit dem
Gehäuse 20 durch die Öffnung 20b, wie in Fig. 1 gezeigt, verbunden.
Eine Schnecke 28 ist in dem Vorratsbehälter 21 angeordnet und erstreckt sich von
unterhalb des Einlasses 21a für frischen Toner bis unterhalb des Einlasses 21b für
gebrauchten Toner. Wie ebenso in der Fig. 4 gezeigt ist, ist die Schnecke 28
drehbar durch die eine Endwand 21c des Vorratsbehälters 21 an seinem einen Ende
abgestützt bzw. gelagert. Das andere Ende der Schnecke 28 ist mit dem einen Ende
der Zuführrolle 29 verbunden. Das andere Ende der Zuführrolle 29 ist drehbar durch
die andere Endwand 21d des Vorratsbehälters 21 abgestützt, während sie zu der
Außenseite von der Wand 21d hervorsteht. Ein Zahnrad 30 ist auf dem Ende der
Zuführrolle 29 angebracht, die von der Wand 21d vorsteht. Ein Rührwerk 31 ist
ebenso in dem Vorratsbehälter 21 angeordnet und erstreckt sich parallel zu der
Schnecke 28 und der Zuführrolle 29. Das Rührwerk 31 wird drehbar durch die
Endwände 21c und 21d an gegenüberliegenden Seiten davon abgestützt. Ein Zahnrad
32 ist an einem Ende des Rührwerks 31 angebracht, das zu der Außenseite von der
Endwand 21d vorsteht. Die Zahnräder 30 und 32 sind in Eingriff mit einem
abgesetzten Zahnrad 33 gehalten, das ebenso drehbar durch eine Endwand 21d
getragen ist. Die Zahnräder 30, 32 und 33 bilden ein Getriebe G, dem ein
Drehmoment von einer nicht gezeigten Antriebswelle übermittelt wird.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, hat der Vorratsbehälter 21 eine Bodenwand 21e,
die senkrecht zu den Endwänden 21c und 21d steht, und die eine darauf befindliche
Toner-End-Fühleinrichtung 35 trägt. Die Toner-End-Fühleinrichtung 35 befindet sich
in der Nähe des Einlasses 21b für gebrauchten Toner des Vorratsbehälters 21. Wie
in der Fig. 2 gezeigt, ist eine Tonerflasche 36 abnehmbar auf dem Vorratsbehälter
21 in der Nähe des Einlasses 21a für frischen Toner angebracht und wird drehbar
durch eine geeignete Anordnung getragen. Die Tonerflasche 36 ist mit ihrer
Mündung 36a mit dem Einlaß 21a für frischen Toner verbunden. Eine spiralförmige
Schaufel bzw. Klinge ist am inneren Umfang der Tonerflasche 36, wie gezeigt,
vorgesehen.
Es wird angenommen, daß im Betrieb der Toner in dem Vorratsbehälter 21 bis
unterhalb einer vorbestimmten Menge durch wiederholte Entwicklung verbraucht ist.
Dann sendet die Toner-End-Fühleinrichtung 35 eine Ausgabe, die eine Toner-End-
Bedingung angibt, an eine nicht gezeigte Steuer- bzw. Regeleinrichtung. In Reaktion
darauf veranlaßt die Steuer- bzw. Regeleinrichtung, daß die Tonerflasche 36 sich
mittels einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung dreht. Infolgedessen fördert die
spiralförmige Klinge in der Flasche 36 frischen Toner Tf, der in die Flasche 36
gefüllt ist, zu der Mündung 36a. Der Toner Tf wird in den Vorratsbehälter 21 über
die Mündung bzw. Öffnung 36a und dem Einlaß 21a für frischen Toner nachgefüllt.
Die Schnecke 28, die in dem Vorratsbehälter 21 angeordnet ist, fördert den Toner
Tf tief in den Vorratsbehälter 21 hinein. Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, weist der
Kopierer zusätzlich eine Toner-Fördereinrichtung 37 zur Zurückführung des Toners,
der durch die Reinigungseinheit 14 gesammelt wird, zu der Entwicklungseinheit 12
auf. Die Toner-Fördereinrichtung 37 weist einen Kanal bzw. eine Leitung 38 auf,
die an einem Ende mit dem Reinigungsgehäuse 17 verbunden ist und an dem anderen
Ende mit dem Einlaß 21b für gebrauchten Toner verbunden ist. Schnecken 39 und
40 sind in dem Reinigungsgehäuse 17 bzw. dem Kanal 38 angeordnet, und jede ist
drehbar getragen. Zahnräder 41 und 42 sind an einem Ende der Schnecke 39 bzw.
an einem Ende der Schnecke 40 angeordnet und werden in Eingriff miteinander
gehalten.
Wenn ein Drehmoment von einer nicht gezeigten Antriebsquelle auf die Schnecke
39 übertragen wird, dreht die Schnecke 39 die Schnecke 40 über die miteinander
kämmenden Zahnräder 41 und 42. In diesem Zustand wird der gebrauchte Toner,
der durch die Reinigungseinheit 14 gesammelt ist, dem Einlaß 21b für gebrauchten
Toner mittels der Schnecken 39 und 40 zugeführt. Infolgedessen wird der gebrauchte
Toner beständig bzw. fortwährend in den Vorratsbehälter 21 geführt, während der
Kopierer in Betrieb ist. Infolgedessen wird der Tonerpegel in dem Vorratsbehälter
21 auf der Basis der Ausgabe der Toner-End-Fühleinrichtung 35 konstant gehalten,
die die Menge des gesammelten Toners berücksichtigt.
Genauer wird angenommen, daß, wie in Fig. 5 gezeigt, die Menge des Toners t,
die in dem Vorratsbehälter 21 vorhanden ist, weniger ist als eine vorbestimmte
Menge um den Einlaß 21b für gebrauchten Toner, wie dies durch die Toner-End-
Fühleinrichtung 35 festgestellt wird. Dann wird frischer Toner Tf von der
Tonerflasche 36 in den Vorratsbehälter 21, wie vorher festgestellt, nachgefüllt. In
der Figur wird gebrauchter Toner, der von der Reinigungseinheit 14 zu dem
Vorratsbehälter 21 rückgeführt wird, mit Tu bezeichnet.
In der erläuternden Ausführung ist die Toner-End-Fühleinrichtung 35 wahlweise zu
einer angehobenen Stellung oder einer abgesenkten Stellung bewegbar, um den
Toner-End-Pegel in dem Vorratsbehälter 21 zu ändern. Wie in der Fig. 6 gezeigt,
wird der Toner-End-Pegel hoch gehalten, wenn die Fühleinrichtung 35 sich in einer
angehobenen Lage befindet. Unter dieser Bedingung nimmt die Menge frischen
Toners Tf relativ zu der Menge gebrauchten Toners Tu zu, welcher im wesentlichen
konstant bleibt, wie dies durch eine ausgezogene Linie in Fig. 7 gezeigt ist. Im
Gegensatz dazu, wie in Fig. 8 gezeigt, wird der Toner-End-Pegel niedrig gehalten,
wenn die Fühleinrichtung 35 in eine abgesenkte Position bzw. Lage verbracht wird.
Infolgedessen nimmt die Menge frischen Toners Tf relativ zu der Menge gebrauchten
Toners Tu, wie dies durch eine gestrichelte Linie in der Fig. 7 gezeigt ist, ab.
Deshalb wird das Verhältnis des gebrauchten Toners Tu zu dem gesamten Toner t
veringert, wenn die Fühleinrichtung 35 sich in der angehobenen Stellung befindet.
Dies verhindert erfolgreich, daß die Bildqualität verschlechtert wird.
Zusammenfassend wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine Bild
erzeugungsvorrichtung zur Verfügung stellt, die eine Toner-End-Fühleinrichtung in
der Nähe eines Einlasses für gebrauchten Toner aufweist, der in einer Entwicklungs
einheit ausgebildet ist. Wenn die Menge des Toners um den Einlaß für gebrauchten
Toner knapp wird, was mittels der Fühleinrichtung festgestellt wird, wird frischer
Toner in die Entwicklungseinheit nachgefüllt. Die Vorrichtung führt deshalb eine
angemessene Menge frischen Toners in die Entwicklungseinheit nach, während die
Menge gebrauchten Toners berücksichtigt wird. Infolgedessen verhindert der frische
Toner, daß Toner, der in der Entwicklungseinheit vorhanden ist, aus dem Einlaß für
gebrauchten Toner überläuft und somit die Rückführung gebrauchten Toners
versperrt bzw. blockiert.
Claims (2)
1. Bilderzeugungsvorrichtung, die folgendes aufweist:
- 1. ein photoleitfähiges Element (10), um darauf elektrostatisch ein latentes Bild zu erzeugen;
- 2. eine Entwicklungseinheit (12) zur Entwicklung des latenten Bildes durch einen Toner, die mit einem Einlaß (21b) für gebrauchten Toner versehen ist, um gebrauchten Toner aufzunehmen;
- 3. eine Reinigungseinheit (14), um Toner zu entfernen, der auf dem photoleitfähi gen Element (10) nach einer Bildübertragung verblieben ist, und die dabei den Toner als gebrauchten Toner sammelt;
- 4. eine Fördereinrichtung (37), um den gebrauchten Toner von der Reinigungs einheit (14) zu dem Einlaß (21b) für gebrauchten Toner der Entwicklungseinheit (12) zu fördern; und
- 5. eine Toner-End-Fühleinrichtung (35), um zu bewirken, daß frischer Toner in die Entwicklungseinheit (12) nachgefüllt wird, nachdem festgestellt ist, daß eine Menge an Toner, die in der Entwicklungseinheit (12) vorhanden ist, weniger ist als eine vorbestimmte Menge;
- a) die Toner-End-Fühleinrichtung (35) in der Entwicklungseinheit (12) unterhalb des und angrenzend an den Einlaß (21b) für gebrauchten Toner angeordnet ist,
- b) die Entwicklungseinheit (12) zusätzlich zum Einlaß (21b) für gebrauchten Toner mit einem Einlaß (21a) für frischen Toner ausgestattet ist, und
- c) der Einlaß (21b) für gebrauchten Toner und der Einlaß (21a) für frischen Toner in einem oberen Abschnitt der Entwicklungseinheit (12) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Toner-End-
Fühleinrichtung (35) wahlweise in eine angehobene Position bzw. Lage oder eine
abgesenkte Lage in der Nähe des Einlasses (21b) für gebrauchten Toner bewegbar
ist, um einen Toner-End-Pegel zu ändern.
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