DE60032700T2

DE60032700T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE60032700T2
Application number: DE60032700T
Authority: DE
Inventors: Kouji Kitakatsuragi-gun Shinkawa; Takashi Kitakatsuragi-gun Sakai; Takayuki Tenri-shi Yamanaka; Atsushi Ikoma-gun Inoue; Jitsuo Yamatotakada-shi Masuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: US6405009B1; EP1091265A3; DE60032700D1; EP1091265A2; EP1091265B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das in der Lage ist, Resttoner auf der Oberfläche einer photoempfindlichen Trommel nach dem Erzeugen eines Bilds in einem Bilderzeugungsverfahren, wie beispielsweise einer Elektrophotographie, wieder aufzubereiten. Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Bilderzeugungsgerät, in welchem zurück gewonnener Toner nicht so verwendet wird, wie er ist, sondern seine Konzentration von Zusatzstoffen auf ein geeignetes Niveau zurückgeführt wird, um ihn in wieder aufbereiteten Toner mit denselben Eigenschaften wie Frischtoner umzuwandeln und diesen wieder aufbereiteten Toner wiederzuverwerten.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Herkömmlich werden die Elektrophotographie nutzende Bilderzeugungsgeräte weithin verwendet. Bei der Elektrophotographie wird ein elektrostatisches latentes Bild, welches auf der Oberfläche einer als ein Träger eines elektrostatischen Bilds dienenden photoempfindlichen Trommel erzeugt wurde, mit Toner entwickelt, auf ein Blatt Aufzeichnungspapier oder dergleichen übertragen und ausgeworfen. In einer solchen Vorrichtung wird der Toner auf der photoempfindlichen Trommel nicht notwendigerweise vollständig auf das Blatt übertragen, so dass etwas davon auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel verbleibt. Nachdem der Resttoner, der auf der photoempfindlichen Trommel verblieben ist, in einem Reinigungsschritt entfernt wurde, wird er in einem Tonerbehälter, wie beispielsweise einer Tonerflasche, wieder gewonnen und entsorgt. Das heißt, dass bei konventionellen Verfahren wieder gewonnener Toner nicht wieder aufbereitet wird.
In den letzten Jahren sind ist Bilderzeugungsgeräte viel schneller geworden, und ist die pro Zeiteinheit gedruckte Anzahl von Bildern sehr hoch geworden, so dass auch die Menge an Resttoner auf große Mengen angewachsen ist. Die Hauptkomponente des Resttoners ist ein Binderharz, so dass ein Entsorgen großer Mengen desselben zu Umweltverschmutzung führen kann.
Unter diesen Umständen wurde in den letzten Jahren viel über die Verschmutzung der Umwelt und die effiziente Verwendung natürlicher Ressourcen gesprochen, so dass sich eine starke Nachfrage nach der Wiederaufbereitung von Resttoner in Bilderzeugungsgeräten entwickelt hat.
Ein Verfahren, das hierzu verwendet wird, besteht darin, den Toner, der in einem Reinigungsschritt beseitigt oder zurück gewonnen wurde, so wie er ist über eine Fördereinrichtung einer Entwicklereinheit zuzuführen.
15A und 15B zeigen ein konventionelles Bilderzeugungsgerät 200, das Resttoner wieder verwerten kann. 15A zeigt die allgemeine Konfiguration dieses konventionellen Bilderzeugungsgeräts 200, welches Resttoner wieder verwerten kann. 15B ist eine Vergrößerung, die die allgemeine Konfiguration des Bilderzeugungsabschnitts des in 15A gezeigten Bilderzeugungsgeräts 200 zeigt.
Der Bilderzeugungsabschnitt des Bilderzeugungsgeräts 200 beinhaltet eine Ladeeinheit 202, eine Belichtungseinrichtung 203, eine Entwicklereinheit 204, eine Transfereinrichtung 205, eine Abstreifeinrichtung 208, eine Reinigungseinrichtung 206, und einen Entlader 207, die um eine drehbare, zylinderförmige photoempfindliche Trommel 201 angeordnet sind, welche als ein Träger für ein elektrostatisches latentes Bild dient und eine organische photoleitende, photoempfindliche Schicht aufweist, sowie einen Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 209, welcher den Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung 206 wieder gewonnen wurde, zu dem Entwicklungsabschnitt 204 transportiert.
Die Bilderzeugung wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt. Um eine Bilderzeugung durchzuführen, wird die photoempfindliche Trommel 201 zunächst in der Pfeilrichtung A in Drehung versetzt, und wird die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 mit der Ladeeinheit 202 gleichmäßig geladen. Dann belichtet die Belichtungseinrichtung 203 die photoempfindliche Trommel 201 in Übereinstimmung mit dem Originaldokument. Dies erzeugt auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 ein elektrostatisches latentes Bild, das dem Originaldokument entspricht. In der Entwicklereinheit 204 wird dieses elektrostatische Bild durch Zuführen von Toner mit einer Entwicklungswalze 204d sichtbar gemacht. Das Tonerbild wird durch die Übertragungseinrichtung 205 auf ein Übertragungsmaterial, wie beispielsweise ein Stück Papier, das aus einem Papierzufuhrabschnitt 210 zugeführt worden ist, übertragen. Nachdem das Übertragungsmaterial, auf welches der Toner übertragen wurde, einem Fixierprozess mit der Fixiereinrichtung 211 unterzogen wurde, wird es aus dem Bilderzeugungsgerät ausgeworfen.
Nach dem Übertragungsschritt wird der Resttoner, der auf der Oberfläche verblieben ist, mit einer Reinigungsklinge 206a der Reinigungseinrichtung 206 von der photoempfindlichen Trommel 201 abgestreift, und wird die Ladung auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 mit einem Entlader 207 beseitigt. Dann wird die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 mit der Reinigungseinrichtung 202 wieder gleichmäßig geladen, und werden die vorstehenden erwähnten Schritte wiederholt.
Der Resttoner, der durch die Reinigungseinrichtung 206 wieder gewonnen wurde, wird durch den Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 209, welcher mit einer Schnecke versehen ist, zu der Entwicklereinheit 204 transportiert, wird mit dem Toner, der sich in dem Entwicklungsabschnitt 204 angesammelt hat, unter Rühren vermischt, und wird erneut zum Sichtbarmachen von elektrostatischen latenten Bildern auf der photoempfindlichen Trommel 201 verwendet. Das Auffüllen von Frischtoner erfolgt aus einer Tonerpatrone 212, die als ein Tonerzufuhrabschnitt dient und an der Oberseite der Entwicklereinheit 204 bereitgestellt ist.
In der vorstehend beschriebenen Folge von Bilderzeugungsschritten haften durch die Koronaladung erzeugtes Material und Fremdkörper, wie beispielsweise Papierteilchen oder Talk, welcher in den Papierblättern oder anderem Übertragungsmaterial enthalten ist, an der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 zusätzlich zu dem Resttoner an. Bei der in den 15A und 15B gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung kann, falls Fremdkörper, wie beispielsweise Teilchen der Papierblätter oder Tonerkoagulate, zusammen mit dem Toner durch den Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 209 zu der Entwicklereinheit 204 transportiert werden, dieses die folgenden Bilderzeugungsschritte nachteilig beeinflussen, und wenn Fremdkörper zusammen mit dem Toner zu der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 zugeführt werden, und kann eine Abnahme der Bildqualität, wie beispielsweise freie Punkte im Bild, auftreten. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, dass die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 201 beschädigt wird. Demzufolge war es, um den Resttoner wiederzuverwerten, der wieder gewonnen wurde, notwendig, den Resttoner auf irgend eine An und Weise wieder aufzubereiten.
Ein Verfahren, das zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen wurde, besteht darin, einen Wiederaufbereitungsprozess durchzuführen, in welchem der wieder gewonnene Toner durch ein gitterförmiges Filter (Netz) hindurch geführt wird, so dass in den wieder gewonnenen Toner gemischte Fremdkörper beseitigt werden, wie es zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP-A 8-185101 (1996) offenbart ist. Dieses Ver fahren führt darüber hinaus einen Prozess durch, in welchem die Trennbarkeit der Fremdkörper von dem wieder gewonnenen Toner verbessert wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, einen wieder aufbereiteten Toner zu erhalten, der vom Anfang bis zum Ende, und ohne das Dokument mit Toner und Tonerstreuung zu bedecken, eine hohe Bilddichte beibehalten kann.
Bei der in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP-A 6-130810 (1994) offenbarten Tonerpatrone ist ein Resttoner-Speichertank zum Sammeln von Resttoner mit einem Frischtonertank zum Zuführen von Frischtoner zu der Entwicklereinheit gekoppelt und mit diesem einstückig ausgebildet. Der Resttoner wird mit dem Frischtoner gemischt, und diese Tonermischung aus Resttoner und Frischtoner wird über einen Transportkanal der Entwicklereinheit zugeführt und dadurch wieder aufbereitet. Eine Wandung, in welcher Löcher mit kleinem Durchmesser ausgebildet sind, oder eine gitterförmige Wandung ist zwischen dem Resttoner-Speichertank und dem Frischtoner-Speichertank bereitgestellt, welche verhindert, dass Fremdkörper oder Resttonerteilchen mit großem Teilchendurchmesser in den Frischtoner-Speichertank übertragen werden. Ferner verbessert diese Patrone auch die Transportierbarkeit und die Aufladefähigkeit des Resttoners durch Mischen des Frischtoners und des Resttoners durch Rühren.
Obwohl diese Tonerpatrone die Eigenschaften des Resttoners verbessert, verschlechtern sich die Eigenschaften des Frischtoners, welcher mit dem Resttoner vermischt ist. Daher kann sie keinen gemischten Toner von hoher Qualität bereitstellen. Der Grund dafür besteht darin, dass nicht nur Verunreinigungen in den wieder gewonnenen Resttoner gemischt sind, sondern sich die Zusammensetzung des Toners selbst ändert. Das heißt, dass sich die Transportierbarkeit (die Fließeigenschaften) und die Aufladbarkeit (Fähigkeit, durch Reibung aufgeladen zu werden) des Resttoners aufgrund dieser Änderung der Zusammensetzung verschlechtern. Daher ist es nicht möglich, ein Bild hoher Qualität nur durch das Beseitigen der Fremdkörper zu erzeugen.
Um dieses Problem zu lösen, offenbart die vorstehend erwähnte Druckschrift JP-A 8-185101 ein Toner-Wiederaufbereitungsverfahren, in welchem der wieder gewonnene Resttoner durch ein gitterförmiges Filter (Netz) hindurch geführt wird, Verunreinigungen beseitigt werden, und der Rieselfähigkeits- bzw. Fließverhaltensindex durch Hinzufügen eines Halogenids eines Azo-Eisen-Komplexes zu dem wieder aufbereiteten Toner auf 70 oder weniger verringert wird.
Dieser Hinzufügeprozess ist jedoch kein Wiederaufbereitungsprozess, durch welchen die Zusammensetzung des Toner wieder hergestellt wird, so dass ein wieder aufbereiteter Toner ausreichender Qualität nicht erzielt werden kann. Ferner wird ein Maximum von 20 Gewichtsteilen des Halogenids eines Azo-Eisen-Komplexes zu 100 Gewichtsanteilen des Toners hinzugefügt, welches im Hinblick auf die Kosten nicht praktikabel ist. Darüber hinaus hat bei einem Bilderzeugungsgerät, das diesen Hinzufügeprozess verwendet, die als die Komponente zum Wiederaufbereiten des Resttoners dienende Trenneinrichtung eine komplizierte Struktur. Daher werden die Schritte zum Herstellen des Bilderzeugungsgeräts kompliziert, und nimmt die Anzahl von Teilen zu, so dass die Herstellungskosten steigen.
Andererseits konzentriert sich die Konfiguration in der Druckschrift JP-A 6-130810 offenbarte der Tonerpatrone nur auf die Wiederaufbereitung wieder gewonnenen Resttoners, so dass die Verschlechterung der Eigenschaften von Frischtoner aufgrund der Vermischung mit Resttoner nicht berücksichtigt wird. Das heißt, dass der Resttoner direkt in den Frischtoner-Speichertank übertragen und vermischt wird, so dass es nicht möglich ist, das Mischverhältnis von Resttoner und Frischtoner zu steuern. Daher ist zum Beispiel zu Beginn der Bilderzeugung das Mischverhältnis von Resttoner zu Frischtoner niedrig, so dass eine günstige Bildqualität erzielt werden kann; wenn jedoch die Bilderzeugung wiederholt wird, ohne Frischtoner aufzufüllen, wird das Mischverhältnis von Resttoner zu Frischtoner langsam hoch, und neigt die Bildqualität dazu, sich zu verschlechtern. Insbesondere wenn große Mengen schwarzer Beta-Bilder innerhalb hoher Textdichte gedruckt werden, werden große Mengen der Tonermischung aus Frischtoner und Resttoner verbraucht, und werden als Ergebnis große Mengen des Resttoners wieder gewonnen und erneut vermischt, so dass die vorstehenden Probleme noch stärker zum Ausdruck kommen.
Eine verwandte Technologie zum Erzeugen wieder aufbereiteten Toners ist aus den Druckschriften US-A-5526100, US-A-5307128 und US-A-5906906 bekannt.
Es ist wünschenswert, ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, bei welchem wieder aufbereiteter Toner mit hoher Qualität aus Resttoner produziert und wieder verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, umfassend: eine Entwicklereinheit zum Zuführen von Toner zu einem auf einem Träger für ein elektrostatisches latentes Bild erzeugten elektrostatischen latenten Bild und Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bilds; eine Transfereinrichtung zum Übertragen des sichtbar gemachten Tonerbilds auf ein Transfermaterial; eine Reinigungseinrichtung zum Beseitigen und Sammeln von Resttoner, der nach dem Übertragen des Tonerbilds auf dem Träger für ein elektrostatisches latentes Bild verbleibt; eine Fördereinrichtung zum Fördern von Resttoner, der von der Reinigungseinrichtung gesammelt wurde, zu der Entwicklereinheit; dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ferner umfasst: einen Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt zum Produzieren von wieder aufbereitetem Toner durch Zusetzen eines Fremd zusatzstoffs zu dem zu der Entwicklereinheit geförderten gesammelten Resttoner derart, dass eine Fremdzusatzstoff-Konzentration des wiederaufbereiteten Toners innerhalb eines Bereichs von ± 40% derjenigen von Frischtoner liegt, zur Wiederverwendung zur Bilderzeugung; und eine Einrichtung zum Ermitteln, ob der Fremdzusatzstoff zu dem gesammelten Resttoner hinzuzufügen ist oder nicht, auf der Grundlage der Menge von gesammeltem Resttoner.
Resttoner, der von der Reinigungseinrichtung beseitigt und gesammelt wurde, wird mit der Fördereinheit zu der Entwicklereinheit gefördert, und das Bilderzeugungsgerät ist mit dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt zum Produzieren von wieder aufbereitetem Toner durch Zusetzen eines Fremdzusatzstoffs zu dem gesammelten Resttoner versehen. Demzufolge ist die Menge von Fremdzusatzstoff, die in dem gesammelten Resttoner enthalten ist, im Wesentlichen dieselbe wie in Frischtoner, welches die Ladestabilität, die Entwicklungseigenschaften, die Riesel- bzw. Fließeigenschaften und die Haltbarkeit des wieder aufbereiteten Toners verbessert. Außerdem kann mit dem mit diesem Bilderzeugungsgerät produziertem wieder aufbereitetem Toner eine Bilderzeugung realisiert werden, die im Wesentlichen so zuverlässig wie mit Frischtoner ist.
Bevorzugt ist der Fremdzusatzstoff ein Pulver aus zumindest einem von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid.
Der wieder aufbereitete Toner kann durch Hinzufügen von zumindest einem von Pulver aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Titandioxid als Fremdzusatzstoff zu dem gesammelten Resttoner produziert werden. Demzufolge kann der Resttoner leicht wieder aufbereitet werden, weil diese Pulver normale Materialien sind, die leicht zu beschaffen sind.
Es wird bevorzugt, dass eine Menge des Fremdzusatzstoffs, welche dem gesammelten Resttoner in dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt zugesetzt wird, die folgende Gleichung erfüllt: 0,9Y – X ≤ Z ≤ 1,1Y – Xworin Y [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und X [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in dem gesammelten Resttoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und Z [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis des dem gesammelten Resttoner zuzusetzenden Fremdzusatzstoffs ist.
Folglich kann die Menge des Fremdzusatzstoffs, die dem gesammelten Resttoner zuzusetzen ist, auf innerhalb ± 10% des in dem Frischtoner enthaltenen festgelegt werden. Somit kann die Zusammensetzung des wieder aufbereiteten Toners günstig wieder hergestellt werden, und ist es möglich, Toner einer Qualität zu produzieren, die im Wesentlichen dieselbe wie die von Frischtoner ist.
Bevorzugt beinhaltet der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt eine Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung zum Beseitigen eines Fremdkörpers, der in dem gesammelten Resttoner enthalten ist.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt beinhaltet die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung zum Beseitigen von Fremdkörpern, die in dem gesammelten Resttoner enthalten sind. Demzufolge ist es möglich, Bildmängel und Schaden an der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel zu verhindern.
Bevorzugt ist die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung tassenförmig, ist zumindest ein unterer Abschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung aus einem Netz hergestellt, und ist die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung lösbar in einem Öffnungsabschnitt des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts bereitgestellt.
Daher ist zumindest der Bodenabschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung aus einem Netz hergestellt, und ist die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung abnehmbar. Demzufolge können die in dem gesammelten Resttoner enthaltenen Fremdkörper leicht beseitigt werden, bevor der wieder aufbereitete Toner in dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt produziert wird. Ferner können die Fremdkörper, die sich in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung angesammelt haben, leicht und zuverlässig entfernt werden.
Bevorzugt ist die Größe von Löchern in dem Netz der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung größer als der Durchmesser von wieder aufzubereitenden Resttonerteilchen und kleiner als der Teilchendurchmesser des zu beseitigenden Fremdkörpers.
Die Größe der Löcher in dem Netz, das an dem Bodenabschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung bereitgestellt ist, ist kleiner als der Teilchendurchmesser der zu beseitigenden und gesammelten Fremdkörper und größer als der Durchmesser der wieder aufzubereitenden Resttonerteilchen. Folglich können die Fremdkörper zuverlässig von dem gesammelten Resttoner getrennt und beseitigt werden, und kann das Verstopfen des Netzes mit Resttoner vermieden werden.
Es wird bevorzugt, dass der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt einen Speicher für gesammelten Resttoner zum Speichern von gesammeltem Resttoner; eine Fremdzusatzstoffkartusche zum Speichern des Fremdzusatzstoffs; und einen Verbindungsabschnitt, der den Speicher für gesammelten Resttoner und die Fremdzusatzstoffkartusche verbindet, beinhaltet.
Die Fremdzusatzstoffkartusche kann mit dem Speicher für gesammelten Resttoner über den Verbindungsabschnitt verbunden sein. Demzufolge kann der in der Fremdzusatzstoffkartusche gespeicherte Fremdzusatzstoff über den Verbindungsabschnitt leicht dem Speicher für gesammelten Resttoner zugeführt werden.
Bevorzugt ist die Fremdzusatzstoffkartusche lösbar an einer Oberseite des Speichers für gesammelten Resttoner angebracht.
Die Fremdzusatzstoffkartusche kann lösbar an dem Speicher für gesammelten Resttoner angebracht sein. Demzufolge kann die Fremdzusatzstoffkartusche nach der Hinzufügung von Fremdzusatzstoff leicht ausgetauscht werden.
Es wird bevorzugt, dass die Fremdzusatzstoffkartusche mit einem mit einem Heißsiegel versiegelten Öffnungsabschnitt versehen ist, welcher die Fremdzusatzstoffkartusche mit dem Speicher für gesammelten Resttoner verbindet, wenn das Heißsiegel entfernt wird.
Der Öffnungsabschnitt der den Fremdzusatzstoff speichernden Fremdzusatzstoffkartusche kann mit einem Heißsiegel versiegelt sein, so dass Fremdzusatzstoff nicht austritt, und wenn das Heißsiegel entfernt ist, verbindet der Öffnungsabschnitt die Fremdzusatzstoffkartusche mit dem Speicher für gesammelten Resttoner. Demzufolge können Benutzer Fremdzusatzstoff leicht dem Speicher für gesammelten Resttoner zuführen, ohne ihre Hände durch Entfernen des Heißsiegels zu verschmutzen. Ferner kann mit dieser Konfiguration eine aufgebrauchte leere Kartusche oder eine neue Fremdtonerkartusche, die ausgetauscht worden ist, mit dem Deckel des Speichers für gesammelten Resttoner verwendet werden.
Bevorzugt beinhaltet der Speicher für gesammelten Resttoner eine Rühreinrichtung zum Durchmischen des gesammelten Resttoners und des Fremdzusatzstoffs.
Demgemäß kann der Speicher für gesammelten Resttoner eine Rühreinrichtung zum Durchmischen des gesammelten Resttoners und des Fremdzusatzstoffs beinhalten. Demzufolge ist es leicht, wieder aufbereiteten Toner zu produzieren, dessen Eigenschaften diesel ben sind wie diejenigen von Frischtoner, durch Durchmischen des dem Speicher für gesammelten Resttoner zugeführten Fremdzusatzstoffs und des von dem Träger für das elektrostatische latente Bild gesammelten Resttoners mit der Rühreinrichtung.
Das Bilderzeugungsgerät kann ferner eine Erfassungseinrichtung für gesammelten Resttoner zum Erfassen einer Tonermenge in dem Speicher für gesammelten Resttoner; und eine Benachrichtigungseinrichtung zum Benachrichtigen, wenn die durch die Erfassungseinrichtung für gesammelten Resttoner erfasste Tonermenge eine Menge gleich oder größer als eine erste vorbestimmte Menge erreicht hat, eines Benutzers über das Erreichen umfassen.
In dieser bevorzugten Anordnung wird die Menge von gesammeltem Resttoner in dem Speicher für gesammelten Resttoner mit der Erfassungseinrichtung für gesammelten Resttoner erfasst, und wenn diese Tonermenge gleich oder größer als eine erste vorbestimmte Menge ist, wird der Benutzer über die Tatsache benachrichtigt, das diese Tonermenge gleich oder größer als die erste vorbestimmte Menge ist. Demzufolge kann der Benutzer leicht überprüfen, dass die Menge von gesammeltem Resttoner, die gesammelt wurde, die erste vorbestimmte Menge erreicht hat. Dies macht es leicht, wieder aufbereiteten einer geeigneten Zusammensetzung zu produzieren, und verhindert die Verschlechterung der Qualität des wieder aufbereiteten Toners.
Bevorzugt umfasst das Bilderzeugungsgerät ferner eine Steuereinrichtung zum Anhalten der Bilderzeugung, wenn die durch die Erfassungseinrichtung für gesammelten Resttoner erfasste Tonermenge eine zweite vorbestimmte Menge erreicht hat.
Demgemäß wird die Bilderzeugung angehalten, wenn der gesammelte Resttoner die zweite vorbestimmte Menge erreicht hat. Somit ist es möglich, den Benutzer stark zu drängen, wieder aufbereiteten Toner zu produzieren, wenn der Benutzer vergessen hat, Fremdzusatzstoff zuzuführen, um zu verhindern, dass der gesammelte Resttoner die zweite vorbestimmte Menge übersteigt, und um zuverlässig wieder aufbereiteten Toner einer geeigneten Zusammensetzung zu produzieren.
Es wird bevorzugt, dass der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt einen Frischtonerspeicher, in welchem wieder aufbereiteter Toner mit Frischtoner vermischt wird; und einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Frischtonerspeichers mit dem Speicher für gesammelten Resttoner beinhaltet.
Daher ist der Frischtonerspeicher durch den Verbindungsabschnitt mit dem Speicher für gesammelten Resttoner verbunden, um den Frischtoner mit wieder aufbereitetem Toner zu mischen. Demzufolge wird wieder aufbereiteter Toner aus dem Speicher für gesammelten Resttoner durch den Verbindungsabschnitt transportiert, und wird Frischtoner vor der Verwendung mit dem wieder aufbereiteten Toner in dem Frischtonerspeicher gemischt, so dass die Bildqualität noch stärker verbessert werden kann, als wenn nur wieder aufbereiteter Toner verwendet werden würde.
Bevorzugt beinhaltet der Frischtonerspeicher eine Frischtoner-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Tonermenge, und eine Benachrichtigungseinrichtung zum Benachrichtigen, wenn die durch die Frischtoner-Erfassungseinrichtung erfasste Tonermenge auf eine Menge gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Menge abgenommen hat, eines Benutzers über die Abnahme.
Wenn die Frischtoner-Erfassungseinrichtung erfasst hat, dass die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher auf eine Menge gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Menge abgenommen hat, benachrichtigt die Benachrichtigungseinrichtung den Benutzer über die Abnahme. Demzufolge kann dann, wenn der Toner in dem Frischtonerspeicher, der zum Entwickeln verwendet wird, knapp wird, dazu gedrängt werden, Frischtoner nachzufüllen, und kann eine Verschlechterung der Bildqualität aufgrund einer Tonerknappheit vermieden werden.
Bevorzugt ist der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt zum Produzieren von wieder aufbereitetem Toner durch Durchmischen von gesammeltem Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung gesammelt wurde, und einem einen Fremdzusatzstoff, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, enthaltendem Hochkonzentrationstoner betreibbar, zur Wiederverwendung als wieder aufbereiteter Toner zur Bilderzeugung.
In dieser Anordnung werden (i) Resttoner, der auf der Oberfläche des Trägers für ein elektrostatisches latentes Bild verblieben ist und mit der Reinigungseinrichtung gesammelt wurde, und (ii) Hochkonzentrationstoner, der einen Fremdzusatzstoff enthält, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, unter Rühren in einem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt vermischt, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren. Demzufolge kann die Konzentration des Fremdzusatzstoffs in dem gesammelten Resttoner erhöht werden, und kann der gesammelte Resttoner mit erhöhter Qualität wieder aufbereitet werden.
Bevorzugt ist der Fremdzusatzstoff ein Pulver aus zumindest einem von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid.
Demzufolge kann die Qualität des Resttoners leicht zur Wiederverwendung als wieder aufbereiteter Toner verbessert werden, weil diese Pulver normale Materialien sind, die leicht zu beschaffen sind.
Bevorzugt hat der Fremdzusatzstoff eine Hydrophobie von zumindest 40%.
Daher hat der Fremdzusatzstoff, welcher aus einem Pulver von zumindest einem von Siliziumoxid, Aluminiumoxid und Titandioxid hergestellt ist, einen Hydrophobisationsgrad von zumindest 40%. Demzufolge können Schwankungen in der Aufladbarkeit des Toners selbst unter hohen Temperaturen und hohen Feuchtigkeiten unterdrückt werden.
Es wird bevorzugt, dass der in dem Hochkonzentrationstoner enthaltene Fremdzusatzstoff die folgende Gleichung erfüllt: 1,9Y – X ≤ Z ≤ 2,1Y – Xworin Y [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, X [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in dem gesammelten Resttoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und Z [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis des in dem Hochkonzentrationstoner enthaltenen Fremdzusatzstoffs ist.
Die Menge von Fremdzusatzstoff, die in Toner enthalten ist, der durch Mischen von gesammeltem Resttoner und Hochkonzentrationstoner in im Wesentlichen derselben Menge produziert wurde, kann so festgelegt werden, dass sie innerhalb von ± 10% der Menge von in Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff liegt. Demzufolge kann die Zusammensetzung des gesammelten Resttoners günstig wieder hergestellt werden, und ist es möglich, Toner einer Qualität zu produzieren, die im Wesentlichen dieselbe wie die von Frischtoner ist.
Bevorzugt beinhaltet der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt eine lösbare Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung zum Beseitigen eines Fremdkörpers, der in dem gesammelten Resttoner enthalten ist.
Somit ist die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung zum Beseitigen von Fremdkörpern, die in dem gesammelten Resttoner enthalten sind, lösbar an einem Öffnungsabschnitt des Speichers für gesammelten Resttoner bereitgestellt. Demzufolge ist es möglich, Bildmängel und Schäden an der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel zu verhindern.
Bevorzugt ist die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung tassenförmig, besteht zumindest ein unterer Abschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung aus einem Netz, und ist eine Größe von Löchern in dem Netz größer als ein Durchmesser von wieder aufzubereitenden Tonerteilchen und kleiner als ein Teilchendurchmesser des zu beseitigenden Fremdkörpers.
Die Größe der Löcher in dem Netz, das an dem Bodenabschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung bereitgestellt ist, ist kleiner als der Teilchendurchmesser der zu beseitigenden und gesammelten Fremdkörper und größer als der Durchmesser der wieder aufzubereitenden gesammelten Resttonerteilchen. Folglich können die Fremdkörper zuverlässig von dem gesammelten Resttoner getrennt und beseitigt werden.
Es wird bevorzugt, dass die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung eine Fremdkörper-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Menge von in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung gesammelten Körpern; und eine Benachrichtigungseinrichtung zum Benachrichtigen, wenn die Menge gesammelter Körper eine vorbestimmte Menge erreicht hat, eines Benutzers über das Erreichen beinhaltet.
Demgemäß wird dann, wenn die Fremdkörper-Erfassungseinrichtung erfasst hat, dass die in der Fremdkörper-Erfassungseinrichtung gesammelte Materialmenge eine vorbestimmte Menge erreicht hat, diese Tatsache durch die Benachrichtigungseinrichtung bekannt gegeben. Demzufolge muss der Benutzer des Bilderzeugungsgeräts nicht ständig die in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung gesammelte Materialmenge prüfen.
Bevorzugt beinhaltet die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung eine Fremdkörper-Rühreinrichtung zum Durchmischen der in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung gesammelten Körper. Daher rührt die Fremdkörper-Rühreinrichtung die in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung gesammelten Körper. Demzufolge kann Toner, der wieder aufbereitet werden kann, auch dann zuverlässig gesammelt werden, wenn sich Fremdkörper und Tonerkoagulationen mit großem Durchmesser in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung angesammelt haben und Toner, der wieder aufbereitet werden kann, an zum Beispiel den Fremdkörpern anhaftet, weil der gesammelte Resttoner gerührt wird, wenn er durch die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung hindurch geführt wird.
Bevorzugt beinhaltet der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt einen Speicher für gesammelten Resttoner zum Speichern von gesammeltem Resttoner; einen Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen von einen Fremdzusatzstoff, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, enthaltendem Hochkonzentrationstoner; einen För derpfad zum Fördern von gesammeltem Resttoner aus dem Speicher für gesammelten Resttoner zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt; und eine Rühreinrichtung zum Durchmischen von Toner in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt beinhaltet.
Somit kann gesammelter Resttoner, der sich in dem Speicher für gesammelten Resttoner angesammelt hat, über den Förderpfad zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt gefördert, und werden der gesammelte Resttoner und der Hochkonzentrationstoner mittels der Rühreinrichtung in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt gerührt, welcher Hochkonzentrationstoner speichert, der einen Fremdzusatzstoff enthält, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner. Demzufolge werden der gesammelte Resttoner und der Hochkonzentrationstoner in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt gerührt, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren, so dass ein wieder aufbereiteter Toner von hoher Qualität dazu verwendet werden kann, um die Bilderzeugung durchzuführen.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt beinhaltet einen Frischtonerspeicher zum Speichern von Frischtoner; einen Förderpfad zum Fördern von wieder aufbereitetem Toner aus dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt zu dem Frischtonerspeicher; und eine Rühreinrichtung zum Durchmischen von Toner in dem Frischtonerspeicher.
Wieder aufbereiteter Toner, der in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt produziert wurde, wird über den Förderpfad zu dem Frischtonerspeicher gefördert, in dem Frischtoner gespeichert ist, und die Rühreinrichtung rührt den Frischtoner und den wieder aufbereiteten Toner mittels der Rühreinrichtung. Demzufolge wird die Bilderzeugung nicht nur mit wieder aufbereitetem Toner durchgeführt, sondern nach dem Durchmischen des wieder aufbereiteten Toners mit Frischtoner, so dass Bilder mit nochmals höherer Qualität erzeugt werden kann.
Bevorzugt beinhaltet der Speicher für gesammelten Resttoner eine Tonererfassungseinrichtung zum Erfassen einer Menge von in dem Speicher für gesammelten Resttoner gespeichertem Toner; und eine Einrichtung zum Fördern von Toner, der in dem Speicher für gesammelten Resttoner gespeichert wurde, zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt. Daher ist der Speicher für gesammelten Resttoner mit der Tonererfassungseinrichtung zum Erfassen einer Tonermenge, die gesammelt wurde, und der Einrichtung zum Rühren und Fördern von Toner, der in dem Speicher für gesammelten Resttoner gespeichert wurde, zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt versehen. Demzufolge kann dann, wenn die in dem Speicher für gesammelten Resttoner gespeicherte Tonermenge eine vorbestimmte Menge erreicht, der Toner zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt gefördert werden.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt kann einen Toneraufnahmeabschnitt zum Aufnehmen von einen Fremdzusatzstoff, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, enthaltendem Hochkonzentrationstoner; einen Förderpfad zum Fördern von gesammeltem Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung gesammelt wurde, zu dem Toneraufnahmeabschnitt; und eine Rühreinrichtung zum Durchmischen des Toners in dem Toneraufnahmeabschnitt beinhalten. Dies erlaubt es, den gesammelten Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung gesammelt wurde, über den Förderpfad zu dem Toneraufnahmeabschnitt, welcher Hochkonzentrationstoner aufnimmt, der einen Fremdzusatzstoff enthält, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, zu fördern, wo er mittels der Rühreinrichtung mit Hochkonzentrationstoner durchmischt wird. Demzufolge werden der gesammelte Resttoner und der Hochkonzentrationstoner in dem Toneraufnahmeabschnitt gemischt, so dass die Qualität des gesammelten Resttoners durch Erhöhen der Konzentration von Fremdzusatzstoff in dem gesammelten Resttoner verbessert wird, und ein solcher qualitätsverbesserter Resttoner für die Entwicklung verwendet werden kann. Außerdem kann der gesammelte Resttoner in einer Einrichtung mit einfacher Konfiguration wieder aufbereitet werden, ohne eine Komponente zum Speichern des gesammelten Resttoners bereitzustellen.
Bevorzugt beinhaltet der Toneraufnahmeabschnitt eine Tonererfassungseinrichtung zum Erfassen von durch den Toneraufnahmeabschnitt aufgenommenem Toner, und eine Einrichtung zum Fördern von Toner, der durch den Toneraufnahmeabschnitt aufgenommen ist, zu dem Frischtonerspeicher.
Demgemäß ist der Toneraufnahmeabschnitt mit der Tonererfassungseinrichtung zum Erfassen einer darin aufgenommenen Tonermenge, und der Einrichtung zum Rühren und Fördern von gesammeltem Resttoner, der in dem Speicherabschnitt für gesammelten Resttoner gespeichert ist, zu dem Toneraufnahmeabschnitt versehen. Demzufolge wird Toner zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt gefördert, wenn der in dem Speicher für gesammelten Resttoner gespeicherte Toner eine vorbestimmte Menge erreicht hat.
Bevorzugt beinhaltet der Frischtonerspeicher eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Menge von in dem Frischtonerspeicher gespeichertem Toner; und eine Benachrichtigungseinrichtung zum Benachrichtigen, wenn die Tonermenge auf eine vorbestimmte Menge abgenommen hat, eines Benutzers über die Abnahme.
Wenn die Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Menge von in dem Frischtonerspeicher gespeichertem Toner erfasst, dass die Tonermenge auf eine vorbestimmte Menge abgenommen hat, dann wird der Benutzer über diese Tatsache benachrichtigt. Demzufolge kann dann, wenn der zum Entwickeln verwendete Toner knapp wird, der Benutzer dazu gedrängt werden, Frischtoner nachzufüllen, so dass eine zuverlässige Bilderzeugung auch in dem Fall einer Tonerknappheit möglich ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum leichteren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nun bestimmte Ausführungsbeispiele derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine allgemeine Konfiguration eines Bilderzeugungsabschnitts eines Bilderzeugungsgeräts eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, das die allgemeine Konfiguration des Bilderzeugungsabschnitts des Bilderzeugungsgeräts dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt;
3 eine allgemeine Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Resttoner zeigt;
4A und 4B ein äußeres Erscheinungsbild des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts und einer Fremdzusatzstoffkartusche zeigen;
5A und 5B die Konfiguration einer Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung zeigen;
6 ein Blockdiagramm ist, das die Konfiguration eines Steuersystems zeigt;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Toner-Wiederaufbereitungsprozedur darstellt;
8 ein Blockdiagramm ist, das eine konzeptionelle Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Toner in einem Bilderzeugungsgerät der Erfindung zeigt;
9 eine Schnittansicht ist, die eine allgemeine Konfiguration eines Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts zeigt;
10A und 10B Schnittansichten und perspektivische Ansichten sind, die eine allgemeine Konfiguration einer Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung zeigen;
11 ein Blockdiagramm ist, das eine allgemeine Konfiguration eines Steuersystems zum Steuern des Betriebsablaufs eines Bilderzeugungsgeräts zeigt;
12 ein Ablaufdiagramm ist, das den Prozessablauf der Tonerwiederaufbereitung in dem Bilderzeugungsgerät darstellt;
13 ein Blockdiagramm ist, das eine weitere allgemeine Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Toner in dem Bilderzeugungsgerät zeigt;
14 eine Schnittansicht ist, die eine allgemeine Konfiguration eines Tonerwiederaufbereitungsabschnitts zeigt; und
15A und 15B ein konventionelles Bilderzeugungsgerät zeigen, in welchem Resttoner wieder aufbereitet werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Der Bilderzeugungsabschnitt eines Bilderzeugungsgeräts in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung (auch als "das Bilderzeugungsgerät" bezeichnet) hat die Funktionen des Erzeugens eines Tonerbilds auf der photoempfindlichen Trommel und des Übertragens des Tonerbilds auf ein Blatt mittels Elektrophotographie, welche die Schritte des Aufladens, Belichtens, Entwickelns, Übertragens, Reinigens und Fixierens beinhaltet. Dieser Bilderzeugungsabschnitt kann zum Beispiel in einem Kopierer, einem Laserdrucker oder einem Telefaxgerät verwendet werden.
Zunächst wird die Konfiguration eines Bilderzeugungsgeräts 100 erklärt. 1 zeigt die allgemeine Konfiguration des Bilderzeugungsabschnitts des Bilderzeugungsgeräts 100. Wie in dieser Zeichnung gezeigt ist, beinhaltet das Bilderzeugungsgerät 100 eine photoempfindliche Trommel 1, eine Ladeeinheit 2, eine Belichtungseinrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt), eine Entwicklereinheit 4, einen Koronalader 5, eine Reinigungseinrichtung 6, eine Entladeeinrichtung 7, und eine Fixierwalze B. Ein Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt, welcher ein zentrales Element der Erfindung ist, ist in 1 nicht gezeigt, wird jedoch nachstehend detailliert erklärt werden.
Die photoempfindliche Trommel 1 beinhaltet eine zylindrische leitfähige Basis, die aus einem nicht-magnetischen Metall, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt ist, eine Grundschicht, die auf der Oberfläche der leitfähigen Basis ausgebildet ist, und eine photoempfindliche Schicht, die auf der Grundschicht ausgebildet ist, und ist derart angeordnet, dass sie in der durch den Pfeil S1 angegebenen Richtung rotieren kann. Die photoempfindliche Schicht ist aus einer Trägergenerationsschicht (auch als "CGL" bezeichnet) und einer Trägertransferschicht (auch als "CTL" bezeichnet) hergestellt. Die Trägertransferschicht ist eine relativ dünne Schicht mit Polycarbonat als ihrer Hauptkomponente und dient als die äußerste Haut der photoempfindlichen Trommel 1.
Die Ladeeinrichtung 2 lädt die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 gleichmäßig negativ mit von einer Leistungsquelle 21 zugeführter Leistung auf. Zum Beispiel kann ein Koronalader oder ein Kontaktwalzenlader für die Ladeeinrichtung 2 verwendet werden.
Die Belichtungseinrichtung belichtet die geladene photoempfindliche Trommel 1 mit Laserlicht 3, um elektrische Ladungen in der Trägergenerationsschicht zu generieren und ein elektrostatisches latentes Bild (ein elektrostatisches latentes Bildpotenzial), in Abhängigkeit von den Bilddaten, auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 zu erzeugen. Das heißt, es werden positive Ladungen in der Trägergenerationsschicht in der photoempfindlichen Trommel 1 an den ungeschützten Orten generiert, die die durch die Ladeeinrichtung 2 angelegte negative Ladung aufhebt. Demzufolge wird das statische Potenzial an den belichteten Stellen relativ höher und bildet ein elektrostatisches latentes Bild. Eine Laserabtasteinheit (LSU) mit einen Halbleiterlaser als Lichtquelle kann für diese Belichtungseinrichtung verwendet werden.
In der Entwicklungsregion GA entwickelt die Entwicklereinheit 4 das latente Bild durch Zuführen von Toner zu dem elektrostatischen latenten Bild auf der photoempfindlichen Trommel 1 und erzeugt ein Tonerbild (ein sichtbares Bild) auf der photoempfindlichen Trommel 1. Die Entwicklereinheit 4 beinhaltet eine Entwicklungswalze 41, ein Tonerreservoir zum Aufnehmen von Toner, eine Rührwalze und eine Leistungsquelle. Die Entwicklungswalze 41 ist mit einer dielektrischen Schicht auf ihrer Oberfläche versehen und führt der photoempfindlichen Trommel Toner zu, während sie in der Pfeilrichtung 2 rotiert. Die Rührwalze rührt bzw. durchmischt den Toner und die Träger. Die Leistungsquelle legt eine Entwicklungsvorspannung an die Entvicklungswalze 41 an.
Der Koronalader 5 überträgt das Tonerbild auf ein Blatt P, das von einer Papierzufuhreinrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zugeführt wird, und wirft es an Fixierwalzen 8 aus. Der Koronalader 5 beinhaltet einen Transferabschnitt 15 und einen Abstreifabschnitt 19.
Der Transferabschnitt 15 veranlasst das Blatt P, welches in eine vorbestimmte Transferregion transportiert worden ist, um das Tonerbild auf der photoempfindlichen Trommel 1 zu kontaktieren, wodurch das Tonerbild auf das Blatt P übertragen wird. Das Blatt P wird durch ein Transportelement (in den Zeichnungen nicht gezeigt) in Synchronisation mit der Rotation der photoempfindlichen Trommel 1 in die Transferregion transportiert. Das heißt, der Transferabschnitt 15 beinhaltet eine Hochspannungs-Transferleistungsquelle 16 und einen Endladedraht 54 und legt, mit einer Koronaentladung unter Verwendung der Leistung dieser Leistungsquelle, eine positive Ladung (das heißt, eine Ladung von entgegen gesetzter Polarität als die Polarität des Toners) an das Blatt P an, das in die Transferregion transportiert worden ist. Somit haftet das Blatt P an der photoempfindlichen Trommel 1 an, und kann das Tonerbild auf das Blatt P übertragen werden. Für den Transferabschnitt 15 ist es möglich, zum Beispiel einen Kontaktwalzentyp oder einen Ladertyp-Entlader, versehen mit einer Hochspannungs-Leistungsquelle, zu verwenden.
Der Zweck des Abstreifabschnitts 19 besteht darin, das an der photoempfindlichen Trommel 1 anhaftende Blatt P abzustreifen. Der Abstreifabschnitt 19 beinhaltet eine Abstreif-Leistungsquelle 20, welche eine Hochspannungs-Wechselsignal-Leistungsquelle ist, und einen Entladedraht 94. Mit einer Wechselsignal-Koronalöschung unter Verwendung der Leistung aus dieser Leistungsquelle legt der Abstreifabschnitt 19 eine Ladung derselben Polarität wie der des Toners an das Blatt P an. Dies entfernt die statische Elektrizität von dem Blatt P, so dass sich das Blatt P von der photoempfindlichen Trommel 1 ablöst und aufgrund seiner eigenen Stabilität und seines eigenen Gewichts nach unten sinkt.
Ferner ist eine Abstreifzunge (in den Zeichnungen nicht gezeigt) dem Abstreifabschnitt 19 nachgeschaltet bereitgestellt. Eine scharfe Spitze der Abstreifzunge kontaktiert die photoempfindliche Trommel 1. Blätter P, die sich nicht durch Entfernen ihrer statischen Elektrizität ablösen, werden mit dieser Abstreifzunge wirkungsvoll von der photoempfindlichen Trommel 1 abgestreift.
Die Fixierwalzen 8 fixieren das Tonerbild auf dem Blatt P durch thermales Aufschmelzen. Eine weitere Funktion der Fixierwalzen 8 besteht darin, das Blatt P aus dem Bilderzeugungsgerät auszuwerfen.
Die Reinigungseinrichtung 6 reinigt die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1, um Toner zu sammeln, der nach der Übertragung des Tonerbilds auf der photoempfindlichen Trommel 1 verblieben ist. Der Toner, der mit der Reinigungseinrichtung 6 gesammelt wurde, wird durch eine Förderleitung 51a an einen nachstehend erklärten Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt transportiert, um wieder aufbereitet zu werden.
Nachdem der Resttoner mit der Reinigungseinrichtung 6 abgelöst worden ist, entfernt die Entladeeinrichtung 7 die Ladung von der photoempfindlichen Trommel 1, um sie elektrisch zu initialisieren (auf Nullpotenzial). Eine optische Entladeleuchte oder ein Kontaktentlader können zum Beispiel für die Entladeeinrichtung 7 verwendet werden.
Das folgende ist eine Erklärung des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts 61 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welcher ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung ist. Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 61 stellt die Zusammensetzung des gesammelten Resttoners wieder her, der von der Reinigungseinrichtung 6 gesammelt wurde, und produziert wieder aufbereiteten Toner.
Die Erfinder stellten fest, dass sich die Zusammensetzung des gesammelten Resttoners, der durch die Reinigungseinrichtung gesammelt wird, ändert, weil die Fremdzusatzstoffe, die dem Toner zugesetzt wurden, dadurch abnehmen, dass sie sich während der Bilderzeugung von dem Toner trennen oder in die Tonerteilchen eingebettet werden, und dass seine Förderfähigkeit (die Riesel- bzw. Fließeigenschaften) und Aufladbarkeit (die Fähigkeit, durch Reibung aufgeladen zu werden) abnehmen. Bei der Bilderzeugungsgerät der Erfindung wird die Qualität des Toners durch Hinzufügen des Fremdzusatzstoffs zu dem gesammelten Resttoner im Wesentlichen wieder gewonnen, um seine Zusammensetzung wieder herzustellen, wodurch wieder aufbereiteter Toner produziert wird.
Die grundlegende Zusammensetzung eines Zweikomponenten-Entwicklungstoners ist allgemein wie in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, ist die Hauptkomponente des Toners ein Binderharz. Außer dem Binderharz enthält der Toner einen Farbstoff, ein Pigment, ein Ladungssteuermittel, ein Trennmittel, einen Fremdzusatzstoff und dergleichen. Das Binderharz verbessert die Fähigkeit des Toners zu binden, fixiert zu werden, und durch Reibung aufgeladen zu wer den. Der Farbstoff oder das Pigment färben den Toner und verbessern die Fähigkeit des Toners, durch Reibung aufgeladen zu werden. Das Ladungssteuermittel verbessert die Fähigkeit des Toners, durch Reibung aufgeladen zu werden. Das Trennmittel verbessert die Fähigkeit des Toners, abgelöst zu werden, und verhindert einen Fixierversatz. Der Fremdzusatzstoff verbessert die Fließeigenschaften des Toners, seine Fähigkeit, abgelöst zu werden, und durch Reibung aufgeladen zu werden. Hier bedeutet "Fixierversatz", dass ein Teil des Tonerbilds während des Fixierens auf eine Walze übertragen wird und entwickelt wird.
Es gibt keine Beschränkung auf die bestimmten Bestandteile in dem Binderharz, welche die Hauptkomponente des Toners ist, so lange sie die vorstehend angemerkten Funktionen zeigen. Eine Wärme/Druck-Typ-Walzenfixiereinrichtung einschließlich einer Öl auftragenden Einrichtung für den Fixierabschnitt des Bilderzeugungsgeräts verwendend, ist es geeignet, zum Beispiel ein Homopolymer von Styrol oder seiner Substitutionen, wie beispielsweise Polystyrol, Poly-p-Chlorostyrol oder Polyvinyltoluen; ein Styrol-Copolymer, wie beispielsweise ein Styrol-p-Chlorostyrol-Copolymer, ein Styrol-Vinyltoluen-Copolymer, ein Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, ein Styrol-Akrylat-Copolymer, ein Styrol-Methakrylat-Copolymer, ein Styrol-α-Methyl-Chlormethakrylat-Copolymer, ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Vinylmethylether-Copolymer, ein Styrol-Vinylethylether-Copolymer, ein Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Isopren-Copolymer, ein Styrol-Akrylnitril-Isopren-Copolymer oder ein Styrol-Akrylnitril-Inden-Copolymer; ein Vinylharz, wie beispielsweise Polyvinylehlorid, Polyvinylacetat oder Polyvinylbutylaldehyd; ein Phenolharz; ein denaturiertes Phenolharz; ein denaturiertes Maleinsäureharz; ein (Meth-) Akrylharz, wie beispielsweise ein Akrylharz oder ein Methakrylharz; ein Silikonharz; ein Polyesterharz; ein Polyurethan; ein Polyamidharz; ein Furanharz; ein Epoxidharz; ein Xylolharz; ein Terpentinharz; ein Kumaronindenharz; und andere auf Mineralöl basierende Harze zu verwenden.
Um eine Versatzentwicklung und ein Blockieren und Zusammenbacken von Toner unter Verwendung einer Wärme/Druck-Typ-Fixiereinrichtung, die im Wesentlichen kein Öl anwendet, zu verhindern, wird es bevorzugt, zum Beispiel das vorstehend erwähnte Styrol-Copolymer in kreuzverbundener Form oder ein kreuzverbundenes Polyesterharz zu verwenden. Hier bedeutet "Blockieren von Toner", dass der Toner härtet und seine Fließeigenschaften schlechter werden, und bedeutet "Zusammenbacken von Toner", dass der Toner härtet und zu brockenförmigen Koagulationen zusammen klumpt.
In dem Fall einer Drucktypen-Walzenfixiereinrichtung wird der Toner nur von Druck auf das Papier fixiert. Daher ist es geeignet, zum Beispiel Äthylenharze, wie beispielsweise Polyäthylen, Äthylen-Ethylakrylat-Copolymer, Äthylen-Vinylacetat-Copolymer; Polypropylen; Polymethylen; Polyurethan-Elastomer; ein Ionomerharz; ein Styrol-Copolymer, wie beispielsweise Styrol-Butadien-Copolymer oder ein Styrol-Isopren-Copolymer; ein linearer gesättigter Polyester; oder Paraffin zu verwenden.
Der Farbstoff oder das Pigment können in Übereinstimmung mit der Farbe des Toners wie geeignet ausgewählt werden, so dass es hier keine besondere Beschränkung gibt. In dem Fall von schwarzem Toner ist es zum Beispiel geeignet, Pigmente wie beispielsweise Ruß bzw. Kohlenschwarz, Anilinschwarz, Acetylenschwarz, Phthyalocyaninblau oder Indanthrenblau, oder Farbstoffe wie beispielsweise einen Azo-Farbstoff, einen Anthrachinon-Farbstoff einen Xanthin-Farbstoff oder einen Methen-Farbstoff zu verwenden.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Ladungssteuermittels, und für positives Laden ist es möglich, zum Beispiel eine Salzstruktur, die Kationen mit großem Ionenradius, wie beispielsweise quaternäres Ammonium, und Anionen wie Halogene kombiniert, zu verwenden. Für negatives Laden ist es möglich, zum Beispiel eine Salzstruktur, die Anionen mit großem Ionenradius, mit an ein Metallatom gebondeten Liganden, und Alkalimetall-Anionen kombiniert, zu verwenden.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Trennmittels, und es ist zum Beispiel geeignet, ein Äthylen-Propylen-Copolymer, wie beispielsweise Polyäthylen mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht oder ein Äthylen-Polypropylen-Copolymer mit niedrigem Molekulargewicht; oder ein Wachs, wie beispielsweise ein mikrokristallines Wachs, Carnauba-Wachs, Sazolwachs oder Paraffinwachs zu verwenden.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Fremdzusatzstoffs, aber es ist möglich, Siliziumdioxid (Siliziumoxid: SiO₂)-Pulver, Aluminiumoxid (Aluminiumoxid: Al₂O₃)-Pulver oder Titandioxid (Titanoxid: TiO₂)-Pulver zu verwenden. Unter diesen wird es bevorzugt, Siliziumdioxidpulver zu verwenden. Es wird besonders bevorzugt, einen hydrophoben Fremdzusatzstoff zu verwenden. Dies ist deshalb so, weil ein hydrophober Fremdzusatzstoff umweltbedingte Schwankungen der Ladungsmenge von zum Beispiel des Entwicklungsmittels besser als hydrophile Materialien unterdrücken kann. Insbesondere unter hohen Temperaturen und hohen Drücken nimmt die Ladungsmenge des Toner ab und streut der Toner leicht und bedeckt das Dokument, so dass es sehr wünschenswert ist, den Toner hydrophob zu machen. Demzufolge wird es dann, wenn zum Beispiel Siliziumdioxidpulver als Fremdzusatzstoff ausgewählt wird, bevorzugt, ein Siliziumdioxidpulver mit hoher Hydrophobität von zum Beispiel zumindest 40% Hydrophobisationsgrad zu verwenden. Es wird noch stärker bevorzugt, ein Siliziumdioxidpulver mit zumindest 60% Hydrophobisationsgrad zu verwenden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, war es zuvor nicht bekannt, dass die Abnahme der Fließeigenschaften des gesammelten Resttoners und seiner Fähigkeit, durch Reibung aufgeladen zu werden, von der Verringerung des Fremdzusatzstoffes in der Tonerzusammensetzung verursacht wird. Der Fremdzusatzstoff, wie beispielsweise Siliziumdioxidpulver, wird aus dem Toner entfernt oder wird während der Schritte des Entwickelns, des Übertragens und des Reinigens des Toners in den Toner eingebettet, so dass die Menge des in dem Toner enthaltenen Fremdzusatzstoffes reduziert wird. Daher verschlechtern sich, falls der Resttoner so wie er ist wieder aufbereitet wird, seine Entwicklungseigenschaften, und kann eine ungeeignete Reinigung auftreten. Insbesondere fällt die Menge von Siliziumdioxidpulver, die in Resttoner enthalten ist, der nach dem Reinigungsschritt gesammelt wird, auf etwa 1/5 bis 4/5 der von Frischtoner. Normalerweise beträgt die Menge von Fremdzusatzstoff, der enthalten ist in, wie beispielsweise Siliziumdioxidpulver, enthalten in Frischtoner etwa 0,5 Gewichtsprozent des Tonergewichts.
In diesem Ausführungsbeispiel werden 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent an Fremdzusatzstoff in einer späteren Stufe hinzugefügt, um die Menge an Fremdzusatzstoff in dem gesammelten Resttoner auf das Niveau in Frischtoner wieder herzustellen, welcher etwa 0,5 Gewichtsprozent beträgt. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten Toners, zusammen mit dem Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Entwicklungsmittel, ist der Fremdzusatzstoff für 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent in Bezug auf das Tonergewicht verantwortlich. Daher kann dann, wenn die Fremdzusatzstoffmenge vor der Verwendung 0,5 Gewichtsprozent beträgt, kann der gesammelte Resttoner ohne Probleme verwendet werden, falls er 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent an Fremdzusatzstoff enthält, nachdem der Fremdzusatzstoff hinzugefügt worden ist. Das heißt, dass in Übereinstimmung mit der Erfindung die Toleranz für Differenzen von in einer späteren Stufe hinzugefügtem Fremdzusatzstoff ± 40%, bevorzugt ± 10%, in Bezug auf die Menge an Fremdzusatzstoffs in Frischtoner beträgt.
Wenn Y [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und X [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in gesammeltem Resttoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, dann ist die Menge Z [Gewichtsprozent] von Fremdzusatzstoff, die dem gesammelten Resttoner zuzusetzen ist, so dass die Menge an Fremdzusatzstoff innerhalb von ± 10% der in dem Frischtoner enthaltenen Menge liegt, gegeben durch: Y(1 – 0,1) ≤ X + Z ≤ Y(1 + 0,1) 0, 9Y – X ≤ Z ≤ 1,1Y – X (1)
Demzufolge kann dann, wenn eine Menge von Fremdzusatzstoff in dem durch die Gleichung (1) gegebenen Bereich zugeführt wird, ein wieder aufbereiteter Toner hoher Qualität produziert werden.
Tabelle 2 zeigt bestimmte Beispiele von Fremdzusatzstoffen, die bei der Erfindung verwendet werden. Die Fremdzusatzstoffe der Erfindung sind jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die folgenden Fremdzusatzstoffe sind alle von Nippon Aerosol K.K. Tabelle 2
Konventionelle Verfahren zum Hinzufügen von Siliziumdioxidpulver oder dergleichen als Fremdzusatzstoff zu Frischtoner sind in zum Beispiel den japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen JP-A 5-216267 (1993) und JP-A 8-185101, (1996) offenbart. Diese Verfahren beziehen sich jedoch auf die Herstellung von Frischtoner und sind im Gegensatz zu der Erfindung nicht zur Wiederaufbereitung von Resttoner geeignet.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine konzeptionelle Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Resttoner in dem Bildverarbeitungsabschnitt des Bilderzeugungsgeräts des Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt. Dieses Bilderzeugungsgerät ist mit einem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 61 versehen, welcher wieder aufbereiteten Toner durch Hinzufügen von Fremdzusatzstoff zu dem Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung 6 gesammelt wurde, und Wiederherstellen seiner Zusammensetzung produziert. Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt hat die Funktionen zum Hinzufügen von Fremdzusatzstoff zu dem gesammelten Resttoner, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren, dann den wieder aufbereiteten Toner mit Frischtoner (Frischtoner) zu vermischen, und das Gemisch der Entwicklereinheit 4 zuzuführen.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 61 beinhaltet einen Speicher für gesammelten Resttoner 62, einen Frischtonerspeicher 63, und eine Fremdzusatzstoffkartusche 64. Ein Förderpfad 51 verbindet den Reinigungsabschnitt 6 mit dem Speicher für gesammelten Resttoner 62. Darüber hinaus verbindet ein Förderpfad 67 den Speicher für gesammelten Resttoner 62 mit der Fremdzusatzstoffkartusche 64. Zusätzlich verbindet ein Förderpfad 66 den Speicher für gesammelten Resttoner 62 mit dem Frischtonerspeicher 63. Außerdem verbindet ein Förderpfad 68 den Frischtonerspeicher 63 mit der Entwicklereinheit 4.
Die Fremdzusatzstoffkartusche 64 speichert Fremdzusatzstoff, welchen sie dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner über den Förderpfad 67 zuführt.
Der Speicher 62 für gesammelten Resttoner akkumuliert Resttoner, der mit dem Reinigungsabschnitt 6 gesammelt und durch den Förderpfad 51 zu ihm transportiert wurde. Dann werden der gesammelte Resttoner und der Fremdzusatzstoff, der von der Fremdzusatzstoffkartusche 64 zugeführt wurde, innerhalb dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner unter Rühren vermischt, wodurch wieder aufbereiteter Toner produziert wird. Dieser wieder aufbereitete Toner hat etwa dieselbe Fließfähigkeit und Aufladbarkeit wie Frischtoner.
Der Frischtonerspeicher 63 speichert Frischtoner, sowie wieder aufbereiteten Toner, welcher im Speicher für gesammelten Resttoner 62 produziert wurde und über die Förderpfad 66 zu dem Frischtonerspeicher 63 transportiert worden ist. Der Frischtoner und der wieder aufbereitete Toner werden über den Förderpfad 68 der Entwicklereinheit 4 zugeführt.
Mit dieser Konfiguration wird dann, wenn die Tonermenge in der Entwicklereinheit 4 unter eine vorbestimmte Menge fällt, Toner aus dem Frischtonerspeicher 63 über den Förderpfad 68 dem Entwicklungsabschnitt 4 zugeführt. Und wenn die Menge von gesammeltem Resttoner, die zu dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner transportiert wurde, eine erste vorbestimmte Menge A erreicht, dann wird Fremdzusatzstoff aus der Fremdzusatzstoffkartusche 64 über den Förderpfad 67 dem gesammelten Resttoner zugeführt. Außerdem wird dann, wenn die Menge von gesammeltem Resttoner, die zu dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner transportiert wurde, eine zweite vorbestimmte Menge B erreicht, ohne dass Fremdzusatzstoff aus der Fremdzusatzstoffkartusche 64 zugeführt wird, die Bilderzeugung angehalten.
Hier geben die erste und die zweite vorbestimmte Menge A und B den Bereich der Menge von gesammeltem Resttoner an, die der Menge an Fremdzusatzstoff in der Fremdzusatzstoffkartusche 64 entspricht. Das heißt, wenn die Menge von gesammeltem Resttoner zwischen der ersten vorbestimmten Menge A und der zweiten vorbestimmten Menge B liegt, dann kann wieder aufbereiteter Toner einer geeigneten Zusammensetzung leicht durch Mischen mit dem Fremdzusatzstoff in der Fremdzusatzstoffkartusche 64 produziert werden. In anderen Worten ist es dann, wenn die Menge von gesammeltem Resttoner außerhalb des Bereichs zwischen der ersten vorbestimmten Menge A und der zweiten vorbestimmten Menge B liegt, nicht möglich, einen wieder aufbereiteten Toner hoher Qualität zu produzieren, weil die Zusammensetzung des wieder aufbereiteten Toners auch dann nicht zufrieden stellend wieder gewonnen werden kann, wenn der Fremdzusatzstoff in der Fremdzusatzkartusche 64 hinzugefügt wird. Wie in Gleichung (1) gezeigt ist, kann, falls die erste vorbestimmte Menge A als 0,9Y – X angenommen wird und die zweite vorbestimmt Menge B als 1,1 Y – X angenommen wird, die Menge von dem gesammelten Resttoner zugesetzten Fremdzusatzstoffs innerhalb einem Bereich von ± 10% der Menge an Fremdzusatzstoff, die in Frischtoner enthalten ist, festgelegt werden.
Wenn der Fremdzusatzstoff aus der Fremdzusatzstoffkartusche 64 über den Förderpfad 67 dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner zugeführt wird, wird er in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner 62 gerührt, wird wieder aufbereiteter Toner produziert, und wird der wieder aufbereitete Toner über den Förderpfad 66 dem Frischtonerspeicher 63 zugeführt.
Das Folgende ist eine ausführlichere Erklärung dieser Konfiguration unter Bezugnahme auf 3. 3 stellt die allgemeine Konfiguration des Bilderzeugungsabschnitts eines Bilderzeugungsgeräts in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Entwicklereinheit 4, eine Transfereinrichtung 5, eine Abstreifeinrichtung 8 und die Reinigungseinrichtung 6 sind gegenüber dem Umfang der photoempfindlichen Trommel 1 angeordnet. Außerdem ist der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 61 in dem oberen Abschnitt der Entwicklereinheit 4 bereitgestellt.
Die Entwicklereinheit 4 beinhaltet eine Rührschnecke 4a zum Rühren des Toners und eine Entwicklungswalze 4d zum Zuführen von Toner zu der photoempfindlichen Trommel 1.
Die Reinigungseinrichtung 6 beinhaltet eine Reinigungsklinge 6a zum Abstreifen von Toner, der auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 verblieben ist, und Sammeln dieses Resttoners, und eine Rührschnecke 6b zum Rühren des gesammelten Resttoners, um zu verhindern, dass der gesammelte Resttoner koaguliert.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 61 besteht aus dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner dem Frischtonerspeicher 63 und der Fremdzusatzstoffkartusche 64. Die Fremdzusatzstoffkartusche 64 befindet sich an der Oberseite des Speichers 62 für gesammelten Resttoner, wohingegen der Frischtonerspeicher 63 an einem Ort benachbart zu einer Sei tenwandung des Speichers 62 für gesammelten Resttoner bereitgestellt ist. Der Frischtonerspeicher 63 kann auch an einem Ort benachbart zu einer unteren Wandung des Speichers 62 für gesammelten Resttoner bereitgestellt sein.
Der Förderpfad 51 verbindet den Speicher 62 für gesammelten Resttoner mit der Reinigungseinrichtung 6, und Resttoner, der in der Reinigungseinrichtung 6 gesammelt wurde, wird mit einer (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Schnecke, die in dem Förderpfad 51 bereitgestellt ist, zu dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner transportiert. Ein Öffnungsabschnitt 67a verbindet die Fremdzusatzstoffkartusche 64 mit dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner. Ein Öffnungsabschnitt 66a verbindet den Speicher 62 für gesammelten Resttoner mit dem Frischtonerspeicher 63. Der Öffnungsabschnitt 66a ist mit einer Teilerplatte 66b versehen, welche mit einer Öffnungs- und Schließeinrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden kann. Eine Tonerzufuhrwalze 68a verbindet den Frischtonerspeicher 63 mit der Entwicklereinheit 4.
Ein Fremdzusatzstoff ist in der Fremdzusatzstoffkartusche 64 gespeichert. Der Speicher 62 für gesammelten Resttoner ist mit einer Rührschnecke 62a und einem Sensor 71 für gesammelten Resttoner versehen. Die Rührschnecke 62a ist eine Rühreinrichtung zum Rühren von Fremdzusatzstoff, der aus der Fremdzusatzstoffkartusche 64 zugeführt wurde, und von gesammeltem Resttoner, der über den die Förderpfad 51 gefördert wurde. Der Tonersensor 71 ist eine Erfassungseinrichtung für gesammelten Resttoner zum Erfassen der Tonermenge, die sich in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner angesammelt hat. Dieser Tonersensor 71 misst das Gewicht des gesammelten Resttoners, der sich im Speicher 62 für gesammelten Resttoner 62 angesammelt hat, und erfasst dadurch die Menge an gesammeltem Resttoner. Der Frischtonerspeicher 63 ist mit einem Frischtonersensor 91 versehen, welcher eine Frischtoner-Erfassungseinrichtung ist zum Erfassen der Tonermenge, die sich im Frischtonerspeicher 63 angesammelt hat. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Frischtonersensors 91, so lange er eine Tonermenge erfassen kann, und es ist zum Beispiel geeignet, einen optischen Reflexionssensor, einen Ultraschallsensor oder einen Gewichtssensor zu verwenden.
Gesammelter Resttoner, der mit der Entwicklungswalze 4d der Entwicklereinheit 4 der photoempfindlichen Trommel 1 zugeführt wurde und verblieben ist, ohne durch die Transfereinrichtung 5 auf das Transfermaterial P übertragen worden zu sein, wird mit der Reinigungsklinge 6e der Reinigungseinrichtung 6 abgeschabt und wird gesammelt. Der gesammelte Resttoner wird mit der Rührschnecke 6b gerührt, so dass er nicht koaguliert. Dann wird der gesammelte Resttoner von einer Schnecke (in den Zeichnungen nicht gezeigt) in dem Förderpfad 51 zu dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts 61 transportiert. Falls der Sensor 71 für gesammelten Resttoner erfasst, dass die Menge des gesammelten Resttoners in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner in dem Bereich zwischen der ersten vorbestimmten Menge A und der zweiten vorbestimmten Menge B liegt, dann wird Fremdzusatzstoff aus der Fremdzusatzstoffkartusche zugeführt. Der zugeführte Fremdzusatzstoff und der gesammelte Resttoner werden unter Rühren mit der Rührschnecke 62a vermischt, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren. Nach dem Rühren für eine vorbestimmte Zeit bringt die Öffnungs- und Schließeinrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) die Teilerplatte 66b in die offene Position, und der wieder aufbereitete Toner wird dem Frischtonerspeicher zugeführt. Der Frischtoner und der wieder aufbereitete Toner, die sich in dem Frischtonerspeicher 63 angesammelt haben, werden mit der Förderwalze 68a der Entwicklereinheit 4 zugeführt und unter Rühren mit der Rührschnecke 4a vermischt. Dann führt die Entwicklungswalze 4d den Frischtoner und den wiederaufbereiteten Toner der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 zu.
4A und 4B zeigen eine allgemeine Konfiguration der Entwicklereinheit 4 und des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts 61 und das äußere Erscheinungsbild der Fremdzusatzstoffkartusche 64. Die Entwicklereinheit 4 und der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt sind kastenförmig, und der Frischtonerspeicher 63 ist benachbart zu einer Seitenwandung des Speichers 62 gesammelten Resttoner bereitgestellt. Außerdem sind der Speicher 62 für gesammelten Resttoner und der Frischtonerspeicher 63 benachbart zu einer oberen Wandung der Entwicklereinheit 4 bereitgestellt. Ein Abschnitt der oberen Wandung des Speichers 62 für gesammelten Resttoner ist mit einem rohrförmigen Förderpfad 51 versehen, und die Fremdzusatzstoffkartusche 64 ist lösbar bzw. abnehmbar benachbart zu der oberen Wandung des Speichers 62 für gesammelten Resttoner bereitgestellt.
Die Fremdzusatzstoffkartusche 64 speichert eine vorbestimmte Menge von Fremdzusatzstoff, und die Unterseite der Fremdzusatzstoffkartusche 64 ist mit einem Öffnungsabschnitt 64a versehen. Dieses Öffnungsabschnitt 64a ist durch ein Heißsiegel 65 versiegelt, welches durch Ziehen eines nach außen ragenden Abschnitts leicht abgezogen werden kann.
Die Fremdzusatzstoffkartusche 64 ist mit dem Öffnungsabschnitt 64a gegenüber einem Öffnungsabschnitt 62a in der oberen Wandung des Speichers 62 für gesammelten Resttoner angebracht angeordnet. In dieser Situation wird das Heißsiegel 65 durch Ziehen des nach außen ragenden Abschnitts abgezogen, wodurch der Fremdzusatzstoff in der Fremdzusatzstoffkartusche 64 über den Öffnungsabschnitt 64a und den Öffnungsabschnitt 62a dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner zugeführt wird.
Nach dem Zuführen des wieder aufbereiteten Toners kann die Fremdzusatzstoffkartusche 64 durch eine neue Kartusche ausgetauscht werden, so dass ein weiteres Hinzufügen von Fremdzusatzstoff zu dem gesammelten Resttoner sofort folgen kann.
5A und 5B zeigen die Konfiguration des Verbindungsabschnitts zwischen dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner und dem Förderpfad 51. Wie in 5A gezeigt ist, ist eine Einrichtung 72 zum Beseitigen von Fremdkörpern, welche Papierzeilchen oder koagulierten Toner trennt und beseitigt, an dem Förderport, durch welchen gesammelter Resttoner von dem Förderpfad 51 zu dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner gefördert wird, bereitgestellt. Wie in 5B gezeigt ist, ist die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 72 tassenförmig, mit einem aus einem Netz 73 hergestellten Bodenabschnitt, und lösbar Speicher an dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner angebracht. Mit dieser Struktur können getrennte und beseitigte Fremdkörper leicht entfernt werden. Es ist auch möglich, die Gesamtheit der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 72 aus einem Netz zusammen zu setzen.
Für die Größe der Löcher in dem Netz 13 wird ein Bereich von zumindest 20 μm und höchstens 200 μm, welches größer ist als die Teilchengröße des hindurch tretenden gesammelten Resttoners und kleiner als die Teilchengröße von Fremdkörpern, die zu beseitigen sind, bevorzugt. Die Teilchengröße des Toner beträgt normalerweise 5 bis 15 μm, wohingegen die Mindestteilchengröße von Fremdkörpern 200 μm beträgt, so dass bei einer Festlegung der Größe der Löcher in dem Netz 73 auf diesen Bereich Fremdkörper oder dergleichen nicht durch das Netz gelangen, so dass sie zuverlässig getrennt und beseitigt werden können, und ein Verstopfen des Netzes mit gesammeltem Resttoner vermieden werden kann. Außerdem, verbessert das Behindern des Hindurchgelangens von relativ kleinen Tonerkoagulationen von etwa 60 bis 180 μm sogar weiter die Bildqualität, so dass es weiter stärker zu bevorzugen ist, die Größe der Löcher in dem Netz 73 auf einen Bereich von 20 bis 50 μm festzulegen.
Das Folgende ist eine Erklärung der Tonerwiederaufbereitung in diesem Bilderzeugungsgerät. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Steuersystems zum Steuern des Betriebsablaufs des Bilderzeugungsgeräts zeigt. Dieses Steuersystem beinhaltet einen Steuerabschnitt 80, einen Tonerdetektor 70, einen Anzeigeabschnitt 92, der als eine Benachrichtigungseinrichtung dient, eine Fördersystem-Ansteuerschaltung 93, und einen Betriebsabschnitt 94.
Der Steuerabschnitt 80 beinhaltet eine Restmengen-Erfassungsschaltung 81 und eine CPU 82, bereitgestellt in einer Haupteinheit des Bilderzeugungsgeräts. Der Tonerdetektor 70 beinhaltet einen Sensor 71 für gesammelten Resttoner und einen Frischtonersensor 91.
Die CPU 82 ist mit der Restmengen-Erfassungsschaltung 81, dem Anzeigebschnitt 92, der Fördersystem-Ansteuerschaltung 93 und dem Betriebsabschnitt 94 verbunden. Die Restmengen-Erfassungsschaltung 81 ist mit dem Sensor 71 für gesammelter Resttoner und dem Frischtonersensor 91 verbunden.
Ein Signal, das der Tonermenge in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner entspricht, erfasst mit dem Sensor 71 für gesammelten Resttoner, und ein Signal, das der Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 63 entspricht, erfasst mit dem Frischtonersensor 91, werden an die Restmengen-Erfassungsschaltung 81 gesendet.
Auf der Grundlage der von dem Sensor 71 für gesammelten Resttoner und dem Frischtonersensor 91 gesendeten Signale ermittelt die Restmengen-Erfassungsschaltung 81 die Tonermengen in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner und dem Frischtonerspeicher 63, und gibt ein Signal entsprechend diesen Mengen an die CPU 82 aus.
Auf der Grundlage des von der Restmengen-Erfassungsschaltung 81 gesendeten Signals steuert die CPU 82 den Anzeigeabschnitt 92 und die Fördersystem-Steuerschaltung 93. Die CPU 82 erfasst auch Betriebssignale, die der Benutzer mit in dem Betriebsabschnitt 94 bereitgestellten Betriebstasten eingibt.
Der Anzeigeabschnitt 92 ist eine Flüssigkristallanzeige (in den Zeichnungen nicht gezeigt) auf dem Bilderzeugungsgerät. Es wird angemerkt, dass die Flüssigkristallanzeige nur als ein Beispiel für einen Anzeigeabschnitt 92, der als Benachrichtigungseinrichtung dient, gegeben wird, und es auch möglich ist, Benachrichtigungseinrichtungen zu verwenden, die den Benutzer mittels einem Stimmensynthesizer oder einem Summer benachrichtigen.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prozedur des Tonerwiederaufbereitungsprozesses in diesem Bilderzeugungsgerät darstellt. Wenn der Benutzer eine Starttaste (in den Zeichnungen nicht gezeigt) betätigt, die in dem Betriebsabschnitt 94 auf dem Bilderzeugungsgerät bereitgestellt ist, um die Bilderzeugung zu beginnen, erfasst zunächst die CPU 82 die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 63 mit dem Frischtonersensor 91. Aus dem Ergebnis dieser Erfassung wird ermittelt, ob die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 63 gleich oder höher als eine vorbestimmte Menge ist (s1). Falls die CPU 82 ermittelt, dass die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 63 kleiner ist als diese vorbestimmte Menge, dann veranlasst sie die Fördersystem-Ansteuerschaltung 93, die Bilderzeugung anzuhalten, bis der Benutzer Frischtoner aufgefüllt hat (s8). Dann wird die Tatsache, dass das Auffüllen von Frischtoner notwendig ist, auf dem Anzeigeabschnitt 92 angezeigt (s9).
Falls andererseits die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 63 gleich oder höher als diese vorbestimmte Menge ist, dann erfasst die CPU 82 die Tonermenge in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner mit dem Sensor 71 für gesammelten Resttoner. Aus dem Ergebnis dieser Erfassung wird ermittelt, ob die Tonermenge in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner gleich oder höher als eine erste vorbestimmte Menge A ist (s2).
Falls die CPU 82 ermittelt, dass die Tonermenge in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner kleiner als die erste vorbestimmte Menge A ist, dann führt sie die Bilderzeugung aus (s6). Falls die Tonermenge in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner gleich oder höher als die erste vorbestimmte Menge A ist, dann zeigt die CPU 82 eine Mitteilung auf dem Anzeigeabschnitt 92 an, dass es Zeit ist, wieder aufbereiteten Toner zu produzieren. Der Benutzer zieht das Heißsiegel 65, das die Fremdzusatzstoffkartusche 64 versiegelt, ab, um den Fremdzusatzstoff in den Speicher 62 für gesammelten Resttoner zu laden, und betätigt dann eine "Laden bendet"-Taste auf dem Betriebsabschnitt 94 (s4). Die CPU 82 entscheidet, dass der Fremdzusatzstoff in den Speicher 62 für gesammelten Resttoner geladen wurde, und der Fremdzusatzstoff und der gesammelte Resttoner werden unter Rühren mit der Rührschnecke in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner vermischt, wodurch wieder aufbereiteter Toner produziert wird (s3).
Nach dem Rühren für eine vorbestimmte Zeit aktiviert die CPU 82 die Öffnungs- und Schließeinrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt), und die Teilerplatte 66b, die zwischen dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner und dem Frischtonerspeicher 63 angeordnet ist, wird geöffnet. Dann wird der wieder aufbereitete Toner in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner in den Frischtonerspeicher 63 nachgefüllt (s14). Wenn der wieder aufbereitete Toner dem Frischtonerspeicher 63 zugeführt worden ist, und der Sensor 71 für gesammelten Resttoner erfasst, dass der wieder aufbereitete Toner in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner näherungsweise entleert ist (s15), dann führt die CPU 82 die Teilerplatte durch Aktivieren der Öffnungs- und Schließeinrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) in die geschlossene Position, damit die Zufuhr wieder aufbereiteten Toners zu dem Frischtonerspeicher 63 beendend, und kehrt zu s1 in dem Prozess zurück.
Falls der Fremdzusatzstoff zugesetzt wird, während der Fremdzusatzstoff in dem Bereich zwischen der ersten vorbestimmten Menge A und der zweiten vorbestimmten Menge B liegt, dann ist es möglich, wieder aufbereiteten Toner von hoher Qualität zu produzieren. Demzufolge erfasst dann, wenn der Fremdzusatzstoff nicht zugesetzt wird, und die "Laden beendet"-Taste (in den Zeichnungen nicht gezeigt) auf dem Betriebsabschnitt 94 nicht betätigt wird, obwohl der Anzeigeabschnitt 92 die Mitteilung angezeigt hat, dass es Zeit ist, wieder aufbereiteten Toner zu produzieren (s4), die CPU 82 die Tonermenge in dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner mit dem Sensor für gesammelten Resttoner, und entscheidet, ob die Tonermenge nicht weniger ist als eine zweite vorbestimmte Menge B (B ≤ A) (s5). Falls die gesammelte Resttonermenge weniger ist als die zweite vorbestimmte Menge B, dann wird die Bilderzeugung fortgesetzt (s6).
Falls andererseits die gesammelte Resttonermenge die vorbestimmte zweite Menge B erreicht hat, hält die CPU 82 die Bilderzeugung mit der Fördersystem-Ansteuerschaltung 93 des Bilderzeugungsgeräts an (s10) und zeigt auf dem Anzeigeabschnitt 92 die Mitteilung an, dass Frischtoner aufgefüllt werden muss (s11).
Nachdem der Benutzer das Heißsiegel 65 der Fremdzusatzstoffkartusche 64 abgezogen hat und den Fremdzusatzstoff dem Speicher 62 für gesammelten Resttoner zuführt, betätigt der Benutzer die "Laden beendet"-Taste (in den Zeichnungen nicht gezeigt), die in dem Betriebsabschnitt 94 bereitgestellt ist (s11). Die CPU 82 entscheidet, dass Fremdzusatzstoff in den Speicher 62 für gesammelten Resttoner geladen worden ist, und führt die vorstehend beschriebenen Schritte s13 bis s15 durch.
Falls die "Laden beendet"-Taste (in den Zeichnungen nicht gezeigt) in dem Betriebsabschnitt 94 nach dem Auffüllen des Fremdzusatzstoffs nicht betätigt wird (s12), dann entscheidet die CPU 82, dass Fremdzusatzstoff nicht zugesetzt worden ist, und zeigt die Mitteilung auf dem Anzeigeabschnitt 92 an, dass es notwendig ist, Frischtoner aufzufüllen (s11), während sie die Bilderzeugung unterbricht.
Auf diese Art Weise konzentriert sich die Erfindung auf die Tatsache, dass der Grund für die funktionale Verschlechterung des gesammelten Resttoners die Änderung der Zusammensetzung des Toners aufgrund einer Reduktion des Fremdzusatzstoffes ist. Mit diesem Gedanken wird die Qualität der geänderten Zusammensetzung durch Hinzufügen von Fremdzusatzstoff zu dem gesammelten Resttoner in dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 61 der Erfindung wieder hergestellt, um den Toner im Wesentlichen wieder herzustellen, so dass ein wieder aufbereiteter Toner hoher Qualität erhalten werden kann. Somit ist es mit dem Bilderzeugungsgerät der Erfindung möglich, das Bedecken des Dokuments mit Toner und das Streuen von Toner zu unterdrücken, und Bilder mit konsequent richtiger Bilddichte auszugeben.
Das Folgende ist eine Erklärung des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts 161 in einem zweiten Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsgeräts 100 der Erfindung. In dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 in dem zweiten Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsgeräts 100 wird die Qualität des Toners durch Wiederherstellen der Zusammensetzung des gesammelten Resttoners im Wesentlichen wieder hergestellt. Das heißt, die Konzentration des Fremdzusatzstoffes in dem Toner wird durch Mischen des gesammelten Resttoners, in welchem die Fremdzusatzstoffkonzentration abgenommen hat, mit Toner mit einer Fremdzusatzstoffkonzentration, die höher ist als die von Frischtoner (nachstehend auch als "Hochkonzentrationstoner" bezeichnet) unter Rühren stabilisiert.
Das Folgende ist eine Erklärung der Menge des Fremdzusatzstoffs, die in den, wenn wieder aufbereiteter Toner produziert wird, zu vermischenden Hochkonzentrationstoner gemischt ist. Die Fremdzusatzstoffe, die in diesem Bilderzeugungsgerät verwendet werden können, sind dieselben wie diejenigen, die in der vorstehenden Tabelle 2 gezeigt sind.
Im Allgemeinen beträgt die Fremdzusatzstoffkonzentration in dem Frischtoner etwa 0,5 Gewichtsprozent (relativ zu dem Tonergewicht). Andererseits nimmt die Menge des Fremdzusatzstoffes, die in dem gesammelten Resttoner enthalten ist, auf etwa 1/5 bis 4/5 der des Frischtoners ab. Daher wird es, um die Menge an Fremdzusatzstoff, die in dem wieder aufbereiteten Toner enthalten ist, auf denselben Wert wie den von Frischtoner zurückzuführen, bevorzugt, dass die Menge an Fremdzusatzstoff, die dem gesammelten Resttoner zugesetzt wird, etwa 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent des gesammelten Resttoners beträgt.
Es wird angemerkt, dass es nicht notwendig ist, die Fremdzusatzstoffkonzentration in dem wieder aufbereiteten Toner exakt gleich der von Frischtoner zu machen. Das heißt, es wird bevorzugt, dass die Fremdzusatzstoffkonzentration des wieder aufbereiteten Toners innerhalb eines Bereichs von ± 40%, stärker bevorzugt ± 10%, der Fremdzusatzstoffkonzentration von Frischtoner liegt.
Demzufolge wird es, falls die Fremdzusatzstoffkonzentration des Frischtoners zum Beispiel 0,5 Gewichtsprozent beträgt, bevorzugt, dass die Fremdzusatzstofikonzentration in dem wieder aufbereiteten Toner in dem Bereich von 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt 0,45 bis 0,55 Gewichtsprozent, liegt.
Folglich ist dann, wenn Y [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in dem Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und X [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in dem gesammelten Resttoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, das Gewichtsverhältnis A [Gewichtsprozent] von Fremdzusatzstoff, der zu dem gesammelten Resttoner zuzusetzen ist, so dass die Menge an Fremdzusatzstoff innerhalb von ± 10% der in Frischtoner enthaltenen Menge liegt, gegeben durch: Y(1 – 0,1) ≤ X + A ≤ Y(1 + 0,1) 0,9Y – X ≤ A ≤ 1,1Y – X (2)
Falls eine Menge von Fremdzusatzstoff in dem durch Gleichung (2) gegebenen Bereich aufgefüllt wird, dann kann ein wieder aufbereiteter Toner hoher Qualität produziert wer den. Demzufolge ist es, um denselben Effekt durch Vermischen von Hochkonzentrationstoner und Resttoner, ohne die Qualität des Hochkonzentrationstoners als bei einem Hinzufügen von Fremdzusatzstoff zu verschlechtern, zu erzielen, geeignet, das Gewichtsverhältnis Y [Gewichtsprozent] von in frischem Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff zu jeder Seite der Gleichung (2) zu addieren. Dies ergibt die folgende Gleichung: 0,9Y – X + Y ≤ A + Y ≤ 1,1Y – X + YWenn die Fremdzusatzstoffkonzentration des Hochkonzentrationstoners als Z angenommen wird, beträgt die Fremdzusatzstoffkonzentration Z: Z = A + YDaher 1,9Y – X ≤ Z ≤ 2,1 Y – X (3)Wenn zum Beispiel die Fremdzusatzstoffkonzentration von Frischtoner 0,5 Gewichtsprozent beträgt und 100g Toner gesammelt wird, in welchem die Menge an Fremdzusatzstoff auf 0.25 Gewichtsprozent abgenommen hat, ist es, um wieder aufbereiteten Toner mit einer Fremdzusatzstoffkonzentration innerhalb einem Bereich von ± 10% der Fremdzusatzstoffkonzentration von Frischtoner zu erhalten, gemäß Gleichung (3) notwendig, zu den 100g gesammeltem Toner 100g Hochkonzentrationstoner beizumischen, der den Fremdzusatzstoff in einem Gewichtsverhältnis von: 0,7 ≤ Z ≤ 0,8 (4))enthält.
In dem Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wird der vorstehend beschriebene Hochkonzentrationstoner verwendet. Konventionelle Verfahren zum Hinzufügen von Siliziumdioxidpulver oder dergleichen als Fremdzusatzstoff zu Frischtoner sind in zum Beispiel den Druckschriften JP-A 5-216267 und JP-A 8-185101 offenbart. Diese Verfahren beziehen sich jedoch auch die Herstellung von Frischtoner und sind nicht zur Wiederaufbereitung von Resttoner geeignet.
Bezug nehmend auf 8 ist das Folgende ist eine Erklärung der allgemeinen Konfiguration zum Vermischen von Hochkonzentrationstoner mit dem gesammelten Resttoner unter Rühren, wie vorstehend beschrieben wurde. 8 ist ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konfiguration für die Wiederaufbereitung von Toner in diesem Bilderzeugungsgerät zeigt.
Bei diesem Bilderzeugungsgerät wird der mit der Reinigungseinrichtung 6 gesammelte Resttoner zu dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 transportiert, und wird wieder aufbereiteter Toner durch Vermischen von Hochkonzentrationstoner mit dem gesammelten Resttoner in dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 unter Rühren produziert. Dann wird gemischter Toner durch Vermischen des wieder aufbereiteten Toners und Frischtoner unter Rühren produziert, und dieser gemischte Toner wird der Entwicklereinheit 4 zugeführt. Dann wird der gemischte Toner von der Entwicklereinheit 4 dem auf der photoempfindlichen Trommel 1 erzeugten elektrostatischen latenten Bild zugeführt.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 beinhaltet einem Speicher 162 für gesammelten Resttoner, einen Frischtonerspeicher 163, und einen Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164. Die Reinigungseinrichtung 6 und der Speicher 162 für gesammelten Resttoner sind durch einen Förderpfad 151 verbunden. Der Speicher 162 für gesammelten Resttoner und der Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 sind durch einen Förderpfad 166 verbunden. Der Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 und der Frischtonerspeicher 163 sind durch einen Förderpfad 168 verbunden. Der Frischtonerspeicher 163 und die Entwicklereinheit 4 sind durch einen Förderpfad 167 verbunden.
Der Speicher 162 für gesammelten Resttoner ist der Ort, an dem Resttoner, der durch die Reinigungseinrichtung 6 gesammelt wurde und über den Förderpfad 151 transportiert wurde, akkumuliert wird.
Der Hochkonzentrationstoner -Aufnahmeabschnitt 164 ist der Ort, an dem der frische Hochkonzentrationstoner mit der Fremdzusatzstoffkonzentration wie in Gleichung (3) definiert untergebracht ist. Außerdem wird Resttoner, der im Speicher 162 für gesammelten Resttoner angesammelt worden ist, über den Förderpfad 166 zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 transportiert. Dann werden gesammelter Resttoner und Hochkonzentrationstoner gerührt und vermischt, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren. Dieser wieder aufbereitete Toner hat näherungsweise dieselbe Fließfähigkeit und Aufladbarkeit wie Frischtoner.
Der Frischtonerspeicher 163 ist der Ort, an dem Frischtoner akkumuliert wird. Es ist auch der Ort, um Mischtoner durch Vermischen von wieder aufbereitetem Toner, der über den Förderpfad 168 an ihn transportiert wurde, und den Frischtoner unter Rühren zu produzieren. Dieser Mischtoner wird über den Förderpfad 167 zu der Entwicklereinheit 4 transportiert. Dann wird der Mischtoner von der Entwicklereinheit 4 der photoempfindlichen Trommel 1 zugeführt.
Bezug nehmend auf 9 ist das Folgende eine Erklärung einer bestimmten Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Toner. 9 ist eine Schnittansicht Ansicht, die die allgemeinen Konfiguration des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts 161 zeigt.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 ist an der Oberseite des Entwicklerabschnitts 4 bereitgestellt. Wie vorstehend erwähnt wurde, beinhaltet der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 einen Speicher 162 für gesammelten Toner, einen Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164, und einen Frischtonerspeicher 163, welche neben einander angeordnet sind. Der Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 ist eine kastenförmige Kartusche, die eine vorbestimmte Menge von Hochkonzentrationstoner aufnimmt, und ist lösbar angebracht. Die Oberseite des Frischtonerspeichers 163 ist mit einem Öffnungsabschnitt Teil 163a und einem Deckel 163b versehen, so dass eine vorbestimmte Menge von Frischtoner untergebracht werden kann und Frischtoner zugeführt werden kann. Außerdem ist der Förderpfad 166 zwischen dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner und dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 ist mit einer Teilerplatte 166a versehen, welche geöffnet und geschlossen werden kann. Darüber hinaus ist der Förderpfad 168 zwischen dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 und dem Frischtonerspeicher 163 mit einer Teilerplatte 168a versehen, die geöffnet und geschlossen werden kann.
Das Förderrohr 151a ist eine hohles Rohr und beinhaltet eine Fördereinrichtung, wie beispielsweise die Förderschnecke 153 im Inneren desselben. Gesammelter Resttoner, welcher mit der Fördereinrichtung in dem Förderpfad 151 von der Reinigungseinrichtung 6 (in der Zeichnung nicht gezeigt) gefördert worden ist, wird durch den Öffnungsabschnitt, der an der Oberseite des Speichers 162 für gesammelten Resttoner bereitgestellt ist, eingefüllt. Dieser Öffnungsabschnitts ist mit einer Einrichtung 172 zum Beseitigen von Fremdkörpern, bestehend aus einem internen Deckelabschnitt, der wie ein Behälter geformt ist, welche in den gesammelten Resttoner gemischte Fremdkörper beseitigt und nur gesammelten Resttoner hindurch lässt, versehen. Die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 wird nachstehend detailliert erklärt.
Der Boden des Speichers 162 für gesammelten Resttoner ist mit einem Tonerdetektor 171 zum Erfassen der Menge von Resttoner, die gesammelt wurde, versehen. Für diesen Tonerdetektor 171 ist zum Beispiel ein Gewichtssensor, der das Gewicht des Resttoners, der sich im Speicher 162 für gesammelten Resttoner angesammelt, misst, geeignet.
Wenn der Detektor 171 für gesammelten Resttoner erfasst, dass der Resttoner einer vorbestimmten Menge entspricht, wird die Teilerplatte 166a, die den Verbindungsöffnungsabschnitt 166 verschließt, geöffnet, und wird gesammelter Resttoner in den Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 geladen.
Eine Rührwalze 164a ist nahe der Teilerplatte 168a in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 angeordnet, und wieder aufbereiteter Toner wird durch Vermischen, unter Rühren, einer vorbestimmten Menge von Hochkonzentrationstoner, der in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 gespeichert ist, und einer vorbestimmten Menge von gesammeltem Resttoner, der aus dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner 162 geladen wurde, produziert. Vermischend für eine vorbestimmte Zeit wird die Teilerplatte 168a, welche den Förderpfad 168 verschließt, verschoben und wird der Förderpfad 168 geöffnet, so dass wieder aufbereiteter Toner durch die Rührwalze 164a in den Frischtonerspeicher 163 gefördert wird.
Eine Auffüllwalze 167a ist nahe dem Förderpfad 167 des Frischtonerspeichers 163 angeordnet. Diese Auffüllwalze 167a produziert Mischtoner, durch Vermischen unter Rühren, einer vorbestimmten Menge von Frischtoner, der im Inneren gespeichert ist, und einer vorbestimmten Menge von wieder aufbereitetem Toner, der aus dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 gefördert wurde. Der Mischtoner wird der Entwicklereinheit 4 zugeführt. Eine geschäumte elastische Walze wird für die Auffüllwalze 167a verwendet.
Außerdem ist der Frischtonerspeicher 163 mit einem Tonerdetektor 191 zum Erfassen der Tonermenge im Inneren des Frischtonerspeichers 163 versehen. Für diesen Tonerdetektor 191 ist es zum Beispiel geeignet, einen Gewichtssensor, der das Gewicht des Toners, der sich angesammelt hat, oder einen optischen Reflexionssensor zu verwenden.
Die Oberseite des Frischtonerspeichers 163 ist mit einem Öffnungsabschnitt und einem Deckel 163b zum Auffüllen von Frischtoner versehen. Wenn Frischtoner aufgefüllt wird, wird der Deckel 163b entfernt, und wird Frischtoner aus dem Öffnungsabschnitt aufgefüllt.
Eine Entwicklungswalze 141, die im Inneren der Entwicklungseinheit 4 angeordnet ist, führt den der Entwicklereinheit 4 zugeführten Mischtoner dem auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 erzeugten elektrostatischen latenten Bild zu, wodurch das elektrostatische latente Bild als ein Tonerbild sichtbar gemacht wird.
Bezug nehmend auf 10A und 10B ist das Folgende eine Erklärung der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172, die nahe dem Öffnungsabschnitt auf der Oberseite des Speichers 162 für gesammelten Resttoner 162 bereitgestellt ist. 10A und 10B sind eine Schnittansicht Ansicht und eine perspektivische Ansicht, die die allgemeine Konfiguration der Einrichtung 172 zum Beseitigen von Fremdkörpern zeigen.
Wie vorstehend angemerkt ist der Speicher 162 für gesammelten Resttoner mit der Einrichtung 172 zum Beseitigen von Fremdkörpern versehen, die in dem Öffnungsabschnitt auf der Oberseite des Speichers 162 für gesammelten Resttoner bereitgestellt ist, angeord net an einem Ende des Förderpfads 151 wie in 4 gezeigt, um Verunreinigungen wie Fremdkörper, wie beispielsweise Papierteilchen oder Tonerkoagulationen vom gesammeltem Resttoner zu beseitigen. Die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 besteht aus einem behälterförmigen, inneren Tassenabschnitt und ist mit einem Netz 175 an seiner Unterseite versehen. Die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 ist lösbar in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner bereitgestellt, so dass Fremdkörper oder Tonerkoagulationen leicht und zuverlässig einfach durch Lösen bzw. Abnehmen der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 von dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner entfernt werden können.
Für die Größe der Löcher in dem Netz 175 wird ein Bereich von zumindest 20 μm und höchstens meisten 200 μm, welches größer ist als die Teilchengröße des gesammelten Resttoners, der durch es hindurch tritt, und kleiner ist als die Teilchengröße von zu beseitigenden Fremdkörpern, bevorzugt. Die Teilchengröße des Toner beträgt normalerweise 5 bis 15 μm, wohingegen die Mindestteilchengröße von Fremdkörpern 200 μm beträgt, so dass das Festlegen der Größe der Löcher in dem Netz 175 auf diesen Bereich Fremdkörper oder dergleichen nicht durch das Netz 175 gelangen, so dass sie zuverlässig getrennt und beseitigt werden können, und ein Verstopfen des Netzes mit gesammeltem Resttoner vermieden werden kann. Außerdem verbessert das Behinderns des Hindurchtretens von relativ kleinen Tonerkoagulationen von etwa 60 bis 180 μm die Bildqualität nochmals weiter, so dass es nochmals stärker bevorzugt wird, die Größe der Löcher in dem Netz 175 auf einen Bereich von 20 bis 50 μm festzulegen.
Wenn hierbei die Größe der Öffnungsabschnitte in dem Netz 175 auf diesen Bereich festgelegt wurde und sich Fremdkörper, wie beispielsweise Papierteilchen, oder Tonerkoagulationen zunehmend in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 ansammeln, dann haftet gesammelter Resttoner einer Partikelgröße, die kleiner ist als die Öffnungsabschnitte in dem Netz 175, und welcher wieder verwendbar ist, an den Fremdkörpern an und sammelt sich ebenfalls in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 an. Dies ist der Grund, weshalb eine Rührschnecke 173, die als eine Fremdkörper-Rühreinrichtung zum Rühren der Fremdkörper und Tonerkoagulationen usw., die sich in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 angesammelt haben, auf der Innenseite der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 angeordnet ist. Die Inhalte der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 mit dieser Rührschnecke 173 rührend tritt wieder aufbereiteter Toner kleiner Teilchengröße durch das Netz 175 hindurch und sammelt sich in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner an, welches den Nutzungsfaktor des wieder aufbereiteten Toners verbessert. Da es nicht notwendig ist, die angesammelten Inhalte der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 die ganze Zeit zu rühren, ist es möglich, die Rührschnecke 173 selbsttätig rotieren zu lassen, oder sie mit der in dem Förderpfad 151 für den gesammelten Resttoner bereitgestellten Förderschnecke 153 zu verbinden und diese zusammen rotieren zu lassen. Die Rührschnecke 173 ist in einer verschiebbaren Art angeordnet, so dass die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 leicht abgenommen werden kann.
Ein Fremdkörpersensor 174, der als Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Menge an Inhalt, der sich in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 angesammelt hat, ist nahe der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 bereitgestellt. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Fremdkörpersensors 174, so lange er die Menge erfassen kann, die sich in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 angesammelt hat, und es ist zum Beispiel geeignet, einen optischen Reflexionssensor, einen Ultraschallsensor oder einen Gewichtssensor zu verwenden.
Somit kann das Auftreten von Bildmängeln und Schäden auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 durch Beseitigen von Fremdkörpern und Tonerkoagulationen in dem gesammelten Resttoner mit dem Netz 175 in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner vermieden werden.
Bezug nehmend auf 11 ist das Folgende ist eine Erklärung der Konfiguration eines Steuersystems für die Wiederaufbereitung von Toner in diesem Bilderzeugungsgerät. 11 ist ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konfiguration eines Steuersystems zeigt, das den Betriebsablauf des Bilderzeugungsgeräts steuert.
Das Steuersystem dieses Bilderzeugungsgeräts beinhaltet einen Steuerabschnitt 131, einen Detektor 170, einen Anzeigeabschnitt 134, der als eine Benachrichtigungseinrichtung dient, eine Ansteuerschaltung 135, und einen Betriebsabschnitt 136.
Der Steuerabschnitt 131 beinhaltet einer CPU 132, die alle Arten von Steuerungen durchführt, und eine Restmengen-Erfassungsschaltung 133.
Die CPU 132 ist mit der Restmengen-Erfassungsschaltung 133, dem Anzeigeabschnitt 134, der Ansteuerschaltung 135 und dem Betriebsabschnitt 136 verbunden. Die Restmengen-Erfassungsschaltung 133 ist mit dem Detektor 171 für gesammelten Resttoner, dem Tonerdetektor 191 und dem Fremdkörpersensor 174 verbunden, welche den Detektorabschnitt 170 bilden.
Der Detektor 171 für gesammelten Resttoner erfasst die Menge von Resttoner, die in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner gesammelt wurde, und gibt ein Impulssignal entsprechend dem Ergebnis dieser Erfassung aus. Der Tonerdetektor 191 erfasst die Tonermenge, die sich in dem Frischtonerspeicher 163 angesammelt hat, und gibt ein Impulssig nal entsprechend dem Ergebnis dieser Erfassung aus. Der Fremdkörpersensor 174 erfasst die Menge von Fremdkörpern, die sich in der Fremdkörper-Erfassungseinrichtung angesammelt haben, und gibt ein Impulssignal entsprechend dem Ergebnis dieser Erfassung aus.
Auf der Grundlage der Impulssignale von dem Detektor 171 für gesammelten Resttoner, des Tonerdetektors 191 und des Fremdkörpersensors 174 ermittelt die Restmengen-Erfassungsschaltung 133 die Menge von gesammeltem Resttoner in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner, die Menge von Mischtoner in dem Frischtonerspeicher 163, und die Menge von Fremdkörpern in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172, und gibt an die CPU 132 ein Signal in Abhängigkeit von diesen Mengen aus.
Auf der Grundlage des von der Restmengen-Erfassungsschaltung gesendeten Signals benachrichtigt die CPU 132 den Benutzer mit dem Anzeigeabschnitt 134. Die CPU 132 steuert auch das Öffnung und das Schließen der Teilerplatten mit der Ansteuerschaltung 135 und die Rotation der Walzen und Schnecken.
Die Anzeigeabschnitt 134 ist eine Anzeigeeinheit, die auf einem Betriebsabschnitt (in den Zeichnungen nicht gezeigt) des Bilderzeugungsgeräts bereitgestellt ist.
Bezug nehmend auf 12 ist das Folgende eine Erklärung des Betriebsablaufs des Steuersystems zum Wiederaufbereiten von Toner in diesem Bilderzeugungsgerät. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozessablauf der Tonerwiederaufbereitung in dem Bilderzeugungsgerät zeigt.
Wenn der Benutzer des Bilderzeugungsgeräts eine Bilderzeugung durch Betätigen einer auf dem Betriebsabschnitt 136 bereitgestellten Starttaste (in den Zeichnungen nicht gezeigt) beginnt, entscheidet die CPU 132, ob die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 163 gleich oder höher als eine vorbestimmte Menge ist (z1). Falls sie niedriger als eine vorbestimmte Menge ist, dann wird die Bilderzeugung angehalten (z21). Dann zeigt die CPU 132 eine Mitteilung auf dem Anzeigeabschnitt 134 an, dass dieser Frischtoner nachgefüllt werden muss, und unterbricht die Bilderzeugung, bis der Benutzer Frischtoner nachgefüllt hat (z22). Falls, in dieser Zeit, der Benutzer Frischtoner nachfüllt und die auf dem Betriebsabschnitt 136 bereitgestellte Starttaste (in den Zeichnungen nicht gezeigt) betätigt, dann beginnt die CPU 132 eine Bilderzeugung und kehrt zu z1 zurück.
Falls andererseits die Tonermenge in dem Frischtonerspeicher 163 ist gleich oder höher als eine vorbestimmte Menge ist, ermittelt CPU 132, ob die Menge von Fremdkörpern in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 höher als eine vorbestimmte Menge ist. In dem Fall, in dem die Menge von Fremdkörpern höher als eine vorbestimmte Menge ist, wird dann die Rührschnecke aktiviert, um Fremdkörper aus dem gesammelten Resttoner zu entfernen (z3). Dann ermittelt CPU 132 wieder. ob die Menge von Fremdkörpern in dem gesammelten Resttoner in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 höher als eine vorbestimmte Menge ist (z4). Falls die Menge von Fremdkörpern höher als eine vorbestimmte Menge ist, dann wird die Bilderzeugung angehalten (z23). Dann zeigt die CPU 132 auf dem Anzeigeabschnitt 134 die Mitteilung an, dass es notwendig ist, die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 auszutauschen, und unterbricht die Bilderzeugung, bis der Benutzer die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 ausgetauscht hat (z24). Falls, in dieser Zeit, der Benutzer Frischtoner nachfüllt und die auf dem Betriebsabschnitt 136 bereitgestellte Starttaste (in den Zeichnungen nicht gezeigt) betätigt, dann beginnt die CPU 132 eine Bilderzeugung und kehrt zu z1 zurück.
Falls die Menge von Fremdkörpern bei z4 kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, dann ermittelt die CPU 132, ob die Menge von Resttoner in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner gleich oder höher als eine vorbestimmte Menge ist (z5). Falls die Menge von Fremdkörpern bei z2 niedriger als eine vorbestimmte Menge ist, dann schreitet die CPU 132 zu z5 fort.
Falls die Menge von Resttoner in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner bei z5 gleich oder höher als eine vorbestimmte Menge ist, dann zeigt die CPU 132 auf dem Anzeigeabschnitt 134 eine Mitteilung an, dass wieder aufbereiteter Toner produziert wird (z6). Dann wird ein Signal an die Ansteuerschaltung 135 gesendet, wird die Teilerplatte 166a, die in dem Verbindungsport 166 zwischen dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner und dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 verschoben, um den Verbindungsport 166 zu öffnen und eine vorbestimmte Menge von gesammeltem Resttoner in den Toneraufnahmeabschnitt 164 zu laden, der Toner mit einer hohen Konzentration an Fremdzusatzstoff aufnimmt (z7).
Die CPU 132 sendet ein Signal an die Ansteuerschaltung 135, und der gesammelte Resttoner wird, unter Rühren mit der Rührwalze 164a für eine vorbestimmte Zeit, welcher gesammelte Resttoner in den Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 geladen wurde, mit dem Hochkonzentrationstoner, den dieser aufgenommen hatte, vermischt, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren (z8). Dann sendet die CPU 132 ein Signal an die Ansteuerschaltung 135 und verschiebt die Teilerplatte 168a, die in dem Verbindungsport 166, die zwischen dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 und dem Frischtonerspeicher 163 bereitgestellt ist, um den Verbindungsport 168 zu öffnen und den produzierten wieder aufbereiteten Toner durch Rotieren der Rührwalze zu dem Frischtonerspeicher 163 zu fördern (z9).
Wenn der wieder aufbereitete Toner aus dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 heraus transportiert ist, ist der Hochkonzentrationstoner in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 aufgebraucht, so dass die CPU 132 auf dem Anzeigeabschnitt 134 die Mitteilung anzeigt, dass es notwendig ist, den Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 auszutauschen. Dann tauscht der Benutzer den Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 (leere Kartusche) durch eine neue Kartusche aus, und betätigt die Starttaste in dem Betriebsabschnitt 136, um eine Bilderzeugung durchzuführen (z11).
Falls in z5 die Menge von gesammeltem Resttoner in dem Speicher 162 für gesammelten Resttoner nicht höher als eine vorbestimmte Menge ist, dann wird eine Bilderzeugung ohne Durchführung einer Tonerwiederaufbereitung ausgeführt (z11).
Nachdem eine Bilderzeugung abgeschlossen worden ist und die folgende Bilderzeugung durchzuführen ist (z12), beginnt der Benutzer die Bilderzeugung durch erneutes Betätigen der im Betriebsabschnitt 136 bereitgestellten Starttaste (in den Zeichnungen nicht gezeigt).
Bezug nehmend auf 13 ist das Folgende eine Erklärung der allgemeinen Konfiguration einer Bilderzeugungsgerät, die sich von der in 8 gezeigten Konfiguration unterscheidet. 13 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere allgemeine Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Toner mit einem Bilderzeugungsgerät der Erfindung zeigt.
Anstelle des Speichers 162 für gesammelten Resttoner und des Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitts 164 des in 8 gezeigten Wiederaufbereitungsabschnitts 161 ist die Konfiguration in 13 mit einem Toneraufnahmeabschnitt 165 versehen. Dieser Toneraufnahmeabschnitt 165 ist mit dem Förderpfad 151 und dem Förderpfad 169 verbunden. Gesammelter Resttoner, der über den Förderpfad 151 aus der Reinigungseinrichtung 6 transportiert wurde, wird direkt zu dem Toneraufnahmeabschnitt 165 gefördert, der Hochkonzentrationstoner aufnimmt, ohne zunächst in einem Speicher für gesammelten Resttoner gespeichert zu werden, und wieder aufbereiteter Toner wird durch Vermischen des gesammelten Resttoners und des Hochkonzentrationstoners unter Rühren produziert. Außer dem Toneraufnahmeabschnitt 165 ist die Konfiguration dieselbe wie die allgemeine Konfiguration des in 8 gezeigten Bilderzeugungsgeräts, so dass weitere Erklärungen weggelassen sind.
Bezug nehmend auf 14 ist das Folgende eine Erklärung einer bestimmten Konfiguration zum Wiederaufbereiten von Toner. 14 ist eine Schnittansicht, die die allgemeine Konfiguration eines Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts 161b zeigt. Außer dem Toneraufnahmeabschnitt hat der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161b in 14 dieselbe Konfiguration wie der in 9 gezeigte Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161, so dass nur unterschiedliche Elemente erklärt werden.
Der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161b ist an der Oberseite der Entwicklereinheit 4 bereitgestellt, und wie vorstehend angemerkt, beinhaltet einen Toneraufnahmeabschnitt 165 und einen Frischtonerspeicher 163, welche nebeneinander angeordnet sind. Der Toneraufnahmeabschnitt 165 ist eine kastenförmige Kartusche, die eine vorbestimmte Menge von Hochkonzentrationstoner aufnimmt, und ist lösbar angebracht. Außerdem ist der Verbindungsport 169 zwischen dem Toneraufnahmeabschnitt 165 und dem Frischtonerspeicher 163 mit einer Teilerplatte 169a versehen, welche geöffnet und geschlossen werden kann.
Gesammelter Resttoner wird durch eine Fördereinrichtung in dem Förderpfad 151 aus der Reinigungseinrichtung 6 (in der Zeichnung nicht gezeigt) gefördert und durch einen Öffnungsabschnitt, der an der Oberseite des Toneraufnahmeabschnitts bereitgestellt ist, geladen. Dieser Öffnungsabschnitt ist mit einer Einrichtung 172 zum Beseitigen von Fremdkörpern, hergestellt aus einem behälterförmigen inneren Tassenabschnitt, versehen, welcher in den gesammelten Resttoner gemischte Fremdkörper eliminiert und nur gesammelten Resttoner hindurch lässt. Die Konfiguration der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung 172 ist dieselbe wie in den 10A und 10B gezeigt.
Ein Tonerdetektor 171b zum Erfassen der Menge von gesammeltem Resttoner ist an der Unterseite des Toneraufnahmeabschnitts 165 bereitgestellt. Für diesen Tonerdetektor 171b ist zum Beispiel ein Gewichtssensor, der das Gewicht des gesammelten Resttoners und des Hochkonzentrationstoners misst, die sich in dem Toneraufnahmeabschnitt 165 angesammelt haben, geeignet.
Eine Rührwalzel 65a ist im Inneren des Toneraufnahmeabschnitts 165 angeordnet, wo eine vorbestimmte Menge von darin gespeichertem Hochkonzentrationstoner und eine vorbestimmte Menge von gesammeltem Resttoner, der aus der Reinigungseinrichtung 6 gefördert wurde, unter Rühren vermischt werden, um wieder aufbereiteten Toner zu produzieren. Wenn, nach dem Rühren für eine vorbestimmte Zeit, der Detektor 171b für gesammelten Resttoner erfasst, dass der gesammelte Resttoner einer vorbestimmten Menge entspricht, wird die den Verbindungsöffnungsabschnitt 169 verschließende Teilerplatte 169a geöffnet, und wird wieder aufbereiteter Toner durch die Rührwalze 165a zu dem Frischtonerspeicher 163 gefördert.
In dem Frischtonerspeicher 163 und der Entwicklereinheit 4 werden dieselben Prozesse durchgeführt wie in der in 9 gezeigten Konfiguration.
In dem in 14 gezeigten Ausführungsbeispiel ist kein Raum zum Speichern des gesammelten Resttoners notwendig, welches es ermöglicht, einen Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt zu realisieren, der weniger Platz in dem Bilderzeugungsgerät benötigt. Ferner können die Schritte zum Produzieren wieder aufbereiteten Toners eliminiert werden, und ist es möglich, den Toner-Wiederaufbereitungsprozess zu beschleunigen.
Wie im Vorangehenden beschrieben wurde, konzentriert sich die Erfindung auf die Tatsache, dass ein Grund für die funktionale Verschlechterung des gesammelten Resttoners die Änderung der Zusammensetzung des Toner (d. h. die Reduktion des Fremdzusatzstoffes) ist. Das heißt, dass sich während fortschreitender Schritte des Entwickelns, des Übertragens und Reinigens der Fremdzusatzstoff von dem Toner abspaltet oder in die Tonerteilchen eingebettet wird, so dass die Menge an Fremdzusatzstoff in dem gesammelten Resttoner abnimmt. Falls daher der gesammelte Resttoner so wie er ist wieder aufbereitet wird, verschlechtern sich seine Entwicklungseigenschaften und kann ein ungeeignetes Reinigen auftreten, ebenso wie das Bedecken des Dokuments mit Toner und das Streuen von Toner.
Mit dem Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt 161 oder 161b der Erfindung kann wieder aufbereiteter Toner hoher Qualität durch Wiederherstellen der geänderten Zusammensetzung zum im Wesentlichen Wiedergewinnen der Qualität des Toners erzielt werden, welches durch Mischen von gesammeltem Resttoner unter Rühren in einem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 oder einem Toneraufnahmeabschnitt 165, in welchen Frischtoner mit einer Fremdzusatzstoffkonzentration wie in Gleichung (3) gegeben eingeleitet wurde, erreicht wird. Somit unterdrückt das Bilderzeugungsgerät der Erfindung das Bedecken des Dokuments mit Toner und das Streuen von Toner, und kann ständig Bilder mit konsequent hoher Reflexionsbilddichte ausgeben.
Für das Bilderzeugungsgerät der Erfindung wurden Konfigurationen angegeben, in welchen der Benutzer über einen Tonermangel in dem Frischtonerspeicher 163 oder über eine Anleitung bezüglich der Produktion von wieder aufbereiteten Toner mit dem als eine Anzeigeeinheit dienenden Anzeigeabschnitt 134 benachrichtigt wird. Es ist jedoch auch möglich, den Benutzer mittels Stimme unter Verwendung eines Stimmensynthesizers oder dergleichen zu benachrichtigen.
In dem Bilderzeugungsgerät der Erfindung kann normaler Toner ohne Probleme verwendet werden, aber für den in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt 164 und den Toneraufnahmeabschnitt 165 gespeicherten Hochkonzentrationstoner wird bevorzugt, denselben Fremdzusatz und Tonerpartikel wie in dem Frischtoner, der nachgefüllt und in dem Frischtonerspeicher 163 gespeichert wird, zu verwenden.
Die Erfindung kann in anderen bestimmten Formen verkörpert werden, ohne den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind daher in jeder Hinsicht als darstellend und nicht beschränkend zu betrachten, wobei der Schutzumfang der Erfindung eher durch die beigefügten Patentansprüche als durch die vorangehende Beschreibung angegeben wird, und alle Änderungen, welche innerhalb Bedeutung und Äquivalenzbereich der Patentansprüche gelangen, sind daher als davon umfasst beabsichtigt.

Claims

Bilderzeugungsgerät, umfassend: eine Entwicklereinheit (4) zum Zuführen von Toner zu einem auf einem Träger (1) für ein elektrostatisches latentes Bild erzeugten elektrostatischen latenten Bild und Sichtbarmachen des elektrostatischen latenten Bilds; eine Transfereinrichtung (15) zum Übertragen des sichtbar gemachten Tonerbilds auf ein Transfermaterial; eine Reinigungseinrichtung (6) zum Beseitigen und Sammeln von Resttoner, der nach dem Übertragen des Tonerbilds auf dem Träger (1) für ein elektrostatisches latentes Bild verbleibt; und eine Fördereinrichtung (67) zum Fördern von Resttoner, der von der Reinigungseinrichtung (6) gesammelt wurde, zu der Entwicklereinheit (4); dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ferner umfasst: einen Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (61) zum Produzieren von wieder aufbereitetem Toner durch Zusetzen eines Fremdzusatzstoffs zu dem zu der Entwicklereinheit geförderten gesammelten Resttoner derart, dass eine Fremdzusatzstoff-Konzentration des wiederaufbereiteten Toners innerhalb eines Bereichs von ± 40% derjenigen von Frischtoner liegt, zur Wiederverwendung zur Bilderzeugung; und eine Einrichtung zum Ermitteln, ob der Fremdzusatzstoff zu dem gesammelten Resttoner hinzuzufügen ist oder nicht, auf der Grundlage der Menge von gesammeltem Resttoner.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Fremdzusatzstoff ein Pulver aus zumindest einem von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem eine Menge des Fremdzusatzstoffs, welche dem gesammelten Resttoner in dem Toner-Wiederauibereitungsabschnitt (61) zugesetzt wird, die folgende Gleichung erfüllt: 0,9Y – X ≤ Z ≤ 1,1Y – Xworin Y [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und X [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in dem gesammelten Resttoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und Z [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis des dem gesammelten Resttoner zuzusetzenden Fremdzusatzstoffs ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (61) eine Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (72) zum Beseitigen eines Fremdkörpers beinhaltet, der in dem gesammelten Resttoner enthalten ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (72) tassenförmig ist, zumindest ein unterer Abschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (72) aus einem Netz (73) hergestellt ist, und die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (72) lösbar in einem Öffnungsabschnitt des Toner-Wiederaufbereitungsabschnitts (61) bereitgestellt ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 5, bei dem die Größe von Löchern in dem Netz (73) der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (72) größer als der Durchmesser von wieder aufzubereitenden Resttonerteilchen und kleiner als der Durchmesser des zu beseitigenden Fremdkörpers ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (61) einen Speicher (62) für gesammelten Resttoner zum Speichern von gesammeltem Resttoner; eine Fremdzusatzstoffkartusche (64) zum Speichern des Fremdzusatzstoffs; und einen Verbindungsabschnitt (51), der den Speicher (62) für gesammelten Resttoner und die Fremdzusatzstoffkartusche (64) verbindet, beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 7, bei dem die Fremdzusatzstoffkartusche (64) lösbar an einer Oberseite des Speichers (62) für gesammelten Resttoner angebracht ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 7, bei dem die Fremdzusatzstoffkartusche (64) mit einem mit einem Heißsiegel (65) versiegelten Öffnungsabschnitt (64a) versehen ist, welcher die Fremdzusatzstoffkartusche (64) mit dem Speicher (62) für gesammelten Resttoner verbindet, wenn das Heißsiegel (65) entfernt wird.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 7, bei dem der Speicher (62) für gesammelten Resttoner eine Rühreinrichtung (62a) zum Durchmischen des gesammelten Resttoners und des Fremdzusatzstoffs beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine Erfassungseinrichtung (71) für gesammelten Resttoner zum Erfassen einer Menge von Toner in dem Speicher (62) für gesammelten Resttoner; und eine Benachrichtigungseinrichtung (92) zum Benachrichtigen, wenn die durch die Erfassungseinrichtung (71) für gesammelten Resttoner erfasste Menge von Toner eine Menge gleich oder größer als eine erste vorbestimmte Menge erreicht hat, eines Benutzers über das Erreichen.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Steuereinrichtung (82) zum Anhalten der Bilderzeugung, wenn die durch die Erfassungseinrichtung (71) für gesammelten Resttoner erfasste Tonermenge eine zweite vorbestimmte Menge erreicht hat.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei der der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (61) einen Frischtonerspeicher (63), in welchem wieder aufbereiteter Toner mit frischem Toner vermischt wird; und einen Verbindungsabschnitt (66) zum Verbinden des Frischtonerspeichers (63) mit dem Speicher (62) für gesammelten Resttoner beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 13, bei dem der Frischtonerspeicher (63) eine Frischtoner-Erfassungseinrichtung (91) zum Erfassen einer Tonermenge; und eine Benachrichtigungseinrichtung (92) zum Benachrichtigen, wenn die durch die Frischtoner-Erfassungseinrichtung (91) erfasste Menge von Toner auf eine Menge gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Menge abgenommen hat, eines Benutzers über die Abnahme.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem: der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (161) zum Produzieren von wieder aufbereitetem Toner durch Durchmischen von gesammeltem Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung (6) gesammelt wurde, und einem einen Fremdzusatzstoff, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, enthaltendem Hochkonzentrationstoner betreibbar ist, zur Wiederverwendung als wieder aufbereiteter Toner zur Bilderzeugung.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, bei dem der Fremdzusatzstoff ein Pulver aus zumindest einem von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, bei dem der Fremdzusatzstoff eine Hydrophobie von zumindest 40% hat.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, bei dem der in dem Hochkonzentrationstoner enthaltene Fremdzusatzstoff die folgende Gleichung erfüllt: 1,9Y – X ≤ Z ≤ 2,1Y – X worin Y [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in Frischtoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, X [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis von in dem gesammelten Resttoner enthaltenem Fremdzusatzstoff ist, und Z [Gewichtsprozent] das Gewichtsverhältnis des in dem Hochkonzentrationstoner enthaltenen Fremdzusatzstoffs ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, bei dem der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (161) eine lösbare Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) zum Beseitigen eines Fremdkörpers beinhaltet, der in dem gesammelten Resttoner enthalten ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 19, bei dem die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) tassenförmig ist, zumindest ein unterer Abschnitt der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) aus einem Netz (173) besteht, und eine Größe von Löchern in dem Netz (173) größer als ein Durchmesser von wieder aufzubereitenden Tonerteilchen und kleiner als ein Teilchendurchmesser des zu beseitigenden Fremdkörpers ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 19, bei dem die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) eine Fremdkörper-Erfassungseinrichtung (174) zum Erfassen einer Menge von in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) gesammelten Körpern; und eine Benachrichtigungseinrichtung (192) zum Benachrichtigen, wenn die Menge gesammelter Körper eine vorbestimmte Menge erreicht hat, eines Benutzers über das Erreichen beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 19, bei dem die Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) eine Fremdkörper-Rühreinrichtung (173) zum Durchmischen der in der Fremdkörper-Beseitigungseinrichtung (172) gesammelten Körper beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, bei dem der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (161) einen Speicher (162) für gesammelten Resttoner zum Speichern von gesammeltem Resttoner; einen Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt (164) zum Aufnehmen von einen Fremdzusatzstoff, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, enthaltendem Hochkonzentrationstoner; einen Förderpfad (166) zum Fördern von gesammeltem Resttoner aus dem Speicher (162) für gesammelten Resttoner zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt; und eine Rühreinrichtung (164a) zum Durchmischen von Toner in dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt (164) beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 23, bei dem der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (161) einen Frischtonerspeicher (163) zum Speichern von Frischtoner; einen Förderpfad (168) zum Fördern von wieder aufbereitetem Toner aus dem Hochkonzentra tionstoner-Aufnahmeabschnitt (164) zu dem Frischtonerspeicher (163); und eine Rühreinrichtung (173) zum Durchmischen von Toner in dem Frischtonerspeicher (163) beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 23, bei dem der Speicher (162) für gesammelten Resttoner eine Tonererfassungseinrichtung (171) zum Erfassen einer Menge von in dem Speicher (172) für gesammelten Resttoner gespeichertem Toner; und eine Einrichtung zum Fördern von Toner, der in dem Speicher (162) für gesammelten Resttoner gespeichert wurde, zu dem Hochkonzentrationstoner-Aufnahmeabschnitt beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 15, bei dem der Toner-Wiederaufbereitungsabschnitt (161) einen Toneraufnahmeabschnitt (165) zum Aufnehmen von einen Fremdzusatzstoff, dessen Konzentration höher ist als die von Frischtoner, enthaltendem Hochkonzentrationstoner; einen Förderpfad (151) zum Fördern von gesammeltem Resttoner, der mit der Reinigungseinrichtung (6) gesammelt wurde, zu dem Toneraufnahmeabschnitt (165); und eine Rühreinrichtung (165a) zum Durchmischen des Toners in dem Toneraufnahmeabschnitt (165) beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 26, bei dem der Toneraufnahmeabschnitt (165) eine Tonererfassungseinrichtung (171b) zum Erfassen von durch den Toneraufnahmeabschnitt (165) aufgenommenem Toner; und eine Einrichtung zum Fördern von Toner, der durch den Toneraufnahmeabschnitt (165) aufgenommen ist, zu dem Frischtonerspeicher beinhaltet.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 24, bei dem der Frischtonerspeicher (163) eine Erfassungseinrichtung (191) zum Erfassen einer Menge von in dem Frischtonerspeicher (163) gespeichertem Toner; und eine Benachrichtigungseinrichtung (134) zum Benachrichtigen, wenn die Menge von Toner auf eine vorbestimmte Menge abgenommen hat, eines Benutzers über die Abnahme beinhaltet.