DE69307611T2

DE69307611T2 - Entwicklerbehälter und diesen verwendendes Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69307611T2
Application number: DE69307611T
Authority: DE
Inventors: Michihiro C O Fujitsu Pe Fujii; Masato C O Fujitsu L Kawashima; Hideyuki C O Fujitsu Ltd Nanba; Mamoru C O Fujitsu Lt Watanabe
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2013-07-01
Also published as: EP0578439B1; KR970006295B1; JPH0619307A; EP0578439A1; KR940000926A; US5432592A; JP2851208B2; DE69307611D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entwicklerpatrone sowie ein diese Patrone verwendendes Bilderzeugungsgerät, und mehr im einzelnen eine Entwicklerpatrone zum Austauschen von Entwicklern in einem Entwicklungsgerät und zum Ergänzen von Tonern sowie ein diese Patrone verwendendes Bilderzeugungsgerät.
In einem Bilderzeugungsgerät wie etwa einer Kopiermaschine, einem Drucker oder einem Faxgerät wird auf einem Latentbildträger wie etwa einer fotosensitiven Trommel ein elektrostatisches Latentbild erzeugt. Ein Entwicklungsgerät wird eingesetzt, um mit einem Entwickler ein elektrostatisches Latentbild zu entwickeln. Ein in dem Entwicklungsgerät verwendeter typischer Entwickler ist aus zwei Komponenten zusammengesetzt, nämlich einem Toner und einem Träger. Da der Toner in diesem Entwickler während eines Entwicklungsprozesses verbraucht wird, sollte neuer Toner zugeführt werden. Das erfordert, daß eine im Gebrauch befindliche Tonerpatrone gegen eine neue ausgetauscht wird. Außerdem verschlechtert sich der Entwickler in dem Entwicklungsgerät im Verlaufe der Zeit, so daß die Qualität eines Bildes geringer wird. Es ist deshalb notwendig, den alten Entwickler gegen einen neuen auszutauschen. In jüngerer Zeit werden solche Austauschmaßnahmen oft von dem Benutzer des Bilderzeugungsgerätes durchgeführt. In dieser Hinsicht besteht ein Bedarf für ein Bilderzeugungsgerät, welches so ausgelegt ist, daß der Entwickleraustausch erleichtert wird, ohne daß die Hände des Bedieners schmutzig werden.
Im allgemeinen wird der Entwickleraustausch wie folgt durchgeführt. Eine einen unverbrauchten Entwickler enthaltende Entwicklerpatrone und eine leere Sammelpatrone zum Sammeln des Entwicklers in dem Entwicklungsgerät werden in das Entwicklungsgerät eingesetzt. Nachdem der Entwickler im Entwicklungsgerät in der Sammelpatrone gesammelt worden ist, wird der unverbrauchte Entwickler von der Entwicklerpatrone in das Entwicklungsgerät eingespeist. Bei diesem Verfahren werden zwei Patronen eingesetzt, was den Austausch kompliziert macht.
U.S.P. Serial No. 5,109,254 und die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 118675/1992 haben beispielsweise eine Entwicklerpatrone vorgeschlagen, bei denen diese beiden Patronen als eine einzige Patrone konstruiert sind, um einen automatischen Austausch des Entwicklers sicherzustellen. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist an einer Seite des Entwicklungsgeräts eine Entwickleraustauschsektion vorgesehen. Die Entwicklerpatrone umfaßt einen zylindrischen Abschnitt, einen Entwicklervorratsraum, welcher oberhalb des zylindrischen Abschnittes angeordnet ist und wo ein gebrauchter Entwickler aufgenommen wird, sowie einen Sammelraum, welcher unter dem zylindrischen Abschnitt angeordnet ist. Diese Entwicklerpatrone wird in die Entwickleraustauschsektion des Entwicklungsgerätes eingesetzt. Genauer wird der zylindrische Abschnitt der Entwicklerpatrone in die Entwickleraustauschsektion des Entwicklungsgerätes eingepaßt Wenn der Verschluß des Sammelraums der Entwicklerpatrone offen ist, fällt der verbrauchte Entwickler im Entwicklungsgerät von der Entwickleraustauschsektion in den Sammelraum. Dann wird der Verschluß des Sammelraums geschlossen und der Verschluß des Entwicklervorratsraumes ist offen. Im Ergebnis fällt der unverbrauchte Entwickler im Entwicklervorratsraum in die Entwickleraustauschsektion, um dann in das Entwicklungsgerät eingespeist zu werden. Der Entwickler im Entwicklungsgerät wird auf diese Weise gegen einen verbrauchten Entwickler ausgetauscht.
Die vorne erwähnte japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 118675/1992 offenbart auch, daß ein Tonervorratsraum zum Speichern eines Ergänzungstoners nahe beim Entwicklervorratsraum vorgesehen ist.
Dieses Verfahren ist wirksam, wenn die Menge des auszutauschenden Entwicklers und die Menge der Tonerergänzung klein sind. Wenn eine große Menge des Entwicklers auszutauschen ist und eine große Menge an Tonerergänzung vorgesehen ist, dann ist es allerdings erforderlich, den Entwicklervorratsraum, den Tonervorratsraum und den Sammelraum der Entwicklerpatrone länger zu machen. In diesem Falle wird die Entwicklerpatrone unvermeidbar in ihrer Längenausdehnung größer. Das macht die Handhabung der Entwicklerpatrone schwierig und erfordert extra Raum zum Unterbringen derartiger Entwicklerpatronen. Es ist auch notwendig, extra Raum zum Unterbringen der Entwicklerpatrone in dem relativ engen Raum um die fotosensitive Trommel herum vorzusehen, was zu einer Vergrößerung des Entwicklungsgerätes führt. Zusätzlich sollte die Entwickleraustauschsektion des Entwicklungsgerätes wegen des zusätzlichen Abschnittes des Entwicklungsgerätes kleiner gemacht werden. Es ist jedoch schwierig, den Entwickleraustausch in dem kleinen Austauschraum vorzunehmen. Da darüber hinaus ein Toner unter Verwendung dieser kleinen Entwickleraustauschsektion er gänzt wird, ist die Menge von ergänzbarem Toner klein, so daß die Tonerergänzung nicht in vernünftiger Zeit vollendet werden kann.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklerpatrone zu schaffen, die dazu ausgelegt ist, den Austausch von Entwicklern und die Tonerergänzung unter Verwendung einer Patrone zu ermöglichen, die eine Form hat, welche eine einfache Handhabung gewährleistet, sowie ein Bilderzeugungsgerät, welches diese Entwicklerpatrone verwendet.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklerpatrone zu schaffen, die so ausgelegt ist, daß der Austausch von Entwicklern und die Tonerergänzung unter Verwendung eines freien Raums in einem Gerät, in welchem die Patrone verwendet wird, gewährleistet ist, sowie ein diese Patrone verwendendes Bilderzeugungsgerät.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklerpatrone zu schaffen, die so ausgelegt ist, daß der schnelle Austausch von Entwicklern erleichtert wird, sowie ein diese Patrone verwendendes Bilderzeugungsgerät.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklerpatrone zu schaffen, die so ausgelegt ist, daß eine einfache Tonerergänzung gewährleistet wird, sowie ein diese Patrone verwendendes Bilderzeugungsgerät.
Gemäß der Erfindung ist eine Entwicklerpatrone vorgesehen, welche für den Austausch von Entwicklern und für die Tonerergänzung abnehmbar an einer Entwicklungseinheit befestigt wird, wobei diese Patrone umfaßt:
Einen ersten Entwicklervorratsraum und einen zweiten Entwicklervorratsraum, gekennzeichnet durch einen drehbaren zylindrischen Körper, dessen Drehachse sich in einer Richtung senkrecht zu einer Entwicklertransportrichtung dieser Entwicklungseinheit erstreckt;
wobei der erste Entwicklervorratsraum zum Speichern von unverbrauchtem Entwickler in einem ersten Abschnitt des zylindrischen Körpers vorgesehen ist;
wobei der zweite Entwicklervorratsraum zum Speichern von Ergänzungstoner in einem zweiten Abschnitt des zylindrischen Körpers vorgesehen ist;
Öffnungen, die jeweils in den ersten und den zweiten Entwicklervorratsraum des zylindrischen Körpers führend ausgebildet sind; und
ein Gehäuse mit einem Zylinder zur drehbaren Aufnahme des zylindrischen Körpers, wobei dieser Zylinder ein Paar Einfüllöffnungen aufweist, die jeweils in Zuordnung zu der Öffnung in den ersten Entwicklervorratsraum und der Öffnung in den zweiten Entwicklervorratsraum angeordnet sind.
Da der erste Entwicklervorratsraum zum Speichern eines Entwicklers und der zweite Entwicklervorratsraum zum Speichern eines Toners in einer Richtung senkrecht zu der Entwicklertransportrichtung der Entwicklungseinheit angeordnet werden können, kann mit diesem Aufbau die Entwicklerpatrone kleiner gemacht werden. Demzufolge ist es einfach, die Entwicklerpatrone zu handhaben, und es ist möglich, die Entwicklerpatrone in einen freien Raum einzusetzen.
Eine Patrone gemäß der Erfindung kann in ein Bilderzeugungsgerät eingegliedert werden, welches umfaßt:
einen endlosen Latentträger, Mittel zum Bilden eines elektrostatischen Latentbildes auf dem endlosen Latentträger;
Entwicklungsmittel zum Entwickln des elektrostatischen Latentbildes auf dem endlosen Latentträger; und
Antriebsmittel zum Antreiben des zylindrischen Körpers der angebrachten Entwicklerpatrone zum Austauschen eines verbrauchten Entwicklers gegen einen unverbrauchten Entwickler sowie für die Tonerergänzung.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbige zur Wirkung gebracht werden kann, wird jetzt lediglich beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Schemazeichnung, welche den Umriß eines Bilderzeugungsgerätes gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Schemazeichnung, welche die interne Struktur des Bilderzeugungsgerätes in der Fig. 1 illustriert;
Fig. 3 eine Schemazeichnung, welche die Anordnung der wesentlichen Abschnitte in der Struktur der Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 einen Querschnitt eines in Fig. 3 gezeigten Entwicklungsgerätes von oben;
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 4;
Fig. 6 eine Schemazeichnung, welche die Beziehung zwischen einer Rührschraube und einem Tonerdichtesensor in dem in Fig. 4 gezeigten Entwicklungsgerät zeigt;
Fig. 7A eine perspektivische Ansicht der Rührschraube in Fig. 6;
Fig. 7B eine perspektivische Ansicht des Tonerdichtesensors in Fig. 6;
Fig. 8 einen Querschnitt einer in Fig. 3 gezeigten Trommeleinheit von vorne;
Fig. 9 einen Querschnitt der in Fig. 8 gezeigten Trommeleinheit von der Seite;
Fig. 10A einen Querschnitt eines in Fig. 9 gezeigten Abfalltoner-Sammelmechanismus von vorne;
Fig. 10B einen Querschnitt des in Fig. 9 gezeigten Abfalltoner-Sammelmechanismus von der Seite;
Fig. 11 eine Schemazeichnung zum Erläutern des Betriebes des in den Fig. 10A und 10B gezeigten Abfalltoner- Sammelmechanismus;
Fig. 12 ein Erläuterungsschema einer Abwandlung des in Fig. 9 gezeigten Abfalltoner-Sammelmechanismus;
Fig. 13 ein Erläuterungsschema einer anderen Abwandlung des in Fig. 9 gezeigten Abfalltoner-Sammelmechanismus;
Fig. 14 eine Schemazeichnung, welche den Umriß einer Entwicklerpatrone gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 15 eine Vorderansicht einer inneren Trommel der in Fig. 14 gezeigten Entwicklerpatrone;
Fig. 16 ein Erläuterungsschema der inneren Trommel der in Fig. 15 gezeigten Entwicklerpatrone;
Fig. 17 eine Vorderansicht eines äußeren Gehäuses der in Fig. 14 gezeigten Entwicklerpatrone;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht des äußeren Gehäuses in Fig. 17;
Fig. 19 eine Vorderansicht einer Entwicklerpatrone in Fig. 14;
Fig. 20 eine Rückansicht der Entwicklerpatrone in Fig. 19;
Fig. 21 eine Seitenansicht der Entwicklerpatrone in Fig. 19;
Fig. 22 eine perspektivische Ansicht der Entwicklerpatrone in Fig. 19;
Fig. 23 ein Erläuterungsschema eines Antriebsmechanismus zum Antreiben der Entwicklerpatrone in Fig. 19;
Fig. 24 eine perspektivische Ansicht, welche die in ein Entwicklungsgerät eingebaute Entwicklerpatrone der Fig. 19 zeigt;
Fig. 25 eine Schemazeichnung, welche die Verbindung zwischen der montierten Entwicklerpatrone und dem Antriebsmechanismus zeigt;
Fig. 26A bis 26C Erläuterungsschemata einer Abgabeschraube der Entwicklerpatrone;
Fig. 27 ein Erläuterungsschema eines in Fig. 23 gezeigten Tonerabfall-Fördermechanismus;
Fig. 28 eine Schemazeichnung, welche die Anordnung der wesentlichen Abschnitte des in Fig. 27 gezeigten Tonerabfall-Fördermechanismus zeigt;
Fig. 29A, 29B, 30A und 30B Schemazeichnungen zum Erläutern, wie die Entwicklerpatrone befestigt wird;
Fig. 31 ein Erläuterungsschema einer Entwicklerpatrone-Austauschsequenz;
Fig. 32A und 32B Schemazeichnungen zum Erläutern, wie die Entwicklerpatrone befestigt wird;
Fig. 33A bis 33F Schemazeichnungen zum Erläutern der Entwicklerpatronen-Autauschoperation;
Fig. 34A und 34B Schemazeichnungen zum Erläutern, wie man die Entwicklerpatrone abbaut;
Fig. 35A und 35B Schemazeichnungen zum Erläutern einer Patronenerkennung zu dem Zeitpunkt, bei welchem die Entwicklerpatrone angebracht wird;
Fig. 36 eine Schemazeichnung zum Erläutern einer automatischen Einstelloperation zu dem Zeitpunkt, zu dem die Entwicklerpatrone angebracht wird;
Fig. 37 eine Querschnitts-Vorderansicht des Antriebsmechanismus in Fig. 19;
Fig. 38 eine Vorderansicht des Antriebsmechanismus in Fig. 37;
Fig. 39 eine Ansicht des Antriebsmechanismus in Fig. 37 von der Unterseite;
Fig. 40 eine Ansicht des Antriebsmechanismus in Fig. 37 von der linken Seite;
Fig. 41 ein Erläuterungsschema der Antriebswelle des Entwicklungsgerätes, welches in Fig. 37 gezeigt ist;
Fig. 42A bis 42D Erläuterungsschemata einer in Fig. 37 gezeigten Rührerwelle;
Fig. 43 und 44 Schemazeichnungen, welche die Strukturen von Nocken des Antriebsmechanismus in Fig. 37 zeigen;
Fig. 45 ein Steuerungs-Blockdiagramm gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 46 und 47 Zeitdiagramme für eine Entwickleraustauschoperation gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 48A, 48B, 49A, 49B, 50A, 50B, 51A und 51B Erläuterungsschemata einer Entwickleraustauschoperation gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 52A bis 52D Schemazeichnungen zum Erläutern der Funktion der Nocken bei der Entwickleraustauschoperation.
Fig. 1 illustriert den Umriß eines Bilderzeugungsgerätes gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 illustriert die Struktur des Bilderzeugungsgerätes in Fig. 1. Fig. 3 stellt eine Schemazeichnung dar, welche die Anordnung der wesentlichen Abschnitte des Bilderzeugungsgerätes in Fig. 2 zeigt, und sie illustriert einen Drucker.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Bilderzeugungsgerät durch eine Druckmaschine gebildet. Diese Druckmaschine umfaßt drei Papierkassetten 10 zum Aufnehmen von Druckbögen, linke und rechte Türen 11 und 12 eines in Fig. 2 gezeigten Druckmechanismus, einen in einem oberen Bereich vorgesehenen Stapler 13 zum Aufnehmen von bedruckten Bögen und eine Bedienungstafel 14 zum Betreiben der Druckmaschine. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Druckmechanismus eine drehbare fotosensitive Trommel 30, einen Vorlader 31 zum Elektrifizieren der fotosensitiven Trommel 30, eine Laser-Optikeinheit 32, welche ein Licht-Bild auf die fotosensitive Trommel 30 schreibt, um auf dieser ein Latentbild zu bilden, ein Entwicklungsgerät 4 zum Entwickeln des auf der fotosensitiven Trommel 30 befindlichen Latentbildes mittels eines Toners, eine Übertragungs-/Trenneinheit 33 zum Übertragen eines Tonerbildes der fotosensitiven Trommel 30 auf einen zu fördernden Bogen sowie zum Trennen dieses Bogens, und einen Reiniger 34 zum Reinigen der fotosensitiven Trommel 30 nach der Bildübertragung. Eine Entwicklerpatrone 5 ist an diesem Entwicklungsgerät 4 befestigt, um den Entwickler zu sammeln, den Entwickler zuzuführen, einen Toner zu ergänzen und Tonerabfall zu sammeln.
Ein Papierfördersystem hat Abziehrollen 20 zum Abziehen von Bögen aus den Bogenkassetten 10, Förderrollen 21 zum Fördern abgezogener Bögen zu einer Anschlagrolle 22, und ein Heizwalzen-Fixiergerät 23 zum thermischen Fixieren des Bogens nach der Tonerbildübertragung. Dieses Papierfördersystem hat auch ein Flügelrad 24 zum Ausrichten des hinteren Endes des Bogens von dem Heizwalzen-Fixiergerät 23 zu einer Rückseitendruck-Förderpassage 26, Umschaltrollen 25 zum Fördern des Bogens von dem Heizwalzen-Fixiergerät 23 in der Ausgaberichtung und sodann Fördern dieses Bogens zur Rückseitendruck-Förderpassage 26, Führungsrollen 27 für die Führung beim Auswerfen des Bogens, Ausgaberollen 28 zum Ausgeben eines bedruckten Bogens auf einen Stapler 13, und die Rückseitendruck-Förderpassage 26 zum Fördern des Bogens von den Umschaltrollen 25 zu der Anschlagrolle 22 unter Verwendung von Förderrollen.
Der Betrieb dieser Druckmaschine wird weiter unten beschrieben. Nachdem die fotosensitive Trommel 30 durch den Vorlader 31 elektrifiziert worden ist, wird ein Licht-Bild durch die Optiksystemeinheit 32 auf die Trommel 30 geschrieben, um auf dieser ein Latentbild zu bilden. Dann wird die fotosensitive Trommel 30 durch das Entwicklungsgerät 4 entwickelt, so daß sie ein Tonerbild trägt. In der Zwischenzeit wird der Druckbogen von der zugeordneten Bogenkassette 10 durch die Abziehrollen 20 abgezogen und durch die Förderrollen 21 zu der Anschlagrolle 22 gefördert. Dieser Bogen wird durch die Anschlagrolle 22 festgehalten, bis er zu dem Tonerbild auf der fotosensitiven Trommel 30 synchron ist.
Die Übertragungs-/Trenneinheit 33 überträgt das Tonerbild der fotosensitiven Trommel 30 auf den durch die Anschlagrolle 22 geförderten Bogen und trennt dann den Bogen von der fotosensitiven Trommel 30. Nachdem das Tonerbild durch das Heizwalzen-Fixiergerät 23 fixiert worden ist, wird der Bogen zu den Umschaltrollen 25 hin gefördert. Weiter wird der Bogen durch die Umschaltrollen 25 zu dem Stapler 13 hin gefördert. Wenn das hintere Ende des Bogens das Flügelrad 24 erreicht, dann beenden die Umschaltrollen 25 die Förderung des Bogens. Wenn die Förderung des Bogens beendet ist, wird das hintere Ende des Bogens durch die Drehung des Flügelrades 24 im Gegenuhrzeigersinn zu der Rückseitendruck-Förderpassage 26 hin gerichtet. Die Umschaltrollen drehen sich in der Rückwärtsrichtung, so daß sie den Bogen zu der Rückseitendruck-Förderpassage 26 fördern. Der Bogen wird weiter durch die Förderrollen der Rückseitendruck-Förderpassage 26 zu der Anschlagrolle 22 hin gefördert.
Danach überträgt die Übertragungs-/Trenneinheit 33 das Tonerbild der fotosensitiven Trommel 30 auf die Rückseite des Bogens und trennt diesen von der fotosensitiven Trommel 30, wie bei dem Vorderseitendruck des Bogens. Nachdem das Tonerbild durch das Heizwalzen-Fixiergerät 23 fixiert worden ist, wird der Bogen zu den Umschaltrollen 25 hin gefördert. Weiter wird der Bogen durch die Umschaltrollen 25 zu dem Stapler 13 hin gefördert, und er wird durch die Ausgaberollen 28 auf den Stapler 13 ausgegeben. Auf diese Weise wird eine doppelseitige Bedruckung auf dem Bogen ausgeführt. Für eine einseitige Bedruckung wird der Bogen auf den Stapler 13 ausgegeben, nachdem ein Druck nur auf der oberen Oberfläche des Bogens ausgeführt wurde.
Bei dieser Druckmaschine werden die Bogenkassetten 10 von der Vorderseite her in die Maschine eingesetzt, und der Bogen wird auf den obenliegenden Stapel 13 ausgegeben, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Konstruktion erfordert keinen Platz auf den beiden Seiten der Maschine, womit es möglich wird, den Raum zu reduzieren. Da die Ausgabepassage in dem Umschaltweg genutzt wird, kann eine kompakte doppelseitig druckende Maschine verwirklicht werden.
Mit Bezug auf die Fig. 3 werden das Entwicklungsgerät 4 und die Entwicklerpatrone 5 (nachstehend als "Patrone" bezeichnet) beschrieben. Das Entwicklungsgerät 4 hat eine Entwicklungswalze 40, welche im Uhrzeigersinn dreht, um den Entwickler der fotosensitiven Trommel 30 zuzuführen, ein Paar Rührschrauben 41 zum Rühren des Entwicklers, welcher aus einem Toner und einem Träger besteht, ein Sammelblatt 48 zum Abschaben des Entwicklers von der Entwicklungswalze 40 und zum Rückführen des abgeschabten Entwicklers zu den Rührschraüben 41, und eine Tonerzuführwalze 43 zum Zuführen eines Toners in das Entwicklungsgerät 4. Ferner ist eine Aufnahmeöffnung 44 zum Aufnehmen des Entwicklers und des Toners von der Patrone 5 schräg im oberen rechten Bereich des Entwicklungsgerätes vorgesehen. Diese Aufnahmeöffnung 44 ist Auslaßöffnungen 72 und 73 der Patrone 5 zugewandt, die später beschrieben werden. Unterhalb der Rührschraüben 41 des Entwicklungsgerätes 4 sind eine Abgabeöffnung 45 zum Abgeben des Entwicklers und ein Abgabeverschluß 46 vorgesehen, welcher die Abgabeöffnung 45 bedeckt. Die Abgabeöffnung 45 und der Abgabeverschluß 46 sind einer Sammelsektion 77 der Patrone 5 zugewandt.
Diese Patrone 5 ist der fotosensitiven Trommel 30 des Entwicklungsgerätes 4 gegenüberliegend angeordnet. Deshalb ist es möglich, nur das Entwicklungsgerät 4 in dem Raum um die fotosensitive Trommel 30 herum anzuordnen und die Patrone 5 in dem freien Raum dort herum anzuordnen. Es ist deshalb nicht nötig, Platz für die Patrone 5 in dem engen Raum um die fotosensitive Trommel 30 herum vorzusehen, was dazu beiträgt, das Bilderzeugungsgerät kompakt zu machen.
Da die Patrone 5 in dem freien Raum angeordnet wird, kann eine relativ große Patrone 5 installiert werden. Ferner wird die Patrone 5 an das Entwicklungsgerät 4 angesetzt, so daß die Patrone 5 kleiner gemacht werden kann.
Die fotosensitive Trommel 30, der Vorlader 31 und der Reiniger 34 sind in einer einzigen Trommeleinheit 3 versammelt, welche an dem Gehäuse angebracht und von diesem abgenommen werden kann. Mit dem unteren Bereich des Reinigers 34 ist eine Tonerabfall-Transportleitung 35 zum Fördern des auf der fotosensitiven Trommel 30 verbliebenen und von dem Reiniger 34 entfernten Resttoners (Abfalltoners) verbunden. Diese Leitung ist mit einer Tonerabfall-Abgabesektion 36 verbunden, welche in dem oberen Bereich der Patrone 5 vorgesehen ist, um den Tonerabfall an die Patrone 5 abzugeben.
Diese Konstruktion erlaubt eine Zuführung des Entwicklers und eine Ergänzung des Toners zum Entwicklungsgerät 4. Zusätzlich ist es möglich, den Entwickler vom Entwicklungsgerät 4 zur Patrone 5 hin zu leiten ebenso wie den Tonerabfall von dem Reiniger 34 zur Patrone 5 hin zu leiten.
Das Entwicklungsgerät 4 wird jetzt genauer beschrieben. Fig. 4 ist eine Draufsicht des Entwicklungsgerätes, Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 4, Fig. 6 ist ein Erläuterungsschema eines Tonerdichtesensors, Fig. 7A ist eine perspektivische Ansicht der Rührschraübe und Fig. 7B ist eine perspektivische Ansicht des Tonerdichtesensors.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Paar Rührschrauben 41a und 41b aus jeweils zwei Spiralschrauben gebildet. Die Rührschrauben 41a und 41b rotieren in entgegengesetzten Drehrichtungen. Eine Abtrennung 41c ist zwischen den Rührschrauben 41a und 41b vorgesehen. Die Rührschraube 41b rührt den Entwickler, wobei sie ihn in der Schemazeichnung nach rechts fördert. Der von der Rührschraübe 41b geförderte Entwickler gelangt über die Abtrennung 41c auf die Rührschraube 41a. Die Rührschraübe 41a rührt den Entwickler, wobei sie den Entwickler in der Schemazeichnung nach links fördert und der Entwicklungswalze 40 zuführt. Diese Konstruktion erlaubt es, daß der Entwickler ausreichend umgerührt wird und minimiert den Entwickler, der nicht gerührt wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Abschnitte eines Behälters 49 des Entwicklungsgerätes 4, welche den Rührschraüben 41a und 41b entsprechen, jeweils zu einer U-Form geformt. Auf diese Weise kann der Entwickler, der nicht umgerührt wird, minimiert werden. Zu dem Zeitpunkt, in welchem der Entwickler gesammelt wird, wird der Entwickler in dem Entwicklungsgerät 4 über die Abgabeöffnung 45 durch die Förderkraft der Rührschraüben 41a und 41b abgegeben. Da der Boden des Behälters 49 eine U-Form hat, kann der Entwickler, der nicht abgegeben wird, minimiert werden, so daß der Wirkungsgrad beim Austauschen des Entwicklers verbessert werden kann. Die Entwicklungswalze 40 hat eine feste Magnetwalze und eine drehbare Hülse, auf welcher eine magnetische Bürste ausgebildet wird. Die Höhe der magnetischen Bürste auf der Hülse wird durch ein Abstreifblatt 40-1 begrenzt. Unterhalb der Rührschraube 41a ist ein Tonerdichte sensor 47 vorgesehen, welcher in Fig. 7B gezeigt ist. Dieser Tonerdichtesensor 47, welcher aus einem magnetischen Sensor besteht, erfaßt die Tonerdichte des Entwicklers.
Der Grund, warum der Tonerdichtesensor 47 dort vorgesehen ist, besteht darin, die Tonerdichte in der Nähe der Entwicklungswalze 40 zu erfassen, so daß die Tonerdichte auf der Entwicklungswalze 40 genau erfaßt werden kann.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Tonerdichtesensor 47 so angebracht, daß sein oberes Ende nicht unterhalb des U-förmigen Bodens des Behälters 49 positioniert ist. Im allgemeinen ist der Tonerdichtesensor 47 geringfügig unterhalb des Bodens des Behälters 49 angebracht, um einen Kontakt mit der Rührschraube 41a zu vermeiden. In diesem Falle allerdings steht der Entwickler in dem Zwischenraum zwischen dem Boden des Behälters 49 und dem Sensor 47, so daß die Tonerdichte nicht genau erfaßt werden kann. Im Hinblick darauf ist der Tonerdichtesensor 47 so angebracht, daß sein oberes Ende nicht unterhalb des U-förmigen Bodens des Behälters 49 positioniert ist. Der Tonerdichtesensor 47 in dieser Anordnung kann die Rührschraübe 41a berühren. Um dieses Problem zu vermeiden, ist die äußere Oberfläche der Rührschraube 41a, welche dem Tonerdichtesensor 47 zugewandt ist, so ausgeschnitten, daß die Schranbe 41a nicht gegen das obere Ende 47a des Tonerdichtesensors 47 anschlägt.
Nachfolgend wird eine Beschreibung der Trommeleinheit gegeben. Fig. 8 ist eine Vorderansicht der gezeigten Trommeleinheit, Fig. 9 ist eine Seitenansicht der Trommeleinheit, Fig. 10A ist eine Vorderansicht eines gezeigten Tonerabfall-Sammelmechanismus, Fig. 10B ist eine Seitenansicht des Toner-Sammelmechanismus, Fig. 11 ist eine Schemazeichnung zum Erläutern des Betriebs des Toner-Sammelmechanismus, Fig. 12 ist ein Erläuterungsschema einer Abwandlung des Toner-Sammelmechanismus, und Fig. 13 ist ein Erläuterungsschema einer anderen Abwandlung des Toner-Sammelmechanismus.
Wie in der Vorderansicht der Fig. 8 gezeigt ist, weist die Trommeleinheit 3 die fotosensitive Trommel 30, den Vorlader 31 und den Reiniger 34 auf, die zu einer einzigen Einheit zusammengebaut sind. Der Reiniger 34 hat ein Schabeblatt 34-1 zum Abschaben des Resttoners von der fotosensitiven Trommel 30, eine Reinigungswalze 34-2, die sich dreht, um den Resttoner auf der fotosensitiven Trommel 30 zu entfernen, und eine Tonerabfall-Abgabeschraübe 37 zum Abgeben des Toners, welcher durch das Blatt 34-1 und die Walze 34-2 entfernt wurde und sich in dem Reiniger 34 gesammelt hat, nach außen.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist an dem dem distalen Ende der Tonerabfall-Abgabeschraübe 37 des Reinigers 34 in der Trommeleinheit 3 ein Tonerabgabemechanismus 38 vorgesehen. Dieser Tonerabgabemechanismus 38 steht von dem Endabschnitt der Trommeleinheit 3 ab. Wie in Fig. 10B gezeigt ist, ist dieser Tonerabgabemechanismus 38 mit einer Tonerabgabeleitung 381 ausgestattet, welche um das distale Ende der Abgabeschraübe 37 herum angeordnet ist, einem vorstehenden Block 380 der Trommeleinheit 3 und einer Kappe 382, die auf dem vorstehenden Block 380 durch einen Stift 383 gelagert ist, um das distale Ende der Tonerabgabeleitung 381 abzudecken.
Diese Kappe 382 ist dazu vorgesehen, das distale Ende der Tonerabgabeleitung 381 abzudecken, um zu verhindern, daß Toner aus dem Reiniger 34 austritt, wenn die Trommeleinheit 3, die abnehmbar an dem Bilderzeugungsgerät angebracht ist, zum Zwecke des Austausches von diesem abgenommen wird.
Wie in Fig. 10B gezeigt ist, ist ein Rahmen 15 des Gerätes mit einem Loch versehen, in das der Tonerabgabemechanismus 38 des Reinigers 34 eingesetzt wird, ferner einem Eingriffsvorsprung 16, welcher in dem oberen Bereich des Loches vorgesehen ist, und einem Tonerabfall-Transportblock 39, welcher so angeordnet ist, daß er das Loch abdeckt. Die Tonerabfall-Transportleitung 35, welche mit Bezug auf die Fig. 3 erläutert worden ist, ist mit dem Tonerabfall-Transportblock 39 verbunden, wie in Fig. 10A gezeigt ist. In dieser Leitung 35 ist eine Transportschraube 350 angeordnet, welche durch eine Antriebswelle 351 drehangetrieben wird.
Die Tonertransportoperation wird jetzt beschrieben. Die Trommeleinheit 3 in Fig. 9 wird für ihren Austausch in der in der Schemazeichnung angegebenen Pfeilrichtung in das Gerät eingesetzt. Der Tonerabgabemechanismus 38 des Reinigers 4 tritt in das Loch des Rahmens 15 ein. Demzufolge stößt ein Eingriffshebel 382a der Kappe 382 des Tonerabgabemechanismus 38 gegen den Eingriffsvorsprung 16 des Rahmens 15 an und dreht dadurch die Kappe 382 um den Stift 383 herum, wie in den Fig. 10A und 10B gezeigt ist. Als Folge davon wird das distale Ende der Abgabeleitung 380 frei, so daß der Toner aus einem geöffneten Abschnitt 384 durch die Abgabeschraube 37 abgegeben werden kann. Das ist in Fig. 11 dargestellt. Wenn die Trommeleinheit 3 installiert ist, wird der untere Abschnitt des distalen Endes der Abgabeleitung 381 von der Kappe 382 befreit, um den Tonerabfall von dem unteren Abschnitt der Abgabeleitung 381 abzugeben, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Der abgegebene Toner fällt in den Tonerabfall-Transportblock 39 und wird durch die Transportschranbe 350 innerhalb der Tonerabfall-Transportleitung 35 zu einer Tonerabfall-Abgabesektion 36 transportiert, die in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 12 illustriert eine Abwandlung des Tonerabgabemechanismus 38. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist an dem distalen Ende der Abgabeleitung 381 ein schräg abgeschnittener Abschnitt 381b vorgesehen, und die Kappe 382 ist bei dieser Abwandlung mit einem vorstehenden Abschnitt 382b ausgestattet. Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausgestaltung ist dann, wenn die Kappe 382 offen ist, nur der untere Bereich der Endfläche der Abgabeleitung 381 geöffnet. Wenn der Toner Wasser absorbiert und die Fließfähigkeit geringer wird, dann fällt der Toner nicht von dem zuvor erwähnten offenen Abschnitt 384, sondern er wird zu der Kappe 382 transportiert. Wenn der Toner durch die Kappe 382 von der Abgabeschranbe 37 gepreßt gehalten wird, dann klebt der Toner fest an der Kappe 382. Das könnte die Abgabeleitung 380 verstopfen. Bei dieser Abwandlung ist deshalb der schräg abgeschnittene Abschnitt 381b an der Abgabeleitung 381 vorgesehen, um den geöffneten Bereich größer zu machen. Demzufolge wird die Tonerabgabeöffnung größer, so daß der Toner sicher abgegeben werden kann. Auch wenn der Toner Wasser absorbiert und die Fließfähigkeit reduziert wird, ist es möglich, zu verhindern, daß der Toner fest an der Kappe 382 klebt.
Fig. 13 illustriert eine andere Abwandlung des Tonerabgabemechanismus 38. Diese Abwandlung hat eine Hilfsleitung 381c, die an dem vorderen Kantenbereich der Abgabeleitung 381 vorgesehen ist, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Diese Hilfsleitung 381c ist in der axialen Richtung der Abgabeleitung 381 verschiebbar aufgesetzt. Die Hilfsleitung 381c ist mit einer Feder 381d verbunden, die an dem vorstehenden Block 380a der Trommeleinheit 3 angeordnet ist, und wird in Richtung zur Kappe 382 gedrückt. Deshalb legt sich die Hilfsleitung 381c gegen die Kappe 382 an, um das Verschließen der Abgabeleitung 381 zu vervollständigen, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Wenn die Trommeleinheit 3 installiert wird, wird die Kappe 382 durch den Eingriffsvorsprung 16 verschwenkt, und die Hilfsleitung 381c stößt gegen einen anderen Eingriffsvorsprung 17 an, welcher an dem Rahmen 15 vorgesehen ist, um die Feder 381d zusammenzudrücken und von dem vorderen Endbereich der Abgabeleitung 381 fortzuschieben. Der geöffnete Bereich der Abgabeleitung 381 wird demgemäß größer. Deshalb wird die Tonerabgabeöffnung groß, so daß sie erlaubt, den Toner wie in der Abwandlung der Fig. 12 sicher abzugeben. Auch wenn der Toner Wasser absorbiert und die Fließfähigkeit sich verringert, ist es deshalb möglich, zu verhindern, daß der Toner fest an der Kappe 382 klebt.
Nachfolgend wird eine Beschreibung der zuvor erwähnten Patrone gegeben. Fig. 14 zeigt den Umriß einer Entwicklerpatrone gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, Fig. 15 ist eine Vorderansicht einer inneren Trommel der Patrone, Fig. 16 ist ein Erläuterungsschema der inneren Trommel der in Fig. 15 gezeigten Patrone, Fig. 17 ist eine Vorderansicht eines äußeren Gehäuses der in Fig. 17 gezeigten Patrone, und Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht des äußeren Gehäuses der in Fig. 17 gezeigten Patrone.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, ist an der Oberseite der Patrone 5 ein oberer Handgriff 5 für ein leichteres Halten durch eine menschliche Hand vorgesehen, und es ist ein seitlicher Handgriff 51 an der rechten Seite der Patrone 5 vorgesehen, welche verwendet wird, um die Patrone 5 manuell abzunehmen. Die Patrone 5 umfaßt eine innere Trommel 6 und ein äußeres Gehäuse 7 mit einer inneren Trommelhaltesektion 70 zum Halten der inneren Trommel 6, und einen Entwicklerabfall-Vorratsraum 71. Dieser Entwicklerabfall-Vorratsraum 71 dient zum Speichern des verbrauchten Entwicklers des Entwicklungsgerätes 4. Das äußere Gehäuse 7 ist mit Entwickler-Einfüllöffnungen 72 und Toner-Einfüllöffnungen 73 in dem unteren Bereich der Haltesektion 70 für die innere Trommel ausgestattet, und es ist mit einer Tonerabfall- Sammelöffnung 75 in dem oberen Bereich der Haltesektion 70 für die Trommel ausgestattet. Der Entwicklerabfall-Speicherraum 71 des äußeren Gehäuses 7 ist mit einem Sammelverschluß 74 ausgestattet, welcher die Sammelöffnung 77 abdeckt.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, ist das Innere der inneren Trommel 6 durch eine Abtrennung 62 in rechte und linke Abschnitte geteilt. Einer ist ein Entwicklervorratsraum 60 zum Speichern eines nicht verbrauchten Entwicklers, und der andere ist ein Tonervorratsraum 61 zum Speichern eines Ergänzungstoners. Der Entwicklervorratsraum 60 ist mit Entwickler-Zuführöffnungen 63 zum Abgeben des unverbrauchten Entwicklers und einem Rührer 64 zum Abgeben des Entwicklers ausgestattet. Der Tonervorratsraum 61 ist mit Tonerzuführöffnungen 65 zum Abgeben eines Ergänzungstoners und einem Rührer 66 zum Abgeben des Toners ausgestattet.
Im Zentrum der inneren Trommel 6 ist eine Rührer-Welle 64a zum Antreiben beider Rührer 64 und 66 angeordnet. Der seitliche Handgriff 51 ist am rechten Ende der inneren Trommel 6 vorgesehen. Das linke Ende der inneren Trommel 6 ist mit einem drehbaren Eingriffsabschnitt 67 versehen, welcher einen Riegelvorsprung 67a hat und mit Antriebsmitteln in Eingriff kommt, um die innere Trommel 6 zu drehen, ferner einer Neu-/Alt-Kennzeichnungssektion 68 zum Kennzeichnen der Patrone als eine neue oder eine alte, sowie einer Verriegelungsklaue 69.
Wie in Fig. 16A gezeigt ist, sind an der linken Seite der inneren Trommel 6 drei Entwicklerzuführöffnungen 63 vorgesehen, mit einer Leckageverhinderungsdichtung 63a, die um die Öffnungen 63 herum angeordnet ist. Wie in Fig. 168 gezeigt ist, sind vier Tonerzuführöffnungen 65 an der rechten Seite der inneren Trommel 6 vorgesehen, mit einer Leckageverhinderungsdichtung 65a, die um die Öffnungen 65 herum angeordnet ist. Die Entwicklerzuführöffnungen 63 sind von den Tonerzuführöffnungen 65 um 120º in der Drehrichtung der inneren Trommel 6 entfernt angeordnet, wie in Fig. 15 gezeigt ist.
Wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist, ist das äußere Gehäuse 7 mit dem oberen Handgriff 50, der Haltesektion 70 für die innere Trommel zum Halten der inneren Trommel 6 und dem Entwicklerabfall-Speicherraum 71 zum Speichern eines Entwicklerabfalles versehen, wie schon früher erwähnt wurde. Im oberen Bereich der Haltesektion 70 für die innere Trommel sind die Tonerabfall-Sammelöffnung 75, ein Verschluß-Öffnungs-/Schließvorsprung 75a zum Öffnen des Abgabeverschlusses der Tonerabfall-Abgabesektion 36 (siehe Fig. 3) und eine Verriegelungsklaue 76 für das äußere Gehäuse vorgesehen. Es gibt drei Entwicklereinfüllöffnungen 72 und vier Tonereinfüllöffnungen 73, die an dem unteren Bereich der Haltesektion 70 für die innere Trommel vorgesehen sind. Der Entwicklerabfall-Speicherraum 71 ist mit einem vorstehenden Block 71a ausgestattet. Die Sammelöffnung 77 zum Sammeln des verbrauchten Entwicklers und eine Abgabeschraübe 78 zum Führen des verbrauchten Entwicklers in den Speicherraum 71 sind in dem linken Abschnitt des vorstehenden Blockes 71a vorgesehen. Ferner ist der Boden 71b des Entwicklerabfall-Speicherraumes 71 mit Bezug auf die Fläche der Sammelöffnung 77 des vorstehenden Blockes 71a geneigt.
Eine Patronenanordnung mit dem äußeren Gehäuse 7 und der inneren Trommel 6, die zusammengebaut sind, wird unten beschrieben. Fig. 19 ist eine Vorderansicht der Patronenanordnung in Fig. 14, Fig. 20 ist eine Rückansicht der Patronenanordnung in Fig. 19, Fig. 21 ist eine Seitenansicht der Patronenanordnung in Fig. 19 und Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht der Patronenanordnung in Fig. 19.
Wie in Fig. 19 gezeigt ist, wird die Patrone 5 vervollständigt, indem man die innere Trommel 6 in die Haltesektion 70 für die innere Trommel einsetzt. Die Patrone 5 ist mit dem oberen Handgriff 50, der Tonerabfall-Sammelöffnung 75, dem Verschluß-Öffnungs-/Schließvorsprung 75a und der Verriegelungsklaue 76 für das äußere Gehäuse im oberen Bereich versehen. Die Patrone 5 ist ferner mit den Entwicklereinfüllöffnungen 72 und Tonereinfüllöffnungen 73 in dem unteren Bereich versehen. Ferner ist der Sammelverschluß 74 in dem Entwicklerabfall-Speicherraum 71 in dem unteren Bereich der Patrone 5 vorgesehen. Dieser Sammelverschluß 74 hat einen Vorsprung 74a, welcher in den vorspringenden Abschnitt des Entwicklungsgerätes eingreift, um den Sammelverschluß 74 zu öffnen oder zu schließen.
Wie in Fig. 20 gezeigt ist, ist die Abgabeschranbe 78 in dem unteren Bereich der Entwicklerabfall-Sammelöffnung 77 vorgesehen. Wie in Fig. 19 gezeigt ist, ist eine Dichtnase al zum Abdecken der Tonerabfall-Sammelöffnung 75 und eine Dichtnase a2 zum Abdecken der Entwicklereinfüllöffnungen 72 sowie Tonereinfüllöffnungen 73 vorgesehen, um diese Öffnungen 77, 72 und 73 jeweils abzudichten. Ferner ist, wie in den Fig. 19, 21 und 22 gezeigt ist, der drehbare Eingriffsabschnitt 67 mit dem Verriegelungsvorsprung 67a an dem linken Ende der Patrone 5 vorgesehen, und die Rührerwelle 64a, die Neu-/Alt-Kennzeichnuhgssektion 68, die Verriegelungsklaue 69 und eine Eigenschaften-Einstellsektion 79, welche die Eigenschaften des gespeicherten Entwicklers und Toners anzeigt, an dem linken Ende der Patrone 5 vorgesehen.
Eine Operation zum Montieren dieser Patrone 5 wird jetzt beschrieben. Fig. 23 ist ein Erläuterungsschema eines Antriebsmechanismus zum Antreiben der Patronenanordnung in Fig. 19, Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht, welche die in einem Entwicklungsgerät montierte Patrone der Fig. 19 zeigt, Fig. 25 ist eine Schemazeichnung, welche die Verbindung zwischen der montierten Patrone und einem Antriebsmechanismus zeigt, Fig. 26A bis 26C zeigen Erläuterungsschemata der Abgabeschraube der Patrone, Fig. 27 ist ein Erläuterungsschema des in Fig. 23 gezeigten Tonerabfall-Fördermechanismus, und Fig. 28 ist eine Schemazeichnung, welche die Anordnung der wesentlichen Teile des in Fig. 27 gezeigten Tonerabfall-Fördermechanismus zeigt.
In Fig. 23 hat ein Rahmen 9, welcher zum Einsetzen der Patrone 5 dient, an der Rückseite einen Antriebsmechanismus 8 zum Antreiben der Patrone 5. Dieser Rahmen 9 ist mit einem Montageloch 90 versehen, in welches der drehbare Eingriffsabschnitt 67 und der Eingriffsvorsprung 67a der Patrone 5 passend eingesetzt werden sollen, ferner einen Verriegelungslösestift 91, welcher die Verriegelungsklaue 76 des Außengehäuses der Patrone 5 entriegelt, um die Drehung der inneren Trommel 6 zu ermöglichen, und einen Neu-/Alt- Kennzeichnungsstift 92 zum Aktivieren der Neu-/Alt-Kennzeichnungssektion 68.
Wie in Fig. 23 gezeigt, ist der Antriebsmechanismus 8 mit einer Antriebswelle 80 ausgestattet. Diese Antriebswelle 80 hat eine Rührerantriebswelle 80a und einen Antriebsvorsprung 80b. Die Rührerantriebswelle 80a greift in die Rührerwelle 64a der Patrone 5 ein, um die Rührerwelle 64a zu drehen. Der Antriebsvorsprung 8gb greift in den drehbaren Eingriffsabschnitt 67 der Patrone 5 ein, um die innere Trommel 6 zu drehen. Der Antriebsmechanismus 8 ist auch mit einer Antriebswelle 81 für das Entwicklungsgerät (siehe Fig. 35) ausgestattet, um die Tonerzuführwalze 43 des Entwicklungsgerätes 4 anzutreiben, ferner einem Verschlußöffnungs-/Schließhebel 82 (siehe Fig. 25) zum Öffnen und Schließen des Abgabeverschlusses 46 des Entwicklungsgerätes 4, und einem Abgabeschraüben-Antriebsmechanismus 83 (siehe Fig. 25) zum Drehen der Abgabeschraübe 78 der Patrone 5.
Der Antriebsmechanismus 8 hat weiter einen Eigenschaften-Erfassungsschalter 84 zum Erfassen der Einstellung der Eigenschaften-Einstellsektion 79 der Patrone 5, einen Sensor CP1 für das rechte Ende der Patrone zum Erfassen des rechten drehbaren Endes der inneren Trommel 6, einen Sensor CP2 für das linke Ende der Patrone zum Erfassen des linken drehbaren Endes der inneren Trommel 6, und einen Neu-/Alt- Erkennungsschalter CS, welcher durch die Neu-/Alt-Kennzeichnungssektion 68 der Patrone 5 aktiviert wird. Die Tonerabfall-Abgabesektion 36 ist in dem oberen Bereich des Antriebsmechanismus 8 vorgesehen.
Eine Operation für die Montage der Patrone 5 wird jetzt beschrieben. Die Patrone 5 wird in den Rahmen 9 so eingesetzt, daß der drehbare Eingriffsabschnitt 67 der Patrone 5 passend in das Montageloch 90 des Rahmens 9 eingreift. Dann wird die Patrone 5 nach rechts gedreht, so daß der Eingriffsvorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 in den Rahmen 9 eingreift, um die Patrone 5 zu verriegeln, womit ein Entfernen der Patrone 5 ausgeschlossen wird. In diesem Zustand sind die Tonereinfüllöffnungen 73 der Patrone 5 der Tonerzuführwalze 43 bei der Aufnahmeöffnung 44 des Entwicklungsgerätes 4 zugewandt, während die Entwicklereinfüllöffnungen 72 der Patrone 5 der Welle 43a der Tonerzuführwalze 43 an der Aufnahmeöffnung 44 des Entwicklungsgerätes 4 zugewandt sind, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Die Tonerabfall-Abgabesektion 36 des Antriebsmechanismus 8 ist der Tonerabfall-Sammelöffnung 75 der Patrone 5 zugewandt. Weiter greift der drehbare Eingriffsabschnitt 67 der inneren Trommel 6 der Patrone 5 in den Antriebsvorsprung 80b der Antriebswelle 80 des Antriebsmechanismus 8 ein, so daß die innere Trommel gedreht werden kann. Die Rührerwelle 64a der inneren Trommel 6 der Patrone 5 greift in die Rührerantriebswelle 80a der Antriebswelle 80 ein und ermöglicht ein Drehen der Rührerwelle 64a.
Durch diese Montageoperation legt sich der Vorsprung 74a des Sammelverschlusses 74, welcher die Entwicklerabfall-Sammelöffnung 77 der Patrone 5 überdeckt, gegen den unteren Abschnitt des Entwicklungsgerätes 4 an und öffnet so den Verschluß 74, wie in Fig. 25 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Abgabeschranbe 78 mit der Schranbenantriebswelle 83 des Antriebsmechanismus 8 verbunden. Ein Lagerabschnitt 52 der Patrone 5 hat ein Übermaß für eine Schraübenwelle 78a dieser Abgabeschraübe 78, wie in den Fig. 26A und 26B gezeigt ist, um ein Spiel zu schaffen, welches der Schraübenwelle 28a eine Bewegung erlaübt. Auch wenn das Zentrum der Schraubenwelle 28a zum Zentrum der Schraubenantriebswelle 83 falsch ausgerichtet ist, wie in Fig. 26C gezeigt ist, wird deshalb dann, wenn die Schraubenantriebswelle 83 sich dreht, eine Zentrierung herbeigeführt, um die Wellenzentren zueinander auszurichten.
Durch die Montageoperation, wie sie in den Fig. 27 und 28 gezeigt ist, wird der die Abgabeöffnung der Tonerabfall- Abgabesektion 36 bedeckende Verschluß 36a durch den Verschlußantriebsvorsprung 75a an der Tonerabfall-Sammelöffnung 75 so gedrückt, daß er verstellt wird, wobei die Feder 36b zusammengedrückt wird. Als Ergebnis ist die Abgabeöffnung der Tonerabfall-Abgabesektion 36 offen und ist der Tonerabfall-Sammelöffnung 75 zugewandt.
Wie in den Fig. 29A und 29B gezeigt ist, stößt vor der Montage die Verriegelungsklaue 69 der inneren Trommel 6 in der Patrone 5 gegen die Verriegelungsklaue 76 des äußeren Gehäuses 7 und begrenzt die Drehung der inneren Trommel 6. Vor der Montage der Patrone 5 ist deshalb die Drehung der inneren Trommel 6 durch den Bediener beschränkt und die Positionsbeziehung zwischen dem äußeren Gehäuse 7 und der in neren Trommel 6 wird aufrechterhalten.
Während der Montageoperation, wie sie in den Fig. 30A und 30B gezeigt ist, hebt der Verriegelungslösestift 91 des Rahmens 9 die Verriegelungsklaue 76 des äußeren Gehäuses 7 an, um die Verriegelungsklaue 69 der inneren Trommel 6 von der Verriegelungsklaue 76 des äußeren Gehäuses 7 zu entriegeln, und erlaübt damit, daß die innere Trommel 6 sich dreht.
Eine Operation zum Austauschen dieser Patrone wird weiter unten beschrieben. Fig. 31 zeigt ein Erläuterungsschema (Nr. 1) einer Patronenaustauschsequenz, Fig. 32A und 32B sind Schemazeichnungen zum Erläutern, wie die Patrone angebracht wird, Fig. 33A bis 33F sind Erläuterungsschemata der Patronenaustauschoperation (Nr. 2), Fig. 34A und 34B zeigen Schemazeichnungen zum Erläutern, wie die Patrone abgenommen wird, Fig. 35A und 35B sind Schemazeichnungen zum Erläutern einer Patronenerkennung zu dem Zeitpunkt, in dem die Patrone angebracht wird, und Fig. 36 ist eine Schemazeichnung zum Erläutern einer automatischen Einstelloperation zu dem Zeitpunkt, wenn die Patrone angebracht wird. Die folgende Beschreibung wird in Verfolgung der in Fig. 31 dargestellten Austauschsequenz gegeben.
1 Wie in Fig. 32A gezeigt ist, biegt der Bediener die Nasen a1 und a2 der Patrone 5 ab und zieht sodann die Patrone 5 heraus, um die Tonerabfall-Sammelöffnung 75, die Entwicklereinfüllöffnungen 72 und Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zu entsiegeln. Dann montiert der Bediener, wie in Fig. 32B gezeigt ist, die Patrone 5 in das Gerät. Wenn die Patrone 5 zu diesem Zeitpunkt neu ist, dann ist ein Gleitvorsprung 68a der Neu-/Alt-Kennzeichnungssektion 68 an der rechten Seite der Sektion 68 positioniert, wie auf der linken Seite der Fig. 36 gezeigt ist. Deshalb wird der Neu-/Alt-Erkennungsschalter CS des Antriebsmechanismus 8 auf Ein gestellt, wie in Fig. 35A gezeigt ist, um dem Gerät zu ermöglichen, die Montage der neuen Patrone 5 zu erkennen, und die Austauschsequenz startet. Wenn andererseits die Patrone 5 eine gebrauchte (alte) Patrone ist, dann ist der Gleitvorsprung 68a der Neu-/Alt-Kennzeichnungssektion 68 an der linken Seite der Sektion 68 positioniert, wie auf der rechten Seite der Fig. 36 gezeigt ist. In diesem Fall wird der Neu-/Alt-Erkennungsschalter CS des Antriebsmechanismus 8 nicht auf Ein gestellt, wie in Fig. 35B gezeigt ist, so daß die Austauschsequenz nicht startet.
Wenn die Patrone 5 montiert wird und nach links gedreht wird (in Richtung eines Pfeiles A), von der Montagerichtung her betrachtet, dann gleitet in der Schemazeichnung der Gleitvorsprung 68a durch den Neu-/Alt-Einstellstift 92 des Rahmens 9 nach links, wie in Fig. 36 gezeigt ist, so daß die Patrone 5 als eine alte Patrone gekennzeichnet ist. Wenn demnach die Patrone 5 in das Gerät montiert worden ist, ist sie als eine alte Patrone gekennzeichnet, so daß auch dann, wenn diese Patrone später neu montiert wird, diese als eine alte Patrone erkannt wird; die Austauschsequenz startet dann nicht, um die Verwendung dieser Patrone unmöglich zu machen. Es ist deshalb möglich, bei einer irrtümlichen Montage einer alten Patrone 5 durch den Bediener den Start der Austauschsequenz zu verhindern.
Durch die Montageoperation ist der Entwicklersammelverschluß 74 der Patrone 5 offen, wie in Fig. 25 gezeigt ist, und der Verschluß 36a der Tonerabfall-Abgabesektion 36 ist offen, wie in Fig. 27 gezeigt ist. Wie in Fig. 30A gezeigt ist, wird die Verriegelungsklaue 76 des äußeren Gehäuses 7 durch den Verriegelungslösestift 91 außer Eingriff mit der Verriegelungsklaue 69 der inneren Trommel 6 gebracht, so daß die innere Trommel 6 sich drehen kann.
2 Wenn der Bediener die innere Trommel 6 der Patrone 5 nach rechts dreht, wie in Fig. 32B gezeigt ist, dann greift der Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 in den Rahmen 9 ein und verriegelt die Patrone 5. Als Folge davon ist die Patrone 5 sicher in dem Gerät positioniert. Dann stellt der Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 den Rechtsantriebs-Drehstellungsschalter CP1 auf Ein. Das ermöglicht es, daß von der Geräteseite her die Vollendung der Montage der Patrone 5 erkannt wird. In diesem Zustand sind die Tonereinfüllöffnungen 73 in dem äußeren Gehäuse 7 der Patrone 5 der Aufnahmeöffnung 44 des Entwicklungsgerätes 4 zugewandt, wie in Fig. 33A gezeigt ist. Die Sammelöffnung 77 in dem äußeren Gehäuse 7 der Patrone 5 ist direkt unterhalb der Abgabeöffnung 45 des Entwicklungsgerätes 4 positioniert. Mit anderen Worten ist die Patrone 5 der fotosensitiven Trommel 30 gegenüberliegend in einer gekippten Lage angeordnet. Weiter sind die Entwicklereinfüllöffnungen 63 der inneren Trommel 6 der Abgabeöffnung der Tonerabfall-Abgabesektion 36 zugewandt, während die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 den Tonereinfüllöffnungen 73 im äußeren Gehäuse 7 zugewandt sind.
3 Da der Rechtsantriebs-Drehstellungsschalter CP1 und der Neu-/Alt-Erkennungsschalter CS auf Ein gestellt sind, dreht der Antriebsmechanismus 8 die innere Trommel 6 nach links, um sie wie in Fig. 33B gezeigt zu positionieren. Dadurch wird der Zustand, bei welchem die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 den Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt sind, aufgegeben, und die letzteren Öffnungen 73 werden geschlossen. In diesem Zustand aktiviert der Antriebsmechanismus 8 den Verschluß- Öffnungs-/Schließhebel 82, um den Abgabeverschluß 46 des Entwicklungsgerätes 4 zu öffnen und die Schraubenantriebswelle 83 zu veranlassen, die Abgabeschraube 78 anzutreiben. Dann wird das Entwicklungsgerät 4 für eine Minute durch einen nicht dargestellten Hauptmotor angetrieben. Als Folge davon fällt der Entwickler in dem Entwicklungsgerät 4 von der Abgabeöffnung 45 des Entwicklungsgerätes aus in den Entwicklerabfall-Speicherraum 71 durch die Sammelöffnung 77 der Hülse 5, und er wird durch die Abgabeschraube 78 in den Entwicklerabfall-Speicherraum 71 abgegeben, wie in Fig. 33B gezeigt ist, womit das Sammeln des Entwicklerabfalls vollendet wird.
Nach dem Antreiben des Entwicklungsgerätes 4 für eine Minute aktiviert sodann der Antriebsmechanismus 8 den Verschluß-Öffnungs-/Schließhebel 82, um den Abgabeverschluß 46 des Entwicklungsgerätes 4 zu schließen unter der Annahme, daß der gesamte Entwickler in dem Entwicklungsgerät 4 gesammelt worden ist. Dann stoppt der Antriebsmechanismus 8 und veranlaßt die Schraübenantriebswelle 83, die Abgabeschraube 78 anzutreiben, und stoppt den Antrieb des Entwicklungsgerätes 4 durch den Hauptmotor.
4 Als nächstes dreht der Antriebsmechanismus 8 die innere Trommel 6, bis der Linksantriebs-Drehstellungsschalter CP2 durch den Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 auf Ein gestellt wird. Bei diesem Drehungsendzustand sind die Entwicklereinfüllöffnungen 63 der inneren Trommel 6 den Entwicklereinfüllöffnungen 72 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt, und die Öffnungen 72 sind offen, wie in Fig. 33C gezeigt ist. Der Antriebsmechanismus 8 verursacht dann, daß die Rührerantriebswelle 80a die Rührerwelle 64a antreibt, wodurch der Rührer 64 angetrieben wird.
Demzufolge wird der Entwickler in dem Entwicklervorratsraum 60 in der inneren Trommel 6 durch die Aufnahmeöffnung 44 in das Entwicklungsgerät 4 gefördert. Da der unverbrauchte Entwickler in dem Entwicklervorratsraum 60 parallel durch die drei Entwicklereinfüllöffnungen 72 eingeführt wird, ist die Entwicklerzuführzeit abgekürzt. Da die innere Trommel 6 sich dreht, bewirkt der Neu-/Alt-Einstellstift 92 des Rahmens 9, daß der Gleitvorsprung 68a der Neu-/Alt- Kennzeichnungssektion 6 der inneren Trommel 6 in der Schemazeichnung nach links gleitet, so daß die Patrone 5 als eine alte Patrone gekennzeichnet ist, wie in Fig. 36 gezeigt ist.
5 Dann dreht der Antriebsmechanismus 8 die innere Trommel 6, bis der Rechtsantriebs-Drehstellungsschalter CP1 durch den Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 auf Ein gestellt wird. Demzufolge sind die Entwicklereinfüllöffnungen 63 der inneren Trommel 6 der Abgabeöffnung der Tonerabfall-Abgabesektion 36 zugewandt, wie in Fig. 33D gezeigt ist. Die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 sind den Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt.
Als Folge davon ist das Gerät für einen normalen Druckvorgang bereit, und die Ergänzung des Toners und das Sammeln des Tonerabfalls sind möglich. Das heißt, daß dann, wenn die Rührerwelle 64a durch die Rührerantriebswelle 80a angetrieben wird, um den Rührer 64 zu drehen, der Toner vom Tonervorratsraum 61 der Tonerzuführwalze 43 zugeführt wird. Unter der Tonerdichtesteuerung veranlaßt der Antriebsmechanismus 8 die Antriebswelle 81 des Entwicklungsgerätes, die Tonerzuführwalze 43 zu drehen, um den Toner in das Entwicklungsgerät 4 einzuführen. Ferner wird der Tonerabfall von dem Reiniger 34 über die Tonerabfall-Transportleitung 35 und die Tonerabfall-Abgabesektion 36 in den Entwicklervorratsraum 60 der Patrone 5 gesammelt. Das heißt, der Entwicklervorratsraum 60 wird als Sammelraum für den Tonerabfall benutzt.
6 Wenn unter der Tonerdichtesteuerung "Toner leer" festgestellt wird, während der Toner in der oben beschriebenen Weise ergänzt wird, dann wird auf der Bedienungstafel 14 (siehe Fig. 1) eine Austauschanzeige angegeben. Der Bediener drückt dann den Austauschschalter auf der Bedienungstafel 14.
Es ist wirkungsvoll, daß die Menge des Toners in dem Tonervorratsraum 61 so gewählt wird, daß der Tonervorratsraum 61 leer ist, wenn die Verschlechterung des Trägers des unverbrauchten Entwicklers in der Entwicklungseinrichtung 4 auftritt. Demzufolge treten der "Toner leer"-Zustand und die Verschlechterung des Entwicklers gleichzeitig auf, womit ein hoher Patronenaustausch-Wirkungsgrad erreicht wird.
7 Wenn das Niederdrücken des Austauschschalters festgestellt wird, dreht der Antriebsmechanismus 8 die innere Trommel 6 nach links in die in Fig. 33E gezeigte Position. Als Ergebnis wird der Zustand, bei welchem die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 den Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt sind, aufgegeben, die letzteren Öffnungen 73 werden geschlossen und die Patrone 5 wird verriegelt. In diesem Zustand bewirkt der Antriebsmechanismus 8, daß die Antriebswelle 81 des Entwicklungsgerätes die Tonerzuführwalze 43 dreht, um zu ermöglichen, daß Resttoner an der Abgabeöffnung 44 des Entwicklungsgerätes 4 in dem Entwicklungsgerät 4 gesammelt wird, womit ein Verspritzen des Toners zu der Zeit, zu der die Patrone 5 von diesem abgenommen wird, verhindert wird.
8 Danach dreht, wie in Fig. 33F gezeigt ist, der Antriebsmechanismus 8 die innere Trommel 6 nach rechts derart, daß der Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 zu dem Montageloch 90 des Rahmens 9 gelangt. Dieses entriegelt die Patrone 5, so daß sie abgenommen werden kann.
9 Dann zieht der Bediener die Patrone 5 aus dem Gerät, wobei er den seitlichen Handgriff 51 der Patrone 5 hält, wie in Fig. 34A gezeigt ist. Dann entfernt der Bediener die Patrone von dem Gerät, wie in Fig. 34B gezeigt ist, wobei er den oberen Handgriff 50 der Patrone 5 hält.
In der oben beschriebenen Weise können das Abnehmen der Patrone 5, der Austausch des Entwicklers, das Ergänzen des Toners und das Sammeln des Tonerabfalles mit einer einzigen Patrone 5 in einer einzigen Abnahmeoperation durchgeführt werden.
Der Antriebsmechanismus wird unten beschrieben. Fig. 37 ist eine Vorder-Querschnittsansicht des Antriebsmechanismus in Fig. 19, Fig. 38 ist eine Vorderansicht des Antriebsmechanismus in Fig. 37, Fig. 39 ist eine Ansicht des Antriebsmechanismus der Fig. 37 von der Unterseite, Fig. 40 ist eine Ansicht des Antriebsmechanismus der Fig. 37 von der linken Seite, Fig. 41 ist eine erläuternde Schemazeichnung der in Fig. 37 gezeigten Antriebswelle des Entwicklungsgerätes, Fig. 42A bis 42D zeigen erläuternde Schemazeichnungen einer in Fig. 37 gezeigten Rührerwelle, und Fig. 43 und 44 sind Schemazeichnungen, welche die Strukturen von Nocken des Antriebsmechanismus in Fig. 37 zeigen.
Wie in den Fig. 37 und 38 gezeigt ist, gibt es einen einzigen Antriebsmotor 85, welcher ein Zahnrad 89a der Antriebswelle 81 des Entwicklungsgerätes dreht, um auf diese Weise die Antriebswelle 81 drehanzutreiben. Diese Antriebswelle 81 treibt einen ersten Nocken 86 für die Antriebswelle 80 und eine Antriebsriemenscheibe 89c eines zweiten Nokkens 87 über eine Riemenscheibe 89b mittels eines Riemens 88a an. Der zweite Nocken 87 treibt einen Antriebsnocken 82a für einen Verschluß-Öffnungs-/Schließhebel und ein Antriebszahnrad 89f der Schraübenantriebswelle 83 über Riemenscheiben 89d und 89e mittels eines Riemens 88b.
Der Schalter CP1 zum Erfassen der linken Position der Patrone, der Neu-/Alt-Erfassungsschalter CS, ein Timing- Sensor TMH und der Schalter CP2 zum Erfassen der rechts gerichteten Position der Patrone sind um diese Antriebswelle 80 herum angeordnet. Unterhalb der Antriebswelle 80 ist der Eigenschaften-Erfassungsschalter 84 angeordnet, wie in Fig. 38 gezeigt ist.
Wie in Fig. 39 gezeigt ist, hat die Antriebsriemenscheibe 89c, welche durch den Riemen 88a angetrieben wird, einen Stift, welcher in eine Nockennut des zweiten Nockens 87 eingreift (für die Nut siehe Fig. 44). Demzufolge werden der Antriebsnocken 83a des Verschluß-Öffnungs-/Schließhebels und die Schraübenantriebswelle 83 angetrieben. Der Verschluß-Öffnungs-/Schließhebel 82 hat einen Eingriffsfitting 82b aus Metall und eine Feder 82c. Wenn der metallische Fitting 82b sich entlang der Nockennut des Antriebs nockens 82a bewegt, welcher durch den Antriebsriemen 88b angetrieben wird, bewegt sich demnach der Verschluß-Öffnungs-/Schließhebel 82 in der Schemazeichnung nach rechts und nach links. Das Öffnen/Schließen dieses Verschlusses wird durch einen Verschluß-Öffnungs-/Schließerfassungsschalter STP erfaßt, welcher am hinteren Ende des Verschluß-Öffnungs-/Schließhebels 82 angeordnet ist.
Wie in Fig. 40 gezeigt ist, hat die Antriebsriemenscheibe 86a, welche durch den Antriebsriemen 88a angetrieben wird, einen Stift, welcher in eine Nockenut des ersten Nockens 86 eingreift (für die Nut siehe Fig. 43). Die Antriebsriemenscheibe 86a treibt die Rührerantriebswelle 80a direkt an. Die Rührerantriebswelle 80a, die in der Schemazeichnung nach rechts und links verschiebbar ist, wird in der Schemazeichnung nach rechts durch eine Blattfeder 80c gedrückt. Diese Rührerwelle 80a hat geneigte Vorsprünge 800 und 801, die an den jeweiligen Seiten einer zentralen Ausnehmung 802 vorgesehen sind, wie in den Fig. 42A bis 42D gezeigt ist. Wenn die Rührerwelle 64a der Patrone 5, welche eine Form eines geschlitzten Schraubenziehers hat, in die Ausnehmung 802 der Rührerantriebswelle 80a eingeführt wird, wird die Rührerwelle 64a durch die geneigten Vorsprünge 800 und 801 mit Bezug auf die rechtsgerichtete Drehung in den Fig. 42A und 42B angetrieben. Mit Bezug auf die linksgerichtete Drehung allerdings gleitet die Rührerwelle 64a entlang den geneigten Oberflächen der geneigten Vorsprünge 800 und 801, so daß die Rührerantriebswelle 80a in Fig. 40 gegen die Kraft der Blattfeder 80c sich nach links ver schiebt und damit einen Antrieb der Rührerwelle 64a unterbindet.
Mit anderen Worten bilden die Rührerantriebswelle 80a und die Rührerwelle 80 eine Einwegkupplung.
Die Antriebswelle 81 des Entwicklungsgerätes umfaßt ein Zwischenglied 81a, welches einen horizontalen Vorsprung mit einer Form eines Schlitz-Schraubenziehers an dem linken Ende und einen vertikalen Vorsprung mit einer Form eines Schlitz-Schraubenziehers am rechten Ende hat, sowie eine Antriebswelle 81b mit einer vertikalen flachen Ausnehmung, die auf die Walzenwelle 43 mit einer Form eines Schlitz- Schraubenziehers bezogen ist. Demzufolge hat die Antriebswelle 81 einen Freiheitsgrad in der vertikalen und der horizontalen Richtung in der Schemazeichnung, und sie kann in Übereinstimmung mit einem Wechsel bei der Walzenwelle 43 des Entwicklungsgerätes 4 angetrieben werden.
Die innere Trommel 6, Rührer 64 und 66, die Tonerzuführwalze 43, der Entwicklerabgabeverschluß 46 und die Abgabeschraube 78 werden nacheinander durch einen einzigen Motor 85 in der oben beschriebenen Weise angetrieben.
Die Operation des Antriebsmechanismus wird jetzt beschrieben. Fig. 45 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, Fig. 46 und 47 zeigen Zeitdiagramme für eine Entwickleraustauschoperation gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, Fig. 48A, 48B, 49A, 49B, 50A, 50B, 51A und 51B zeigen erläuternde Schemazeichnungen einer Entwickleraustauschoperation gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, und Fig. 52A bis 52D sind Schemazeichnungen zum Erläutern der Funktion der Nocken bei der Entwickleraustauschoperation.
Mit Bezug auf Fig. 45 erfaßt ein Steuerschaltkreis 100, welcher aus einem Mikroprozessor (MPU) besteht, die Eigenschaften des Entwicklers und Toners von dem Ausgang des Eigenschaftensensors 84 der Patrone, um eine Vorladespannung, eine Entwicklungsvorspannung usw. zu steuern, startet die Austauschsequenz gemäß dem Ausgang des Neu-/Alt-Erfassungsschalters CS und steuert den Motor 85 auf der Basis der Ausgaben des Timingsensor TMH, des Schalters CP1 zum Erfassen der rechten Position der Patrone, des Schalters CP2 zum Erfassen der linken Position der Patrone und des Verschluß-Öffnungs-/Schließ-Erfassungsschalters STP.
Die Operation im Verlauf der Austauschseguenz der Fig. 31 wird mit Bezug auf die Fig. 46, 47 und 48 bis 52 beschrieben. Auf die Fig. 32 bis 34 wird auch Bezug genommen.
1, 2 Zuerst montiert der Bediener die Patrone 5 in das Gerät und dreht die innere Trommel 6 der Patrone 5 nach rechts. Als Folge davon greift der Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 in den Rahmen 9 ein und verriegelt die Patrone 5, und der Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 stellt den Rechtsantriebs-Drehstellungsschalter CP1 auf Ein, wie in Fig. 48B gezeigt ist. Zu dieser Zeit kommt der Antriebsmechanismus 8 in den Zustand der Fig. 48A.
3 Wenn der Rechtsantriebs-Drehstellungsschalter CP1 auf Ein gestellt ist, startet der Steuerschaltkreis 100 die Austauschoperation und wiederholt die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 85 zweimal. Infolgedessen dreht der erste Nocken 86 in der Rückwärtsrichtung (links herum), um die innere Trommel 6 nach links in die in den Fig. 49A und 49B gezeigte Position zu drehen. Dadurch wird der Zustand, bei welchem die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 den Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt sind, aufgehoben und die letzteren Öffnungen 73 werden geschlossen. Dann führt die Steuerungssektion 100 die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 85 einmal aus, um den zweiten Nocken 87 in der Rückwärtsrichtung zu drehen. Als nächstes dreht der Steuerschaltkreis 100 den Motor 85 in der Vorwärtsrichtung, um die Vorwärtsdrehung des zweiten Nockens 87 zu bewirken. Als Ergebnis wird der Verschlußöffnungsschließhebel 82 aktiviert, um die Abgabeschraube 78 anzutreiben, und er bewirkt, daß der Hauptmotor das Entwicklungsgerät 4 für eine Minute antreibt.
Als Ergebnis fällt der Entwickler in dem Entwicklungsgerät 4 aus der Abgabeöffnung 45 des Entwicklungsgerätes 4 in den Entwicklerabfall-Speicherraum 71 durch die Sammelöffnung 77 der Patrone 5 und wird durch die Abgabeschraube 78 in den Entwicklerabfall-Speicherraum 71 abgegeben, wie in Fig. 33B gezeigt ist, womit das Sammeln des Entwicklerabfalls vollendet wird.
Nach dem Antreiben des Entwicklungsgerätes 4 für eine Minute dreht sodann der Steuerschaltkreis 100 den Motor 85 in der Rückwärtsrichtung unter der Annahme, daß der gesamte Entwickler in dem Entwicklungsgerät 4 gesammelt worden ist. Als Ergebnis dreht der zweite Nocken 87 in der Rückwärtsrichtung, um den Verschlußöffnungsschließhebel 82 zu aktivieren und den Abgabeverschluß 46 des Entwicklungsgerätes 4 zu schließen. Dann stoppt die Steuersektion 100 und bewirkt, daß die Schraubenantriebswelle 83 die Abgabeschraube 78 dreht, und stoppt den Antrieb des Entwicklungsgerätes 4 durch den Hauptmotor.
4 Als nächstes wiederholt der Steuerschaltkreis 100 die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 85 zweimal, um den ersten Nocken 86 in der Rückwärtsrichtung (links herum) zu drehen, so daß die innere Trommel 6 nach links dreht, wie in den Fig. 50A und 50B gezeigt ist. Mit anderen Worten wird die innere Trommel 6 gedreht, bis der Linksantriebs-Stellungsschalter CP2 durch den Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 auf Ein gestellt worden ist. In diesem Zustand sind die Entwicklereinfüllöffnungen 63 der inneren Trommel 6 den Entwicklereinfüllöffnungen 72 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt, wie in Fig. 33C gezeigt ist. Der Steuerschaltkreis 100 bewirkt deshalb, daß die Rührerantriebswelle 80a die Rührerwelle 62 antreibt, so daß der Rührer 64 gedreht wird.
Infolgedessen wird der Entwickler im Entwicklervorratsraum 60 in der inneren Trommel 6 durch die Aufnahmeöffnung 44 in das Entwicklungsgerät 4 eingeführt, und die Entwickleraustauschoperation ist beendet.
5 Sodann wiederholt der Steuerschaltkreis 100 die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 85 zweimal, um den ersten Nocken 86 in der Rückwärtsrichtung (rechts herum) zu drehen, wodurch die innere Trommel 6 gedreht wird, bis der Rechtsantriebs-Stellungsschalter CP1 durch den Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 auf Ein gestellt ist, wie in den Fig. 51A und 51B gezeigt ist. Dementsprechend sind die Entwicklereinfüllöffnungen 63 der inneren Trommel 6 der Abgabeöffnung der Tonerabfall-Abgabesektion 36 zugewandt, wie in Fig. 33D gezeigt ist. Die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 sind den Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt.
Infolgedessen ist das Gerät für einen normalen Druckvorgang bereit und das Ergänzen des Toners sowie das Sammeln des Tonerabfalls sind möglich. Das heißt, wenn die Rührerwelle 62 durch die Rührerantriebswelle 80a angetrieben wird, um den Rührer 66 zu drehen, wird der Toner vom Tonervorratsraum 61 der Tonerzuführwalze 43 zugeführt. Unter der Tonerdichtesteuerung bewirkt der Steuerschaltkreis 100, daß die Antriebswelle 81 des Entwicklungsgerätes die Tonerzuführwalze 43 dreht, um den Toner in das Entwicklungsgerät 4 einzuführen. Ferner wird der Tonerabfall von dem Reiniger 34 über die Tonerabfall-Transportleitung 35 und die Tonerabfall-Abgabesektion 36 in den Entwickler- Vorratsraum 60 der Patrone 5 gesammelt.
6 Wenn unter der Tonerdichtesteuerung "Toner leer" festgestellt wird, während der Toner in der oben beschriebenen Weise ergänzt wird, wird eine Austauschanzeige auf der Bedienertafel 14 ausgegeben. Der Bediener drückt dann den Austauschschalter auf der Bedienertafel 14.
7 Wenn das Drücken des Austauschschalters festgestellt wird, führt der Steuerschaltkreis 100 die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 85 einmal aus, um den ersten Nocken 86 in der Rückwärtsrichtung zu drehen. Demzufolge dreht der Antriebsmechanismus 8 die innere Trommel 6 nach links in die in Fig. 33E gezeigte Position. Als Ergebnis wird der Zustand, bei welchem die Tonerzuführöffnungen 65 der inneren Trommel 6 den Tonereinfüllöffnungen 73 des äußeren Gehäuses 7 zugewandt sind, aufgegeben, die letzteren Öffnungen 73 werden geschlossen und die Patrone 5 wird verriegelt.
In diesem Zustand bewirkt der Steuerschaltkreis 100, daß die Antriebswelle 81 des Entwicklungsgerätes die Tonerzuführwalze 83 dreht, um zu ermöglichen, daß der Resttoner an der Aufnahmeöffnung 44 des Entwicklungsgerätes 4 in dem Entwicklungsgerät 4 gesammelt wird, womit ein Verspritzen des Toners zu der Zeit, während der die Patrone 5 von diesem abgenommen wird, zu verhindern.
8 Danach wiederholt der Steuerschaltkreis 100 die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 85 zweimal, um den ersten Nocken 86 in der Vorwärtsrichtung (rechts herum) zu drehen. Als Folge davon wird die innere Trommel 6 nach rechts gedreht, so daß der Vorsprung 67a des drehbaren Eingriffsabschnittes 67 der inneren Trommel 6 zu dem Montageloch 90 des Rahmens 9 gelangt, wie in Fig. 33F gezeigt ist. Das entriegelt die Patrone 5, so daß sie abgenommen werden kann.
In der oben beschriebenen Weise können das Abnehmen der Patrone 5, der Austausch des Entwicklers, das Ergänzen des Toners, die Drehung der Rührer usw. durch die Funktionen der Nocken 86 und 87 durch Steuern eines einzigen Motors 85 ausgeführt werden.
Wie in den Fig. 52A bis 52D gezeigt ist, wird der Entwicklerabgabeverschluß 46 durch den zweiten Nocken 87 angetrieben. Mit anderen Worten tritt dann, wenn der Motor 85 im Uhrzeigersinn dreht, der Stift in den Nocken 87 ein und der Verschluß 46 wird geschlossen gehalten (Fig. 52A). Wenn der Motor 85 im Gegenuhrzeigersinn dreht, tritt der Stift entlang dem Nocken 87 in die Nockenut B ein, und der Verschluß 46 ist offen (Fig. 52C) . Wenn der Motor 85 weiter im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird der Stift aus der Nockenut herausgezogen (Fig. 52D).
Wenn eine Abnormalität bei dem Bilderzeugungsgerät auftritt, während der Verschluß 46 offen ist, wird der Motor 85 sofort gestoppt, wobei er einen Alarm gibt. In diesem Falle wird der Verschluß 46 offengehalten. Wenn der Benutzer den Alarm hört, ruft er einen Service-Ingenieur vom Hersteller oder dergleichen an, welcher sich mit dem Problem befaßt. Wenn allerdings der Verschluß 46 offen ist, kann der Service-Ingenieur dem Problem nicht nachgehen und sollte diesen schließen. Da das Öffnen/Schließen des Verschlusses durch den Nocken 87 durchgeführt wird, kann der Service-Ingenieur, wenn er die Funktion des Nockens 87 nicht kennt, den Verschluß 46 nicht in die Schließstellung einstellen. In einem solchen Fall sollte der Service-Ingenieur den Antriebsmechanismus gegen einen neuen austauschen oder sollte den Verschluß manuell schließen, wobei er eine Reihe von Stunden braucht, in denen er diesen mit einem erreichbaren technischen Ingenieur prüft.
Um ein solches Problem zu vermeiden, wird deshalb auch dann, wenn eine Abnormalität des Gerätes bei offenem Verschluß erfaßt wird, das Gerät nicht sofort gestoppt, sondem erst nachdem der Antriebsmechanismus 8 den Verschluß schließt und einen Alarm gibt.
Anstelle dieser Maßnahme ist es möglich, eine Sequenz hinzuzufügen, um den Antriebsmechanismus so anzutreiben, daß er den Verschluß über die Betätigung der Bedientafel schließt und das Gerät stoppt, wenn eine Abnormalität des Gerätes bei offenem Verschluß festgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung kann ferner wie folgt modifiziert werden.
1 Obwohl das Bilderzeugungsgerät in der vorangehenden Beschreibung dieser Ausgestaltung als ein elektronischer Fotografiermechanismus erläutert worden ist, kann diese Erfindung auch bei anderen Druckmechanismen verwendet werden, welche eine Tonerentwicklung verwenden (z.B. einen elektrostatischen Aufzeichnungsmechanismus).
2 Obwohl die innere Trommel der Patrone in eine rechte und eine linke Sektion zweigeteilt ist, kann sie auch in eine obere und eine untere Sektion geteilt sein.
3 Obwohl der Antriebsmechanismus 8 aus einem einzigen Motor besteht, kann er auch zwei oder mehr Antriebsquellen benutzen.
Kurz gesagt sind gemäß der vorliegenden Erfindung der Entwicklervorratsraum und der Tonervorratsraum nebeneinander in einer Richtung senkrecht zu der Entwicklertransportrichtung in dem Entwicklungsgerät angeordnet, d.h. in der Breitenrichtung des Entwicklungsgerätes; die Einfüllung des Entwicklers und die Tonerergänzung können unter Ausnutzung der Breitenrichtung des Entwicklungsgerätes ausgeführt werden. Diese Konstruktion kann es ermöglichen, daß die Entwicklerpatrone kürzer ausgelegt wird und kann eine wirkungsvolle Verwendung von freiem Raum um das Entwicklungsgerät herum gewährleisten, so daß das Bilderzeugungsgerät kompakt ausgeführt werden kann. Da der Entwickler und der Toner von der Richtung der großen Breite des Entwicklungsgerätes her eingefüllt werden, ist es zusätzlich möglich, die Zeit zum Zuführen des Entwicklers abzukürzen und zu verhindern, daß die Tonerergänzung verzögert wird.

Claims

1. Entwicklerpatrone (5), die abnehmbar in einer Entwicklungseinheit angebracht ist, um Entwickler auszutauschen und Toner zu ergänzen, wobei die Patrone umfaßt:

einen ersten Entwicklervorratsraum (60) und einen zweiten Entwicklervorratsraum (61), gekennzeichnet durch einen drehbaren zylindrischen Körper, dessen Drehachse sich in einer Richtung senkrecht zu einer Entwicklertransportrichtung dieser Entwicklungseinheit erstreckt;

wobei der erste Entwicklervorratsraum (60) in einem ersten Abschnitt des zylindrischen Körpers angeordnet ist und zum Speichern unverbrauchten Entwicklers dient;

wobei der zweite Entwicklervorratsraum (61) in einem zweiten Abschnitt des zylindrischen Körpers angeordnet ist und zum Speichern von Ergänzungstoner ausgelegt ist;

Öffnungen (63 bzw. 65), welche jeweils in den ersten bzw. zweiten Entwicklervorratsraum (60 bzw. 61) des zylindrischen Körpers führend ausgebildet sind; und

ein Gehäuse (7) mit einem Zylinder zum drehbaren Aufnehmen des zylindrischen Körpers, wobei der Zylinder ein Paar Einfüllöffnungen (72 bzw. 73) hat, die jeweils in Zuordnung zu der in den ersten Entwicklervorratsraum (60) führenden Öffnung und zu der in den zweiten Entwicklervorratsraum (61) führenden Öffnung angeordnet sind.

2. Entwicklerpatrone nach Anspruch 1, bei welcher die Position der Öffnung (63) in den ersten Entwicklervorratsraum (60) gegenüber der der Öffnung (65) in den zweiten Entwicklervorratsraum (61) in der Drehrichtung des zylindrischen Körpers versetzt ist.

3. Entwicklerpatrone nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend Rührer (64 bzw. 66), die jeweils in dem ersten bzw. zweiten Entwicklervorratsraum (60 bzw. 61) angeordnet und drehbar sind, um den gespeicherten Entwickler und den gespeicherten Toner abzugeben.

4. Entwicklerpatrone nach Anspruch 3, ferner umfassend eine gemeinsame Drehwelle zum Drehen der Rührer in dem ersten und dem zweiten Entwicklervorratsraum (60, 61).

5. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Paar Einfüllöffnungen (72, 73), die in dem Zylinder des Gehäuses ausgebildet sind, in äquivalenten Positionen in einer Drehrichtung des Zylinders angeordnet sind.

6. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Gehäuse (7) einen dritten Entwicklervorratsraum hat, welcher in einem unteren Bereich des Zylinders angeordnet ist und zum Speichern von verbrauchtem Entwickler von der Entwicklungseinheit dient.

7. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen oberen Handgriff (50), welcher in einem oberen Bereich des Gehäuses (7) angeordnet ist und ein leichtes Tragen dieser Patrone (5) gewährleistet.

8. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen seitlichen Handgriff (51), welcher an einem Endabschnitt des zylindrischen Körpers angeordnet ist.

9. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Verriegelungsklaue (69), die an dem zylindrischen Körper angeordnet ist und zum Verriegeln einer Drehung dieses zylindrischen Körpers dient, sowie ein Eingriffsglied (67a), welches mit der zu verriegelnden Verriegelungsklaue in Eingriff bringbar ist und welches extern außer Eingriff mit der zu verriegelnden Verriegelungsklaue sowie extern außer Eingriff mit der zu entriegelnden Eingriffsklaue bringbar ist.

10. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher ein drehbarer Vorsprung (67a) an einem Endabschnitt des zylindrischen Körpers vorgesehen ist, welcher mit drehbaren Mitteln zum Drehen des zylindrischen Körpers kuppelbar ist.

11. Entwicklerpatrone nach Anspruch 4, bei welcher ein Verbindungsabschnitt der gemeinsamen drehbaren Welle für die Rührer an einem Endabschnitt des zylindrischen Körpers heraus ragt.

12. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Tonerabfall-Aufnahmeöffnung (75), welche in einem oberen Bereich des in dem Gehäuse aufgenommenen zylindrischen Körpers ausgebildet ist und welche es erlaubt, daß der erste Entwicklervorratsraum des zylindrischen Körpers externen Tonerabfall aufnimmt.

13. Entwicklerpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend:

einen dritten Entwicklervorratsraum, welcher in einem unteren Bereich des Zylinders dieses Gehäuses ausgebildet ist und zum Speichern von verbrauchtem Entwickler von der Entwicklungseinheit dient; und

eine Tonerabfall-Aufnahmeöffnung (75), welche in einem unteren Bereich des zylindrischen Körpers dieses Gehäuses ausgebildet ist und welche es ermöglicht, daß der erste Entwicklervorratsraum des zylindrischen Körpers externen Tonerabfall aufnimmt.

14. Bilderzeugungsgerät, umfassend:

einen endlosen Latentträger;

Mittel zum Bilden eines elektrostatischen Latentbildes auf dem endlosen Latentträger;

Entwicklungsmittel zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes auf dem endlosen Latentträger;

eine Entwicklerpatrone, wie in einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht ist, und

Antriebsmittel zum Antreiben des zylindrischen Körpers der angebrachten Entwicklerpatrone, zum Austauschen eines verbrauchten Entwicklers gegen einen unverbrauchten Entwickler und für die Tonerergänzung.

15. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 14, kombiniert mit Anspruch 9, bei welchem die Antriebsmittel Mittel zum Außereingriffbringen des Eingriffsgliedes von der Verriegelungsklaue hat, wenn die Entwicklerpatrone montiert wird.

16. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, kombiniert mit Anspruch 10, bei welchem die Antriebsmittel einen drehbaren Verbindungsabschnitt haben, welcher mit dem drehbaren Vorsprung kuppelbar ist, um den zylindrischen Körper zu drehen.

17. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 14, 15 oder 16, kombiniert mit Anspruch 11, bei welchem die Antriebsmittel eine Antriebswelle haben, die mit dem Endabschnitt der gemeinsamen drehbaren Welle zum Drehen der Rührer kuppelbar ist.

18. Bilderzeugungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, ferner umfassend:

Reinigungsmittel (34) zum Entfernen von Resttoner auf dem endlosen Latentträger; und

Tonertransportmittel zum Transportieren des von den Reinigungsmitteln entfernten Toners zu dem ersten Entwicklervorratsraum der Entwicklerpatrone.

19. Bilderzeugungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei welchem die Entwicklerpatrone eine Tonerabfall-Sammelöffnung hat, die in einem oberen Bereich des Zylinders dieses Gehäuses ausgebildet ist und welche es erlaubt, daß der erste Entwicklervorratsraum des zylindrischen Körpers Tonerabfall von den Tonertransportmitteln aufnimmt.

20. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 19, bei welchem die Antriebsmittel den zylindrischen Körper der Entwicklerpatrone in einer solchen Weise dreht, daß die Öffnung des ersten Entwicklervorratsraumes (60) der zugeordneten Einfüllöffnung (72) dieses Gehäuses zugewandt ist, und wobei dann, nachdem unverbrauchter Entwickler den Entwicklungsmitteln zugeführt wurde, diese Antriebsmittel den zylindrischen Körper in einer solchen Weise drehen, daß die Öffnung (72) des ersten Entwicklervorratsraumes (60) der Tonerabfall-Sammelöffnung (75) dieses Gehäuses zugewandt ist.

21. Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 20, bei welchem die Antriebsmittel zusätzlich zum Sammeln des Tonerabfalls vorgesehen sind.

22. Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 21, ferner umfassend ein Verschlußelement zum getrennten Öffnen der Öffnungen.