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Diese Erfindung bezieht sich auf
ein Bilderzeugungsgerät
zum Erzeugen von Bildern durch das elektrophotographische Verfahren
unter Benutzung elektrisch geladener Toner. Insbesondere bezieht sich
diese Erfindung auf eine Einheit zum Erfassen des Betrages von Resttoner
innerhalb einer Tonerkassette.
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Die meisten Bilderzeugungsgeräte weisen eine
abnehmbare Tonerkassette zum Aufnehmen von Toner auf, der für Entwicklung
benutzt wird, so daß die
Tonerkassette zum Ersetzen von Toner entladen werden muß, dessen
Betrag nach der Benutzung während
einer gewissen Zeitdauer gering geworden ist. Daher ist oft, damit
die Benutzer eine Tonerersetzungszeit bestimmen können, eine
Resttonererfassungseinheit zum Anzeigen des Betrages von Resttoner
vorgesehen. Solch ein Anzeigeverfahren muß nicht einen genauen Betrag
von Resttoner anzeigen. Allgemein sind Benutzer voll zufrieden, wenn
sie bestimmen können,
ob der Toner in einem vollen Zustand ist, in dem ein ausreichender
Betrag von Toner verbleibt, er zu einem solchen Ausmaße leer
ist, daß er
ersetzt werden muß,
oder ob er in einem niedrigen Zustand ist, in dem er in naher Zukunft ersetzt
werden muß.
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Als eine Resttonererfassungseinheit
dieser Art ist zum Beispiel ein Verfahren bekannt, bei dem die Zeit
gemessen wird von dann, wenn der Toner von einem Spalt entfernt
wird, der in einem unteren Abschnitt einer Tonerkassette vorgesehen
ist, bis dann, wenn sich der Spalt wieder auf solche Weise füllt, daß periodisch
der Spalt unter Benutzung eines Wischers ge- wischt wird und das
Vorhandensein eines Lichtdurchganges durch den Spalt erfaßt wird. Da
die Zeit kurz ist, wenn ein großer Tonerbetrag
verbleibt, kann der Betrag von Resttoner durch Vergleich mit einer
vorbestimmten Referenzzeit erfaßt
werden.
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In der
US 5 532 790 A kann die Zeit zum Erfassen
des Lichtdurchganges durch einen Spalt vergrößert werden; so häufig wie
dieses getan wird, wird zum Bestimmen und Steuern des Betrages von
Restentwickler benutzt.
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Wenn eine kleine Zahl von Niveaus
wie die drei oben beschriebenen Niveaus vorgesehen wird zum Erfassen
des Betrages von Resttoner, ist der erfaßte Zustand nicht stationär sondern
während
des Überganges
zwischen den Erfassungsniveaus variabel. Sobald zum Beispiel ein Übergang
zu einem niedrigen Zustand oder einem leeren Zustand gemacht worden
ist, ist es normal, eine Steuerung so durchzuführen, daß die Anzeige des verbleibenden Betrages
zu einem vorherigen Zustand nicht zurückgegeben wird.
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Bei dem oben erwähnten Resttonererfassungsverfahren
gibt es jedoch ein Problem, wenn die Tonerfluidität unmittelbar
nach dem Einschalten, Tonerersetzen oder ähnlichem schlecht ist. Das
heißt, bei
dem oben erwähnten
Beispiel, wenn der Spalt durch einen Wischer gewischt wird, wenn
die Tonerfluidität
niedrig ist, dauert es lange für
Toner, den Spalt wieder zu füllen,
und ein unrichtiger Zustand kann angezeigt werden. Ein Beispiel
ist das, daß der niedrige
Zustand nach Tonerersetzen angezeigt wird, obwohl der Toner voll
bleibt. Wenn in diesem Fall die Tonerfluidität in dem Gang der Tonerbenutzung
zunimmt, wird eine Anzeige des vollen Zustandes erhalten. Da jedoch,
wie oben beschrieben wurde, der vorhandene Anzeigezustand nicht
zu dem vorherigen Anzeigezustand zurückkehrt, ist es schwierig,
richtig den Betrag von Resttoner anzuzeigen.
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Zum Vermeiden einer solchen unkorrekten Bestimmung,
wenn zum Beispiel das Resultat des Bestimmens des Betrages von Resttoners
sich von dem niedrigen Zustand zu dem vollen Zustand ändert, da
das Resultat der Bestimmung des Betrages von Resttoner von der Änderung
in der Tonerfluidität abhängt, kann
die Anzeige des leeren Zustandes plötzlich auftreten, bevor der
niedrige Zustand während
einer ausreichenden Zeitdauer angezeigt ist. Dieses wirft ein Problem
für die
Benutzer im Hinblick auf die Bedienbarkeit auf.
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Die Erfindung ist gemacht worden
zum Lösen
des obigen Problems. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Resttonererfassungseinheit
in einem Bilderzeugungsgerät
vorzusehen, die ermöglicht, den
Betrag von Resttoner richtig unabhängig von der Änderung
in der Tonerfluidität
zu erfassen.
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Zum Lösen des oben erwähnten Problems weist
die Resttonerdetektoreinheit in einem Bilderzeugungsgerät auf: eine
Tonerkassette zum Aufnehmen von Toner, der zu einer Entwicklungskammer
zu liefern ist, eine Resttonerdetektoreinheit zum Erfassen des Betrages
von Resttoner innerhalb der Tonerkassette; eine Restzustandsbestimmungseinheit
gemäß dem Betrag
von Resttoner, der von der Resttonerdetektoreinheit erfaßt ist,
zum Bestimmen, ob der Toner voll, leer oder in einem niedrigen Zustand ist;
eine Anzeigensteuereinheit zum Bestimmen der Anzeigeninhalte von
einem Restzustand, der von der Anzeigensteuereinheit bestimmt ist;
und eine Anzeigeneinheit zum Anzeigen von Anzeigeninhalte, die von
der Anzeigensteuereinheit bestimmt sind, worin die Anzeigensteuereinheit
ein Bestimmungsresultat der Resttonerbestimmungseinheit ohne Modifikation anzeigt,
aber eine Steuerung so durchführt,
daß die Anzeigeninhalte
von einem vollen Zustand zu einem niedrigen Zustand nach der Anzahl
eines Bestimmungsresultates der Restzustandsbestimmungseinheit sich von
einem niedrigen Zustand zu einem vollen Zustand geändert hat,
und ein niedriger Zustand nach Einschalten oder Ersetzen der Tonerkassette auftritt,
zurückgibt.
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Gemäß der Resttonerdetektoreinheit
der Erfindung kann die unten beschriebene Situation verbessert werden.
Das heißt,
wenn eine Tonerkassette während
einer langen Zeit gelagert worden ist, ist wie beim Einschalten
oder Tonerersetzen die Fluidität
innerhalb der Tonerkassette schlecht. Wenn der Betrag von. Resttoner
in solch einem Zustand erfaßt
wird, kann ein niedriger Zustand angezeigt werden, selbst wenn ein
großer
Betrag von Toner verbleibt. Dieses tritt jedoch an einem anfänglichen
Zustand des Zählens
der Anzahl von Übergängen von
einem niedrigen Zustand zu einem vollen Zustand auf, der noch nicht.
einen vorbestimmten Einstellwert erreicht hat. Folglich ist. der Übergang
des Anzeigenzustandes frei, so daß nicht geschlossen werden
kann, daß der niedrige
Zustand unkorrekt angezeigt. ist, wenn ein großer Betrag von Toner verbleibt,
da die Rückkehr des
vollen Zustandes von einem zeitweiligen Übergang zu einem niedrigen
Zustand möglich
ist. Wenn andererseits die Tonerfluidität im Laufe der Benutzung gut
wird, obwohl der Übergang
von dem niedrigen Zustand zu dem vollen Zustand anfänglich auftritt,
wenn der Zählwert
einen vorbestimmten Wert überschreitet,
muß der
obige Übergang
nicht auftreten, so daß die Übergangsänderung
der Anzeige des verbleibenden Zustandes vermieden werden kann und
der niedrige Zustand kann während
einer ausreichenden Zeitdauer vor dem Übergang zu dem leeren Zustand
angezeigt werden, wodurch eine verbesserte Betreibbarkeit: vorgesehen
wird.
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Die Tonerkassette ist abnehmbar und
weist eine Vertiefung, die an einem unteren Abschnitt davon gebildet
ist, auf, und ein Spalt zum Lagern von Toner ist in der Vertiefung
gebildet. Die Resttonerdetektoreinheit enthält einen Wischer zum periodischen Wischen
des Spaltes und eine Einheit zum Bestimmen eines verbleibenden Tonerbetrages
auf der Grundlage der zeitbasierten Änderung des Vorhandenseins
von Toner innerhalb des Schlitzes.
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Die Resttonerdetektoreinheit enthält eine
abnehmbare Kassette, die einen Wischer enthält, der periodisch einen Schlitz
wischt, der an einem unteren Abschnitt davon vorgesehen ist, und
den Betrag von Resttoner aus der zeitbasierenden Änderung
des Vorhandenseins von Toner in dem Schlitz bestimmt. Die Resttonerdetektoreinheit
minimiert eine unkorrekte Bestimmung, wenn die Tonerfluidität verringert ist,
verringert eine schnelle Änderung
der Restzustandsanzeige, wenn die Tonerfluidität gut ist, wodurch eine verbesserte
Betreibbarkeit vorgesehen wird.
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Die Resttonerdetektoreinheit enthält weiter eine
Tonerexistenzdetektoreinheit mit einem Tonersensor mit einem Lichtquellenabschnitt
und einem Lichtempfangsabschnitt, die an einem unteren Abschnitt
der Tonerkassette plaziert sind. Eine optische Achse ist zwischen
dem Lichtquellenabschnitt und dem Lichtempfangsabschnitt so gebildet,
daß Licht durch
den Schlitz geht.
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Die Resttonerdetektoreinheit ermöglicht es, daß der Betrag
von Resttoner mit hoher Betreibbarkeit unabhängig des Grades der Tonerfluidität erfaßt wird,
wenn ein Lichtsensor entlang des Wischers und des Schlitzes benutzt
wird.
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Die Resttonerdetektoreinheit enthält weiter einen
Rührer,
der einer Rotationssteuerung zum Rühren des Toners unterworfen ist,
der innerhalb der Tonerkassette vorgesehen ist. Ein Wischer ist
als Teil des Rührers
vorgesehen.
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Die Resttonerdetektoreinheit ist
so aufgebaut, daß der
Wischer an dem Rührer
innerhalb der Tonerkassette so angebracht ist, daß er zusammen mit
dem Rührer
drehbar ist und ermöglicht,
daß der Betrag
von Resttoner richtig mit hoher Betreibbarkeit unabhängig von
dem Grad der Tonerfluidität
erfaßt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden
Figuren beschrieben, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die das Aussehen eines Laserdruckers
zeigt;
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2 eine
seitliche Schnittaufrißansicht
eines Laserdrukkers ist;
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3 eine
seitliche Schnittaufrißansicht
in einer Verarbeitungseinheit ist;
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4 eine
horizontale Schnittansicht einer Tonerkassette ist;
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5 ein
Blockschaltbild einer Tonerkassette ist;
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6 eine
Ansicht ist, die eine zeitbasierte Änderung einer Tonersensorausgabe
zeigt; und
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7 ein
Flußdiagramm
ist, das eine Resttonerdetektorverarbeitung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Liese unten beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf
die Anwendung der Erfindung auf Laserdrucker. Die Erfindung kann
jedoch auf irgendein anderes Gerät
angewendet werden, das Tonerkassetten zum Drucken verwendet.
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(I) Gesamtaufbau und Betrieb
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Zuerst wird der Gesamtaufbau des
Laserdruckers, der mit dieser Ausführungsform verknüpft ist, unter
Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine perspektivische
Ansicht eines Laserdruckers gemäß dieser
Ausführungsform,
und 2 ist eine Längsschnittansicht
eines Mittelabschnittes davon.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist ein
Laserdrucker 1. dieser Ausführungsform auf: ein Körpergehäuse 2,
eine erste Blattliefertrogeinheit 3 und eine zweite Blattliefertrogeinheit 4,
die auf der hinteren oberen Fläche
des Körpergehäuses 2 vorgesehen
sind; einen Blattvorschubmechanismus 5, der innerhalb des
Körpergehäuses 2 vorgesehen
ist; eine Abtasteinheit 6; eine Verarbeitungseinheit 7;
eine Fixiereinheit 8; und eine Treibereinheit (nicht gezeigt), die
an der linken Seite in dem Vorderteil des Körpergehäuses 2 aufgenommen
ist, zum Treiben der ersten Blattliefertrogeinheit 3, der
zweiten Blattliefertrogeinheit 4, des Blattvorschubmechanismus 5 und
der Verarbeitungseinhei 7 als eine Entwicklungsvorrichtung,
der Fixiereinheit 8 und ähnliches.
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Auf dem vorderen oberen Abschnitt
des Körpergehäuses 2 ist
eine obere Abdeckung 10, die das Innere des Laserdruckers 1 öffnen kann,
und ein Blattausstoßtrog 11 vorgesehen.
Der Blattausstoßtrog 11 kann
frei von der geschlossenen Position, die durch eine durchgezogene
Linie in 2 gezeigt ist, zu
einer offenen Position, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt
ist, geschaltet werden. In dem geschlossenen Zustand funktioniert
der Blattausstoßtrog
als ein Trog, der Aufzeichnungsblätter aufnimmt und stapelt.
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Von dem oben erwähnten Aufbau bilden die Abtasteinheit 6,
die Verarbeitungseinheit 7 und die Fixiereinheit 8 einen
Druckmechanismusabschnitt zum tatsächlichen Aufzeichnen. Die Verarbeitungseinheit 7 nimmt
eine lichtempfindliche Trommel 25, einen Lader 26,
eine Entwicklungsrolle 27, eine Übertragungsrolle 28,
eine Reinigungsrolle 29 und ähnliches innerhalb eines Gehäuses 24 auf.
Der Aufbau ermöglicht,
daß eine
Kassette von einer vorbestimmten Anordnung innerhalb des Körpergehäuses 2 geladen oder
entladen wird.
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Weiterhin ist die erste Blattliefertrogeinheit 3 auf
der oberen Fläche
nahe der Rückseite
des Körpergehäuses 2 befestigt,
und die abnehmbare zweite Blattliefertrogeinheit 4 ist
auf der oberen Fläche
vor der ersten Blattliefertrogeinheit 3 vorgesehen.
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Andererseits weist der Blattvorschubmechanismus 5,
der selektiv ein Blatt von der ersten Blattvorschubliefertrogeinheit 3 oder
der zweiten Blattliefertrogeinheit 4 zu der Verarbei- tungseinheit 7 vorschiebt,
ein Paar von Vorschubrollen 12A und 12B, die in
dem unteren Ende der ersten Blattliefertrogeinheit 3 vorgesehen
sind, und Paßrollen 13A und 13B, die
vor dem un teren Ende der zweiten Blattliefertrogeinheit 4 vorgesehen
sind, auf. Von diesen Rollen ist die Vorschubrolle 12A eine
Antriebsrolle, und die Vorschubrolle 12B ist eine Folgerolle.
Die Paßrolle 13A ist
eine Antriebsrolle, und die Paßrolle 13B ist
eine Folgerolle.
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Eine Blattransportroute 14 von
der ersten Blattliefertrogeinheit 3 zu den Paßrollen 13A und 13B enthält eine
untere Transportroute 14A, die sich entlang der unteren
Fläche
der zweiten Blattliefertrogeinheit 4 erstreckt. Wenn die
zweite Blattliefertrogeinheit 4 von dem Körpergehäuse 2 entfernt
ist, ist die untere Transportroute 14A nach oben offen.
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Weiterhin wird ein von der ersten
Blattliefertrogeinheit 3 geliefertes Blatt durch die Vorschubrollen 12A und 12B vorgeschoben
und kommt an den Paßrollen 13A und 13B über die
untere Transportroute 14A an und wird zu der Verarbeitungseinheit 7 nach
Registration transportiert.
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Andererseits kommt ein von der zweiten Blattliefertrogeinheit 4 geliefertes
Blatt an den Vorschubrollen 13A und 13B an und
wird zu der Verarbeitungseinheit 7 nach Registration transportiert.
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Als nächstes wird die erste Blattliefertrogeinheit 3 im
einzelnen beschrieben. Die erste Blattliefertrogeinheit 3 weist
auf: Ein Troggehäuse 36,
das eine Mehrzahl von Blättern
P auf einer rückwärts ansteigenden
Schräge
aufnehmen kann; eine Blattempfangsplatte 37 zum Empfangen
des Bodens der Blätter
P, die auf dem Boden des Troggehäuses 36 vorgesehen
sind; eine Kompressionsschraubenfeder 38 zum Pressen der
Blattempfangsplatte 37 nach vorn; eine Trogabdeckung 39 gegenüber der
Vorderseite der Blattempfangsplatte 37, die zu einem vorbestimm ten
Winkel geöffnet
werden kann und drehbar in der Nähe
des Bodens des Troggehäuses 36 angebracht
ist; einen Freigabemechanismus 40, der eine verriegelnde
Beziehung mit der Öffnungstätigkeit
der Trogabdeckung 39 so aufweist, daß die Blattempfangsplatte 37 von
der Kraft der Kompressionsschraubenfeder 38 freigegeben
wird; und eine Blattlieferrolle 41.
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Weiter weist die zweite Blattliefertrogeinheit 4 auf:
Ein Troggehäuse 56,
das eine Mehrzahl von Blättern
P auf einer rückwärts ansteigenden
Schräge aufnehmen
kann; eine Blattempfangsplatte 57 zum Empfangen des Bodens
der Blätter
P, der auf dem Boden des Troggehäuses 56 vorgesehen
ist; eine Kompressionsschraubenfeder 58 zum Pressen der Blattempfangsplatte 57 nach
vorn; eine Trogabdeckung 59 gegenüber der Vorderseite der Blattempfangsplatte 57,
die zu einem vorbestimmten Winkel geöffnet werden kann und drehbar
in der Nähe
des Bodens des Troggehäuses 56 angebracht
ist; einen Freigabemechanismus 60, der eine verriegelnde
Beziehung mit der Öffnungstätigkeit
der Trogabdeckung 59 so aufweist, daß die Blattempfangsplatte 57 von der
Kraft der Kompressionsschraubenfeder 58 freigegeben wird;
und eine Blattlieferrolle 61. Eine manuelle Blattlieferöffnung 80 zum
manuellen Liefern von Blättern
P ist in der Vorderseite der zweiten Blattliefereinheit 4 vorgesehen.
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Als nächstes wird die Verarbeitungseinheit 7 im
einzelnen unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. Die Verarbeitungseinheit 7 liefert
Toner zu einem elektrostatischen latenten Bild, das auf der Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 25 gebildet ist, gemäß den Bilddaten,
die durch ein optisches Lasersystem (unten beschrieben) aufzuzeichnen
ist, das in der Abtasteinheit 6 vorgesehen ist, wodurch das
latente Bild entwickelt wird.
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Das heißt, die Verarbeitungseinheit 7 weist auf:
die lichtempfindliche Trommel 25, die Übertragungsrolle 28,
die die Oberseite davon kontaktiert, den Lader 26 vom Skorotontyp,
der unter der lichtempfindlichen Trommel 25 plaziert ist,
die Entwicklungsvorrichtung mit der Entwicklungsrolle 27 und
einer Tonerlieferrolle 31, die stromaufwärts in dem Blattlieferpfad
in bezug auf die lichtempfindliche Trommel 25 plaziert
sind, eine abnehmbare Tonerkassette 30, die weiter stromaufwärts plaziert
ist; und eine Reinigungsrolle 29, die stromabwärts in dem Blattlieferpfad
im bezug auf die lichtempfindliche Trommel 25 plaziert
ist.
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In der Entwicklungskammer der Entwicklungsvorrichtung
(bezugnehmend auf einen Abschnitt, der die Tonerlieferrolle 31,
die Entwicklungsrolle 27, eine obere Walze 71 und
eine untere Walze 70, die unten beschrieben sind, aufweist)
sind die untere Walze 70 und die obere Walze 71 drehbar über der
Tonerlieferrolle 31 plaziert. Die untere Walze 70 transportiert
Toner, der zu der Entwicklungskammer von der Tonerkassette 30 geliefert
ist, zu beiden Enden der Tonerlieferrolle 31 über ihr über eine
Tonerlieferöffnung 30A.
Die Tonerlieferöffnung 30A weist eine Öffnung auf,
die nahe dem Zentrum der Tonerkassette 30 gebildet ist,
und eine Öffnung,
die in dem Gehäuse 24 gebildet
ist. Die obere Walze 71 transportiert Toner von beiden
Enden der Tonerlieferrolle 31 zu der Tonerlieferöffnung 30A.
Der so zu der Entwicklungskammer von der Tonerlieferöffnung 30A gelieferte
Toner wird kreisförmig
in beide Richtungen zu den Enden der Tonerlieferrolle 31 über ihr
transportiert. Während
er kreisförmig
transportiert wird, wird der Toner auf die Tonerlieferrolle 31 geliefert
und abgeschieden. Weiterhin ist in dieser Ausführungsform zwischen der oben
erwähnten
Walze 71 und der unteren Walze 70 ein Walzendiaphragma
parallel zu der Drehachse der entsprechenden Walzen zum Fördern einer
Toner transportfunktion in Zusammenhang mit der oberen und der unteren
Walze plaziert.
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Ein Sensorwischer 92A, der
an einem Rührer 92 innerhalb
der Tonerkassette 30 angebracht ist, und ein Tonersensor 92,
der an einem niedrigeren Abschnitt der Tonerkassette 80 plaziert
ist, erfassen zusammen den Betrag des Resttoners innerhalb der Tonerkassette 30.
Ein detaillierter Einheitsaufbau und Funktionen über das Erfassen des Betrages
von Resttoner wird unten beschrieben.
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Eine Klinge 33 ist an der
unteren Fläche
des Gehäuses 24 oberhalb
der Entwicklungsrolle 27 mittels eines L-artigen Klingenbefestigungsteiles 33A befestigt.
Die Klinge 33 lädt
den von der Tonerlieferrolle 31 gelieferten Toner auf die
Entwicklungsrolle 27 zu einer vorbestimmten Polarität, sie begrenzt
ebenfalls die Dicke der Tonerschicht auf eine vorbestimmte Dicke.
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Weiterhin wird auf dem äußeren Umfang
der lichtempfindlichen Trommel 25 ein elektrostatisches latentes
Bild entsprechend den aufzuzeichnenden Bilddaten auf solche Weise
gebildet, daß die
Abtasteinheit 6 Laserstrahlen auf eine in dem Lager 26 gebildete
aufgeladene Schicht emittiert, während
das Bild abgetastet wird. Zu dieser Zeit wird, nachdem der Toner
innerhalb der Tonerkassette 30 durch den Rührer 92 gerührt ist
und von der Tonerlieferöffnung 30A ausgegeben
ist, der Toner auf dem äußeren Umfang
der Entwicklungsrolle 27 mittels der Tonerlieferrolle 31 getragen
und in der Dicke durch die Klinge 33 begrenzt. Auf diese
Weise wird der Toner durch die Entwicklungsrolle 27 auf
das auf der lichtempfindlichen Trommel 25 gebildete elektrostatische
latente Bild abgeschieden zum Entwickeln eines sichtbaren Bildes,
das auf ein Blatt P übertragen
ward, das zwischen der Übertragungsrolle 28 und
der lichtempfindlichen Trommel 25 durchgeht.
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Nachdem das Bild auf das Blatt P übertragen ist,
wird der auf der lichtempfindlichen Trommel 25 verbleibende
Resttoner elektrisch auf der Reinigungsrolle 29 während einer
zeitweiligen Dauer gehalten. Der Toner wird elektrisch zu der lichtempfindlichen
Trommel 25 zu einer vorbestimmten Zeit zurückgegeben,
wie die Zeit zwischen dem Blatt P und dem nächsten Blatt P. Der Toner wird
dann von der Entwicklungsrolle 27 getragen und zu der Entwicklungskammer
zurückgezogen.
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Als nächstes wird die Abtasteinheit 6 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist,
tastet die Abtasteinheit 6, die ein bekanntes optisches
Lasersystem enthält,
auf der Grundlage eingegebener Bilddaten, die aufzuzeichnen sind,
ab und bildet ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 25.
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Um genauer zu sein, die Abtasteinheit 6 ist unter
der Verarbeitungseinheit 7 plaziert, und eine Abtastabdeckung 45 ist
auf der oberen Fläche
der Abtasteinheit 6 angebracht. Die Abtastabdeckung 45 ist
auf solche Weise befestigt, daß sie
den größten Teil
des Öffnungsabschnittes
der Bodenplatte 46 stromaufwärts in dem Blattlieferpfad
in dem Körpergehäuse 2 abdeckt.
Die Abtasteinheit 6 weist einen Laseremissionsabschnitt
(nicht gezeigt) wie ein Halbleiterlaser, einen Abtastmotor 47,
einen Polygonspiegel 20, eine Linse 22, Reflexionsspiegel 21 und 23 und ähnliches
auf, die auf der unteren Fläche
der Abtastabdeckung 45 plaziert sind. Laserlicht wird auf den äußeren Umfang
der lichtempfindlichen Trommel 25 emittiert, nachdem es
durch eine Glasplatte gegangen ist, die in einer lateral langen
Abtastöffnung 48 eingebettet
ist, die in der Abtastabdek kung 45 so gebildet ist, daß sie sich
entlang der Drehachsenlinie der lichtempfindlichen Trommel 25 erstreckt.
Dieses bildet ein elektrostatisches latentes Bild auf dem äußeren Umfang
auf der lichtempfindlichen Trommel 25 gemäß von Bilddaten.
Toner wird durch die Verarbeitungseinheit 7 zu einem elektrostatischen
latenten Bild geliefert, das auf der lichtempfindlichen Trommel 25 durch
das optische Lasersystem der Abtasteinheit 6 gebildet ist,
so daß das
elektrostatische latente Bild durch den Toner entwickelt wird.
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Als nächstes wird ein Tonerbild entsprechend
dem auf der lichtempfindlichen Trommel 25 innerhalb der
Verarbeitungseinheit 7 gebildetes elektrostatisches latentes
Bild zu dem Blatt P übertragen. Das
Blatt P wird zu der Verarbeitungseinheit 7 und dann zu
der Fixiereinheit 8 transportiert. Die Fixiereinheit 8,
die thermisch den auf das Blatt P übertragenen Toner fixiert,
weist auf: eine Heizrolle 34; eine gegen die Heizrolle 34 pressende
Preßrolle 35;
ein Paar von Ausstoßrollen 15A und 15B,
die stromabwärts
in bezug auf die Heizrolle 34 und die Preßrolle 35 vorgesehen
sind, zum Ausstoßen
des Blattes P aus dem Körpergehäuse 2.
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In 2 ist
eine Route R des Blattes P von den Registrationsrollen 13A und 13B zu
dem Blattausstoßtrog 11,
der stromabwärts
in dem Blattlieferpfad plaziert ist, als eine gestrichelte Linie
gezeigt.
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(II) Aufbau und Funktion
der Resttonerdetektoreinheit
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Als nächstes wird der Aufbau der
Verarbeitungseinheit 7 in der Nähe der Tonerkassette 30 unter
Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 3 ist eine seitliche Schnittaufrißansicht
der Verarbeitungseinheit 7, und 4 ist eine horizontale Schnittansicht
der Tonerkassette 30. Eine abnehmbare Tonerkassette 30 einer
Doppelzylinderform nimmt zu der Entwicklungskammer zu liefernden
Toner auf. In der Tonerkassette 30 ist ein drehbarer Rührer 92 zum Rühren des
Toners vorgesehen. Der Rührer 92 ist
so aufgebaut, daß die
Drehachse 92C parallel in Längsrichtung in bezug auf die
Tonerkassette 30 und Klingen 92D gelagert ist,
so daß der
Toner innerhalb der Tonerkassette 30 ausreichend durch
die Drehung der Drehachse 92C berührt werden kann (4). Die Klingen 92D sind
einstückig
mit einer Klinge 92B gebildet, die einen PET-Film an der
Mitte aufweist. Die Klinge 92B spielt eine wesentliche
Rolle beim Zuführen
von Toner innerhalb der Kassette 30 von der Tonerlieferöffnung 30A zu
der Entwicklungskammer. Das Paar von Klingen 92D an beiden
Seiten der Klinge 92B sammelt den Toner in der Nähe der beiden Enden
der Kassette 30 und schiebt den Toner zu der Mitte. An
der Mitte des Rührers 92 ist
der Sensorwischer 92A, der in der Richtung gegenüber der
Klinge 92B plaziert ist, einstückig mit der Klinge 92B gebildet
und dreht sich innerhalb der Tonerkassette 30 zusammen
mit dem Rührer 92 durch
die Drehung entlang der Drehachse 92C (4).
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Andererseits ist eine Vertiefung 93 an
der Mitte des Schrankes 30B der Tonerkassette 30 gebildet,
ein Schlitz 94 ist an der Mitte der Vertiefung 93 vorgesehen,
und Toner innerhalb des Schlitzes 94 wird durch die Drehung
des Sensorwischers 92A weggewischt (4).
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In einem niedrigeren Abschnitt der
Tonerkassette 30 enthält
der Tonersensor 90 einen Lichtquellenabschnitt und einen
Lichtempfangsabschnitt und ist in einer geneigten Richtung auf einer
Rampe 91 befestigt (3).
Der Lichtquellenabschnitt und der Lichtempfangsabschnitt sind in
einer Anordnung vorgesehen, die in die Vertiefung 93 paßt, die
in dem Schrank 30B der Tonerkassette 30 vorgesehen
ist, und sie ist so plaziert, daß eine optische Achse dazwischen
durch den Schlitz 94 geht.
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Wenn folglich ein ausreichender Betrag
von Toner in der Tonerkassette 30 vorhanden ist, blockiert der
Toner die Lichtachse des Tonersensors 90, bevor der Toner
innerhalb des Schlitzes 94 durch den Sensorwischer 92A weggewischt
wird, so daß der
Lichtempfangsabschnitt kein Licht erfaßt. Wenn andererseits Toner
in dem Schlitz 94 durch den Sensorwischer 92A durch
Drehung des Rührers 92 weggewischt
wird, ist die Lichtachse des Tonersensors 90 nicht blockiert,
und der Lichtempfangsabschnitt erfaßt Licht. Folglich kann das
Vorhandensein von Toner innerhalb des Schlitzes 94 durch
den Tonersensor 90 erfaßt werden.
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Obwohl der Toner innerhalb des Schlitzes 94 zeitweilig
leer wird wegen des Durchganges des Sensorwischers 92A,
da der umgebende Toner über
die Vertiefung 93 einfließt oder der gerührte Toner
von der Klinge 92B des Rührers 92 herunterfällt, wird
der Schlitz 94 mit Toner gefüllt. Normalerweise ist, je mehr
Toner innerhalb der Tonerkassette 30 ist, desto kürzer die
Zeit davon, wenn der Sensorwischer 92A durchgeht, bis dann,
wenn der Schlitz 94 mit Toner wieder gefüllt ist,
d.h., die Länge
der Zeit während
der Tonersensor 90 Licht erfaßt. Folglich kann durch Überwachen
der Zeitlänge
zu allen Zeiten der Betrag von Resttoner innerhalb der Tonerkassette 30 bestimmt
werden. Da sich der Tonerwischer 92A zusammen mit dem Rührer 92 dreht,
kann durch Bestimmen der Zeitlänge
in Schritten mit dem Drehzyklus des Rührers 92 der Betrag
von Resttoner gemäß Änderungen
in dem Betrag von Resttoner, der gerührt wird, erfaßt werden.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Betrag von
Resttoner auf drei Niveaus bestimmt: voll, niedrig und leer. Der
Begriff "voll" bedeutet einen normalen Zustand,
in dem ein ausreichender Tonerbetrag verbleibt, der Ausdruck "leer" bezeichnet einen
Zustand halber Knappheit, bei dem der Tonerbetrag in solch einer
niedrigen Menge vorhanden ist, daß er ersetzt werden muß, und der
Ausdruck "niedrig" bedeutet einen Zustand
Knappheit, bei dem mehr Toner als in dem leeren Zustand verbleibt,
aber der Betrag des Resttoners nicht ausreichend ist. Die drei Niveaus des
Erfassungszustandes werden in dem Anzeigeabschnitt 2A auf
der oberen Oberfläche
des Körpergehäuses 2 in 1 dargestellt. Die volle
Anzeige teilt dem Benutzer mit, daß ein ausreichender Tonerbetrag
verbleibt, und die leere Anzeige ermahnt den Benutzer, den Toner
zu ersetzen. Die niedrige Anzeige warnt den Benutzer, daß ein leerer
Zustand nahe ist.
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Ein wünschenswertes Verfahren zur
Bestimmung der drei Niveaus von Toner ist das Ausführen der
Verarbeitung so, daß der 'Tonersensor 90 die Zeitlänge erfaßt, während Toner
nicht in dem Schlitz 94 vorhanden ist. Das heißt, gemäß dem, ob
das Licht blockiert ist und die Zeitlänge in dem Bereich einer vorbestimmten
Einstellzeit T1 ist, sie T1 überschreitet
und in dem Bereich einer vorbestimmten Einstellzeit T2 ist, oder
sie T2 überschreitet,
ist der Betrag des Resttoners auf einen vollen, niedrigen bzw. leeren
Zustand bestimmt. Kurz nachdem der niedrige oder leere Zustand auftritt,
da die Zeitlänge T1
oder T2 überschreitet,
ist ein Problem, dem begegnet ist, daß der Betrag des Resttoners
abwechselnd zwischen dem niedrigen und dem vollen Zustand bestimmt
wird, wie von dem niedrigen zu dem vollen Zustand und von dem vollen
zu dem niedrigen Zustand, da der Wert der Zeitlänge auf der Grenze ist. Zum
Vermeiden dieses Problems ist es ein wünscheswertes Verfahren, den Übergang
zu einem Zustand zu verhindern, der mehr Resttoner anzeigt, nachdem
ein niedriger oder leerer Zustand auftritt, ohne daß ein bestimmter
niedriger oder leerer Zustand überschrieben
oder gelöscht
wird. Das Löschen
kann manuell durch den Benutzer oder automatisch nach dem Auftreten
anderer Bedingungen oder Eingaben zum Beispiel durchgeführt werden.
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In diesem Fall tritt jedoch ein Problem
auf, wenn die Tonerfluidität
verringert ist, nachdem Toner während
einer langen Zeit gelagert ist, oder kurz nachdem die Tonerkassette 30 ersetzt
ist. Da in solch einem Fall Toner, nachdem der Toner innerhalb des Schlitzes 94 durch
den Sensorwischer 92A weggewischt ist, der Toner nicht
unmittelbar zu dem Schlitz 94 zurückkehren kann, mehr Zeit abläuft, bevor
der Schlitz aufgefüllt
wird. Als Resultat wird eine Erfassungszeitlänge, die oben beschrieben wurde,
lang, und eine unkorrekte Erfassung kann gemacht werden.
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Das heißt, daß ein Problem vorhanden ist, daß die niedrige
Anzeige erscheint, wenn die volle Anzeige eingeschaltet werden muß, oder
daß die
leere Anzeige erscheint, wenn die niedrige Anzeige eingeschaltet
werden muß.
Wenn daher die Tonerfluidität
in dem anfänglichen
Zustand des Rührers schlecht
ist, kann der Betrag des Resttoners nicht richtig angezeigt werden.
Zum Beispiel erscheint die niedrige Anzeige, obwohl ein ausreichender
Betrag von Toner verbleibt, oder die leere Anzeige: erscheint, obwohl
ein gewisser Betrag von Toner verbleibt.
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Diese Ausführungsform löst solch
ein Problem durch den unten beschriebenen Vorgang. 5 ist ein Blockschaltbild einer Resttonerdetektoreinheit
gemäß dieser
Ausführungsform.
In 5 führt eine
CPU 101 eine Resttonerzustandsbestimmung und eine Anzeigensteuerung
durch. Ein ROM 102 zum Speichern von Programmen und festen
Daten und ein RAM 103 zum Speichern von Ar beitsdaten sind
beide mit der CPU 101 verbunden. Die CPU 101 gibt
Daten an andere Abschnitte durch eine Schnittstelle 104 ein
und davon aus. Signale, die das Erfassungsniveau des Tonersensors 90 und
einen offenen/geschlossenen Zustand eines offenen/geschlossenen
Schalters der Abdeckung 106 bezeichnen, werden an die Schnittstelle 104 und
die CPU 101 als Binärdaten
eingegeben. Die Schnittstelle 104 gibt Treibersignale an
einen Treiber 107 zum Treiben eines Motors 108 zum
Laufenlassen der lichtempfindlichen Trommel 25 und ähnliches
und Steuersignale zum Steuern einer LED 109 und der CPU 101 aus.
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Das folgende beschreibt die Resttonererfassung
und Anzeigensteuerung, die durch die CPU 101 in 5 durchgeführt wird,
unter Bezugnahme auf 6. 6 zeigt zeitbasierte Änderungen
der Ausgabe des Tonersensors 90 während des Druckens bei dieser
Ausführungsform.
In 6 ist L1 die Ausgabe
des Tonersensors 90, wenn kein Toner in dem Schlitz 94 vorhanden
ist, und L3 ist die Ausgabe des Tonersensors 90, wenn der
Schlitz 94 mit Toner gefüllt ist. L2 ist ein Schwellenwert
zum Auswerten der Tonersensorausgabe; wenn ein Tonersensorausgabewert
kleiner als L2 ist, wird der Toner als leer bestimmt, und wenn ein
Tonersensorausgabewert größer als
L2 ist, wird der Toner als vorhanden bestimmt. Der Buchstabe T stellt
den Drehzyklus des Rührers 92 und
des Sensorwischers 92A dar, der ungefähr 0,7 Sekunden bei dieser
Ausführungsform
ist. Der Toner innerhalb des Schlitzes 94 wird einmal während jedes
Zyklus gewischt. Der Buchstabe t stellt die Zeitlänge dar,
nachdem der Sensorwischer 92A den Schlitz 94 in
jedem Zyklus wischt, bis der Toner als leer bestimmt ist. Der Betrag
des Resttoners kann durch Messen der Zeitlänge t bestimmt werden. Je nach,
dem, ob t kleiner als eine Einstellzeit T1 ist, in dem Bereich von
T1 bis T2 ist oder T2 überschreitet, wird
der Betrag des Resttoners als im vollen, niedrigen, bzw. leeren
Zustand be stimmt. Zum Durchführen
der oben beschriebenen Anzeigenstuerung wird die Steuerung auf solch
eine Weise durchgeführt, daß die Zahl
der Übergänge von
dem niedrigen zu dem vollen Zustand gezählt wird, bis der Zählwert eine
vorbestimmte Zahl erreicht hat. Wenn andererseits der Zählwert die
vorbestimmte Zahl überschreitet,
selbst wenn das Resultat der Bestimmung des Betrages des Resttoners
sich von dem niedrigen zu dem vollen Zustand ändert, bleibt die niedrige
Anzeige, ohne daß sie
abgeschaltet wird.
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In 6 ist
der Zählwert
auf N mal gesetzt. Wenn eine Zahl K von Blättern bedruckt ist, wenn ein Zählwert gleich
(N – 1)
mal ist, wird anfänglich
der Betrag des Resttoners als in einem niedrigen Zustand bestimmt,
aber in dem dritten Zyklus in 6 wird der
Betrag des Resttoners als in einem vollen Zustand bestimmt, und
der Zählwert
wird N. Folglich bleibt zu dieser Zeit die niedrige Anzeige aus,
und die volle Anzeige wird eingeschaltet. Wenn andererseits eine
Zahl von (K + 1) von Blättern
bedruckt ist, obwohl der Betrag des Resttoners sich als von einem niedrigen
zu einem vollen Zustand in dem siebten Zyklus bestimmt wird, bleibt
die niedrige Anzeige, ohne daß sie
ausgeschaltet wird, wenn nicht der Zählwert zurückgesetzt wird.
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Mit anderen Worten, wie an der Oberseite von 6 gezeigt ist, wenn ein
niedriger Zustand erfaßt
wird, schaltet die Anzeige zurück
zu "voll", wenn der Toner
den Schlitz 94 bedeckt, solange der Zählwert N noch nicht erreicht
worden ist. Wenn jedoch, wie in der Mitte von 6 gezeigt ist, der Zählwert N erreicht ist und das
nächste
Blatt gedruckt wird, wenn der niedrige Zustand wieder erfaßt wird,
bleibt die Anzeige auf der niedrigen Anzeige, selbst wenn der Toner
schließlich
den Schlitz 94 bedeckt.
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Der Zählwert wird beim Einschalten
oder bei der Tonerersetzung zum Beispiel zurückgesetzt. Bei dieser Ausführungsform
wird N auf 15 zum Beispiel gesetzt. Dieser Wert reicht
zum Vermeiden von Problemen, wenn die anfängliche Tonerfluidität schlecht ist,
wie wenn, wenn eine Tonerkassette benutzt wird, die während langer
Zeit gelagert ist.
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Das folgende beschreibt den einzelnen
Betrieb dieser Ausführungsform
auf der Grundlage des Flußdiagrammes
in 7. Dieses Flußdiagramm
bezieht sich auf die Ausführung
einer Unterroutine, die jedes Mal nach ungefähr 60 ms durch die Intervallzeiteinheit
aufgerufen wird.
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Der Schritt S1 bestimmt, ob der Rührer 92 der
Tonerkassette im Vorgang des Rührens
ist (Schritt 1). Die Rührtätigkeit
kann bestimmt werden, da die CPU 101 selbst den Treiber 107 des
Motors 108 in 5 steuert.
Wenn die Rührtätigkeit
nicht durchgeführt
wird, wird die unten beschriebene Verarbeitung durchgeführt.
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Der Schritt S10 bestimmt, ob die
Abdeckung geöffnet
oder geschlossen ist. Die Bestimmung kann aus dem Zustand des Schalters
der Abdeckung offen/geschlossen in 5 durchgeführt werden. Wenn
die Abdeckung geschlossen ist., endet der Vorgang, während, wenn
die Abdeckung offen ist, bestimmt wird, ob die Tonerkassette ersetzt
worden ist. Das heißt,
mit einem Erfassungssignal des Tonersensors 90, das in
dem Schritt S11 überwacht
wird, wenn es keine Ausgabeänderung
gibt, endet der Vorgang; wohingegen, wenn es eine zeitweilige Ausgabeänderung
gibt, der nächste
Vorgang nach der Bestimmung durchgeführt wird, daß die Tonerkassette 30 ersetzt
worden ist. Mit anderen Worten, wenn die Tonerkassette 30 ersetzt
wird, da die Verarbeitungseinheit 7 zuerst entfernt wird,
wenn die Abdeckung ge öffnet
wird, geht der Tonersensor in den Zustand, in dem der Lichtempfangsabschnitt
Licht nachweist. Wenn darauffolgend die Verarbeitungseinheit 7 mit einer
neuen angebrachten Tonerkassette 30 in das Gerät gesetzt
wird, erfaßt
der Lichtempfangsabschnitt kein Licht. Folglich kann das Ersetzen
der Tonerkassette 30 durch Überwachen eines Erfassungssignales
des Tonersensors 90 erfaßt werden.
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Der Schritt S12 löscht einen Zählerwert
auf 0, der die Anzahl anzeigt, mit der der Betrag des Resttoners
bestimmt ist, so daß er
sich von einem niedrigen zu einem vollen Zustand geändert hat.
Dieses ermöglicht
die Freigabe des niedrigen Zustandes zu der Zeit von schlechter
Tonerfluidität
kurz nach der Ersetzung der Tonerkassette 30. Dieser Vorgang trägt zur Verhinderung
einer unkorrekten Bestimmung des niedrigen Zustandes bei.
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Das Löschen des Zählerwertes wird auch an dem
Zustand der anfänglichen
Einstellungen kurz nach Einschalten durchgeführt, obwohl es nicht in 7 gezeigt ist. Der Schritt
S13 schaltet die Anzeige niedrigen Zustandes in der Anzeigen-LED 109 ab.
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Der Schritt S1 führt die folgenden Verarbeitungen
durch, wenn Rühren
stattfindet. Der Schritt S2 bestimmt, ob ein leerer Zustand erfaßt ist.
Diese Bestimmung kann durchgeführt
werden dadurch, ob die Lichtdurchgangszeit, die von dem Tonersensor 90 erfaßt wird,
einen Einstellwert T2 überschreitet,
wenn die Innenseite des Schlitzes 94 durch den Wischer 92A gewischt
wird (Schritt S8). Wenn irgendein leerer Zustand erfaßt ward,
wird eine Fehlerverarbeitung durchgeführt (Schritt S8).
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Wenn ein leerer Zustand nicht erfaßt wird, bestimmt
der Schritt S3, ob ein niedriger Zustand erfaßt ist. Es kann erfaßt werden
dadurch, ob die Lichtdurchgangszeit, die von dem Tonersensor 90 erfaßt wird,
in dem Bereich der Einstellwerte von T1 bis T2 liegt.
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Wenn der niedrige Zustand nicht erfaßt wird, liest
der Schritt S4 einen Zählerwert
aus, der die Anzahl angibt, mit der der Betrag des Resttoners bestimmt
ist, daß er
sich von dem niedrigen zu dem vollen Zustand geändert hat, und bestimmt, ob
er zum Beispiel 15 erreicht hat. Wenn 15 erreicht
worden ist, schaltet der Schritt S9 die Anzeige des niedrigen Zustandes
auf der LED 109 aus und beendet den Vorgang.
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Wenn 15 nicht erreicht worden
ist, bestimmt Schritt S5, ob der Betrag des Resttoners auf dem niedrigen
Zustand war, als er zuvor untersucht wurde. Wenn es so ist, addiert
der Schritt S6 1 zu einem Zählerwert, der die Anzahl anzeigt,
mit der der Betrag des Resttoners bestimmt worden ist, daß er sich
von dem niedrigen zu dem vollen Zustand geändert hat. Wenn der Betrag
des Resttoners nicht in dem niedrigen Zustand war, wird 1 nicht
zu dem Zählerwert
addiert. Der Schritt S7 schaltet die niedrige Anzeige auf der LED 109 aus
und beendet den Vorgang.
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Während
diese Erfindung im Zusammenhang mit den oben angegebenen spezifischen
Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist ersichtlich, daß viele Alternativen, Modifikationen
und Variationen dem Fachmann ersichtlich sind. Folglich sind die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung, wie sie oben ausgeführt sind, als illustrativ gedacht, und
die Erfindung als, solches ist durch die folgenden Ansprüche definiert.