DE19501554A1 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Kopierer, Laserdrucker, Faksimileapparat oder eine ähnliche Bilderzeugungsvorrichtung und genauer eine Bilderzeugungsvorrichtung, die von der Art ist, daß frischer Toner in die Entwicklungseinheit nachgefüllt wird, wenn eine Toner-End-Fühleinrichtung anzeigt, daß die Menge des Toners, die in einer Entwicklungseinheit verblieben ist, geringer ist als eine vorbestimmte Menge.

Übliche elektrophotographische Kopierer umfassen z. B. solche, die Toner durch eine Reinigungseinheit sammeln, der auf einem photoleitfähigen Teil nach einer Bildübertragung verblieben ist, und die fortwährend bzw. ständig den gesammelten Toner zu einer Entwicklungseinheit zurückführen, um ihn im Kreislauf umzuführen. In dieser Art von Kopierer ist die Entwicklungseinheit mit einer Toner-End- Fühleinrichtung in der Nähe ihres Einlasses für frischen Toner versehen. Die Toner- End-Fühleinrichtung spricht auf die Menge des Toners an, der in der Entwicklungs­ einheit verblieben ist. Wenn die Menge des Toners um den Einlaß für frischen Toner unter eine vorbestimmte Menge abnimmt, wird frischer Toner in Reaktion auf die sich ergebende Ausgabe der Fühleinrichtung nachgefüllt. Zu derselben Zeit wird der Toner fortwährend in die Entwicklungseinheit über einen Einlaß für gebrauchten Toner zurückgeführt. Dieses bringt jedoch häufig ein Problem mit sich, daß Toner in mehr als der zuvor bestimmten Menge um den Einlaß für gebrauchten Toner herum noch vorhanden ist, wenn die Ausgabe der Fühleinrichtung bzw. des Sensors eine Toner-End-Bedingung anzeigt. Falls frischer Toner in die Entwicklungseinheit nachgefüllt wird, läuft unter einer derartigen Bedingung der Toner aus der Einheit aus dem Einlaß für gebrauchten Toner über und versperrt bzw. verstopft die Rückführung von gebrauchten Toner in die Einheit. Dies verschlimmert die Anhäufung bzw. Verklumpung von Toner, was im Falle der Rückführung bzw. seiner Wiederverwendung zu einem körnigen und fehlerhaften Bild führen würde.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvor­ richtung zur Verfügung zu stellen, die für den Fall, daß frischer Toner in die Entwicklungseinheit nachgefüllt wird, verhindert, daß die Förderung gebrauchten Toners in die Einheit versperrt bzw. blockiert wird.

Eine Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist ein photoleitfähi­ ges Element, um elektrostatisch ein latentes Bild darauf zu bilden, und eine Entwick­ lungseinheit zur Entwicklung des latenten Bildes mittels Toner auf. Die Entwick­ lungseinheit ist mit einem Einlaß für gebrauchten Toner ausgebildet, um gebrauchten Toner aufzunehmen. Eine Reinigungseinheit entfernt Toner, der auf dem photoleitfä­ higen Element nach einer Bildübertragung verblieben ist, und sammelt dabei diesen als gebrauchten Toner. Eine Fördervorrichtung fördert gebrauchten Toner von der Reinigungseinheit zu dem Einlaß für gebrauchten Toner der Entwicklungseinheit. Eine Toner-End-Fühleinrichtung ist in der Entwicklungseinheit angeordnet und grenzt an den Einlaß für den gebrauchten Toner an bzw. befindet sich in dessen Nähe. Nachdem bestimmt ist, daß die Menge des in der Entwicklungseinheit verbliebenen Toners weniger ist als eine vorbestimmte Menge, veranlaßt bzw. verursacht die Fühleinrichtung, daß frischer Toner in die Einheit nachgefüllt wird.

Die oben beschriebene und andere Aufgaben bzw. Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen klarer werden, bei denen:

Fig. 1 ein Schnitt ist, der einen Aufnahme bzw. Aufzeichnungsabschnitt zeigt, der in einer Bilderzeugungsvorrichtung beinhaltet ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 eine Teil-Draufsicht der Ausführungsform ist und eine Anordnung zum Sammeln gebrauchten Toners und Nachfüllen frischen Toners zeigt;

Fig. 3 eine Teil-Schrägansicht einer Entwicklungseinheit ist, die in der Ausführung enthalten ist;

Fig. 4 eine Schrägansicht ist, die die Entwicklungseinheit in oben offenem Zustand zeigt;

Fig. 5 die Entwicklungseinheit zusammen mit einer Toner-End-Fühleinrich­ tung zeigt, die darin angeordnet ist;

Fig. 6 eine zu der Fig. 5 ähnliche Ansicht ist und die Toner-End-Fühl­ einrichtung zeigt, die sich in einer gehobenen Lage befindet, um einen Toner-End-Pegel hochzuhalten;

Fig. 7 ein Diagramm ist, das anzeigt, wie der Anteil verwendeten Toners zu dem gesamten Toner, der in der Entwicklungseinheit vorhanden ist, mit einer Änderung in dem Toner-End-Pegel sich ändert;

Fig. 8 eine zu Fig. 5 ähnliche Ansicht ist und die Toner-End-Fühleinrich­ tung zeigt, die sich in einer niedrigeren Lage befindet, um den Toner- End-Pegel niedrig zu halten; und

Fig. 9 eine Ansicht ist, die zeigt, wie ein üblicher elektrophotographischer Kopierer einen Toner-End-Zustand mit einer Toner-End-Fühleinrich­ tung feststellt.

Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird kurz auf eine übliche Toner-End-Fühleinrichtung Bezug genommen, die in einem elektrophotographischen Kopierer beinhaltet ist und in Fig. 9 gezeigt ist. Wie gezeigt, ist eine Entwicklungs­ einheit 1 in den Kopierer eingebaut und hat eine Toner-End-Fühleinrichtung 2 dort drinnen. Die Fühleinrichtung 2 befindet sich in der Nähe eines Einlasses 3 für frischen Toner und spricht auf die Menge des Toners t an, der in der Entwicklungs­ einheit 1 verbleibt. Wenn die Menge des Toners t um den Einlaß 3 für frischen Toner unter eine vorbestimmte Menge abnimmt, wird frischer Toner Tf in die Entwicklungseinheit 1 in Reaktion auf die sich ergebende Ausgabe der Fühl­ einrichtung 2 nachgefüllt. Zur selben Zeit wird Toner Tu, der gebraucht ist und gesammelt ist, fortwährend in die Entwicklungseinheit 1 über einen Einlaß 4 für gebrauchten Toner zurückgeführt. Es ist deshalb wahrscheinlich, daß, selbst wenn die Ausgabe der Fühleinrichtung 2 einen Toner-End-Zustand anzeigt, der Toner t in mehr als der vorbestimmten Menge um den Einlaß 4 für gebrauchten Toner herum vorhanden ist. Unter solchen Umständen fließt der Toner aus der Einheit 1 aus dem Einlaß 4 für gebrauchten Toner über und versperrt dadurch die Rückführung des gebrauchten Toners Tu in die Einheit 1, falls frischer Toner Tf in die Entwicklungs­ einheit 1 nachgefüllt wird. Dies verschlimmert die Anhäufung bzw. Verklumpung von Toner, was, wie vorher erörtert, zu einem körnigen und fehlerhaften Bild im Falle der Rückführung führen würde.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Aufzeichnungsabschnitt gezeigt, der in einer Bilderzeugungseinrichtung enthalten ist, die die vorliegende Erfindung verkörpert. Die Bilderzeugungsvorrichtung ist beispielhaft als ein elektrophotographischer Kopierer ausgeführt. Wie gezeigt, befindet sich der Aufzeichnungsabschnitt, ins­ gesamt mit R bezeichnend, im wesentlichen in der Mitte des Kopierers und beinhaltet ein photoleitfähiges Teil in der Gestalt einer Trommel 10. Die Trommel 10 ist in einer Richtung, die durch einen Pfeil A in der Figur angezeigt ist, drehbar, d. h. in Uhrzeigerrichtung. Eine Ladeeinrichtung 11, eine Entwicklungseinheit 12, eine Bildübertragungseinheit 13, eine Reinigungseinheit 14 und eine Entladeeinrichtung 15 sind in dieser Reihenfolge nacheinander in der Richtung A um die Trommel 10 angeordnet. Eine optische Schreibvorrichtung, nicht gezeigt, befindet sich oberhalb der Trommel 10. Im Betrieb wird ein Papier bzw. Blatt P von einer nicht gezeigten Papierkassette einem nicht gezeigten Ausrichtrollenpaar zugeführt. Das Ausricht­ rollenpaar fördert das Papier P bis unter die Trommel 10 in einer vorbestimmten zeitlich richtigen Einteilung bzw. Abstimmung. Die Ladeeinrichtung 11 lädt die Oberfläche der Trommel 10, die sich in Drehung befindet, gleichmäßig auf. Ein Laserstrahl L, der von der Schreibvorrichtung stammt bzw. aus dieser austritt, tastet die geladene Oberfläche der Trommel 10 ab, um so ein elektrostatisches, latentes Bild darauf auszubilden. Die Entwicklungseinheit 12 entwickelt das latente Bild mittels Toner, um dadurch ein entsprechendes Tonerbild auszubilden. Die Bildübertragungseinheit 13 überträgt das Tonerbild von der Trommel 10 zu der oberen Seite des Papiers P, das die Trommel 10 erreicht. Das Papier P, das das Tonerbild auf sich trägt, wird zu einer nicht gezeigten Fixiereinheit gefördert. Nachdem das Tonerbild auf dem Papier P durch die Fixiereinheit fixiert worden ist, wird das Papier P aus dem Kopierer ausgetragen. Nach der Bildübertragung wird der Toner, der auf der Trommel 10 verblieben ist, durch eine Klinge 16 abgekratzt bzw. geschabt, die in der Reinigungseinheit 14 angeordnet ist. Infolgedessen wird dieser Teil des Toners in einem Reinigungsgehäuse 17 gesammelt. Nachfolgend werden Ladungen, die ebenso auf der Trommel 10 verblieben sind, durch die Entladeeinrich­ tung 15 abgeleitet.

Die Entwicklungseinheit 12 hat ein Gehäuse 20 und einen Trichter bzw. Vorrats­ behälter 21. Das Gehäuse 20 weist eine längliche, kastenähnliche Ausbildung auf, die sich in axialer Richtung der Trommel 10 erstreckt. Eine Öffnung 20a zur Entwicklung und eine Öffnung 20b zum Tonernachfüllen sind durch das Gehäuse 20 hindurch an den Seiten ausgebildet, die an die Trommel 10 bzw. den Vorratsbehälter 21 angrenzen. Eine Entwicklungseinheit 22, eine Schaufel 23 und eine Zuführrolle 24 sind in dem Gehäuse 20 angeordnet. Der Trichter bzw. Vorratsbehälter 21 ist ähnlich wie das Gehäuse 20 als ein länglicher Kasten ausgeführt, der sich in axialer Richtung der Trommel 10 erstreckt. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, sind ein Einlaß 21a für frischen Toner und ein Einlaß 21b für gebrauchten Toner durch einen Teil der oberen Wand des Vorratsbehälters 21 ausgebildet, der an das eine Längsende des Vorratsbehälters 21 angrenzt. Der Vorratsbehälter 21 ist mit dem Gehäuse 20 durch die Öffnung 20b, wie in Fig. 1 gezeigt, verbunden.

Eine Schnecke 28 ist in dem Vorratsbehälter 21 angeordnet und erstreckt sich von unterhalb des Einlasses 21a für frischen Toner bis unterhalb des Einlasses 21b für gebrauchten Toner. Wie ebenso in der Fig. 4 gezeigt ist, ist die Schnecke 28 drehbar durch die eine Endwand 21c des Vorratsbehälters 21 an seinem einen Ende abgestützt bzw. gelagert. Das andere Ende der Schnecke 28 ist mit dem einen Ende der Zuführrolle 29 verbunden. Das andere Ende der Zuführrolle 29 ist drehbar durch die andere Endwand 21d des Vorratsbehälters 21 abgestützt, während sie zu der Außenseite von der Wand 21d hervorsteht. Ein Zahnrad 30 ist auf dem Ende der Zuführrolle 29 angebracht, die von der Wand 21d vorsteht. Ein Rührwerk 31 ist ebenso in dem Vorratsbehälter 21 angeordnet und erstreckt sich parallel zu der Schnecke 28 und der Zuführrolle 29. Das Rührwerk 31 wird drehbar durch die Endwände 21c und 21d an gegenüberliegenden Seiten davon abgestützt. Ein Zahnrad 32 ist an einem Ende des Rührwerks 31 angebracht, das zu der Außenseite von der Endwand 21d vorsteht. Die Zahnräder 30 und 32 sind in Eingriff mit einem abgesetzten Zahnrad 33 gehalten, das ebenso drehbar durch eine Endwand 21d getragen ist. Die Zahnräder 30, 32 und 33 bilden ein Getriebe G, dem ein Drehmoment von einer nicht gezeigten Antriebswelle übermittelt wird.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, hat der Vorratsbehälter 21 eine Bodenwand 21e, die senkrecht zu den Endwänden 21c und 21d steht, und die eine darauf befindliche Toner-End-Fühleinrichtung 35 trägt. Die Toner-End-Fühleinrichtung 35 befindet sich in der Nähe des Einlasses 21b für gebrauchten Toner des Vorratsbehälters 21. Wie in der Fig. 2 gezeigt, ist eine Tonerflasche 36 abnehmbar auf dem Vorratsbehälter 21 in der Nähe des Einlasses 21a für frischen Toner angebracht und wird drehbar durch eine geeignete Anordnung getragen. Die Tonerflasche 36 ist mit ihrer Mündung 36a mit dem Einlaß 21a für frischen Toner verbunden. Eine spiralförmige Schaufel bzw. Klinge ist am inneren Umfang der Tonerflasche 36, wie gezeigt, vorgesehen.

Es wird angenommen, daß im Betrieb der Toner in dem Vorratsbehälter 21 bis unterhalb einer vorbestimmten Menge durch wiederholte Entwicklung verbraucht ist. Dann sendet die Toner-End-Fühleinrichtung 35 eine Ausgabe, die eine Toner-End- Bedingung angibt, an eine nicht gezeigte Steuer- bzw. Regeleinrichtung. In Reaktion darauf veranlaßt die Steuer- bzw. Regeleinrichtung, daß die Tonerflasche 36 sich mittels einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung dreht. Infolgedessen fördert die spiralförmige Klinge in der Flasche 36 frischen Toner Tf, der in die Flasche 36 gefüllt ist, zu der Mündung 36a. Der Toner Tf wird in den Vorratsbehälter 21 über die Mündung bzw. Öffnung 36a und dem Einlaß 21a für frischen Toner nachgefüllt. Die Schnecke 28, die in dem Vorratsbehälter 21 angeordnet ist, fördert den Toner Tf tief in den Vorratsbehälter 21 hinein. Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, weist der Kopierer zusätzlich eine Toner-Fördereinrichtung 37 zur Zurückführung des Toners, der durch die Reinigungseinheit 14 gesammelt wird, zu der Entwicklungseinheit 12 auf. Die Toner-Fördereinrichtung 37 weist einen Kanal bzw. eine Leitung 38 auf, die an einem Ende mit dem Reinigungsgehäuse 17 verbunden ist und an dem anderen Ende mit dem Einlaß 21b für gebrauchten Toner verbunden ist. Schnecken 39 und 40 sind in dem Reinigungsgehäuse 17 bzw. dem Kanal 38 angeordnet, und jede ist drehbar getragen. Zahnräder 41 und 42 sind an einem Ende der Schnecke 39 bzw. an einem Ende der Schnecke 40 angeordnet und werden in Eingriff miteinander gehalten.

Wenn ein Drehmoment von einer nicht gezeigten Antriebsquelle auf die Schnecke 39 übertragen wird, dreht die Schnecke 39 die Schnecke 40 über die miteinander kämmenden Zahnräder 41 und 42. In diesem Zustand wird der gebrauchte Toner, der durch die Reinigungseinheit 14 gesammelt ist, dem Einlaß 21b für gebrauchten Toner mittels der Schnecken 39 und 40 zugeführt. Infolgedessen wird der gebrauchte Toner beständig bzw. fortwährend in den Vorratsbehälter 21 geführt, während der Kopierer in Betrieb ist. Infolgedessen wird der Tonerpegel in dem Vorratsbehälter 21 auf der Basis der Ausgabe der Toner-End-Fühleinrichtung 35 konstant gehalten, die die Menge des gesammelten Toners berücksichtigt.

Genauer wird angenommen, daß, wie in Fig. 5 gezeigt, die Menge des Toners t, die in dem Vorratsbehälter 21 vorhanden ist, weniger ist als eine vorbestimmte Menge um den Einlaß 21b für gebrauchten Toner, wie dies durch die Toner-End- Fühleinrichtung 35 festgestellt wird. Dann wird frischer Toner Tf von der Tonerflasche 36 in den Vorratsbehälter 21, wie vorher festgestellt, nachgefüllt. In der Figur wird gebrauchter Toner, der von der Reinigungseinheit 14 zu dem Vorratsbehälter 21 rückgeführt wird, mit Tu bezeichnet.

In der erläuternden Ausführung ist die Toner-End-Fühleinrichtung 35 wahlweise zu einer angehobenen Stellung oder einer abgesenkten Stellung bewegbar, um den Toner-End-Pegel in dem Vorratsbehälter 21 zu ändern. Wie in der Fig. 6 gezeigt, wird der Toner-End-Pegel hoch gehalten, wenn die Fühleinrichtung 35 sich in einer angehobenen Lage befindet. Unter dieser Bedingung nimmt die Menge frischen Toners Tf relativ zu der Menge gebrauchten Toners Tu zu, welcher im wesentlichen konstant bleibt, wie dies durch eine ausgezogene Linie in Fig. 7 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu, wie in Fig. 8 gezeigt, wird der Toner-End-Pegel niedrig gehalten, wenn die Fühleinrichtung 35 in eine abgesenkte Position bzw. Lage verbracht wird. Infolgedessen nimmt die Menge frischen Toners Tf relativ zu der Menge gebrauchten Toners Tu, wie dies durch eine gestrichelte Linie in der Fig. 7 gezeigt ist, ab. Deshalb wird das Verhältnis des gebrauchten Toners Tu zu dem gesamten Toner t verringert, wenn die Fühleinrichtung 35 sich in der angehobenen Stellung befindet. Dies verhindert erfolgreich, daß die Bildqualität verschlechtert wird.

Zusammenfassend wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine Bild­ erzeugungsvorrichtung zur Verfügung stellt, die eine Toner-End-Fühleinrichtung in der Nähe eines Einlasses für gebrauchten Toner aufweist, der in einer Entwicklungs­ einheit ausgebildet ist. Wenn die Menge des Toners um den Einlaß für gebrauchten Toner knapp wird, was mittels der Fühleinrichtung festgestellt wird, wird frischer Toner in die Entwicklungseinheit nachgefüllt. Die Vorrichtung führt deshalb eine angemessene Menge frischen Toners in die Entwicklungseinheit nach, während die Menge gebrauchten Toners berücksichtigt wird. Infolgedessen verhindert der frische Toner, daß Toner, der in der Entwicklungseinheit vorhanden ist, aus dem Einlaß für gebrauchten Toner überläuft und somit die Rückführung gebrauchten Toners versperrt bzw. blockiert.

Verschiedene Abwandlungen werden für Fachleute möglich sein, nachdem sie die Lehre der vorliegenden Offenbarung entgegengenommen haben, ohne dabei von derem Umfang abzuweichen.

Claims (2)

1. Bilderzeugungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist:
ein photoleitfähiges Element (10), um darauf elektrostatisch ein latentes Bild zu erzeugen;
eine Entwicklungseinheit (12) zur Entwicklung des latenten Bildes durch einen Toner, die mit einem Einlaß (21b) für gebrauchten Toner versehen ist, um gebrauchten Toner aufzunehmen;
eine Reinigungseinheit (14), um Toner zu entfernen, der auf dem photoleitfä­ higen Element (10) nach einer Bildübertragung verblieben ist, und die dabei den Toner als gebrauchten Toner sammelt;
eine Fördereinrichtung (37), um den gebrauchten Toner von der Reinigungs­ einheit (14) zu dem Einlaß (21b) für gebrauchten Toner der Entwicklungseinheit (12) zu fördern; und
eine Toner-End-Fühleinrichtung (35), um zu bewirken bzw. zu verursachen, daß frischer Toner in die Entwicklungseinheit (12) nachgefüllt wird, nachdem festgestellt ist, daß eine Menge an Toner, die in der Entwicklungseinheit (12) vorhanden ist, weniger ist als eine vorbestimmte Menge;
wobei die Toner-End-Fühleinrichtung (35) in der genannten Entwicklungsein­ heit (12) angeordnet ist und an dem Einlaß (21b) für gebrauchten Toner angrenzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Toner-End- Fühleinrichtung (35) wahlweise in eine angehobene Position bzw. Lage oder eine abgesenkte Lage in der Nähe des Einlasses (21b) für gebrauchten Toner bewegbar ist, um einen Toner-End-Pegel zu ändern.