DE3851806T2

DE3851806T2 - Bilderzeugungsgerät mit einer Vorrichtung zur Messung der Konzentration eines Entwicklungsmittels.

Info

Publication number: DE3851806T2
Application number: DE3851806T
Authority: DE
Inventors: Kouji Ishida; Hisaaki Kawano; Yasufumi Tanimoto
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2008-07-30
Also published as: DE3851806D1; JPS6435579A; EP0302415A3; EP0302415B1; EP0302415A2; US5012286A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsgerät mit einer Vorrichtung zum Messen der Konzentration eines darin gespeicherten Entwicklungsmittels bzw. Entwicklers und insbesondere ein Bilderzeugungsgerät, wie einen Laserdrucker oder ein elektronisches Kopiergerät, in das eine Entwicklungseinheit herausnehmbar eingesetzt werden kann.
Bei einem herkömmlichen Gerät zum Erzeugen eines Bilds mit Hilfe eines Entwicklers wird eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration des Entwicklers unter Bezugnahme auf eine Entwicklerkonzentration zum Zeitpunkt des Versands o. dgl. initialisiert. Dies bedeutet, daß zum Versandzeitpunkt die Bezugs-Entwicklerkonzentration in ein Bezugsspannungssignal umgewandelt und diese Spannung als Bezugsspannungsgröße dauerhaft im Aufbau der Entwicklungseinheit abgespeichert wird. Wenn sich nach dem Versand die tatsächliche oder Ist-Entwicklerkonzentration unter die Bezugskonzentration verringert, wird die Konzentrationsabnahme durch die Vorrichtung zum Messen der Entwicklerkonzentration gemessen. Diese Vorrichtung generiert ein Detektions- oder Meßsignal eines hohen Spannungswerts. Wenn das Meßsignal einen vorbestimmten Spannungspegel übersteigt, wird Toner aus einem Toner(füll)trichter zu einem Rührwerk nachgefüllt. Der Toner wird durch das Rührwerk umgewälzt (aufgelockert). Wenn die Konzentration des Entwicklers im Rührwerk die Bezugsgröße erreicht, wird das Nachfüllen von Toner beendet.
Auch wenn bei einem herkömmlichen Bilderzeugungsgerät die Entwicklungseinheit zum Versandzeitpunkt durch eine neue Entwicklungseinheit ersetzt wird, ist jedoch der Meßsignalpegel der Entwicklungseinheit zum Zeitpunkt des Versands als Bezugsgröße (vor)gegeben, um damit die Entwicklerkonzentration der neuen Entwicklungseinheit einzustellen. Da Entwicklungseinheiten als Einzeleinheiten hergestellt werden, variieren die Beziehungen zwischen den Spannungspegeln der Meßsignale von den Konzentrationsmeßvorrichtungen und den Entwicklerdichten je nach den verschiedenen Entwicklungseinheiten. Wenn Entwicklungseinheiten unterschiedlicher Meßcharakteristika auf der Grundlage einer dauerhaft in einem Bilderzeugungsgerät abgespeicherten Bezugsgröße gesteuert bzw. geregelt werden, variiert die Entwicklerkonzentration bei jedem Auswechseln der Entwicklungseinheit gegen eine neue Einheit. Die Entwicklungseinheiten können daher nicht optimal in Abhängigkeit von den Charakteristika oder Eigenschaften der einzelnen Entwicklungseinheiten gesteuert werden. Die Bezugs-Entwicklerkonzentration kann mithin nicht immer als die Bezugs-Entwicklerkonzentration im Rührwerk erhalten bleiben. Infolgedessen kann sich die Güte des durch das Bilderzeugungsgerät erzeugten Bilds verschlechtern. Auch wenn die Konzentration an Entwickler abnimmt, erhöht sich somit der Spannungspegel des von der Konzentrationsmeßvorrichtung erzeugten Meßsignals nicht, und dessen Pegel erreicht nicht den Spannungspegel entsprechend der Nachfüllung. Demzufolge wird kein Toner nachgefüllt, so daß die Konzentration des Entwicklers in der Entwicklungseinheit niedrig bleibt. Als Ergebnis wird ein Bild einer sehr niedrigen Konzentration erzeugt, worunter die Bildgüte leidet.
Wenn das Meßsignal von der Konzentrationsmeßvorrichtung auf einem Pegel gleich groß oder höher als der Bezugspegel bleibt, wird Toner unter Erhöhung der Entwicklerkonzentration in der Entwicklungseinheit zugeführt. Dabei wird ein Bild einer übermäßig hohen Konzentration (Dichte) erzeugt, was eine Beeinträchtigung der Bildgüte bedeutet.
Aus der US-A-4 671 646 ist ein Tonerüberwachungs-Kontrollmechanismus zur Verwendung in einem elektrographischen Wiedergabe- oder Kopiergerät mit austauschbaren Entwicklerstationen bekannt. Die Entwicklerstationen enthalten vom Gehäuse abstehende Vorsprünge zum Identifizieren der Tonerfarbe der betreffenden Entwicklerstation. Bei diesem bekannten Gerät werden Konzentrationsdaten, die Konzentration des Entwicklers repräsentierend, vor der Entwicklung eines Latentbilds generiert; diese Daten werden in Übereinstimmung mit gespeicherten Farbbezugsidentifikations- oder -kenndaten gesteuert. Wenn die generierten Konzentrationsdaten unter eine gegebene Datengröße abfallen, wird Toner nachgefüllt.
Eine andere herkömmliche elektrostatische Latentbildentwicklungsvorrichtung ist in der JP-A-61-230 175 offenbart. Bei diesem bekannten Gerät wird eine Tonerkonzentration gemessen und dann eingestellt oder vorgegeben und entsprechend als neue Tonerkonzentration- Bezugsgröße gespeichert. Während des Entwicklungsvorgangs wird eine Tonernachfüllvorrichtung entsprechend einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen einer gemessenen Konzentrationsgröße und der gespeicherten Tonerkonzentration-Bezugsgröße betätigt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Bilderzeugungsgeräts, bei dem die Konzentration eines Entwicklungsmittels bzw. Entwicklers auch dann auf eine vorbestimmte Konzentration gesteuert bzw. eingestellt werden kann, wenn eine Entwicklernachfülleinrichtung durch eine neue (derartige) Einrichtung ersetzt wird, und das eine hohe Bildgüte aufrechtzuerhalten vermag.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein Bilderzeugungsgerät mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines äußeren Aussehens eines Bilderzeugungsgeräts mit einer Konzentrationsmeßvorrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt zur Darstellung eines Innenaufbaus des Bilderzeugungsgeräts nach Fig. 1,
Fig. 3A und 3B Darstellungen einer Anordnung einer Anzeigeeinheit bei einer Bedienungskonsole des Geräts nach Fig. 1,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Hauptteils des Bilderzeugungsgeräts nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 5 eine Darstellung eines Zustands, in welchem ein Führungsrahmen auf Gleitschienen in einer Druckereinheit gemäß Fig. 1 montiert bzw. eingesetzt ist,
Fig. 6 und 7 perspektivische Darstellungen eines Zustands, in welchem eine Entwicklungseinheit und eine Reinigungseinheit an der Druckereinheit nach Fig. 1 montiert sind,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung eines Fließens oder Stroms des Entwicklers sowie eines Umwälzflügels bei der an der Druckereinheit nach Fig. 8 bzw. 1 montierten Entwicklungseinheit,
Fig. 9 eine Draufsicht auf den Umwälzflügel bei der Entwicklungseinheit nach Fig. 8,
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der an der Drückereinheit gemäß Fig. 1 montierten Entwicklungseinheit,
Fig. 11 ein Blockschaltbild des Hauptteils einer in die Druckereinheit gemäß Fig. 1 eingebauten elektrischen Schaltung und
Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 11 und der betreffenden, der Schaltung zugeordneten Teile.
Die Fig. 1 und 2 sind eine perspektivische Darstellung bzw. eine schematische Längsschnittansicht eines Laserdruckers als Bilderzeugungsgerät gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung. Die Bezugsziffer 1 in den Fig. 1 und 2 bezeichnet einen Laserdrucker als Bilderzeugungsgerät. Beim Laserdrucker 1 ist der hintere Abschnitt der Oberseite des Druckerkörpers 5 aufwärts abgestuft, wobei eine als Ausgabeabschnitt des Druckerkörpers 5 dienende Ausnehmung 6 im Mittelteil der Oberseite geformt ist. In der Ausnehmung 6 ist ein durch einen Läufer oder Halter (jogger) 7 bewegbar getragenes Ausgabefach 8 montiert. An der rechten Seite der Ausnehmung 6 sind eine als Bedientafel dienende Konsolentafel-Anzeigeeinheit 9 und eine als Eingabeeinrichtung dienende Konsolentafel-Schalt(er)einheit 10 angeordnet. An der linken Seite der Ausnehmung 6 sind drei IC-Karten-Einsteckschlitze 11 ausgebildet.
Die Konsolentafel-Anzeigeeinheit 9 enthält eine Flüssigkristall- bzw. LCD-Anzeigeeinheit 9a zum Anzeigen der Einstellbedingungen des Geräts sowie eine Anzeigeeinheit 9b zum Anzeigen der Betriebszustände mittels Leuchtdioden (vgl. Fig. 3A). Auf der Anzeigeeinheit 9a wird eine Kopienzahl oder ein Kopiermodus angezeigt. Die Anzeigeeinheit 9b dient zur Darstellung eines Modus zur Angabe, ob das Gerät mit einer externen Vorrichtung verbunden ist (EIN/AUS-Direktmodus), eines Druckbereitschaftsmodus, eines Druckdatenübertragungsmodus, eines Bedienungsperson-Rufmodus, eines Wartungspersonal-Rufmodus und eines Manuell-Bezugsmodus. Die Konsolentafel- Schalteinheit 10 enthält ein Dezimaltastenfeld 10a, eine EIN/AUS-Direktwahltaste (ON/OFF line) 10b, eine Löschtaste (clear) 10c, eine JA-Taste (YES) 10d, eine NEIN-Taste (NO) 10e und eine AUSTRITT-Taste (EXIT) 10f (vgl. Fig. 4B). Die Tasten des Dezimaltastenfelds 10a dienen zur Einstellung eines Kopienzahlmodus, eines Papiervorrat-Zuführmodus, eines Druckstop/Papierausgabemodus u. dgl.. Die Lösch-Taste 10c dient auch als Rücksetztaste. Die JA-Taste 10d dient auch als Eingabetaste. Die NEIN-Taste 10e dient auch als Folge-Taste und als Inkrementiertaste. Die Austrittstaste 10f dient auch als ESC-Taste und als Dekrementiertaste.
Das Ausgabefach 12 ist gemäß Fig. 1 an der Vorderseite des Druckerkörpers 5 angebracht. An der Rückseite ist das Handzuführfach 13 montiert. Im wesentlichen in der Mitte des Druckerkörpers 5 ist eine als Bildträger oder -aufnehmer dienende lichtempfindliche Trommel 15 angeordnet. Gemäß Fig. 5 sind um die lichtempfindliche Trommel 15 herum der Reihe nach eine Aufladeeinheit 16, ein Laseroptiksystem 17, eine als Entwicklungseinrichtung dienende Entwicklungseinheit 18, eine Übertragungseinheit 19, eine Trenneinheit 20, eine als Reinigungseinrichtung dienende Reinigungseinheit 21 und eine Entladeeinheit 22 angeordnet. Im Druckerkörper 5 ist eine Förderstrecke 24 gebildet, die sich über eine Bildübertragungssektion 23 zwischen der lichtempfindlichen Trommel 15 und der Übertragungseinheit 19 zur Ausgabeseite erstreckt. Eine Papiereinziehrolle 28 und eine Papierübertragungsrolle 29 sind so angeordnet, daß ein Papier-Blatt P, das automatisch von einer am unteren Abschnitt des Druckerkörpers 5 angesetzten Papierkassette 25 über die Papiereinziehrolle 28 und die Papierübertragungsrolle 29 zugeführt oder eingezogen wird, oder ein Papier-Blatt P, das manuell vom Handzuführfach 13 eingegeben wird, zur Bildübertragungseinheit 23 geführt wird. An der Stromaufseite der Bildübertragungssektion 23 in der Förderstrecke 24 ist ein Ausrichtrollenpaar 30 angeordnet. Eine Fixiereinheit 31, ein Ausgabewähler 32 und ein Ausgaberollenpaar 33 sind an der Stromabseite der Bildübertragungssektion 23 angeordnet (bzw. letzterer nachgeschaltet). Am äußersten Ende der Förderstrecke 24 ist eine Zweigförderstrecke 35 mit einem Ausgaberollenpaar 34 zum Führen des mittels des Ausgabewählers 32 gewählten Blatts P zu der als Ausgabeabschnitt oder -sektion dienenden Ausnehmung 6 ausgebildet.
Die Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt ferner einen unteren Deckel 40, einen vorderen Deckel 41, einen oberen Deckel 42, einen zu öffnenden rechten Deckel (Klappe) 43, einen linken Deckel 44, einen rechten Deckel-Öffnungs/Schließhebel 45 und einen oberen Einheit-Öffnungs/Schließhebel 46. In Fig. 3 bzw. 2 stehen die Bezugsziffern 47, 48 und 49 für Steuerplatinen, die eine Steuereinheit bilden.
Für die Erzeugung eines Bilds wird der beschriebene Laserdrucker wie folgt betrieben: Gemäß den Fig. 2 und 4 wird die lichtempfindliche Trommel 15 in Drehung versetzt und durch die Aufladeeinheit 16 gleichmäßig aufgeladen. Die aufgeladene Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 15 wird zur Erzeugung eines Latentbilds auf ihr mit einem Laserstrahl belichtet, der durch das Laseroptiksystem 17 geführt und in Übereinstimmung mit einem Bildsignal erzeugt wird. Das Latentbild auf der lichtempfindlichen Trommel 15 wird durch die Entwicklungseinheit 18 mit Hilfe eines Zweikomponentenentwicklungsmittels bzw. -entwicklers D aus einem Toner und einem Träger entwickelt. Hierdurch wird das Latentbild in ein sichtbares Bild überführt. Das Bild wird sodann zur Bildübertragungssektion 23 transportiert, in welcher das Bild auf ein Papier-Blatt übertragen wird.
Zwischenzeitlich wird synchron mit dem Vorgang zur Erzeugung des Entwicklerbilds ein Blatt P aus der Papierkassette 25 eingezogen oder von Hand zugeführt. Das Blatt P wird dem Ausrichtrollenpaar 30 zugeführt, und das auf der lichtempfindlichen Trommel 15 erzeugte Entwicklerbild wird durch die Übertragungseinheit 19 auf das Blatt P übertragen. Hierauf wird das Blatt P durch die Trenneinheit 20 von der lichtempfindlichen Trommel 15 getrennt bzw. abgelöst und sodann über die Förderstrecke 24 zur Fixiereinheit 31 transportiert. Nachdem das Entwicklerbild auf dem Blatt P angeschmolzen und fixiert worden ist, wird die Ausgaberichtung des Blatts P durch den Wähler (die Weiche) 32 so gewählt bzw. eingestellt, daß das Blatt P auf das obere Ausgabefach 8 oder das vordere Ausgabefach 12 ausgegeben wird. Nachdem das Entwicklerbild auf das Blatt P übertragen worden ist, wird die lichtempfindliche Trommel 15 durch die Reinigungseinheit 21 vom Resttoner (auf ihr) gereinigt, worauf die lichtempfindliche Trommel 15 für den nächsten Kopierzyklus bereit ist. Gemäß Fig. 6 enthält die Reinigungseinheit 21 zum Reinigen der lichtempfindlichen Trommel 15 eine sich längs der Mittelachse der Entwicklungsrolle 59 erstreckende Achse oder Welle 201. Die beiden Enden eines Handgriffs 87 sind auf den betreffenden Enden der Achse 201 schwenkbar gelagert. Wenn der Handgriff 87 im Führungsrahmen 51 geneigt (herabgeklappt) und in ihn eingelegt ist (vgl. Fig. 5), kann die Reinigungseinheit 21 genau in den Führungsrahmen 51 eingepaßt sein oder werden. Auf ähnliche Weise weist die Entwicklungseinheit 18 zum Entwickeln des Latentbilds auf der lichtempfindlichen Trommel 15 eine Welle oder Achse 202 für letztere auf (vgl. Fig. 7). An den jeweiligen Enden der Achse 202 sind die beiden Enden eines Handgriffs 88 schwenkbar gelagert. Wenn der Handgriff 88 herabgeklappt und in den Führungsrahmen 51 (vgl. Fig. 5) eingelegt ist, kann die Entwicklungseinheit 18 im Führungsrahmen 51 montiert sein oder werden. Der Führungsrahmen 51 wird von Gleitschienen 50 verschiebbar getragen. Gemäß Fig. 5 wird der Führungsrahmen 51 zusammen mit der Entwicklungseinheit 18 und der Reinigungseinheit 21 bei offenem rechten Deckel 43 des Druckerkörpers 5 längs der Gleitschienen 50 (heraus)gezogen. Auf ähnliche Weise kann der Führungsrahmen 51 zusammen mit der Entwicklungseinheit 18 und der Reinigungseinheit 21 längs der Gleitschienen 50 in den Körper 5 geladen (eingeschoben) werden. In einem Zustand, in welchem die Entwicklungseinheit 18 und die Reinigungseinheit 21 zum rechten Abschnitt bzw. zur rechten Seite der Druckereinheit 5 herausgezogen sind, kann der Handgriff 87, 88 gemäß den Fig. 6 und 7 vom Führungsrahmen 51 wegbewegt bzw. hochgeklappt werden, so daß die Entwicklungseinheit 18 oder die Reinigungseinheit 21 aus dem Führungsrahmen 51 herausgenommen werden kann. Dies bedeutet, daß die lichtempfindliche Trommel 15 und die Reinigungseinheit 21 unabhängige Einheiten sind, so daß sie jeweils gemeinsam oder getrennt aus dem Führungsrahmen 51 herausgenommen werden können. Zumindest die Entwicklungseinheit 18 kann durch den Führungsrahmen 51 im Druckerkörper 5 waagerecht gehalten sein.
Gemäß Fig. 5 bzw. 4 umfaßt die Entwicklungseinheit 18 einen Entwicklungsmechanismus 55 und eine Entwickler- Umwälzsektion 56. Im Entwicklungsmechanismus 55 ist eine Entwicklungsrolle 59 einer Öffnung 58 eines Entwicklungseinheit-Körpers 57 gegenüberstehend angeordnet. Auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle 59 wird eine Entwickler-Magnetbürste Da erzeugt. An der Stromaufseite einer Entwicklungssektion 60 auf der Transportstrecke der Entwickler-Magnetbürste Da ist eine Streichklinge 61 zur Einstellung der Dicke der Entwickler- Magnetbürste Da angeordnet, die zu einem Gleitabschnitt zwischen der Entwickler-Magnetbürste Da und der lichtempfindlichen Trommel 15 oder zur Entwicklungssektion 60 geliefert wird. An der Stromabseite der Entwicklungssektion 60 ist auf der Transportstrecke der Entwickler- Magnetbürste Da ein Abstreifer 62 angeordnet. Die auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle 59 erzeugte Entwickler-Magnetbürste Da wird durch den Abstreifer 62 abgetrennt bzw. abgestreift und in die Entwickler-Umwälzsektion 56 geleitet. Letztere enthält eine in bezug auf die lichtempfindliche Trommel 15 hinter der Entwicklungsrolle 59 gebildete Entwickler-Speichersektion 63. Als Entwicklerförderschnecken (vgl. Fig. 8) dienende erste und zweite Rühr- bzw. Umwälzelemente 64 und 65 sind in der Entwickler-Speichersektion 63 angeordnet.
Die Entwicklungsrolle 59 umfaßt eine magnetische Walze 59a mit einer Anzahl von Polstücken und eine auf die magnetische Walze 59a aufgesetzte und im Uhrzeigersinn drehbare nichtmagnetische Hülse 59b. Gemäß Fig. 4 ist eine Toneraufnahmesektion 66 der Entwicklerumwälzsektion 56 gegenüberstehend im Körper 57 der Entwicklungseinheit ausgebildet, um den Entwickler (darin) aufzunehmen. Der von einer Tonerpatrone 67 nachgefüllte Toner zum Regenerieren des Entwicklers und der Toner, der von der Reinigungseinheit 21 über eine Rückführstrecke 68 zum Zurückführen des Entwicklers zurückgeführt wird, werden über die Aufnahmesektion 66 in der Entwicklerumwälzsektion 56 aufgenommen. In Gegenüberstellung zum Abstreifer 62 ist ein Entwicklerkonzentrationssensor 70 zum Messen der Konzentration des Entwicklers angeordnet. Eine in die Tonerpatrone 67 eingebaute (nicht dargestellte) Tonernachfüllwelle wird in Abhängigkeit vom Meßsignal des Entwicklerkonzentrationssensors 70 unabhängig vom Druckerkörper 5 angetrieben, um der Entwicklerumwälzsektion 56 Toner zuzuführen.
Entwicklerteilchen D werden durch die Magnetkraftlinien, die von den jeweiligen Polstücken erzeugt werden, unter Bildung der Magnetbürste Da an die Oberfläche oder Mantelfläche der nichtmagnetischen Hülse 59b angezogen. Die Entwickler-Magnetbürste Da wird mit der Drehung der Hülse 59b fortlaufend zur Entwicklungssektion 60 überführt. Die in der Magnetbürste Da enthaltenen Tonerteilchen werden an das Latentbild auf der lichtempfindlichen Trommel 15 angezogen, so daß das Latentbild dadurch entwickelt wird. Bei der Drehung der in der Entwicklerspeichersektion 63 angeordneten Entwickler-Umwälzelemente 64 und 65 wird der Entwickler D gerührt bzw. umgewälzt, um Toner und Träger in Reibungsberührung miteinander zu bringen. Auf diese Weise kann der Toner effektiv aufgeladen werden.
Der Entwickler D wird gefördert, während er durch die Umwälzelemente 64 und 65 in der Entwicklerspeichersektion 63 gerührt bzw. umgewälzt wird. Insbesondere wird der über eine Tonernachfüllöffnung 66 nachgefüllte Toner dem Umwälzelement 64 durch einen flachen, U-förmigen Flügel 204a zugeführt und durch einen Förderflügel 205 unmittelbar transportiert. Der Toner wird durch einen etwa in der Mitte der Welle angeordneten Rührflügel 69 ausreichend gerührt bzw. umgewälzt. Anschließend wird der Toner durch einen flachen, U-förmigen Flügel 204b zur Seite des Rühr- oder Umwälzelements 65 überführt. Danach wird der Strom des Entwicklers D durch einen kleinen Flügel 74 geändert, der in der Mitte der
Welle längs deren Axialrichtung angeordnet ist. Durch Nutzung der Änderung des Stroms wird die Konzentration des Entwicklers gemessen (noch zu beschreiben). Die Entwicklerumwälzelemente 64 und 65 sind in der Entwicklungseinheit 18 waagerecht angeordnet, so daß ein etwaiger ungünstiger Einfluß der Förderung des Entwicklers D ausgeschaltet, d. h. eine Transportstörung vermieden wird. An einem der Toneraufnahmesektion 66 entsprechenden Abschnitt des Entwickler-Umwälzelements 64 ist kein Rühr- oder Umwälzflügel angeformt, um eine Verzögerung der Tonermessung und eine Tonerverstopfung zu verhindern. In diesem Abschnitt ist nur der Förderflügel angeformt.
Im folgenden ist die Konzentrationsmessung und -einstellung des Entwicklers beschrieben. Gemäß Fig. 10 weist die Entwicklungseinheit 18 eine Platte 39B auf, die einen Identifikations- bzw. Kennsignalgenerator 39A für die Erzeugung eines Kennsignals zum Bezeichnen der Entwicklungseinheit 18, d. h. alte und neue Entwicklungseinheiten, sowie der Herstellungsnummer der Entwicklungseinheit trägt; ferner ist dabei ein Sensor 70 zum Messen der Konzentration des Entwicklers vorgesehen. Im folgenden ist ein Vorgang zum Herausnehmen einer alten Entwicklungseinheit 18 aus dem Laserdrucker und Einsetzen einer neuen Entwicklungseinheit 18 beschrieben. Wenn der Entwickler D mit einer auf eine vorbestimmte Größe eingestellten Konzentration in der Entwicklungseinheit 18 aufgenommen ist und die Einheit 18 in den Laserdruckerkörper 5 geladen (eingesetzt) ist oder wird, bestimmt der Laserdruckerkörper 5 nach Maßgabe eines Signals vom Kennsignalgenerator 39A an der Platte 39B, ob die geladene Entwicklungseinheit 18 eine neue oder eine alte Einheit ist. Nur dann, wenn der Laserdrucker 5 bestimmt, daß die geladene Entwicklungseinheit eine neue Einheit ist, werden Betriebsbedingungen, z. B. Zähldaten für die Zahl der Ausdrucke, die in einem nichtflüchtigen Speicher, wie einem E²PRAM, d. h. im Speicher 122 im Druckerkörper 5 (vgl. Fig. 11), gespeichert sind, gesetzt bzw. vorgegeben. Anschließend bleibt die Konzentration des Entwicklers D konstant, d. h. der Toner wird nicht länger zugespeist, und der Druckerkörper wird angetrieben, um das Umwälzen des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 18 einzuleiten. Wenn der Strom des Entwicklers D in der Entwicklungseinheit 18 stabilisiert ist, beispielsweise nach Ablauf von etwa 2 Minuten nach Beginn des Umwälzens des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 18, wird die Konzentration des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 18 durch den Konzentrationssensor 70 gemessen. Ein Meßsignal vom Sensor 70 wird in ein Spannungssignal umgewandelt. Dieses Spannungssignal wird als Anfangsspannungssignal, z. B. als Bezugsspannungssignal entsprechend der Bezugskonzentration, in einem Speicher, z. B. im nichtflüchtigen Speicher 122 im Druckerkörper 5 (vgl. Fig. 11) abgespeichert. Die Konzentrationskontrolle oder -einstellung (in) der Entwicklungseinheit 18 setzt auf der Grundlage der gespeicherten Spannungsgröße ein. Bezüglich des Konzentrationssensors 70 und eines Verfahrens zum Messen der Konzentration des Entwicklers mittels des Sensors 70 sei auf die US-A-3 698 926 verwiesen.
Gemäß Fig. 5 (bzw. Fig. 4) umfaßt die Reinigungseinheit 21 ein Gehäuse 75 mit einer der lichtempfindlichen Trommel 15 gegenüberstehenden Öffnung 76. Im Gehäuse 75 der Reinigungseinheit ist eine Reinigungsklinge 77 angeordnet. Der obere Endabschnitt der Reinigungsklinge 77 ist an einem Klingenhalter 80 derart befestigt, daß die Klinge 77 um eine Achse 78 herum schwenkbar ist und durch ein Gegengewicht 79 ständig entgegen dem Uhrzeigersinn in einen in Fig. 4 gezeigten Zustand vorbelastet wird. Der untere Endabschnitt der Reinigungsklinge 77 wird an die Außenfläche der lichtempfindlichen Trommel 15 angedrückt. Nachdem der Toner von der lichtempfindlichen Trommel 15 auf das Papier-Blatt übertragen worden ist, wird der auf der lichtempfindlichen Trommel 15 verbliebene und die Reinigungsklinge 77 erreichende Toner durch die Reinigungsklinge 77 entfernt (abgestreift).
An der Unterkante der Öffnung 76 ist eine Rückgewinnungsklinge 81 angebracht, welche den durch die Reinigungsklinge 77 abgestreiften Toner in das Gehäuse 75 der Reinigungseinheit zurückführt. Im unteren Abschnitt des Gehäuses 75 ist eine Tonerrückgewinnungsschnecke 82 angeordnet, um den rückgewonnenen Toner zur Rückführstrecke 68 zu überführen.
Im folgenden ist eine Arbeitsweise des oben beschriebenen Druckersystems unter Bezugnahme auf eine in Fig. 11 gezeigte Steuerschaltung des Laserdruckers erläutert. Gemäß Fig. 11 ist eine Zentraleinheit oder CPU 120 zur Steuerung des Betriebs des gesamten Druckersystems mit Eingabe- und Ausgabeanschlüssen 124 bzw. 126, einem A/D-Wandler 127, einem Festwertspeicher bzw. ROM 121 für die Speicherung von Steuerprogrammen und einem Speicher 122 aus einem nicht flüchtigen Randomspeicher bzw. RAM über einen Datenbus 128 verbunden. Der Speicher 122 speichert eine Identifikations- bzw. Kennzahl (d. h. eine Konfidenzzahl) zum Identifizieren der bei Datenaktualisierung identifizierten Entwicklungseinheit 18, eine Zählung bzw. einen Zählstand, ein Bezugsspannungssignal sowie Papier-Blattdaten (z. B. oberen Rand, linken Rand und Art des Papiers).
Bei dieser Steuerschaltung wird ein Steuerprogramm vom ROM 121 zur CPU 120 über den Eingabeanschluß 124 auf der Grundlage eines Befehls vom Konsolentafelschalter 10 geliefert. Druckdaten werden von einer externen Vorrichtung über den Eingabeanschluß der CPU 120 zugespeist und verarbeitet. Ein Betriebsbefehl wird der Konsolentafel-Anzeigeeinheit 9, einem Treiber 125 zum Ansteuern eines Tonerzuführmechanismus und einem Treiber 123 zum Ansteuern der Entwicklungseinheit über den Ausgabeanschluß 126 zugeliefert. Die Treiber 123 und 125 werden (ihrerseits) für die Betätigung der jeweiligen Teile des Druckers, wie oben beschrieben, angesteuert, um dadurch Information auf dem Blatt auszudrucken. Um während eines solchen Druckvorgangs ein normales Bild zu erzeugen, wird die Konzentration des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 18 mittels des Konzentrationssensors 70 detektiert bzw. gemessen. Ein Meßsignals vom Sensor 70 wird durch den A/D-Wandler 127, der durch ein Steuersignal vom Ausgabeanschluß gesteuert wird, in ein Digitalsignal umgewandelt. Das Digitalsignal wird durch die CPU 120 mit der im Speicher 122 abgespeicherten Bezugskonzentration der Entwicklungseinheit 18 verglichen. Wenn die gemessene Konzentration niedriger ist als die Bezugskonzentration' werden der Treiber 125 nach Maßgabe des Befehls von der CPU 120 angesteuert und der Toner von der Tonerpatrone 67 zur Entwicklungseinheit 18 geliefert. Wenn die Konzentration des Toners des Entwicklers in der Entwicklungseinheit 18 die Bezugskonzentration erreicht, wird der Treiber 125 durch das Befehlssignal von der CPU 120 deaktiviert. Die Zufuhr von Toner aus der Tonerpatrone 67 zur Entwicklungseinheit 18 wird dann beendet.
Die die Zahl der Ausdrucke angebenden, im Speicher 122 abgespeicherten Daten werden bei jedem Druckvorgang aktualisiert. Wenn die Zahl der Ausdrucke eine vorbestimmte Zahl erreicht, liefert die Zentraleinheit bzw. CPU 120 einen Befehl zum Bezeichnen bzw. Angeben eines Auswechselns der Entwicklungseinheit zur Konsolentafel- Anzeigeeinheit 9, weil (dann) die Betriebslebensdauer der Entwicklungseinheit 18 abgelaufen ist. Entsprechend diesem Befehl zeigt die Anzeigeeinheit 9 die Notwendigkeit für ein Auswechseln der Entwicklungseinheit an. Eine diese Anzeige ablesende Bedienungsperson schaltet hierauf die Stromzufuhr zum Druckersystem ab. Wie anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben worden ist, werden die Entwicklungseinheit 18 und die Reinigungseinheit 21 jeweils durch neue Einheiten ersetzt. Nach Abschluß dieses Auswechselns wird in Schritten 201 und 202 gemäß Fig. 12 der Schalter wieder geschlossen. Entsprechend der Einschaltoperation erfolgt ein Warmlaufen des Antriebssystems nach Maßgabe des Befehls von der CPU 120 (Schritt 203). Beispielsweise werden ein Heizelement an Spannung gelegt, ein Hauptmotor eingeschaltet, das Anlaufen des Spiegelmotors geprüft und der Entwickler D in der neuen Entwicklungseinheit 18 gerührt bzw. umgewälzt. Ein durch den Kennsignalgenerator 39A erzeugtes Kennsignal für die Entwicklungseinheit 18 wird der CPU 120 zugespeist und mit dem betreffenden Signal der alten (vorherigen) Entwicklungseinheit 18, das bereits im Speicher abgespeichert ist, verglichen (Schritt 204). Wenn kein Auswechseln der Entwicklungseinheit 18 erfolgt ist, stimmen die beiden Kennzahlen miteinander überein. In diesem Fall werden Kennzahldaten im Speicher 122 nicht aktualisiert; der Drucker verbleibt dabei im Bereitschaftsmodus. Falls dagegen die Entwicklungseinheit 18 durch eine neue Einheit ersetzt worden ist und die beiden Kennzahlen nicht miteinander übereinstimmen, wird die Entwicklungseinheit 18 als neue Einheit bestimmt. In diesem Fall wird der in der Entwicklungseinheit 18 enthaltene Entwickler ausreichend lang (z. B. 2 Minuten lang) gerührt bzw. umgewälzt. Wenn sich die Konzentration des Toners im Entwickler stabilisiert hat, wird diese Konzentration im Schritt 206 durch den Sensor 70 gemessen. Ein Meßsignal vom Konzentrationssensor 70 wird durch den A/D-Wandler 127, der durch das Steuersignal vom Ausgabeanschluß gesteuert wird, in ein Digitalsignal umgewandelt, so daß das Meßsignal mehrmals von der CPU 120 abgerufen wird. Die CPU 120 berechnet einen Mittelwert der Meßsignale. In Schritten 207 und 208 bestimmt die Zentraleinheit bzw. CPU 120, ob der mittlere Konzentrationspegel innerhalb eines vorbestimmten Bezugsbereichs liegt, z. B. 3,0 V bis 1,0 V als Spannungssignalpegel. Wenn der Konzentrationspegel außerhalb des vorbestimmten Bezugsbereichs liegt, wird die Entwicklungseinheit 18 als defekt bestimmt (Schritt 209). Im Schritt 210 wird eine eine defekte Entwicklungseinheit angebende Mitteilung auf der Anzeigeeinheit 9 wiedergegeben. Nach Prüfung der Anzeige wechselt die Bedienungsperson die Entwicklungseinheit erneut aus. Wenn die ausgewechselte Entwicklungseinheit eine gebrauchte Einheit ist, kann ein solcher Fehler überprüft werden.
Wenn der mittlere Konzentrationspegel innerhalb des vorbestimmten Bezugsbereichs liegt, wird in einem Schritt 211 ein diesem Konzentrationspegel entsprechendes Spannungssignal als Bezugssignal im Speicher 122 abgespeichert. Die Konzentrationspegeldaten werden aktualisiert, und die Zentraleinheit bzw. CPU 120 löscht die alten, im Speicher 122 abgelegten Kenndaten und läßt gleichzeitig den Kennsignalgenerator 39A der Entwicklungseinheit 18 eine Identifikations- bzw. Kennzahl zum Speicher 122 liefern. Damit können die Kennsignaldaten aktualisiert werden. Die Zentraleinheit bzw. CPU 120 liefert einen Befehl zum Abschalten eines (nicht dargestellten) Hauptmotors, wobei der Drucker in den Bereitschaftsmodus gesetzt wird.
Danach wird bei jeder Bilderzeugung eine vom Konzentrationssensor 70 gelieferte Spannungsgröße mit der im Speicher 122 abgespeicherten Bezugsgröße verglichen, wobei die Tonerkonzentration entsprechend dem Vergleichsergebnis eingestellt wird.
Mit der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung wird somit ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, bei dem die Entwicklungsmittelkonzentration entsprechend jeder Entwicklungseinrichtung kontrolliert bzw. eingestellt werden kann, so daß die Bildgüte verbessert sein kann.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät, umfassend:

eine Einheit (15), die angeordnet ist zum Aufnehmen eines Latentbilds und

eine Einheit (18) zum Entwickeln des Latentbilds mit einem Entwicklungsmittel bzw. Entwickler (D), dessen Konzentration im Laufe der Entwicklung des Latentbilds variiert,

wobei die Entwicklungseinheit (18) (ein) Identifikations- bzw. Kenndaten(mittel) (39B) zum Bezeichnen der Entwicklungseinheit (18) entsprechend den alten und neuen Entwicklungseinheiten und einer Herstellungsnummer der Entwicklungseinheit aufweist, und wobei das Gerät ferner umfaßt:

eine Datenerzeugungseinheit (70, 127) zum Erzeugen erster Konzentrationsdaten, welche die Konzentration des Entwicklers (D) in der Entwicklungseinheit (18) vor dem Entwickeln des Latentbilds angeben, und auch zweiter Konzentrationsdaten, welche die Konzentrationsvariation des Entwicklers (D) in der Entwicklungseinheit (18) im Laufe der Entwicklung des Latentbilds angeben,

eine Vergleichs/Speichereinheit (9, 120, 122, 124, 126) zum Vergleichen der Kenndaten mit (einer) Bezugskenndaten(einheit) vor der Entwicklung des Latentbilds und zum Speichern der Kenndaten als neue Bezugskenndaten sowie Speichern der ersten Konzentrationsdaten als neue Bezugskonzentrationsdaten, die von der Datenerzeugungseinheit (70) erzeugt werden und den neuen Bezugskenndaten entsprechen, wenn die Kenndaten von den Bezugskenndaten verschieden sind,

eine Einrichtung (18, 67, 123, 126) zum Zuspeisen des Entwicklers zur Latentbildaufnahmeeinheit (15), wenn die zweiten Konzentrationsdaten niedriger (kleiner) sind als die ersten Konzentrationsdaten entsprechend der Entwicklungseinheit (18) mit entsprechenden Kenndaten, wenn die Kenndaten mit den in der Vergleichs/Speichereinheit (9, 120, 122, 124, 126) (ab)gespeicherten Bezugskenndaten identisch sind (diesen entsprechen),

wobei die Entwicklungseinheit (18) herausnehmbar in das Bilderzeugungsgerät eingesetzt ist und die Vergleichs/Speichereinheit (9, 120, 122, 124, 126) die Kenndaten mit den Bezugsdaten vergleicht, nachdem die Entwicklungseinheit (18) in das Gerät eingesetzt und der Entwickler (D) gerührt bzw. umgewälzt (worden) sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Entwicklungseinheit (18) Mittel (64, 65) zum Rühren bzw. Umwälzen des Entwicklers (D) aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Entwicklungseinheit (18) eine Einheit (39A) zum Erzeugen der Kenndaten aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Vergleichs/Speichereinheit (9, 120, 122, 124, 126) eine Einheit (9) zum Anzeigen eines Auswechselns der Entwicklungseinheit (18), wenn der Entwicklungsvorgang mit einer vorbestimmten Häufigkeitszahl durchgeführt worden ist, aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Vergleichs/Speichereinheit (9' 120, 122' 124, 126) die Kenndaten speichert, wenn die ersten Konzentrationsdaten innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.

6. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Entwicklungseinheit (18) herausnehmbar in das Bilderzeugungsgerät eingesetzt ist und die Speichereinheit (9, 120, 122, 124, 126) einen Zugriff zu den Kenndaten herstellte nachdem die Entwicklungseinheit in das Gerät eingesetzt (worden) ist.

7. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Vergleichs/Speichereinheit (9, 120, 122, 124, 126) die Bezugsdaten mit den Kenndaten und den ersten Konzentrationsdaten, die miteinander verknüpft oder einander zugeordnet (linked each other) sind, aktualisiert, wenn die Kenndaten von den Bezugsdaten verschieden sind.