DE4437070C2

DE4437070C2 - Vorrichtung zur Bilderzeugung

Info

Publication number: DE4437070C2
Application number: DE4437070A
Authority: DE
Inventors: Hideki Okada; Kiyoharu Momose; Junichiro Shinozaki; Yoshinori Miyazawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: US5475469A; GB9420870D0; SG50570A1; IT1268121B1; ITTO940816A0; DE4437070A1; FR2711255A1; ITTO940816A1; GB2283581B; FR2711255B1; GB2283581A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bilderzeugung, wie einen Kopierer, ein Fax-Gerät, einen Drucker oder ähnliches, welche Toner verwendet, um ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier gemäß einem Verfahren der Elektrophotographie zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Technik, die restliche Menge an Toner zu erfassen.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 44 27 853.5, deren Inhalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen ist, ist eine Vorrichtung zur Bilderzeugung bekannt, die folgendes beinhaltet: eine Entwicklungsvorrichtung, welche Toner der Oberfläche eines sensitiven Elements zuführt und ein latentes Bild auf der Oberfläche des sensitiven Elements entwickelt, um dadurch ein Tonerbild zu bilden; eine Reinigungsvorrichtung, welche, nachdem das von der Entwicklungsvorrichtung gebildete Tonerbild auf Papier übertragen wurde, den restlichen Toner, der an der Oberfläche des sensitiven Elements anhaftet, entfernt und aufsammelt; eine Tonerzuliefervorrichtung, welche in einer geschlossenen Schleife zwischen der Entwicklungsvorrichtung und der Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, welche einen Anteil des überschüssigen Toners, der in der Entwicklungsvorrichtung nicht für die Entwicklung verwendet wurde, zu der Reinigungseinheit führt und welche restlichen von der Reinigungsvorrichtung aufgesammelten Toner zu der Entwicklungsvorrichtung liefert, und Tonerzuführmittel, die den Toner einem Tonerlieferweg der Tonerzuliefervorrichtung zuführen.

Bei einer solchen Vorrichtung zur Bilderzeugung wird die Zulieferung des Toners durch die Tonerzuliefervorrichtung durchgeführt und der Toner wird dem Tonerlieferweg R zugeführt, wodurch es möglich wird, nicht nur die Entwicklungsvorrichtung sondern auch die gesamte Vorrichtung zur Bilderzeugung zu miniaturisieren und gleichzeitig den Grad an Freiheit in Hinblick auf das Design wesentlich zu erhöhen. In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63-246780 (Showa) wird eine Vorrichtung zur Bilderzeugung offenbart, die folgendes beinhaltet: ein bandförmiges Element, das zwischen dem Innern einer wie oben beschriebenen Entwicklungsvorrichtung und dem Inneren einer Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, die den restlichen Toner, der an der Oberfläche einer photosensitiven Trommel anhaftet, entfernt und aufsammelt, wobei das bandförmige Element um die Reinigungs- und Entwicklungsvorrichtung herum angetrieben wird; Tonerentfernungsmittel, welche in der Entwicklungsvorrichtung bereitgestellt sind, um den restlichen Toner, der im Inneren der Reinigungsvorrichtung an der Oberfläche des bandförmigen Elements anhaftet, von dem bandförmigen Element im Inneren der Entwicklungsvorrichtung zu entfernen. Das in der Vorrichtung zur Bilderzeugung offenbarte bandförmige Element liefert jedoch nicht einen Teil des überschüssigen Toners, der nicht für die Entwicklung in der Entwicklungsvorrichtung verwendet wurde, zu der Reinigungsvorrichtung. In der oben genannten japanischen Patentveröffentlichung wird ebenfalls keine Lehre in Bezug auf ein Tonerzuführmittel offenbart, das verwendet wird, Toner einem Tonerlieferweg der Tonerzuliefervorrichtung zu zuführen.

Bei einer Vorrichtung zu Bilderzeugung, die Toner gemäß einem elektrophotographischem Verfahren verwendet, um ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier zu erzeugen, ist es notwendig, eine Vorrichtung zur Erfassung der restlichen Tonermenge bereitzustellen, welche die restliche Menge an Toner erfaßt, da eine Aufzeichnung unmöglich wird, wenn zu wenig Toner in der Entwicklungsvorrichtung ist.

Bei einer gebräuchlichen Vorrichtung zur Bilderzeugung, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-97179 (Heisei) offenbart ist, wird normalerweise die Vorrichtung zur Erfassung der restlichen Tonermenge in der Entwicklungsvorrichtung bereitgestellt.

Wenn jedoch, wie bei der gebräuchlichen Vorrichtung zur Bilderzeugung, die Vorrichtung zur Erfassung der restlichen Tonermenge in der Entwicklungsvorrichtung bereitgestellt ist, wird die Entwicklungsvorrichtung ungünstig groß.

Wenn diese gebräuchliche Technik bei der bekannten Vorrichtung zur Bilderzeugung verwendet wird, wird daher die resultierende Kombination einigen Aspekten der Vorrichtung zur Bilderzeugung (beispielsweise der Miniaturisierung der Entwicklungsvorrichtung) nicht gerecht und sie ist somit nicht wünschenswert.

Die US 3 700 328 schlägt eine Kopiermaschine vor, bei der eine photosensitive Trommel von einer Entwicklereinheit mit Toner beschichtet wird und nach Übertragung des Bildes auf Papier von einer Reinigungseinheit gereinigt wird. Nach Erreichen eines bestimmten Füllstandes an Toner in der Reinigungseinheit schaltet die Kopiermaschine in einen Rezykliermodus, bei dem der Toner aus der Reinigungseinheit auf der Trommel abgelagert wird und durch deren Drehung wieder zur Entwicklereinheit transportiert wird, wo er von der Trommel entfernt wird, um den Tonervorrat zu ergänzen.

Die JP 5-249828 beschreibt einen Tonermischbehälter, bei dem zwei wendelförmige Rührer, die durch eine Wand im Tonermischbehälter voneinander getrennt sind, den Toner und ein Trägermaterial zur Durchmischung in schleifenförmige Bewegung versetzen. Eine Zuführung führt dem Mischbehälter rezyklierten Toner zu, während eine weitere Zuführung frischen Toner zuführt. Dabei mißt ein Sensor die Konzentration an Toner im Mischbehälter.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die oben genannten Probleme zu lösen und ebenfalls bei der oben erwähnten, bekannten Vorrichtung zur Bilderzeugung die restliche Menge an Toner genau zu erfassen, ohne die Ausmaße der Entwicklungsvorrichtung zu vergrößern.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Vorrichtung zur Bilderzeugung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bilderzeugung umfaßt: eine mit einem photosensitiven Element in Kontakt stehende Entwicklungsvorrichtung, die Toner der Oberfläche des photosensitiven Elements zuführt und ein latentes Bild auf der Oberfläche des photosensitiven Elements entwickelt, wodurch ein Tonerbild entsteht; eine Reinigungsvorrichtung, um, nachdem das von der Entwicklungsvorrichtung gebildete Tonerbild auf Papier übertragen wurde, den restlichen Toner, der noch an der Oberfläche des photosensitiven Elements anhaftet, zu entfernen und aufzusammeln; eine Tonerzuliefervorrichtung, welche in einer geschlossenen Schleife zwischen der Entwicklungsvorrichtung und der Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, um einen Teil des überschüssigen Toners, der in der Entwicklungsvorrichtung nicht für die Entwicklung verwendet wurde, zu der Reinigungsvorrichtung zu führen und um restlichen von der Reinigungsvorrichtung aufgesammelten Toner zu der Entwicklungsvorrichtung zu liefern, Tonerzuführmittel, um den Toner einem Tonerlieferweg der Tonerzuliefervorrichtung zuführen; und eine Erfassungsvorrichtung, die an dem Tonerlieferweg bereitgestellt ist und eine Erschöpfung des Toners erfaßt. Die Erfassungsvorrichtung ist erfindungsgemäß in Laufrichtung hinter der Entwicklungsvorrichtung und vor der Reinigungsvorrichtung angeordnet. Die Erfassungsvorrichtung kann bevorzugterweise ein am dem Tonerlieferweg bereitgestelltes Erfassungsfenster und einen in dem Erfassungsfenster bereitgestellten optischen Sensor beinhalten. Bevorzugterweise kann das Erfassungsfenster elektrisch nicht geerdet sein. Wenigstens die Oberfläche des Erfassungsfensters, die mit dem Toner in Kontakt steht, kann aus einem Material gebildet sein, das die gleiche Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe besitzt.

Die Tonerzuliefervorrichtung beinhaltet ebenfalls ein Tonerzulieferelement, das zwischen der Entwicklungs- und der Reinigungsvorrichtung zirkulierbar beweglich ist, und dieses Tonerzulieferelement kann bevorzugterweise so angeordnet werden, daß es sich im gleitenden Kontakt mit dem Erfassungsfenster bewegt. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß das Tonerzulieferelement nicht elektrisch geerdet ist. Wenn die Tonererfassungsvorrichtung ein am dem Tonerlieferweg bereitgestelltes Erfassungsfenster beinhaltet, können eine gegenüber dem Erfassungsfenster angeordnete, elastische Reflexionsplatte und ein optischer Reflexionssensor in dem Erfassungsfenster vorgesehen sein, wobei die Reflexionsplatte bevorzugt das Tonerzulieferelement gegen das Erfassungsfenster drängt. Weiterhin beinhaltet der Tonerlieferweg eine Seitenwandoberfläche, die zu gleitendem Kontakt mit dem Tonerzulieferelement befähigt ist, um das Tonerzulieferelement zu führen, und wenigstens ein Teil der Oberfläche der Seitenwände, welcher in der Nähe des Erfassungsfensters angeordnet ist, kann bevorzugt so geneigt sein, daß mit der dem Tonerlieferweg gegenüberliegenden Oberfläche des Erfassungsfensters ein spitzer Winkel gebildet wird. Außerdem ist es bevorzugt, wenn die Reflexionsplatte nicht geerdet ist. Es ist weiterhin bevorzugt, wenn in manchen Fällen wenigstens die Oberfläche der Reflexionsplatte, die mit dem Toner in Kontakt steht, aus einem Material gebildet ist, das die gleiche Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe besitzt.

Erfindungsgemäß wird ebenfalls eine Vorrichtung zur Bilderzeugung bereitgestellt, die folgendes umfaßt: eine mit einem photosensitiven Element in Kontakt stehende Entwicklungsvorrichtung, die Toner der Oberfläche des photosensitiven Elements zuführt und ein latentes Bild auf der Oberfläche des photosensitiven Elements entwickelt, wodurch ein Tonerbild entsteht; eine Reinigungsvorrichtung, um, nachdem das von der Entwicklungsvorrichtung gebildete Tonerbild auf Papier übertragen wurde, den restlichen Toner, der noch an der Oberfläche des photosensitiven Elements anhaftet, zu entfernen und aufzusammeln; eine Tonerzuliefervorrichtung, welche in einer geschlossenen Schleife zwischen der Entwicklungsvorrichtung und der Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, um einen Teil des überschüssigen Toners, der in der Entwicklungsvorrichtung nicht für die Entwicklung verwendet wurde, zu der Reinigungsvorrichtung zu führen und um restlichen von der Reinigungsvorrichtung aufgesammelten Toner zu der Entwicklungsvorrichtung zu liefern, Tonerzuführmittel, um den Toner einem Tonerlieferweg der Tonerzuliefervorrichtung zuführen; ein elastisches Tonerzulieferelement, das auf dem Tonerlieferweg der Tonerzuliefervorrichtung zirkulierbar beweglich ist; ein transparentes Erfassungsfenster, das am dem Tonerlieferweg bereitgestellt ist und eine vorstehende Oberfläche beinhaltet, die gegen das elastische Tonerzulieferelement vorsteht; und einen optischen Sensor, der in dem Erfassungsfenster bereitgestellt ist. Der optische Sensor kann bevorzugterweise in Laufrichtung hinter der Entwicklungsvorrichtung und vor der Reinigungsvorrichtung angeordnet sein. Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn das Tonerzulieferelement aus einer Spiralfeder gebildet ist und die Länge der vorstehenden Oberfläche des Erfassungsfensters in Richtung der Tonerzulieferung etwa gleich oder weniger als 2 Ganghöhen der Spiralfeder beträgt. Wenigstens die vorstehende Oberfläche des Erfassungsfensters kann bevorzugterweise aus einem Material gebildet sein, das die gleiche Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe besitzt, und das elastische Tonerzulieferelement braucht elektrisch nicht geerdet sein. Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn der optische Sensor einen optischen Reflexionssensor und eine elastische Reflexionsplatte umfaßt, die gegenüber dem Erfassungsfenster angeordnet ist, so daß das Tonerzulieferelement zwischen ihnen liegt, und die das Tonerzulieferelement gegen das Erfassungsfenster drängt. Die Reflexionsplatte braucht bevorzugterweise nicht geerdet zu sein und, in manchen Fällen, kann wenigstens die Oberfläche der Reflexionsplatte, die mit dem Toner in Kontakt steht, aus einem Material gebildet sein, das die gleiche Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe besitzt. Der Tonerlieferweg beinhaltet eine Seitenwandoberfläche, die zu gleitendem Kontakt mit dem Tonerzulieferelement befähigt ist, um das Tonerzulieferelement zu führen, und wenigstens ein Teil der Oberfläche der Seitenwände, welcher in der Nähe des Erfassungsfensters angeordnet ist, kann bevorzugt so geneigt sein, daß mit der vorstehenden Oberfläche des Erfassungsfensters ein spitzer Winkel gebildet wird.

Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Druckers, der eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bilderzeugung verwendet;

Fig. 2 eine Frontansicht des Druckers aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Drucker aus Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt des Druckers aus Fig. 1;

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht einer Bilderzeugungseinheit und eines Tonertanks, die jeweils in dem Drucker aus Fig. 1 verwendet werden;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linien VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Bilderzeugungseinheit und den Tonertank;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die gesamte Bilderzeugungseinheit;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Tonertanks von unten gesehen;

Fig. 10 eine perspektivische Explosionsansicht des Tonertanks;

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Bilderzeugungseinheit;

Fig. 12 eine perspektivische Explosionsansicht des Tonertankbefestigungsbereichs der Bilderzeugungseinheit;

Fig. 13 einen Querschnitt des Zustands kurz bevor der Tonertank an dem Befestigungsbereich der Bilderzeugungseinheit angebracht wird;

Fig. 14 eine perspektivische Teilansicht eines Gehäuses für einen Druckerhauptkörper;

Fig. 15 eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 8;

Fig. 16 einen Querschnitt entlang der Linien XVI-XVI in Fig. 15;

Fig. 17(a) einen Querschnitt entlang der Linien XVII-XVII in Fig. 15;

Fig. 17(b) eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 17(a);

Fig. 18(a) bis (c) Detailansichten eines Erfassungs fensters, wie es in der Erfindung verwendet wird; insbesondere zeigt Fig. 18(a) eine Frontansicht davon, Fig. 18(b) eine linke Seitenansicht davon und Fig. 18(c) eine Unteransicht;

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht einer Reflexionsplatte, wie sie in der Erfindung verwendet wird;

Fig. 20(a) und (b) Querschnitte entlang der Linien XX-XX in Fig. 8, die verschiedene Zustände des Toners in einer Entwicklungsvorrichtung zeigen;

Fig. 21(a) und (b) Ansichten zur Erläuterung der Erfassungsoperation, die durch die Erfindung durchgeführt werden soll;

Fig. 22 eine Ansicht zur Erläuterung einer Modifikation der vorstehenden Ausführungsform;

Fig. 23 eine graphische Darstellung der Beziehung eines S/N-Verhältnisses in Hinblick auf den Abstand zwischen einem optischen Reflexionssensor und dem Erfassungsfenster; und

Fig. 24(a) bis (c) Ansichten zur Erläuterung weiterer Modifikationen.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet das Bezugszeichen 100 einen Druckerhauptkörper und das Bezugszeichen 101 steht für ein Gehäuse für den Druckerhauptkörper 100. Innerhalb des Gehäuses 101 sind eine Papierzuführwalze 102, eine optische Einheit 110, eine Bilderzeugungseinheit 200, eine Fixiereinheit 120 und eine Papierausgabewalze 103 angeordnet. Dabei ist für die Bezugnahme die Bilderzeugungseinheit in einer allgemeinen (typischen) Weise gezeichnet.

Das Bezugszeichen 600 bezeichnet einen Tonertank, der als ein Tonerzuführmittel dient, das den Toner in der Bilderzeugungseinheit 200 ergänzt. Die vorliegende Vorrichtung zur Bilderzeugung umfaßt hauptsächlich die optische Einheit 110, die Bilderzeugungeinheit 200 und den Tonertank 600.

Der Tonertank 600 ist so angeordnet, daß sein oberer Bereich von dem Gehäuse 101 freiliegt, wenn der Tonertank 600 in dem Hauptkörper 100 befestigt ist. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen P2 das Aufzeichnungspapier, das auf das Papierausgabetablett 108 ausgegeben wird und in Fig. 2 steht das Bezugszeichen P3 für Aufzeichnungspapier, das auf Papierausgabetablett 108 ausgegeben wurde. Wie aus diesen Figuren klar ersichtlich, steht der freiliegende Bereich 600A des Tonertanks 600 von dem Gehäuse 101 hervor, weg von dem Bewegungsweg des Aufzeichnungspapiers.

Der Hauptkörper 100, die Bilderzeugungseinheit 200 und der Tonertank 600 werden nun im Detail beschrieben. Als erstes wird jedoch der Gesamtaufbau des Hauptkörpers 100 beschrieben.

In dem rückwärtigen Bereich des Gehäuses 101 ist ein Papierzuführtablett 104 rotierbar angeordnet. Das Papierzuführtablett 104 beinhaltet einen Basisbereich 104a, der rotierbar von dem rückwärtigen Bereich des Gehäuses 101 unterstützt wird, und ein Tablett 104b, das in Hinblick auf den Basisbereich 104a gleitend angebracht ist. Wenn das Tablett 104b nicht in Gebrauch und in dem Basisbereich 104a abgelegt ist, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 4 gezeigt, ist das Papierzuführtablett 104 gefaltet, um in engen Kontakt mit der rückwärtigen Oberfläche des Gehäuses 101 zu stehen. Für den Gebrauch wird, wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, das Papierzuführtablett 104 geöffnet, bevor es verwendet wird.

Zwei oder mehrere Aufzeichnungsblätter P, die in das Papierzuführtablett 104 gelegt wurden, werden durch die Papierzuführwalze 102 einzeln zugeführt.

Das zugeführte Aufzeichnungspapier läuft über einen Papierzuführweg A1, der durch die Papierführung 105 und die untere Oberfläche der Bilderzeugungseinheit 200 gebildet wird, und reicht bis zwischen eine photosensitive Trommel 201, auf welcher in einer später beschriebenen Art und Weise ein Tonerbild erzeugt wird, und eine Übertragungswalze 106. Hier läuft das Aufzeichnungspapier mit einem von der photosensitiven Trommel 201 übertragenem Tonerbild über einen Weg A2 zwischen einer Fixierwalze 121 und einer Druckwalze 122, welche in einer Fixiereinheit 120 beinhaltet sind, wodurch das Tonerbild fixiert wird. Danach läuft das Aufzeichnungspapier über einen nach oben gebogenen Papierausgabeweg A3 und wird durch die Papierausgabewalze 103 von der Papierausgabeöffnung 107 auf das Papierausgabetablett 108 ausgegeben.

Das Bezugszeichen 109 bezeichnet eine Abdeckung, in welcher der oben genannte Papierausgabeweg A3 ausgebildet ist, und die Abdeckung 109 kann mittels der Wellen 109a, 109a in Bezug auf den Hauptkörper 100 geöffnet und geschlossen werden. Die Papierausgabeöffnung 107 ist an der oberen Oberfläche der Abdeckung 109 ausgebildet und die Fixiereinheit 120 ist an der Abdeckung 109 angebracht. Wenn ein Papierstau auftritt oder für die Wartung kann die Abdeckung 109 an dieser Seite geöffnet werden.

Als nächstes wird die Bilderzeugungseinheit 200 beschrieben. Wie in Fig. 5 bis 8 gezeigt, ist die Bilderzeugungseinheit 200 als eine einzelne Einheit aufgebaut, indem eine photosensitive Trommel 201, die als ein photosensitives Element verwendet wird, eine Elektrisierungswalze 202, eine Entwicklungsvorrichtung 300, eine Reinigungsvorrichtung 400, eine Tonerzuliefervorrichtung 500 und eine Erfassungsvorrichtung 700 in ein Gehäuse 210 inkorperiert werden.

Die photosensitive Trommel 201 beinhaltet ein leitendes Substrat, das auf einer Aluminiumwalze ausgebildet ist, und eine photosensitive Schicht aus organischem photosensitivem Material, die auf dem leitenden Substrat ausgebildet ist. Die photosensitive Trommel 201 wird drehbar gehalten und kann durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) in die durch einen Pfeil a gekennzeichnete Richtung angetrieben werden.

Die Elektrisierungswalze 202 wird durch einen Anpressmechanismus (nicht gezeigt) gegen die photosensitive Trommel 201 gepreßt und kann die photosensitive Trommel 201 elektrisieren während sie der photosensitiven Trommel 201 folgt. Eine Vorspannung wird an die Elektrisierungswalze 202 angelegt.

Die elektrisierte photosensitive Trommel 201 wird von einem Laserstrahl LB abgetastet, der von der in Fig. 4 gezeigten optischen Einheit 110 ausgestrahlt wird, wodurch ein latentes Bild auf der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 ausgebildet wird.

Das Gehäuse 210 umfaßt ein unteres Gehäuse 220 und ein oberes Gehäuse 230, wobei das obere Gehäuse 230 einen Schlitz 231 für die Strahlabtastung beinhaltet.

Die Entwicklungsvorrichtung 300 beinhaltet eine Kammer 301 zur Tonerspeicherung, welche durch das untere Gehäuse 220 so definiert ist, daß sie sich in der Längsrichtung des unteren Gehäuses 220 erstreckt; eine Zuführwalze 310, die rotierbar innerhalb der Kammer 301 zur Tonerspeicherung angeordnet ist; eine Entwicklungswalze 320, die ähnlich angeordnet ist; und eine Regulationsklinge 330, welche mit der peripheren Oberfläche der Entwicklungswalze 320 in Kontakt steht. Die Zuführwalze 310 und Entwicklungswalze 320 können jeweils in die durch die Pfeile in Fig. 6 gekennzeichneten Richtungen durch einen Antriebsmechanismus angetrieben werden, der mit dem Antriebsmechanismus der photosensitiven Trommel 201 verbunden ist. Die Regulationsklinge 330 ist aus einem elastischen Element wie einer Platte aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem gebildet und wird an dem oberen Gehäuse 230 durch ein Anbringungselement 331 angebracht.

Die Zuführwalze 310 rotiert, während sie den Toner umrührt, der in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung gespeichert ist, und trägt Toner auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 320 auf. Der Toner, mit dem die Oberfläche der Entwicklungswalze 320 beschichtet wird, wird in gleitenden Kontakt mit der Regulationsklinge 330 gebracht, so daß der Toner zu einer dünnen Schicht ausgebildet und durch Reibung elektrisiert wird. Durch die an die Entwicklungswalze 320 angelegte Vorspannung wird die dünne Tonerschicht der photosensitiven Trommel 201 zugeführt und auf dem latenten Bild auf der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 in einem Spaltbereich invertierend entwickelt, welcher einen Druckkontaktbereich zwischen der Entwicklungswalze 320 und der photosensitiven Trommel 201 umfaßt. Dies hat zur Folge, daß ein latentes Bild auf der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 entwickelt wird, wodurch ein Tonerbild entsteht. Das auf der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 ausgebildete Tonerbild wird dann auf ein Aufzeichnungspapier P übertragen, das durch die Übertragungswalze 106, an die eine Vorspannung mit zu dem Tonerbild umgekehrter Polarität angelegt ist, zugeführt und zwischen der Übertragungswalze 106 und der photosensitiven Trommel 201 gehalten wird.

Die Reinigungsvorrichtung 400 beinhaltet eine Reinigungsklinge 410, die an dem oberen Gehäuse 230 durch ein Anbringungselement 420 angebracht ist. Die Reinigungsklinge 410 beinhaltet eine untere Kante 411, die mit der peripheren Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 in Kontakt steht. Somit kratzt die untere Kante 411, nachdem das Tonerbild auf das Aufzeichnungspapier übertragen wurde, restlichen Toner, der an der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 anhaftet, zu dem Tonersammelbereich 560 in der Tonerzuliefervorrichtung 500 ab.

Nachdem der restliche Toner abgekratzt ist und somit die photosensitive Trommel 201 gereinigt ist, wird die photosensitive Trommel 201 wiederum dem oben beschriebenen Bilderzeugungsvorgang unterzogen.

Die Tonerzuliefervorrichtung 500 ist in einer geschlossenen Schleife zwischen der Entwicklungsvorrichtung 300 und der Reinigungsvorrichtung 400 angeordnet und beinhaltet eine Spiralfeder 510, die als Tonerliefermittel dient, ein Antriebsrad 520, das mit der Spiralfeder 510 in Eingriff gebracht werden kann, um diese zirkulierend anzutreiben, und einen Führungsbereich 530 (siehe Fig. 8), der in einer im wesentlichen rillenförmigen Form ausgebildet und in der Lage ist, mit der Spiralfeder 510 in gleitendem Kontakt zu stehen, um diese führen.

Die Spiralfeder 510 ist in einer endlosen Form ausgebildet und so angeordnet, daß sie zwischen dem Innern der Reinigungsvorrichtung 400 und dem Inneren der Entwicklungsvorrichtung 300 in zikulierbarer Weise bewegbar ist.

Das Antriebsrad 520 kann durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) angetrieben werden, der mit dem Antriebsmechanismus der photosensitiven Trommel 201 verbunden ist, um die Spiralfeder 510 in die Richtung des Pfeiles b in Fig. 5 bis 8 zirkulierend anzutreiben.

Fig. 8 ist eine typische Draufsicht auf die Gesamtheit der Bilderzeugungseinheit 200.

Wie klar aus Fig. 8 ersichtlich, ist der Führungsbereich 530 in einer Form ausgebildet, der die Form der Spiralfeder 510, welche unter natürlichen Bedingungen die Form eines Kreises annehmen würde, in eine in Draufsicht fast elliptische Form umformen kann, bevor er die Spiralfeder 510 führt. Insbesondere besitzt der Führungsbereich 530 zwei Eckbereiche C1, C2, welche jeweils fast als Viertelkreise ausgebildet sind, einen Eckbereich C3, der in Form eines Halbkreises ausgebildet ist, und zwei im wesentlichen lineare Bereiche L1, L2, die diese Eckbereiche miteinander verbinden.

Wie in Fig. 6 gezeigt, existiert der eine lineare Bereich L1 innerhalb der Entwicklungsvorrichtung 300, während der andere Lineare Bereich L2 in der Reinigungsvorrichtung 400 existiert. Für den einen linearen Bereich L1 ist der Führungsbereich durch eine aufrecht stehende Wand 221, die in dem unterem Gehäuse 220 bereitgestellt ist, definiert und für den anderen linearen Bereich L2 ist der Führungsbereich durch eine vertiefte Rille 222, die in dem oberen Bereich des unteren Gehäuse 220 ausgebildet ist, definiert. Weiterhin ist der innerhalb der Entwicklungsvorrichtung 300 existierende lineare Bereich L1 so aufgebaut, daß er nur die Außenseite der Spiralfeder 510 mittels der aufrecht stehenden Wand 221 führt, wodurch ein Öffnungsbereich 531 ausgebildet ist, der verwendet wird, um den unteren Bereich der Spiralfeder 510 zu der Entwicklungsvorrichtung 300 hin zu öffnen.

Dies bedeutet, innerhalb der Entwicklungsvorrichtung 300 wird nur die Außenseite der Spiralfeder 510 mittels der aufrecht stehenden Wand 221 geführt, wodurch Toner in die Entwicklungsvorrichtung 300 ausgelassen werden kann. In dem Tonersammelbereich 560 innerhalb der Reinigungsvorrichtung 400 wird ein oberer Bereich der Spiralfeder 510 zu der Reinigungsklinge 410 hin geöffnet, um den von der Reinigungsklinge 410 abgekratzten Toner aufnehmen und sammeln zu können.

Die so aufgebaute Bilderzeugungseinheit 200 arbeitet in der folgenden Weise.

Wie zuvor beschrieben, wird der Toner der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 durch die Entwicklungsvorrichtung 300 zugeführt und das latente Bild auf der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 wird durch den Toner entwickelt, wodurch ein Tonerbild entsteht. Nachdem das Tonerbild auf das Aufzeichnungspapier P übertragen wurde, wird der restliche Toner, der an der Oberfläche der photosensitiven Trommel 201 anhaftet, durch die Reinigungsklinge 410 der Reinigungsvorrichtung 400 abgekratzt und dann in dem in der Reinigungsvorrichtung 400 bereitgestellten Tonersammelbereich 560 gesammelt.

Zwischen der Reinigungsvorrichtung 400 und der Entwicklungsvorrichtung 300 ist eine endlose Spiralfeder 510 bereitgestellt, so daß diese zwischen dem Innern der Reinigungsvorrichtung 400 und dem Inneren der Entwicklungsvorrichtung 300 zirkulieren kann. Da die Spiralfeder 510 zirkulierend durch das Antriebsrad 520 angetrieben wird, wird ein Teil des überschüssigen Toners, der in Kammer 301 zur Tonerspeicherung der Entwicklungsvorrichtung 300 gespeichert ist und nicht für die Entwicklung verwendet wurde, durch die Spiralfeder 510 zu der Reinigungsvorrichtung 400 geführt, während der restliche Toner, der in der Reinigungsvorrichtung gesammelt wurde, mit dem überschüssigen Toner verrührt und vermischt und dann der Entwicklungsvorrichtung 300 zugeführt wird.

Der an die Entwicklungsvorrichtung 300 gelieferte Toner wird zu der Kammer 301 zur Tonerspeicherung abgelassen, wenn der Toner innerhalb der Kammer 301 zur Tonerspeicherung verbraucht worden ist und der Oberflächenlevel sich abgesenkt hat.

Durch die Wiederholung des oben genannten Vorgangs wird Toner innerhalb der Bilderzeugungseinheit 200 nach und nach verbraucht, während eine Tonermenge, welche der verbrauchten Tonermenge entspricht, aus dem Tonertank 600 wie benötigt ergänzt wird.

Wie in Fig. 1 und 14 gezeigt, öffnet sich auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 101 des Druckerhauptkörpers ein Tonertankanbringungsloch 101a, durch das der Tonertank 600 lösbar an dem oberen Gehäuse 230 der Bilderzeugungseinheit 200 angebracht werden kann. An der Innenseite der Wandoberfläche des Tonertankanbringungslochs 101a sind Führungsrillen 101b ausgebildet, die verwendet werden, um vorstehende Bereiche 616 (siehe Fig. 9), welche an dem weiter unten beschriebenen Tonertank 600 bereitgestellt sind, zu führen.

Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 9 und 10 der Aufbau des Tonertanks 600 beschrieben.

Der Tonertank 600 beinhaltet ein transparentes Tankgehäuse 610 in welches Toner geladen wird, ein Rührwerk 620, das rotierbar innerhalb des Tankgehäuse 610 angeordnet ist, einen Verschlußbereich 630, der in dem Bodenbereich des Tankgehäuse 610 angeordnet ist, und eine Abdeckung 640.

In dem Bodenbereich 611 des Tankgehäuse 610 sind ein axiales Loch 612, eine Tonerzuführöffnung 613, und ein Stift 614 bereitgestellt. Weiterhin ist an der äußeren peripheren Oberfläche 615 des Tankgehäuse 610 ein Paar von vorstehenden Bereichen 616 bereitgestellt, die mit einem Paar schwalbenschwanzförmiger Rillen (L-förmiger Rillen) 242, 242, die in einem vertieften Bereich 240 (siehe Fig. 12) in dem später beschriebenen oberen Gehäuse 230 ausgebildet sind, lösbar in Eingriff gebracht werden können.

Das Rührwerk 620 beinhaltet einen Wellenbereich 621, eine Aufkratzklinge 622, die verwendet wird, um Toner in dem Tankgehäuse 610 aufzukratzen, und eine Umrührklinge 623, die integral mit der Aufkratzklinge 622 ausgebildet ist, um den Toner in dem Tankgehäuse 610 umzurühren. Der Wellenbereich 621 ist rotierbar in einem axialen Loch 612 im Bodenbereich des Tankgehäuses durch einen Dichtungsring (nicht gezeigt) hindurch angebracht. In dem Wellenbereich 621 ist eine Rille 625 ausgebildet, die mit einer in dem Antriebsrad 520 bereitgestellten Welle 521 in Eingriff gebracht werden kann, wenn der Tonertank 600 in einer später beschriebenen Weise an dem oberen Gehäuse 230 der Bilderzeugungseinheit 200 angebracht wird. Auch bei der Umrührklinge 623 kann, wie durch die gedachte Linie angezeigt, integral ein wischerartiges Reinigungselement 626 bereitgestellt sein, das aus Gummi oder ähnlichem gebildet ist, um die innere Wandoberfläche des Tankgehäuses 610 zu reinigen.

Der Verschlußbereich 630 beinhaltet ein Dichtungselement 631 aus elastischem Material, wie ein Schwamm oder ähnliches, einen scheibenförmigen Verschluß 632 und ein Führungselement 633.

Das Dichtungselement 631 besitzt eine fächerförmige Form und kann in einen vertieften Bereich 611a eingepaßt werden, der im Bodenbereich 611 des Tankgehäuses ausgebildet ist und eine zu dem Dichtungselement 631 identische Form aufweist. Das Dichtungselement 631 beinhaltet ein axiales Loch 631a, das sich, wenn das Dichtungselement 631 in einen vertieften Bereich 611a eingepaßt ist, mit dem axialen Loch 612 im Bodenbereich des Tankgehäuses deckt, und eine Tonerzuführöffnung 631b, die sich in dem oben erwähnten eingepaßten Zustand mit der Tonerzuführöffnung 613 deckt.

Der Verschluß 632 beinhaltet ein axiales Loch 632a in Deckung mit dem axialen Loch 612 im Bodenbereich des Tankgehäuses, eine Tonerzuführöffnung 632b in Deckung mit der Tonerzuführöffnung 613, ein bogenförmiges langgezogenes Loch 632c, in das der Stift 614 des Bodenbereichs des Tankgehäuses eingesetzt werden kann, und ein Eingriffsloch 632d, das mit einem Stift 244, der auf dem oberen Gehäuse 230 der Bilderzeugungseinheit bereitgestellt ist, in Eingriff gebracht werden kann und später diskutiert werden wird.

Das Führungselement 633 besitzt im Ganzen eine Ringform und ist an einem gestuften Bereich 611b angebracht, der am Bodenbereich 611 des Tankgehäuses bereitgestellt ist. Wenn das Führungselement 633 angebracht wird, stehen die vier quadratischen Löcher 633e des Führungselements 633 jeweils mit Eingriffsklauen 611e in Eingriff, die am gestuften Bereich 611b bereitgestellt sind, und somit ist das Führungselement 633 an dem Bodenbereich 611 des Tankgehäuses befestigt, während die innere Oberfläche (obere Oberfläche) seines Bodenkantenbereichs 633f den peripheren Kantenbereich 632f des Verschlusses 632 in gleitend rotierbarer Weise unterstützt. Weiterhin beinhaltet das Führungselement 633 ein elastisches bogenförmiges Zungenstück 633g, das integral mit dem Führungselement 633 ausgebildet ist, und in dem vorderen Endbereich des Zungenstücks 633g ist ein Vorsprung 633c bereitgestellt, der über seine rückwärtige Oberfläche (die obere Oberfläche in Fig. 10) lose in das Eingriffsloch 632d des Verschlusses 632 (siehe Fig. 13) eingepaßt werden kann.

Der Verschluß 632 wird von der Seite der oberen Oberfläche des Verschlusses 632 an dem Führungselement 633 angebracht, indem der Verschluß 632 unter das Zungenstück 633g eingesetzt wird. Der Eingriff des Vorsprungs 633c mit dem Eingriffsloch 632d verhindert die versehentliche Drehung des Verschlusses 632 und bringt die Tonerzuführöffnung 632b in Deckung mit der Tonerzuführöffnung 613 des Bodenbereich des Tankgehäuses, wodurch ein Auslaufen von Toner aus dem Tonertankgehäuse 610 verhindert wird.

Wenn die entsprechenden Teile eines wie oben aufgebauten Tonertanks 600 zusammengesetzt werden, erstreckt sich der Stift 614 in dem Bodenbereich des Tankgehäuses durch das langgezogene Loch 632c des Verschlusses 632 und das vordere Ende des Stiftes 614 steht aus dem langgezogenen Loch 632c vor (siehe Fig. 13). Das Dichtungselement 631 ist an dem Bodenbereich 611 des Tankgehäuses so gebunden, daß die Tonerzuführöffnung 631b sich mit der Tonerzuführöffnung 613 des Bodenbereichs 611 des Tankgehäuses deckt und sie gehalten wird, während sie von dem Verschluß 632 gedrückt wird. Dies verbessert das enge Anhaften zwischen dem Dichtungselement 613 und dem Verschluß 632, um dadurch in die Lage versetzt zu werden, das Auslaufen des Toners zu verhindern. Der Verschluß 632 wird zwischen dem Bodenbereich 611 des Tankgehäuses und dem Führungselement 633 so gehalten, daß er in eine Richtung eines Pfeiles a oder b in Fig. 10 in so einem Bereich gedreht werden kann und gleiten kann, wie sich der Stift 614 entlang des langgezogenen Lochs 632c bewegen kann. Dies bedeutet, in dem Verschlußbereich 630 kann sich nur der Verschluß 632 gegenüber dem Tankgehäuse 610 drehen und gleiten. Wenn der Tonertank 600 nicht an der Bilderzeugungseinheit angebracht ist, deckt sich die Tonerzuführöffnung 632b des Verschlusses 632 nicht mit der Tonerzuführöffnung 631b des Dichtungselements 631. Dies bedeutet, die Tonerzuführöffnung 631b des Dichtungselements 631 ist durch den Verschluß 632 abgedichtet.

Als nächstes wird der Befestigungsbereich 240 des Tonertanks 600 am oberen Gehäuse 230 der Bilderzeugungseinheit mit Bezug auf die Fig. 11 und 12 beschrieben.

Der Befestigungsbereich 240 ist als ein vertiefter Bereich aufgebaut, in welchem die entsprechende Teile des unteren Bereichs des Tonertanks 600 miteinander eingepaßt werden. Dies bedeutet, ein Verschlußbereich 250, dessen Aufbau im wesentlichen dem oben beschriebenen Verschlußbereich 630 des Tonertanks 600 entspricht, ist in den vertieften Bereich aufgenommen.

In der Bodenfläche 241 des vertieften Bereichs sind ein axiales Loch 245, in das die Welle 521 des Antriebsrads eingesetzt wird, eine Tonerzuführöffnung 243 (siehe Fig. 8) und ein Stift 244 angeordnet, wobei die Tonerzuführöffnung 243 einen Bereich des oben genannten Zirkulationsweges der Spiralfeder 510 gegenüberliegt, in dem das Antriebsrad 520 und die Spiralfeder 510 beginnen, sich zu verzahnen. Weiterhin ist an der inneren peripheren Oberfläche des vertieften Bereichs ein Paar von schwalbenschwanzförmigen Rillen (L-förmigen Rillen) 242, 242 bereitgestellt, welche lösbar mit den oben genannten vorstehenden Bereichen 616 des Tonertanks in Eingriff gebracht werden können. Jede schwalbenschwanzförmige Rille 242 beinhaltet ein vertikale Rille 242a und ein horizontale Rille 242b, wobei das obere Ende der vertikalen Rille 242a mit dem unteren Ende der vertikalen Führungsrille 101b verbunden ist, die in einem Befestigungsloch 101a (siehe Fig. 14) in dem oben genannten Druckerhauptkörper ausgebildet ist. Weiterhin bildet das Ende der horizontalen Rille 242b einen Regulationsbereich, der das Ende der Drehung des Tonertanks 600 bei dem später beschriebenen Vorgang der Tonertankbefestigung reguliert.

Der Verschlußbereich 250 beinhaltet ein Dichtungselement 251, das als ein elastisches Element wie ein Schwamm oder ähnliches ausgebildet ist, einen scheibenförmigen Verschluß 252 und ein Führungselement 253.

Das Dichtungselement 251 kann in einen vertieften Bereich 241a eingepaßt und daran gebunden werden, der in der Bodenfläche 241 des vertieften Bereichs ausgebildet ist und die gleiche Form wie das Dichtungselement 631 besitzt. Das Dichtungselement 251 beinhaltet eine Tonerzuführöffnung 251a und eine Tonerzuführöffnung 251b, die sich jeweils mit dem Wellenloch 245 und der Tonerzuführöffnung 243 decken können, wenn das Dichtungselement 251 in den vertieften Bereich 241a eingepaßt wird.

Der Verschluß 252 beinhaltet ein Wellenloch 252a in Deckung mit dem Wellenloch 245, eine Tonerzuführöffnung 252b, die sich mit der Tonerzuführöffnung 243 decken kann, ein gebogenes langgezogenes Loch 252c, in das der Stift 244 eingesetzt wird, und ein Eingriffsloch 252d, das mit dem Stift 614 des Tonertanks 600 in Eingriff gebracht werden kann.

Das Führungselement 253 besitzt eine im wesentliche ringförmige Form und soll an dem vertieften Bereich 240 angebracht werden. Wenn das Führungselement 253 angebracht wird, stehen jeweils zwei Eingriffsklauen 253e mit Eingriffslöchern (nicht gezeigt) in Eingriff, die an den Wandoberflächen des vertieften Bereichs ausgebildet sind, wodurch das Führungselement 253 in dem vertieften Bereich befestigt werden kann, während die untere Oberfläche des Bodenkantenbereichs 253f den peripheren Kantenbereich 252f des Verschlusses 252 stützt. Weiterhin beinhaltet das Führungselement 253 ein elastisches bogenförmiges Zungenstück 253g, das integral mit dem Führungselement 253 ausgebildet ist, und in dem vorderen Endbereich des Zungenstücks 253g ist ein Vorsprung 253c (siehe Fig. 13) bereitgestellt, der von der Seite seiner rückwärtigen Oberfläche (die Seite der untere Oberfläche in Fig. 10) lose in das Eingriffsloch 252d eingepaßt werden kann. Der Verschluß 252 wird so geführt, daß er von der Seite der untere Oberfläche des Führungselements 253 über das Zungenstück 253g läuft und er wird unter das Führungselement 253 eingesetzt. Der Eingriff des Vorsprungs 253c mit dem Eingriffsloch 252d verhindert eine versehentliche Drehung des Verschlusses 252, beispielsweise wenn der Druckerhauptkörper transportiert wird, während die Deckung der Tonerzuführöffnung 252b mit der Tonerzuführöffnung 243 ein Auslaufen von Toner verhindert, der in der Bilderzeugungseinheit 200 verwendet wird.

Wenn die Bilderzeugungseinheit 200 zusammengesetzt wird, erstreckt sich der Stift 244 in der Bodenfläche des vertieften Bereichs durch das langgezogene Loch 252c des Verschlusses 252 und das vordere Ende des Stiftes 244 steht aus dem langgezogenen Loch 252c vor (siehe Fig. 13). Weiterhin wird das Dichtungselement 251 gehalten, während es von und zwischen der Bodenfläche des vertieften Bereichs und dem Verschluß 252 gepreßt wird. Dies verbessert das enge Anhaften zwischen dem Dichtungselement 251 und dem Verschluß 252, um dadurch in die Lage versetzt zu werden, das Auslaufen des Toners zu verhindern. Der Verschluß 252 wird zwischen der Bodenfläche des vertieften Bereichs und dem Führungselement 253 so gehalten, daß er in eine Richtung eines Pfeiles a oder b in Fig. 11 und 12 in so einem Bereich gedreht werden kann, wie sich der Stift 244 entlang des langgezogenen Lochs 252c bewegen kann. Dies bedeutet, in dem Verschlußbereich 250 kann sich nur der Verschluß 252 gegenüber dem oberen Gehäuse 230 drehen und gleiten. Wenn der Tonertank 600 nicht angebracht ist, deckt sich die Tonerzuführöffnung 252b des Verschlusses 252, wie in Fig. 11 gezeigt, nicht mit der Tonerzuführöffnung 251b des Dichtungselements 251. Dies bedeutet, die Tonerzuführöffnung 251b des Dichtungselements 251 ist durch den Verschluß 252 abgedichtet.

Nun geschieht der Vorgang des Anbringens und Entfernens des Tonertanks 600 an dem so aufgebauten Anbringungsbereich 240 wie folgt. Fig. 13 ist ein typischer Querschnitt des Tonertanks 600 und des Anbringungsbereichs 240, der einen Zustand zeigt, kurz bevor der Tonertank 600 an dem Anbringungsbereich 240 angebracht wird. Der Vorgang des Anbringens und Entfernens und der Betrieb des Tonertanks 600 werden im folgenden in der Hauptsache mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben.

Als erstes wird der Tonertank 600 in das Anbringungsloch 101a (siehe Fig. 14) des Hauptkörpergehäuses so eingesetzt, daß die vorstehenden Bereiche 616 des Tonertanks 600 sich mit den in dem Anbringungsloch 101a ausgebildeten Führungsrillen 101b decken. Falls eingesetzt, werden die vorstehenden Bereiche 616 durch die Führungsrillen 101b so geführt, daß diese sich innerhalb der Führungsrillen 101b nach unten bewegen, in die vertikalen Rillen 242a der in dem Anbringungsbereich 240 der Bilderzeugungseinheit ausgebildeten schwalbenschwanzförmigen Rillen weiter vordringen, die unteren Enden der vertikalen Rillen 242a erreichen und dort stoppen (Fig. 3 zeigt den Zustand kurz bevor die vorstehenden Bereiche 616 das untere Ende der vertikalen Rille 242a erreichen). Zur gleichen Zeit wird die Welle 521 des Rades 520 mit dem Wellenbereich 621 des Rührwerks 620 des Tonertanks 600 verbunden. Weiterhin wird der Stift 614 des Tonertanks 600 in das Eingriffsloch 252d des Verschlusses 252, das in dem Anbringungsbereich 240 der Bilderzeugungseinheit bereitgestellt ist, eingepaßt, um den Vorsprung 253c des Zungenstücks 253g hinunter zu drücken, um dadurch die Sperre des Verschlusses 252 durch den Vorsprung 253c zu entfernen. Zur gleichen Zeit wird der in dem Anbringungsbereich 240 bereitgestellte Stift 244 in das Eingriffsloch 632d des Verschlusses 632 eingepaßt, um den Vorsprung 633c des Zungenstücks hinauf zu drücken, um dadurch die Sperre des Verschlusses 632 durch den Vorsprung 633c zu entfernen.

Als nächstes wird der Tonertank 600 gegen den Uhrzeigersinn d. h. in die Richtung eines in Fig. 1 gezeigten Pfeiles b gedreht. Als Antwort darauf, treten die vorstehenden Bereiche 616 des Tonertanks 600 jeweils in die horizontalen Rillen 242b der schwalbenschwanzförmigen Rillen ein und werden mit diesen in Eingriff gebracht, um dadurch ein Verrutschen des Tonertanks 600 zu vermeiden. Dies bedeutet, der Tonertank 600 ist nun an dem Anbringungsbereich 240 angebracht. Wie oben beschrieben, ist der Stift 614 des Tonertanks 600 in das Eingriffsloch 252d des Verschlusses 252 in dem Anbringungsbereich 240 eingepaßt und der in dem Anbringungsbereich 240 bereitgestellte Stift 244 ist in das Eingriffsloch 632d des Verschlusses 632 des Tonertanks eingepaßt. Wenn daher der Tonertank 600 in die Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles b gedreht wird, wird der Verschluß 252 des Anbringungsbereichs 240 mit dem Tonertank 600 in die gleiche Richtung, d. h. in die Richtung des in Fig. 11 gezeigten Pfeiles b, nämlich gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so daß sich die Tonerzuführöffnung 252b des Verschlusses 252 mit der Tonerzuführöffnung 251b des Dichtungselements 251 deckt. Andererseits bewegt sich der Verschluß 632 des Tonertanks 600 nicht, selbst wenn der Tonertank 600 in die Richtung des Pfeiles b gedreht wird und daher bewegt sich der Verschluß 632 in Bezug auf den Tonertank 600 im Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil a in Fig. 9 gezeigt, so daß die Tonerzuführöffnung 632b mit der Tonerzuführöffnung 631b des Dichtungselements 631 sich deckt. Mit anderen Worten die Tonerzuführöffnungen 613, 631b, 632b, 252b, 251b und 243 aller Teile decken sich, so daß der Toner aus dem Tonertank 600 der Bilderzeugungseinheit 200 zugeführt werden kann.

In dem Zustand, in dem der Tonertank 600 an der Bilderzeugungseinheit 200 in der oben beschriebenen Weise angebracht ist, wird dann das Rührwerk 620 drehend durch die Welle 521 des Antriebsrades 520 angetrieben, wenn die Bilderzeugungseinheit 200 wie oben beschrieben betrieben wird.

Wenn der Toner in der Bilderzeugungseinheit 200 verbraucht wird und während der in dem Tankgehäuse 610 gespeicherte Toner durch die Aufkratzklinge 622 des Rührwerks 620 nach oben gerührt wird, fällt der in dem Tankgehäuse 610 gespeicherte Toner frei in einer Menge, die der Menge an verbrauchtem Toner entspricht, aus der Tonerzuführöffnung 613 durch die oben genannten jeweiligen Tonerzuführöffnungen und die Tonerzuführöffnung 243 des oberen Gehäuses 230 in die Bilderzeugungseinheit 200, so daß der Toner in der Bilderzeugungseinheit 200 ergänzt werden kann.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der Tonertank 600 in Laufrichtung vor der Entwicklungsvorrichtung 300 angebracht. Da, wie in Fig. 8 gezeigt, die Tonerzuführöffnung 243 so geöffnet ist, daß sie einer Position gegenüberliegt, in dem das Antriebsrad 520 und die Spiralfeder 510 beginnen, sich zu verzahnen, ist die Möglichkeit, daß der zuviel Toner dem Tonerlieferweg R zugeführt wird, eliminiert und der Toner kann in der richtigen Menge zugeführt werden.

Wenn der Toner aus dem Tonertank 600 der Bilderzeugungseinheit 200 ist zugeführt oder ergänzt wird, bis der Tonertank 600 leer ist, und kein Toner in der Bilderzeugungseinheit 200 ergänzt wird, dann sinkt die Menge an Toner in der Bilderzeugungseinheit 200 und der Rückgang der Tonermenge wird durch die Erfassungsvorrichtung 700 erfaßt und in Übereinstimmung mit der Erfassung durch die Erfassungsvorrichtung 700 wird der Tonertank ersetzt. Dabei kann die Tatsache, daß kein Toner im Tonertank verblieben ist auch visuell bestätigt werden, da das Tankgehäuse 610 transparent ausgebildet ist.

Um den Tonertank 600 zu entfernen, kann der oben beschriebene Anbringungsvorgang rückwärts ausgeführt werden. Mit anderen Worten der obere Bereich (der freiliegende Bereich 600A, der aus dem Hauptkörpergehäuse 101 vorsteht) des Tonertanks 600 wird gegriffen und der Tonertank 600 wird in die Richtung des Pfeiles a (in Uhrzeigersinn) gedreht und danach kann der Tonertank 600 aus dem Anbringungsloch 101a des Hauptkörpergehäuses 101 gezogen werden. Wenn der Tonertank 600 in die Richtung des Pfeiles a gedreht wird, dann wird der Verschluß 632 des Tonertanks 600 gegen den Uhrzeigersinn, nämlich in die Richtung des in Fig. 9 gezeigten Pfeiles b, gedreht. Diese Bewegung überdeckt die Tonerzuführöffnungen 613 und 631b des Tonertanks 600. Zur gleichen Zeit wird der Verschluß 250 der Bilderzeugungseinheit 200 in die Richtung des in Fig. 11 gezeigten Pfeiles a gedreht, wodurch die Tonerzuführöffnungen 243 und 252b der Bilderzeugungseinheit 200 bedeckt oder geschlossen werden. Selbst wenn beim Entfernen des Tonertanks 600 etwas Toner im Tonertank 600 zurückgeblieben ist, wird daher die Möglichkeit, daß dieser Toner ausgestreut werden kann, um den Drucker und dessen Umgebung zu verunreinigen, eliminiert. Auch wenn beispielsweise der Drucker transportiert wird und selbst wenn der Drucker ohne Tonertank 600 transportiert wird, gibt es keine Möglichkeit, daß in der Bilderzeugungseinheit 200 verbliebener Toner aus den Tonerzuführöffnungen 243 und 252b der Bilderzeugungseinheit 200 ausläuft und ausgestreut werden kann.

Als nächstes wird die Erfassungsvorrichtung 700 beschrieben werden.

Die Erfassungsvorrichtung 700 ist, wie Fig. 7 und 8 gezeigt, in Laufrichtung hinter der Entwicklungsvorrichtung 300 und vor der Reinigungsvorrichtung 400 in dem Tonerlieferweg R angeordnet.

Fig. 15 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von Fig. 8, Fig. 16 ist ein Querschnitt entlang der Linie XVI-XVI in Fig. 15, und Fig. 17 ist ein Querschnitt entlang der Linie XVII-XVII in Fig. 15.

Die in Fig. 16 und 17 gezeigte Erfassungsvorrichtung 700 beinhaltet ein in dem Tonerlieferweg R bereitgestelltes Erfassungsfenster 710, eine elastische Reflexionsplatte 720, die so angeordnet ist, daß sie dem Erfassungsfenster 710 gegenüberliegt, und einen optischen Sensor 730 vom Reflexionstyp, der in dem Erfassungsfenster 710 bereitgestellt ist. Der optische Sensor 730 ist in engem Kontakt mit der unteren Oberfläche des Erfassungsfensters 710 bereitgestellt.

Das Erfassungsfenster 710 ist aus einem transparenten Material wie Glas, Kunstharz oder ähnlichem gebildet. Das in Fig. 18(a) gezeigte Erfassungsfenster 710 beinhaltet einen plattenförmigen Basisbereich 711 und einen vorstehenden Bereich 713, der integral mit der oberen Oberfläche 712 des Basisbereichs 711 ausgebildet ist, wobei die obere Oberfläche des vorstehenden Bereichs 713 eine vorstehenden Oberfläche 715 bildet. Der in Fig. 18(a) gezeigte, vorstehenden Bereich 713 ist mit dem gleichen Krümmungsradius R1 wie der Bereich des Tonerlieferwegs R (hier der Eckenbereich C3) gebogen, an dem das Erfassungsfenster 710 angeordnet ist. Wie in Fig. 16 und 17 gezeigt, beinhaltet das untere Gehäuse 220 der Bilderzeugungseinheit 200 einen vertieften Bereich 223. Indem der Basisbereich 711 an dem vertieften Bereich 223 angebracht wird, kann das Erfassungsfenster 710 am untere Gehäuse 220 angebracht werden.

Die Länge L der vorstehenden Oberfläche 715 (siehe Fig. 18(b) und 21(a)) ist etwa gleich oder weniger als 2 Ganghöhen der Spiralfeder 510.

In den Fig. 16 und 17 bezeichnet das Bezugszeichen 224 einen Glätter aus Material mit geringer Reibung, wie Flourharz, Polyacetal oder ähnlichem. In der oberen Oberfläche 712 des Basisbereichs 711 ist ein bogenförmiger vertiefter Bereich 714 ausgebildet, um eine glatte Verbindung mit dem Glätter 224 (siehe Fig. 18) zu erhalten.

In einem Zustand, in dem das Erfassungsfenster 710 angebracht ist, steht die vorstehende Oberfläche 715 des vorstehenden Bereichs 713 ein wenig mehr als der Glätter 224 gegen die Spiralfeder 510 vor. Aus diesem Grund bewegt sich die Spiralfeder 510 in solch einer Weise, daß sie durch die vorstehende Oberfläche 715 ein wenig nach oben gedrückt und gebogen wird. Dies hat zur Folge, daß die vorstehende Oberfläche 715 des Erfassungsfensters 710 aufgrund der Rückstellkraft, die durch die Elastizität der Spiralfeder 510 selbst verursacht wird, sicher im gleitenden Kontakt mit der Spiralfeder 510 steht und an der vorstehenden Oberfläche 715 anhaftender Toner weggewischt werden kann. Alternativ kann die vorstehende Oberfläche 715 in Übereinstimmung mit dem leicht nach oben gebogenen Bewegungsweg der Spiralfeder 510 nach oben gebogen sein.

Der Glätter 224 wird verwendet, um den Zirkulationsvorgang der Spiralfeder 510 zu glätten und er ist jeweils in Form einer Rinne wenigstens in den Ecken C1, C2 und C3 (siehe Fig. 8) bereitgestellt.

Wie in Fig. 17(a) gezeigt, beinhaltet der Glätter 224 eine Seitenwandoberfläche 224a, die in der Lage ist, mit der Spiralfeder in gleitendem Kontakt zustehen, um diese zu führen. Die Seitenwandoberfläche 224a ist so geneigt, daß sie mit der vorstehenden Oberfläche 715 des Erfassungsfensters 710 einen spitzen Winkel θ bildet (siehe Fig. 17(b)). Aus diesem Grund wird in einem Kontaktbereich 510a zwischen der geneigten Oberfläche 224a und der Spiralfeder 510 eine Kraftkomponente erzeugt, die die Spiralfeder 510 gegen die vorstehende Oberfläche 715 drückt. Dies macht es möglich, die Spiralfeder 510 zuverlässiger mit der vorstehenden Oberfläche 715 in gleitenden Kontakt zubringen. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der spitze Winkel θ beispielsweise etwa 86°.

Die Reflexionsplatte 720 ist aus einer Metallplatte mit einer federnden Elastizität gebildet und sie beinhaltet, wie in Fig. 19 gezeigt, einen gebogenen Bereich 721 im vorderen Endbereich und einen gefalteten Bereich 723 in dem hinterem Bereich davon. Wie in Fig. 16 gezeigt, ist ein vertiefter Bereich 233 in dem oberen Gehäuse 230 der Bilderzeugungseinheit 200 ausgebildet. Dies bedeutet, die Reflexionsplatte 720 wird an dem oberen Gehäuse 230 angebracht, indem der gefaltete Bereich 723 der Reflexionsplatte 720 in den vertieften Bereich 233 eingepaßt wird. Im angebrachten Zustand drückt die Reflexionsplatte 720 mittels ihrer federnden Elastizität die Spiralfeder 510 gegen das Erfassungsfenster 710.

Dies sichert den gleitenden Kontakt der Spiralfeder 510 mit der vorstehenden Oberfläche 715 des Erfassungsfensters 710, was es wiederum möglich macht, den an der vorstehenden Oberfläche 715 anhaftenden Toner sicherer wegzuwischen. Aufgrund der Tatsache, daß die Reflexionsplatte 720 die Spiralfeder 510 gegen das Erfassungsfenster 710 drückt, kann auch an der reflektierenden Oberfläche 724 der Reflexionsplatte 720 anhaftender Toner weggewischt werden (siehe Fig. 17).

Jedes Material kann für die Reflexionsplatte 720 verwendet werden, solange sicher gestellt ist, daß es in Hinblick auf das von dem lichtemittierenden Element, das im dem optischen Sensor 730 vom Reflexionstyp verwendet wird, ausgesendete Licht mit einer Wellenlänge eine ebenso hohe Reflektivität wie eine glänzende Metalloberfläche besitzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde eine gewalzte Platte aus SUS304 mit einer gegebenen federnden Elastizität verwendet.

Wenigstens eine und bevorzugt beide Oberflächen des Erfassungsfensters 710 und der Reflexionsplatte 720, die mit dem Toner in Kontakt kommen, können aus einem Material gebildet sein, das die gleiche Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe besitzt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kontaktfläche des Erfassungsfensters 710 mit dem Toner aus einem Material gebildet, das auf der gleiche Seite der Polarität in Hinblick auf die elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe angeordnet ist. Die triboelektrische Reihe kann wie folgt erhalten werden. Als erstes werden zwei beliebig ausgewählte Materialien, die miteinander in einem elektrisch abgeschirmten Raum in Kontakt stehen, elektrisiert und die Polaritäten der so erzeugten Oberflächenpotentiale werden durch ein Oberflächenpotentiometer gemessen. Dann werden die Beziehungen zwischen den positiven und negativen Polaritäten der Materialien eingeordnet. Wenn der Toner in Gebrauch durch Reibung zu einer negativen Polarität elektrisiert wird, kann als ein Material für zumindest die Kontaktfläche(n) des transparenten Erfassungsfensters 710 mit dem Toner ein Material ausgewählt werden, das eine negative Polarität in der triboelektrischen Reihe ähnlich wie der Toner besitzt, oder besonders bevorzugt kann ein Material ausgewählt werden, das dem Toner äquivalent ist oder eine größere negative Polarität als der Toner besitzt. Wenn beispielsweise ein Toner negativer Polarität aus einem Polyestersystembinder verwendet wird, kann ein Material, das eine größere negative Polarität als PMMA (Polymethylmethacrylat) aufweist, oder besonders bevorzugt Polyolefin oder ähnliches, das eine größere negative Polarität als der Toner besitzt, ausgewählt werden. Wenn andererseits der Toner durch Reibung zu einer positiven Polarität elektrisiert wird, kann als ein Material für die Kontaktfläche des transparenten Erfassungsfensters 710 mit dem Toner ein Material ausgewählt werden, das eine positive Polarität in der triboelektrischen Reihe ähnlich wie der Toner besitzt, oder besonders bevorzugt kann ein Material ausgewählt werden, das dem Toner äquivalent ist oder eine größere positive Polarität als der Toner besitzt. Wenn beispielsweise ein Toner positiver Polarität aus einem Styrol- Acryl-Copolymer Systembinder verwendet wird, kann bevorzugt ein Material, das eine größere positive Polarität als Polyolefin aufweist, oder besonders bevorzugt ein Material wie Polyamid oder ähnliches, das eine größere positive Polarität als der Toner besitzt, ausgewählt werden. Da bei der vorliegenden Ausführungsform der verwendete Toner negativ elektrisiert wird, kann als ein Material, das eine größere negative Polarität in der triboelektrischen Reihe als der Toner besitzt, nichtkristallines Polyolefin für das Erfassungsfenster 710 verwendet werden. Dies ist jedoch nicht einschränkend, sondern gemäß dem elektrisierten Zustand des Toners können ähnliche transparente organische Materialien wie PMMA, Polyamid, Melaminharz, Polyurethan, SA-Harz, Polystyrol, ABS-Harz, Epoxidharz, Polycarbonat, Acrylnitrilharz, Polyimid, Vinylchlorid oder ähnliches, oder inorganisches Glas wie Aluminiumoxid, Diamant, Siliziumoxid oder ähnliches verwendet werden.

Es ist ebenso bevorzugt, daß das gemäß der triboelektrischen Reihe ausgewählte Material auf die Oberfläche der Reflexionsplatte 720 geschichtet werden kann.

Wenigstens eine bevorzugt alle der leitenden Elemente wie die Spiralfeder 510, die Reflexionsplatte 720 und ähnliche sind so angeordnet, daß sie elektrisch nicht geerdet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind alle der leitenden Elemente so angeordnet, daß sie elektrisch nicht geerdet sind. Wenn beispielsweise das Erfassungsfensters 710 elektrisch leitend angeordnet ist, ist es bevorzugt, daß das Erfassungsfensters 710 elektrisch nicht geerdet ist.

Der Toner, der von der Spiralfeder 510 zirkulierend transportiert und geliefert wird, wird durch Reibung elektrisiert, wenn er entlang der Spiralfeder 510 und der inneren Wand des Tonerlieferwegs gleitet und an der Spiralfeder 510 und der inneren Wand des Tonerlieferwegs reibt. Wenn die leitende Spiralfeder 510 und die Reflexionsplatte 720 geerdet sind, werden die elektrischen Ladungen entgegengesetzter Polarität der Spiralfeder 510 und der Reflexionsplatte 720 zugeführt. Dies verursacht eine starke anziehende Kraft zwischen dem Toner und der Spiralfeder 510 und der Reflexionsplatte 720, was es schwierig macht, den Toner wegzuwischen. Um dies zu verhindern sind die Spiralfeder 510 und die Reflexionsplatte 720 nicht geerdet. In dem nicht geerdeten Zustand kann die elektrostatische Adhesion des Toners an der Reflexionsplatte 720 kontrolliert werden und somit kann der an ihr und der Spiralfeder 510 anhaftende Toner leicht weggewischt werden, wenn die Spiralfeder 510 in gleitenden Kontakt mit der Reflexionsplatte 720 steht.

Mit dem optischen Sensor 730 sind eine Erfassungseinheit und eine Alarmvorrichtung verbunden (beide nicht gezeigt).

Während der Toner aus dem Tonertank 600 ergänzt wird, zirkuliert eine Menge an Toner in dem Tonerlieferweg R. Ein Erfassungslicht, das von dem optischen Reflexionssensor 730 in der Erfassungsvorrichtung 700 ausgestrahlt wird, tritt durch das Erfassungsfenster 710, verläuft durch den Tonerlieferweg R, wird durch die Reflexionsplatte 720 reflektiert, verläuft wiederum durch den Tonerlieferweg R, tritt durch das Erfassungsfenster 710 und wird von dem optischen Reflexionssensor 730 empfangen. Wenn der optische Weg des Erfassungslichts durch eine gegebene Menge an zirkulierendem Toner abgeschirmt ist, dann gibt der optische Reflexionssensor 730 ein Ausgabesignal aus, das der Tatsache "kein reflektiertes Licht" entspricht.

Wenn die Menge an Toner sehr verringert ist oder der Toner in dem Bereich des Tonerlieferwegs, an dem die Erfassungsvorrichtung 700 angeordnet ist, ausgeht, tritt ein Zustand auf, bei dem der optische Weg des Erfassungslichts nicht abgeschirmt werden kann. Insbesondere in dem Zustand, bei dem der Toner ausgeht, wird der optische Weg des Erfassungslichts lediglich durch die Spiralfeder zeitweise abgeschirmt. Daher gibt der optische Reflexionssensor 730 ein Ausgabesignal aus, das der Erfassung von reflektierten Licht entspricht und insbesondere, wenn der Toner ausgeht, wird ein Wiederholsignal ausgegeben, das der halben Ganghöhe der Spiralfeder 510 entspricht.

Dementsprechend werden die von dem optischen Sensor 730 ausgegebenen Ausgabesignale durch die Erfassungseinheit (nicht gezeigt) überwacht, die mit dem optischen Sensor 730 verbunden ist. Wenn die oben erwähnten Wiederholsignale aufeinander folgend für eine gegebene Zeit und mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit ausgegeben werden, kann dies als die Tatsache erfaßt werden, daß sich kein Toner mehr in dem Tonerlieferweg R befindet.

Weiterhin wird in diesem Fall von der Alarmvorrichtung ein Alarm ausgelöst und/oder eine Nachricht wird auf einer Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) angezeigt, wodurch ein Benutzer von der Tatsache informiert wird, daß kein Toner mehr übrig ist (um genau zu sein, von der Tatsache, daß der Toner in dem Tonertank 600 ausgegangen ist und die Menge an Toner in der Entwicklungsvorrichtung abzunehmen beginnt).

Dementsprechend können von dem oben beschriebenen Drucker folgende Betriebsaspekte erhalten werden.

(i) Der Toner wird der Oberfläche des photosensitiven Elements 201 durch die Entwicklungsvorrichtung 300 zugeführt und das latente Bild auf der Oberfläche des photosensitiven Elements 201 wird durch den Toner entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Nachdem das Tonerbild auf das Aufzeichnungspapier P übertragen wurde, wird der restliche Toner, der an der Oberfläche des photosensitiven Elements anhaftet, durch die Reinigungsvorrichtung 400 entfernt und gesammelt. Zwischen der Entwicklungsvorrichtung 300 und der Reinigungsvorrichtung 400 ist in einer geschlossenen Schleife die Tonerzuliefervorrichtung 500 angeordnet, durch welche die Tonerzuliefervorrichtung 500 einen Teil des überschüssigen Toners, der in der Entwicklungsvorrichtung 300 nicht für die Entwicklung verwendet wurde, zu der Reinigungsvorrichtung 400 geführt wird und restlicher von der Reinigungsvorrichtung 400 aufgesammelter Toner zu der Entwicklungsvorrichtung 300 geliefert wird. Zur gleichen Zeit wird neuer Toner durch den Tonertank 600 in dem Tonerlieferweg R ergänzt. Dies hat zur Folge, daß normalerweise eine gegebene Menge an Toner durch die Entwicklungsvorrichtung 300, die Reinigungsvorrichtung 400 und den Tonerlieferweg R zirkuliert. Daher wird normalerweise, wenn Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 verbraucht wird, eine zu der verbrauchten Menge an Toner entsprechende Menge an Toner über die Tonerzuliefervorrichtung 500 ergänzt.

Wenn jedoch der Tonertank 600 sich leert und neuer Toner aus dem Tonertank 600 nicht mehr zugeführt wird, nimmt die Menge an Toner in dem Tonerlieferweg R nach und nach ab, bis sich schließlich die Menge an Toner in dem Tonerlieferweg R stark im Vergleich zur normalen Menge an Toner verringert hat und der Toner auf dem Weg fast ausgegangen ist.

Die Fig. 20(a) und 20(b) sind jeweils schematische Querschnittsansichten entlang der Linie XX-XX in Fig. 8, die zeigen, wie der Toner T innerhalb der Entwicklungsvorrichtung von dem normalen Zustand ausgeht.

Insbesondere Fig. 20(a) zeigt den Zustand, bei welchem neuer Toner aus dem Tonertank 600 dem Tonerlieferweg R zugeführt wird und eine gegebene Menge an Toner in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung der Entwicklungsvorrichtung 300 und auf dem Tonerlieferweg R zirkuliert. Da der Toner T der Kammer 301 zur Tonerspeicherung entlang ihrer Längsrichtung durch die Spiralfeder 510 zugeführt wird, wird, selbst wenn Toner in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung teilweise verbraucht und somit der Level an Toner gesenkt wird, Toner nach Bedarf ergänzt, indem Toner aus der Spiralfeder 510 zu den Bereichen mit gesenktem Level, beispielsweise die Bereiche D1 und D2 (gedachte Linien in Fig. 20(a)) frei fällt (frei herunter fließt). Daher wird, selbst wenn Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 verbraucht wird, eine zu der Menge an verbrauchtem Toner entsprechende Menge an Toner durch den Tonerlieferweg R in der Entwicklungsvorrichtung 300 ergänzt, wodurch es möglich wird, einen gleichmäßigen Level an Toner T in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung aufrecht zu halten. Wenn der Level an Toner in zwei oder mehr Bereichen (beispielsweise D1 und D2) gesenkt wird, beginnt die Zuführung von neuem Toner in dem Bereich D1, der in Laufrichtung als erster angeordnet ist. Dies bedeutet, der Toner wird sequentiell in Laufrichtung zugeführt, wodurch der Tonerlevel ausgeglichen wird.

Fig. 20(b) zeigt andererseits einen Zustand nach einer gewissen Zeit nachdem der Tonertank 600 leer ist und die Versorgung mit Toner aus dem Tonertank gestoppt wurde.

Kurz nachdem die Zuführung von neuem Toner aus dem Tonertank 600 gestoppt wurde, ist eine vorgegebene Menge an Toner noch in dem Tonerlieferweg R übrig. Daher wird, wenn Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 verbraucht wird, während die gleiche Menge an Toner wie der verbrauchte Toner in dem Tonerlieferweg R vorliegt, der Toner in der oben beschriebenen Weise ergänzt, so daß der Toner T in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung nahezu konstant gehalten werden kann.

Wenn jedoch Toner weiter verbraucht wird und die Menge an Toner in dem Tonerlieferweg R kleiner als die in der Entwicklungsvorrichtung 300 verbrauchte Menge an Toner wird, beginnt der Toner in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung von der in Laufrichtung gesehen hinteren Seite des Tonerlieferwegs R abzunehmen. Ein Bereich, in dem die Menge an Toner abnimmt, ist durch D3 in Fig. 20(b) gezeigt. Die Menge an Toner beginnt von der hinteren Seite abzunehmen, da die Ergänzung des Toners in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung sequentiell in Laufrichtung durchgeführt wird.

Als Folge der Abnahme der Tonermenge in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung von der hinteren Seite des Tonerlieferweg R, geht der Toner in dem Tonerlieferweg R zuerst in einem Bereich 301A gerade hinter der Kammer 301 zur Tonerspeicherung aus, der Zustand der Entleerung schreitet sequentiell entlang der Zirkulationsrichtung der Spiralfeder 510 fort und, wenn der Zustand der Entleerung einen Bereich 301B vor der Kammer 301 zur Tonerspeicherung erreicht, ist der Toner in dem Tonerlieferweg R nahezu ausgegangen. Wenn der Tonerverbrauch in der Entwicklungsvorrichtung nicht übermäßig groß ist, ist in diesem Fall eine gegebene Menge an Toner noch in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung übrig und wird zur Entwicklung verwendet und der restliche Toner davon wird durch die Reinigungsvorrichtung 400 gesammelt. Der gesammelte Toner wird dann durch die Zuliefervorrichtung zu der Entwicklungsvorrichtung 300 geliefert und daher befindet sich etwas Toner (eine sehr kleine Menge im Vergleich zu der normalerweise verwendeten Menge an Toner) in dem Tonerlieferweg, der sich von der Reinigungsvorrichtung 400 zu der Entwicklungsvorrichtung 300 erstreckt.

Wie oben beschrieben geht dann, wenn kein neuer Toner mehr von dem Tonertank 600 zugeführt wird, bei der vorliegenden Ausführungsform der Toner zuerst in dem Tonerlieferweg R aus, bevor der Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 ausgeht.

Da gemäß der Vorrichtung zu Bilderzeugung der vorliegenden Ausführungsform die Erfassungsvorrichtung 700 zur Erfassung der Tatsache, daß der Toner ausgeht, in dem Tonerlieferweg R bereitgestellt ist, ist es möglich, die restliche Menge an Toner zuverlässig zu erfassen, ohne die Ausmaße der Entwicklungsvorrichtung 300 zu vergrößern.

Der hier benutzte Ausdruck "die restliche Menge an Toner zu erfassen" bedeutet nicht, daß der restliche Toner quantitativ erfaßt wird, beispielsweise wieviel Gramm Toner übrig sind. Stattdessen erfaßt die vorliegende Erfindung, ob Toner in der Vorrichtung zu Bilderzeugung nur in solch einer Menge übrig ist, die nicht die notwendige Menge an Toner erreicht, die normalerweise in der Entwicklungsvorrichtung 300 vorliegen soll.

(ii) Wie oben beschrieben geht dann, wenn kein neuer Toner mehr von den Tonerzuführmitteln zugeführt wird, gemäß der vorliegenden Vorrichtung zu Bilderzeugung der Toner zuerst in dem Tonerlieferweg R aus bevor der Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 ausgeht. Und in dem Tonerlieferweg R beginnt der Toner zuerst in einem Bereich des Weges R auszugehen, der hinter der Entwicklungsvorrichtung 300 liegt.

Da weiterhin die Erfassungsvorrichtung 700 gemäß der Vorrichtung zu Bilderzeugung der vorliegenden Ausführungsform hinter der Entwicklungsvorrichtung 300 und vor der Reinigungsvorrichtung 400 angeordnet ist, kann die restliche Menge an Toner sicherer und schneller erfaßt werden.

Wenn jedoch die Erfassungsvorrichtung hinter Reinigungsvorrichtung 400 und vor der Entwicklungsvorrichtung 300 angeordnet ist, ist etwas Toner in dem Tonerlieferweg R vorhanden, der von der Reinigungsvorrichtung 400 gesammelt wurde, und daher kann die Genauigkeit der Erfassung in Abhängigkeit von dem Aufbau der Erfassungsvorrichtung vermindert sein.

Da andererseits die Erfassungsvorrichtung 700 gemäß der vorliegenden Erfindung hinter der Entwicklungsvorrichtung 300 und vor der Reinigungsvorrichtung 400 angeordnet ist, kann die restliche Menge an Toner sicherer erfaßt werden.

Wenn weiterhin die Erfassungsvorrichtung hinter der Tonerzuführöffnung 243 und vor der Entwicklungsvorrichtung 300 angeordnet ist, wird neuer Toner erfaßt, der gerade nach der Ersetzung des Tonertanks 600 zugeführt wurde, und daher besteht trotz der Tatsache, daß keine ausreichende Menge an Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 vorliegt, die Möglichkeit, daß die Erfassungsvorrichtung meint, daß eine ausreichende Menge an Toner dort vorhanden ist.

Da andererseits die Erfassungsvorrichtung 700 gemäß der vorliegenden Erfindung hinter der Entwicklungsvorrichtung 300 und vor der Reinigungsvorrichtung 400 angeordnet ist, kann die restliche Menge an Toner sicherer und schneller erfaßt werden, ohne daß solche Unannehmlichkeiten wie oben erwähnt auftreten. Dies bedeutet, die Erfassungsvorrichtung 700 gemäß der vorliegenden Erfindung ist an einer Position bereitgestellt, an die Toner zuerst geliefert wird, kurz nachdem die Kammer 301 zur Tonerspeicherung der Entwicklungsvorrichtung 300 mit Toner gefüllt wurde, und daher ist die Erfassungsvorrichtung 700 in der Lage die Menge an Toner sehr sicher zu erfassen.

(iii) Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Sensor als ein optischer Sensor ausgebildet ist, ist es möglich, die Veränderungen in dem Ausgabesignal im Hinblick auf Rauschen in der Umgebung zu kontrollieren, das durch periphere Mechanismen der Erfassungsvorrichtung 700 wie durch den Antrieb der Vorrichtungen verursachte Vibrationen, Veränderungen in der Temperatur und Feuchtigkeit und ähnliches erzeugt wird. Daher ist es beim Drucken aufeinander folgender Bilder über eine lange Zeitspanne und beim Drucken von Bildern unter hohen Temperaturen und einer hohen Luftfeuchtigkeit oder tiefen Temperaturen und einer geringen Luftfeuchtigkeit unwahrscheinlich, daß in der Erfassungsvorrichtung 700 eine Fehlfunktion auftritt, so daß ein sehr zuverlässiges Erfassungsergebnis erzielt werden kann.

(iv) Die Spiralfeder 510 bewegt sich im gleitenden Kontakt mit dem Erfassungsfenster 710 und der gleitenden Kontakt der Spiralfeder 510 macht es möglich, daß der Toner, der an der oberen Oberfläche 715 des Erfassungsfensters 710 anhaftet, weggewischt werden kann.

Daher wird das durch das Erfassungsfenster 710 tretende Licht durch Toner nicht abgeschirmt und somit kann mit hoher Zuverlässigkeit festgestellt werden, ob oder ob nicht Toner in dem Tonerlieferweg R vorliegt.

Mit anderen Worten, da die Spiralfeder 510 gemäß der vorliegenden Vorrichtung zu Bilderzeugung ein Tonerwischmittel für das Erfassungsfenster 710 bildet, kann das Erfassungsfenster 710 gewischt werden, ohne daß spezielle Wischmittel (wie ein Wischer oder ähnliches) bereitgestellt werden und ein zuverlässiger Erfassungsbetrieb kann erreicht werden.

Da weiterhin bei der vorliegenden Ausführungsform das Erfassungsfenster 710 die vorstehende Oberfläche 715 beinhaltet, welche gegen die Spiralfeder 510 vorsteht, ist die vorstehende Oberfläche 715 aufgrund der durch die Elastizität der Spiralfeder 510 selbst verursachte Rückstellkraft sicher in gleitendem Kontakt mit der Spiralfeder 510. Diese Wirkung des gleitenden Kontakts ermöglicht es, den an der vorstehenden Oberfläche 715 anhaftenden Toner vollständiger wegzuwischen, was verhindert, daß das durch das Erfassungsfenster 710 tretende Licht fälschlicherweise durch den Toner abgeschirmt wird. Daher ist es möglich mit hoher Zuverlässigkeit zu erfassen, ob Toner in dem Tonerlieferweg R vorliegt oder nicht.

(v)Da die Reflexionsplatte 720 die Spiralfeder 510 gegen das Erfassungsfenster 710 drückt, kann der Vorgang des Tonerwegwischens noch besser durchgeführt werden, ohne daß weitere Druckmittel außer der Reflexionsplatte 720 benötigt werden. Und als Folge, daß die Reflexionsplatte 720 die Spiralfeder 510 gegen das Erfassungsfenster 710 drückt, kann der an der reflektierenden Oberfläche 724 der Reflexionsplatte 720 anhaftende Toner weggewischt werden, was es möglich macht, das Vorliegen oder das Fehlen des Toner in dem Tonerlieferweg mit höherer Zuverlässigkeit festzustellen.

Da es weiterhin gemäß dem vorliegenden Aufbau nicht notwendig ist, den Toner durch die Verwendung von Mitteln, die eine starke Aufrührfähigkeit besitzen, wie ein Wischer oder ähnliches, von der Erfassungsoberfläche wegzuwischen, wird der Toner keinen übermäßigen Beanspruchungen, die die Bildqualität verschlechtern können, ausgesetzt. Somit besitzt die vorliegende Erfindung eine stabilisierte Bildqualität. Die Druckkraft, die zwischen der Spiralfeder 510 und der Erfassungsoberfläche aufgewendet wird, kann bevorzugt in dem Bereich von 2 bis 200 gf und noch bevorzugter in dem Bereich von 5 bis 50 gf liegen.

(vi) Da die Länge L der vorstehenden Oberfläche 715 in Richtung der Tonerlieferung gleich oder kleiner als zwei Ganghöhen (2p) der Spiralfeder 510 ist, kann ein weiterer zuverlässiger Vorgang des gleitenden Kontakts zwischen der vorstehenden Oberfläche 715 und der Spiralfeder 510 erhalten werden.

Fig. 21(b) illustriert was passiert, wenn die Länge L' der vorstehenden Oberfläche 715 in Richtung der Tonerlieferung größer als zwei Ganghöhen (2p) der Spiralfeder 510 ist. Wenn drei Bereiche 511, 512 und 513 bereitgestellt sind, wo die Spiralfeder 510 mit der vorstehenden Oberfläche 715 in gleitenden Kontakt stehen muß, hebt sich der zentrale Bereich 512 aufgrund von Biegungen oder Spiel der Spiralfeder 510 oder aufgrund der Tatsache, daß die Spiralfeder 510 sich bewegt während sie nach oben gedrückt wird und daß sie somit leicht durch die vorstehende Oberfläche 715 16944 00070 552 001000280000000200012000285911683300040 0002004437070 00004 16825 nach oben gebogen ist, wie in Fig. 21(b) gezeigt, von der vorstehenden Oberfläche 715 ab. Somit besteht die Möglichkeit, daß ein guter gleitender Kontakt nicht immer erhalten werden kann.

Da andererseits gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in Fig. 21(a) gezeigt, die Länge L der vorstehenden Oberfläche 715 in Richtung der Tonerlieferung gleich oder kleiner als zwei Ganghöhen (2p) der Spiralfeder 510 ist, ist die Anzahl der Bereiche der Spiralfeder 510 dort, wo sie mit der vorstehenden Oberfläche 715 in gleitenden Kontakt stehen muß, höchstens 2 (die zwei Bereiche sind durch die Bezugszeichen 511 und 512 bezeichnet), selbst wenn die Spiralfeder 510 Biegungen oder etwas Spiel aufweist, oder selbst wenn die Spiralfeder 510 sich bewegt während sie leicht nach oben gedrückt wird und sie somit nach oben gebogen ist. Daher kann sich die Spiralfeder 510 niemals von der vorstehenden Oberfläche 715 abheben, so daß ein guter gleitender Kontakt erhalten werden kann.

(vii) Da wie in Fig. 17(b) gezeigt, die Seitenwandoberfläche 224a, die in der Lage ist, mit der Spiralfeder 510 in gleitenden Kontakt zu stehen, um diese führen, so geneigt ist, um einen spitzen Winkel θ mit der vorstehenden Oberfläche 715 zu bilden, wird in einem Kontaktbereich 510a zwischen der geneigten Oberfläche 224a und der Spiralfeder 510 eine Kraftkomponente erzeugt, die die Spiralfeder 510 gegen die vorstehende Oberfläche 715 drückt. Dies macht es möglich, die Spiralfeder 510 zuverlässiger mit der vorstehenden Oberfläche 715 in gleitenden Kontakt zubringen und bessere Erfassungsergebnisse sind möglich.

(viii) Da die Kontaktfläche des Erfassungsfensters 710 mit dem Toner aus einem Material gebildet ist, das auf der gleichen Polaritätsseite in der triboelektrischen Reihe bezüglich einer elektrisierten Polarität des Toners angeordnet ist, haftet der Toner in dem Tonerlieferweg nicht leicht elektrostatisch an dem Erfassungsfenster 710 an. Aus diesem Grund ist es schwierig, das durch das Erfassungsfenster 710 tretende Licht durch den Toner abzuschirmen, was es möglich macht, mit hoher Zuverlässigkeit zu erfassen, ob Toner in dem Tonerlieferweg vorliegt oder nicht. Und da der oben erwähnte Vorgang des Tonerwegwischens auf der Kontaktfläche des Erfassungsfensters 710 mit dem Toner durch die Spiralfeder 510 leichter durchgeführt werden kann, kann somit das Vorliegen oder das Fehlen des Toner in dem Tonerlieferweg besser festgestellt werden.

(ix) Da die Spiralfeder 510 und die Reflexionsplatte 720 beide nicht geerdet sind, ist es schwierig für den Toner elektrostatisch an der Spiralfeder 510 und der Reflexionsplatte 720 anzuhaften, was den Vorgang des Tonerwegwischens erleichtert. Daher ist es möglich zuverlässig zu erfassen, ob Toner in dem Tonerlieferweg R vorliegt oder nicht.

(x) Wenn das Fehlen von Toner durch den optischen Sensor 730 erfaßt wird, dann informiert die Alarmvorrichtung den Benutzer über den Zustand und der Benutzer kann den Tonertank 600 rechtzeitig ersetzen.

In diesem Zustand kann normalerweise, wie zuvor beschrieben, der Druckvorgang auf einem Aufzeichnungspapier fortgesetzt werden, da noch eine vorgegebene Menge an Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 übrig ist und für die Entwicklung verwendet wird. Da der freiliegende Bereich 600A des Tonertanks 600 aus dem Bewegungsweg des Aufzeichnungspapiers P in dem Hauptkörpergehäuse 101 vorsteht, kann der Tonertank leicht in kurzer Zeit ersetzt werden, indem der freiliegende Bereich 600A gegriffen und gedreht wird, während der Druckvorgang durchgeführt wird.

Dies bedeutet, wenn beispielsweise der Toner ausgeht, während Dokumente, die eine große Anzahle von Aufzeichnungsblätter beinhalten, gerade gedruckt werden, wird vorher die Meldung fehlender Toner ausgegeben und als Antwort darauf kann der Benutzer den Tonertank 600 ersetzen, ohne den Druckvorgang zu unterbrechen. Dies bedeutet, der Benutzer kann den Druckvorgang ohne Unterbrechung sogar während des Austausch des Tonertanks 600 fortsetzen.

(xi) Da, wie oben beschrieben, zu der Zeit, wenn die Menge an Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 zu sinken beginnt, dies erfaßt werden kann, ist es möglich, das Auftreten eines Zustands zu verhindern, bei dem der Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 stark in der Qualität reduziert oder ausgegangen ist. Dies verhindert, daß Toner oder Fremdsubstanzen, wie Papierpulver oder ähnliches an dem Regulationsklingenbereich 330 anhaften.

Dies bedeutet, die Entwicklungsvorrichtung 300 ist so aufgebaut, daß ein gegebener Entwicklungsvorgang unter Bedingungen durchgeführt werden kann, bei denen eine vorgegebene Menge an Toner in der Kammer 301 zur Speicherung von Toner vorliegt. Wenn die Menge an Toner in der Kammer 301 zur Speicherung von Toner sehr klein ist oder der Toner ausgeht, kann nicht nur kein guter Entwicklungsvorgang durchgeführt werden, sondern es können auch Schäden aufgrund der sehr kleine Menge oder des Fehlens von Toner auftreten. Wenn beispielsweise die Menge an Toner in der Kammer 301 zur Tonerspeicherung während des oben erwähnten Betriebs der Entwicklungsvorrichtung 300 sehr klein ist, kann der Toner durch die Zuführwalze 310 nicht gleichmäßig auf die Entwicklungswalze 320 aufgebracht werden und der Toner auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 320 kann nicht zu einer gleichmäßig dünnen Schicht geformt und durch Reibung gleichmäßig in die Richtung der Bilderzeugungsbreite elektrisiert werden. Dies hat zur Folge, daß der die Entwicklungswalze 320 teilweise bedeckende Toner in dem Bereich des gleitenden Kontakts der Regulationsklinge 330 einen unausgeglichenen gleitenden Kontakt erleiden kann und dort fest anhaften kann oder daß eine kleine Menge von in die Kammer 301 zur Tonderspeicherung gemischte fremde Substanzen wie Papierstaub oder ähnliches auf die Entwicklungswalze 320 geschichtet werden, um ein Verklumpen in dem Bereich des gleitenden Kontakts der Regulationsklinge 330 zu verursachen. Wenn ein solches festes Anhaften oder Verklumpen auftritt, können, selbst wenn Toner nach einem solchen Vorgang wieder ergänzt wird, die ursprünglichen Bedingungen nicht mehr hergestellt werden, so daß eine gute Bilderzeugung nicht realisiert werden kann.

Da andererseits wie oben beschrieben gemäß der Vorrichtung zu Bilderzeugung der vorliegenden Ausführungsform zu der Zeit, wenn die Menge an Toner in der Entwicklungsvorrichtung 300 zu sinken beginnt, dies erfaßt werden kann, ist es möglich, das Auftreten der oben genannten Unannehmlichkeiten zu verhindern.

Es werden nun Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden in der Modifikation die gleiche Teile (eingeschlossen äquivalente Teile je nach Situation) wie in der oben beschriebenen Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 22 ist eine typische Ansicht einer Modifikation, die die Bereitstellung eines Mechanismus der Erfassungsvorrichtung betrifft, bei der ein optischer Reflexionssensor 730 in dem Hauptkörper der Aufzeichnungsvorrichtung so bewegbar gehalten wird, daß das Oberflächenelement des optisches Reflexionssensors 730 in der Lage ist, sich der Oberfläche des Erfassungsfensters 710 folgend anzunähern oder daran zu haften, wobei das Erfassungsfensters 710 in einem Bereich des Tonerlieferwegs R der Vorrichtung zur Bilderzeugung angeordnet ist. Ein Basiselement 35 zur Unterstützung des Sensors wird verwendet, um den optischen Reflexionssensor 730 direkt zu halten und zu befestigen. Zwischen dem Basiselement 35 zur Unterstützung des Sensors und einem Basiselement 37 zur Unterstützung des Hauptkörpers, der an dem Druckerhauptkörper befestigt ist, ist eine Spiralfeder 36 angeordnet, so daß der optische Reflexionssensor 730 sich frei gegenüber dem Druckerhauptkörper in dem Bereich, in dem die Spiralfeder 36 elastisch deformierbar ist, bewegen kann. Wenn daher ein Aufbau vorliegt, bei dem ein Gehäuse 210 mit dem Erfassungsfenster 710 leicht um einen Bereich verschoben werden kann, können nicht nur große Toleranzen in den Ausmaßen der bildenden Teile erhalten werden, sondern es kann auch das Gehäuse 210 mit dem Erfassungsfenster 710 von dem Sensor 730 entfernt und daran angebracht werden, da der optische Reflexionssensor 730 in der Lage ist, sich der Oberfläche des Erfassungsfensters 710 folgend anzunähern oder daran zu haften. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Spiralfeder 36 zwischen dem Basiselement 35 zur Unterstützung des Sensors und dem Basiselement 37 zur Unterstützung des Hauptkörpers angeordnet, so daß der optische Reflexionssensor 730 sich frei bewegen kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Spiralfeder 36 begrenzt, sondern es können auch eine Blattfeder, weiche Gummi, weicher Schaum oder ähnliches als ein Druckelement verwendet werden, das in der Lage ist, eine ähnliche Funktion wie die Spiralfeder 36 durchzuführen. Indem die Vorrichtung zur Erfassung der restlichen Tonermenge so aufgebaut ist, kann die Vorrichtung zur Bilderzeugung frei von dem Druckerhauptkörper 100 entfernt und daran angebracht werden.

Das Erfassungsfenster 710 ist naheanliegend oder anhaftend an dem optischen Reflexionssensor 730 angeordnet, um das Streulicht zu verringern, das erzeugt wird, weil ein Teil des Lichts, das von dem lichtemittierenden Element des optischen Reflexionssensors 730 ausgestrahlt wird, von der inneren Oberfläche des Erfassungsfensters 710 reflektiert wird. Das Streulicht muß in Hinblick auf das von der optischen Reflexionsplatte 720 reflektierte Licht, das von dem lichtempfangenden Element empfangen werden soll, hinreichend verringert werden. Wenn das Streulicht, das ein Rauschsignal erzeugt, ungefähr gleich dem von der optischen Reflexionsplatte 720 reflektierten Licht, das ein normales Signal erzeugt, ist, dann sinkt das S/N-Verhältnis. Daher ist es schwierig, selbst wenn der Toner auf der Tonererfassungoberfläche knapp wird, diese Situation als die Situation des Fehlens von Toner zu erfassen, da die Auflösung des Erfassungssignals gering ist.

Fig. 23 ist nun eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen dem S/N-Verhältnis und dem Abstand des optischen Reflexionssensors 730 von dem Erfassungsfenster 710 zeigt, wie sie in der Erfassungsvorrichtung in der oben beschriebene Modifikation verwendet werden. Dieser Zusammenhang gilt auch für die vorher beschriebene Ausführungsform.

Die Abszisse in Fig. 23 steht für den Abstand des optischen Reflexionssensors 730 von dem Erfassungsfenster 710, während die Ordinate für das Verhältnis zwischen einem normalen Signal, das von dem von der optischen Reflexionsplatte 720 reflektierten Licht bereitgestellt wird, und einem Rauschsignal, das durch das Streulicht erzeugt wird, in Form von S/N steht.

Da sich das S/N-Verhältnis mit steigendem Abstand stark vermindert und das S/N-Verhältnis kleiner als 10 oder weniger ist, wenn der Abstand 1,5 mm oder größer ist, ist es schwierig, unter diesen Bedingungen die Situation des Fehlens von Toner zu erfassen. Unter Berücksichtigung von Veränderung bei der Herstellung, in den Umweltbedingungen oder durch Altern in den entsprechenden Elementen, die den optischen Reflexionssensor 730 bilden, muß das S/N-Verhältnis, das zur Erfassung der Situation des Fehlens von Toner nötig ist, 10 oder mehr, bevorzugt 100 oder mehr sein. Daher ist der Abstand des optischen Reflexionssensors 730 von dem Erfassungsfenster 710, aus dem sich das oben erwähnte S/N-Verhältnis ergibt, weniger als 1,5 mm und bevorzugt, weniger als 0,6 mm. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Mikrophotosensor (beispielsweise das Modell EE-SY 110 von Omron Co.) als der optische Reflexionssensors 730 verwendet. Dies ist jedoch nicht beschränkend, denn es können auch andere lichtemittierende/lichtempfangende Elemente in Kombination verwendet werden oder es kann auch ein Sensor verwendet werden, der nicht ein integrales Paket aus lichtemittierenden und lichtempfangenden Elementen beinhaltet. Auch in Hinblick auf den Abstand des optischen Reflexionssensors 730 von dem Erfassungsfenster 710, der notwendig ist, damit sich das S/N-Verhältnis von 10 oder mehr ergibt, ist es bevorzugt, obwohl der benötigte Abstandswert sich gemäß dem Abstand zwischen den lichtemittierenden und lichtempfangenden Elementen, den Winkeln der lichtemittierenden und lichtempfangenden Elemente zu der reflektierenden Platte und ähnlichem verändern kann, daß der Abstand des optischen Reflexionssensors 730 von dem Erfassungsfenster 710 so weit wie möglich vermindert wird. Wenn der Abstand des optischen Reflexionssensors 730 von dem Erfassungsfenster 710 nicht vermindert werden kann, ist es auch möglich eine Abdeckung zur Lichtabschirmung oder ähnliches zur Verhindern von Streulicht zwischen die lichtemittierende und lichtempfangende Elemente zubringen, um die von den lichtempfangenden Elementen empfangene Menge an Streulicht zu vermindern.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Reflexionsplatte 720 selbst aus einer Metallplatte mit federnder Elastizität gebildet. Alternativ können jedoch auch andere Arten von Strukturen verwendet werden. Beispielsweise kann eine ähnliche Wirkung erzielt werden, indem die optische Reflexionsplatte, die starres Element ist, mittels elastischer Mittel, wie einer Spiralfeder, weichem Gummi, weichem Schaum oder ähnlichem, gehalten und gedrückt wird.

Die Fig. 24(a) bis (c) sind typische Ansichten von Modifikationen des Mechanismus der Druckmittel, welche gegen die Spiralfeder 510 und das transparente Erfassungsfenster der Erfassungsvorrichtung drücken.

Insbesondere zeigt Fig. 24(a) den Aufbau der Druckmittel, die eine Haltefeder 51 verwenden und die Spiralfeder 510 durch ein Druckelement 54 gegen ein transparentes Erfassungsfenster 53 drücken. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 55 eine Reflexionsplatte.

Fig. 24(b) zeigt den Aufbau der Druckmittel, die die Spiralfeder 510 durch ein transparentes Erfassungsfenster 56 mittels des Drucks einer Haltefeder 57 drücken. Bei dieser Figur steht das Bezugszeichen 55 für eine Reflexionsplatte.

Fig. 24(c) zeigt den Aufbau der Druckmittel, die die Spiralfeder 510 gegen ein transparentes Erfassungsfenster 60 mittels eines Druckelements 58 drücken. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 59 eine Reflexionsplatte.

Der Sensor der Erfassungsvorrichtung ist jedoch nicht nur auf einen optischen Reflexionssensor beschränkt, sondern es kann auch Transmissionssensor verwendet werden. In diesem Fall wird anstelle der Reflexionsplatte ein transparentes Erfassungsfenster bereitgestellt.

Weiterhin ist die Erfassungsvorrichtung nicht nur auf eine optische Erfassung beschränkt, sondern es kann auch eine Erfassung über Induktivität, elektrostatische Kapazität, Strom oder magnetischen Streufluß verwendet werden. Dies bedeutet, jede Art von Erfassungsvorrichtung kann verwendet werden vorausgesetzt, daß diese in der Lage ist, die Tatsache, daß Toner in dem Tonerlieferweg ausgeht, zu erkennen.

Claims

1. Vorrichtung zur Bilderzeugung, umfassend:
eine mit einem photosensitiven Element (201) in Kontakt stehende Entwicklungsvorrichtung (300), die Toner der Oberfläche des photosensitiven Elements (201) zuführt und ein latentes Bild auf der Oberfläche des photosensi tiven Elements (201) entwickelt, wodurch ein Tonerbild entsteht;
eine Reinigungsvorrichtung (400), die hinter der Ent wicklungsvorrichtung (300) in gleitendem Eingriff mit dem photosensitiven Element (201) angeordnet ist und die, nachdem das von der Entwicklungsvorrichtung (300) gebildete Tonerbild auf Papier übertragen wurde, den restlichen Toner, der noch an der Oberfläche des photo sensitiven Elements (201) anhaftet, entfernt und aufsam melt;
eine Tonerzuliefervorrichtung (500), welche in einer ge schlossenen Schleife zwischen der Entwicklungsvorrich tung (300) und der Reinigungsvorrichtung (400) angeord net ist und welche einen Teil des überschüssigen Toners, der in der Entwicklungsvorrichtung (300) nicht für die Entwicklung verwendet wurde, zu der Reinigungsvorrich tung (400) führt und restlichen von der Reinigungsvor richtung (400) aufgesammelten Toner zu der Entwicklungs vorrichtung (300) liefert, und
Tonerzuführmittel (600), um Toner in dem Tonerlieferweg (R) der Tonerzuliefervorrichtung (500) zu ergänzen;
dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungsvorrichtung (700) hinter der Entwick lungsvorrichtung (300) und vor der Reinigungsvorrichtung (400) entlang des Tonerlieferweges (R) angeordnet ist, um eine Abnahme des Toners zu erfassen.

2. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung (700) ein in dem Tonerlieferweg (R) bereitgestelltes Erfassungs fenster (710) und einen in dem Erfassungsfenster (710) bereitgestellten optischen Sensor (730) umfaßt.

3. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsfenster (710) nicht geerdet ist.

4. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche des Erfassungsfensters (710), die mit dem Toner in Kon takt steht, aus Material gebildet ist, das die gleiche Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe aufweist.

5. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuliefervor richtung (500) ein Tonerzulieferelement (510) beinhal tet, das zwischen der Entwicklungsvorrichtung (300) und der Reinigungsvorrichtung (400) zirkulierend bewegbar ist und sich in gleitendem Kontakt mit dem Erfassungs fenster (710) bewegt.

6. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerzulieferelement (510) nicht geerdet ist.

7. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung (700) das in dem Tonerlieferweg (R) bereitgestellte Er fassungsfenster (710), eine gegenüber dem Erfassungsfen ster (710) angeordnete Reflexionsplatte (720) und einen in dem Erfassungsfenster (710) bereitgestellten opti schen Reflexionssensor (730) umfaßt, wobei die Refle xionsplatte (720) das Tonerzulieferelement (510) gegen das Erfassungsfenster (710) drückt.

8. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerlieferweg (R) eine Seitenwandoberfläche (224a) beinhaltet, die zu gleitendem Kontakt mit dem Tonerzulieferelement (510) befähigt ist, um das Tonerzulieferelement (510) zu füh ren, und wenigstens ein Teil der Seitenwandoberfläche (224a), welcher in der Nähe des Erfassungsfensters (710) angeordnet ist, so geneigt ist, daß mit der dem Toner lieferweg (R) gegenüberliegenden Oberfläche des Erfas sungsfensters (710) ein spitzer Winkel gebildet wird.

9. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsplatte (720) nicht geerdet ist.

10. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ober fläche der Reflexionsplatte (720), die mit dem Toner in Kontakt steht, aus Material gebildet ist, das die glei che Polarität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe aufweist.

11. Vorrichtung zur Bilderzeugung, umfassend:
eine mit einem photosensitiven Element (201) in Kontakt stehende Entwicklungsvorrichtung (300), die Toner der Oberfläche des photosensitiven Elements (201) zuführt und ein latentes Bild auf der Oberfläche des photosensi tiven Elements (201) entwickelt, wodurch ein Tonerbild entsteht;
eine Reinigungsvorrichtung (400), die hinter der Ent wicklungsvorrichtung (300) in gleitendem Eingriff mit dem photosensitiven Element (201) angeordnet ist und die, nachdem das von der Entwicklungsvorrichtung (300) gebildete Tonerbild auf Papier übertragen wurde, den restlichen Toner, der noch an der Oberfläche des photo sensitiven Elements (201) anhaftet, entfernt und aufsam melt;
eine Tonerzuliefervorrichtung (500), welche in einer ge schlossenen Schleife zwischen der Entwicklungsvorrich tung (300) und der Reinigungsvorrichtung (400) angeord net ist und welche einen Teil des überschüssigen Toners, der in der Entwicklungsvorrichtung (300) nicht für die Entwicklung verwendet wurde, zu der Reinigungsvorrich tung (400) führt und restlichen von der Reinigungsvor richtung (400) aufgesammelten Toner zu der Entwicklungs vorrichtung (300) liefert, und
Tonerzuführmittel (600), um Toner in dem Tonerlieferweg (R) der Tonerzuliefervorrichtung (500) zu ergänzen;
gekennzeichnet durch
ein elastisches Tonerzulieferelement (510), das in dem Tonerlieferweg (R) in der Tonerzuliefervorrichtung (500) zirkulierend bewegbar ist;
ein transparentes Erfassungsfenster (710), das in dem Tonerlieferweg (R) angeordnet ist und eine vorstehende Oberfläche (715) beinhaltet, die gegen das elastische Tonerzulieferelement (510) vorsteht; und
einen in dem Erfassungsfenster (710) bereitgestellten optischen Sensor (730).

12. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (730) hinter der Entwicklungsvorrichtung (300) und vor der Reinigungsvor richtung (400) angeordnet ist.

13. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Tonerzuliefe relement (510) eine Spiralfeder (510) umfaßt, wobei die Länge (L) der vorstehenden Oberfläche (715) des Erfas sungsfensters (710) in Richtung der Tonerzulieferung gleich oder kleiner als zwei Ganghöhen der Spiralfeder (510) ist.

14. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die vorstehende Oberfläche (715) des Erfassungsfensters (710) aus Material gebildet ist, das die gleiche Polari tät wie eine elektrisierte Polarität des Toners in einer triboelektrischen Reihe aufweist.

15. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Tonerzulieferelement (510) nicht geerdet ist.

16. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungs fenster (710) nicht geerdet ist.

17. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sen sor (730) einen optischen Reflexionssensor (730) und ei ne elastische Reflexionsplatte (720) umfaßt, die an ei ner Position angebracht ist, die dem Erfassungsfenster (710) gegenüberliegt, wobei das elastische Tonerzuliefe relement (510) zwischen der Reflexionsplatte (720) und dem Erfassungsfenster (710) ist und die Reflexionsplatte (720) das elastische Tonerzulieferelement (510) gegen das Erfassungsfenster (710) drückt.

18. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsplatte (720) nicht ge erdet ist.

19. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche der Reflexionsplatte (720), die mit dem Toner in Kontakt steht, aus Material gebildet ist, das die gleiche Pola rität wie eine elektrisierte Polarität des Toners in ei ner triboelektrischen Reihe aufweist.

20. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonerliefer weg (R) eine Seitenwandoberfläche (224a) aufweist, die zu gleitendem Kontakt mit dem elastischen Tonerzuliefe relement (510) befähigt ist, um das elastische Tonerzu lieferelement (510) zu führen, und wenigstens ein Teil der Seitenwandoberfläche (224a), welcher in der Nähe des Erfassungsfensters (710) angeordnet ist, so geneigt ist, daß mit der vorstehenden Oberfläche (715) des Erfas sungsfensters (710) ein spitzer Winkel gebildet wird.

21. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Toner zuführmittel (600) einen Tonertank (600) beinhalten.

22. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor richtung ein Drucker, insbesondere Laserdrucker, ist, mit einem Druckergehäuse (101), in welchem Papierzuführ mittel (102, 104), eine optische Einheit (110), eine Bilderzeugungseinheit (200), eine Fixiereinheit (120) und Papierausgabemittel (103, 108) vorgesehen sind.

23. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführmittel (600) einen Tonertank (600) beinhalten, wobei der Tonertank (600) so am Gehäuse (101) des Druckers befestigt ist, daß der Tonertank einen freiliegenden Bereich (600A) aufweist und mit der Bilderzeugungseinheit (200) verbunden ist.

24. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonertank (600) an seinem unte ren Ende einen Verschlußbereich (630) umfaßt, der ein Dichtungselement (631) und einen Verschluß (632) bein haltet, und die Bilderzeugungseinheit (200) an einem oberen Gehäuse (230) einen Befestigungsbereich (240) um faßt, der ein Dichtungselement (251) und einen Verschluß (252) beinhaltet, wobei der Verschlußbereich (630) des Tonertanks (600) und der Befestigungsbereich (240) der Bilderzeugungseinheit (200) so zusammenwirken, daß in einem Zustand, bei dem der Tonertank (600) an dem Befe stigungsbereich (240) angebracht ist, Toner aus dem Tonertank (600) der Bilderzeugungseinheit (200) zuführ bar ist und in einem weiteren Zustand, bei dem der Tonertank (600) von dem Befestigungsbereich (240) ge trennt ist, sowohl der Tonertank (600) als auch die Bil derzeugungseinheit (200) verschlossen sind, so daß kein Toner entweichen kann.

25. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonertank (600) ein transparentes Tankgehäuse (610) aufweist.