-
GEBIET DER ERFINDUNG UND
STAND DER TECHNIK
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Entwicklungsgerät, eine
Arbeitseinheit (nachfolgend Prozeßkartusche genannt), ein elektrophotographisches
Bilderzeugungsgerät
(nachfolgend Bildausbildungsvorrichtung genannt) und eine Entwicklungsrahmeneinheit.
-
Eine
elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung schließt ein elektrophotographisches
Kopiergerät,
ein elektrophotographisches Druckgerät (z. B. LED-Druckgerät, Laserstrahl-Druckgerät und dergleichen),
ein elektrophotographisches Faxgerät, ein elektrophotographisches Textverarbeitungssystem
und dergleichen ein.
-
Eine
Prozeßkartusche
ist eine Kartusche, die einstückig
aus einer Aufladevorrichtung, einer Entwicklungsvorrichtung oder
einer Reinigungsvorrichtung und einem elektrophotographischen lichtempfindlichen
Bauelement besteht und in der Hauptbaugruppe einer elektrophotographischen
Bildausbildungsvorrichtung abnehmbar angeordnet werden kann, bzw.
eine Kartusche, die einstückig
wenigstens aus einer Entwicklungsvorrichtung und einem elektrophotographischen
lichtempfindlichen Bauteil besteht und in der Hauptbaugruppe einer
Bildausbildungsvorrichtung abnehmbar angeordnet werden kann.
-
In
der Vergangenheit nutzte eine Bildausbildungsvorrichtung, die ein
elektrophotographisches Bildausbildungsverfahren verwendete, ein
Prozeßkartuschensystem,
gemäß dem ein
elektrophotographisches lichtempfindliches Bauteil und ein oder
ein Vielzahl Prozeßvorrichtungen,
welches/welche auf dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Bauteil
funktio niert/funktionieren, einstückig in der Form einer Kartusche
vereinigt sind, die in der Hauptbaugruppe einer Bildausbildungsvorrichtung
abnehmbar angeordnet werden kann. Ferner kann entsprechend diesem
Prozeßkartuschensystem
die Wartung für
eine Bildausbildungsvorrichtung von einem Anwender selbst ausgeführt werden;
der Anwender hängt
für die
Wartung nicht von einer Serviceperson ab. Daher hat die Anwendung
eines Prozeßkartuschensystems
die Nutzleistung einer Bildausbildungsvorrichtung drastisch verbessert.
Demzufolge wird das Prozeßkartuschensystem
auf dem Gebiet der Bildausbildungsvorrichtung umfänglich eingesetzt.
-
Bei
einer Bildausbildungsvorrichtung wie z. B. der vorstehend beschriebenen
elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung, welche ein Prozeßkartuschensystem
verwendet, muß der
Anwender selbst eine Kartusche austauschen. Daher ist die Bildausbildungsvorrichtung
mit einer Vorrichtung zum Informieren des Anwenders über eine
Entwicklerabreicherung, z. B. einer Entwicklermengenerfassungsvorrichtung,
versehen.
-
In
der Vergangenheit ist, um die Entwicklerrestmenge zu erfassen, ein
Elektrodenpaar in der Form eines Stabs in dem Entwicklerbehälter einer Entwicklungsvorrichtung
angeordnet worden, wobei die Menge Entwickler in dem Entwicklerbehälter von einem
Erfassen der Veränderungen,
welche in bezug auf die elektrostatische Kapazität zwischen den zwei Elektroden
erfolgten, bestimmt wurde.
-
Das
japanische Dokument Nr. 100571/1993 beschreibt eine Entwicklermengenerfassungsvorrichtung,
welche ein Entwicklermengenerfassungsbauteil mit zwei Elektroden
aufweist, die in der gleiche Ebene parallel zueinander angeordnet
sind, wobei eine die Gestalt eines „U" und die andere die Gestalt eines „I" so aufweist, daß sie auf
der gleichen Ebene gekoppelt werden können. Dieses Entwicklermengenerfassungsbauteil
ist an dem Bodenabschnitt des Entwicklerbehälters angeordnet. Diese Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
erfaßt
die Menge des verbleibenden Entwicklers durch Erfassen der Fluktuation in
der elektrostatischen Kapazität
zwischen den in der gleichen Ebene angeordneten parallelen Elektroden.
-
Die
vorstehend beschriebene Entwicklermengenerfassungsvorrichtung ist
jedoch eine Ausführung,
welche das Vorhandensein (Fehlen) des Entwicklers innerhalb des
Entwicklerbehälters
erfaßt. In
mehr spezifische Weise ist sie eine Ausführung, die den Entwicklermangel
erst unmittelbar vor der Erschöpfung
des Entwicklers in dem Entwicklerbehälter erfaßt. In anderen Worten, sie
ist nicht fähig,
kontinuierlich zu erfassen, wieviel Entwickler in dem Entwicklerbehälter verblieben
ist.
-
Folglich
kann, wenn es möglich
ist, die in dem Entwicklerbehälter
verbleibende Menge kontinuierlich zu erfassen, ein Anwender den
Stand der Entwicklerverwendung in dem Entwicklerbehälter erkennen,
was dem Anwender ermöglicht,
eine neue Prozeßkartusche
für einen
Austausch vorzubereiten. Das ist für den Anwender sehr praktisch.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
primäre
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Entwicklungsgerät, eine
Prozeßkartusche
und eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung, welche
fähig sind,
kontinuierlich die Entwicklerrestmenge zu erfassen, und ein Entwicklungsgerät, das für eine Prozeßkartusche
und eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung nutzbar
ist, bereitzustellen.
-
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung, welche
eine Entwicklermengenerfassungsvorrichtung aufweist, die in Übereinstimmung
mit dem Verbrauch des Entwicklers in dem Entwicklerbehälter kontinuierlich
die Entwicklerrestmenge erfassen kann, um einem Anwender im Gebrauch
mehr Komfort zu bieten, sowie eine Prozeßkartusche, ein Entwicklungsgerät und eine
Entwicklungsrahmeneinheit, welche mit der vorstehend erwähnten elektrophotographischen
Bildausbildungsvorrichtung kombinierbar sind, bereitzustellen.
-
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Entwicklungsrahmeneinheit
bereitzustellen, die besser dafür
ausgelegt ist, die vorstehend erwähnte Prozeßkartusche und das Entwicklungsgeräts im Sinne
von Qualität
and Montageeffizienz zu verbessern und auch die Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
oder dergleichen, die die Menge Entwickler in der Entwicklungskammer
in Übereinstimmung
mit dem Entwicklerverbrauch erfassen kann, in der vorstehend erwähnte Prozeßkartusche oder
dem Entwicklungsgerät
anzuordnen.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Entwicklungsgerät gemäß Anspruch 1, eine Prozeßkartusche
gemäß Anspruch
11 und eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung gemäß Anspruch
21 bereitgestellt.
-
Diese
und andere Gegenstände,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in Anbetracht
der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen sichtbar.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
eine schematische vertikale Schnittansicht eines Beispiels einer
elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung und stellt ihren generellen
Aufbau dar.
-
2 zeigt
eine äußere perspektivische
Ansicht der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung.
-
3 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht eines Beispiels einer Prozeßkartusche.
-
4 zeigt
eine äußere perspektivische
Ansicht der Prozeßkartusche
von 3, wie sie von der Bodenseite aus gesehen wird.
-
5 zeigt
eine äußere perspektivische
Ansicht der Kartuschenmontagekammer in der Hauptbaugruppe zur Aufnahme
der Prozeßkartusche.
-
6 zeigt
eine perspektivische Ansicht der teilweise demontierten Entwicklungsrahmeneinheit und
stellt ein Beispiel der baulichen Gestaltung zum Anschließen von
Elektroden der Entwicklermengenerfassungsvorrichtung dar.
-
7 zeigt
eine Graphik, die das Verhältnis zwischen
der Tonermenge und der elektrostatischen Kapazität in der Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
zeigt.
-
8 zeigt
eine perspektivische Ansicht der ersten und zweiten Elektrode in
der Entwicklermengenerfassungsvorrichtung.
-
9 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels einer
Prozeßkartusche.
-
10 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels einer
Prozeßkartusche.
-
11 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Entwicklungsrahmeneinheit und stellt
dar, wie die erste und zweite Elektrode an der Entwicklungsrahmeneinheit
angefügt
sind.
-
12 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Entwicklungsrahmeneinheit und stellt
eine weitere Weise, in der die erste und zweite Elektrode an der Entwicklungsrahmeneinheit
angefügt
sind, dar.
-
13 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht einer Prozeßkartusche und stellt dar,
wie der Entwickler in der Entwicklungskammer in Zirkulation versetzt
wird.
-
14 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht einer weiteren Prozeßkartusche
und stellt dar, wie der Entwickler in der Entwicklungskammer in
Zirkulation versetzt wird.
-
15 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht der Prozeßkartusche von 14 und
stellt dar, wie der Entwickler in der Entwicklungskammer in Zirkulation
versetzt wird.
-
16 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht der Prozeßkartusche von 14 und
stellt dar, wie der Entwickler in der Entwicklungskammer in Zirkulation
versetzt wird.
-
17 zeigt
eine vertikale Schnittsansicht eines weiteren Beispiels einer Prozeßkartusche.
-
18 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Entwicklungsrahmeneinheit bei dem
ersten Beispiel und stellt dar, wie die erste und zweite Elektrode an
der Entwicklungsrahmeneinheit angefügt werden.
-
19 zeigt
eine vertikale Schnittsansicht eines weiteren Beispiels einer Prozeßkartusche.
-
20 zeigt
eine vertikale Schnittsansicht eines weiteren Beispiels einer Prozeßkartusche.
-
21 zeigt
eine vertikale Schnittsansicht eines weiteren Beispiels einer Prozeßkartusche.
-
22 zeigt
das Diagramm des Entwicklermengenerfassungsschaltkreises für die Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
in dem ersten Beispiel.
-
23 zeigt
eine schematische Zeichnung eines Beispiels eines Entwicklermengenmeßgeräts.
-
24 zeigt
eine schematische Zeichnung eines weiteren Beispiels eines Entwicklermengenmeßgeräts.
-
25 zeigt
eine vertikale Schnittsansicht der Prozeßkartusche in einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
26 zeigt
eine Längsschnittsansicht
einer Prozeßkartusche
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
27 zeigt
das Diagramm des Entwicklermengenerfassungsschaltkreises für die Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
28 zeigt
eine Graphik, die das Entwicklermengenerfassungsprinzip gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
-
29 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht der Prozeßkartusche in einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
30 zeigt
eine vertikale Schnittsansicht eines weiteren Beispiels eines Entwicklungsgeräts, das
mit einer Entwicklermengenerfassungsvorrichtung ausgestattet ist.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachfolgend
werden ein Entwicklungsgerät, eine
Prozeßkartusche,
eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung und eine
Entwicklungsrahmeneinheit, die der vorliegenden Erfindung entsprechen,
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen mehr im Detail
beschrieben.
-
Beispiel 1
-
Zunächst erfolgt
Bezug nehmend auf 1 die Beschreibung eines Beispiels
einer elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung, in welcher eine
Prozeßkartusche
angeordnet werden kann. Die elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung ist
bei dieser Ausführungsform
ein elektrophotographisches Laserstrahl-Druckgerät, welches unter Anwendung
eines elektrophotographischen Bildausbildungsprozesses Bilder auf
verschiedenen Aufnahmemedien, z. B. Aufnahmepapier, OHP-Folie, Stoff und
dergleichen, ausbildet.
-
Ein
Laserstrahl-Druckgerät
A ist mit einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Bauteil in
Gestalt einer Trommel, d. h. einer lichtempfindlichen Trommel 7,
versehen. Die lichtempfindliche Trommel 7 wird durch eine
Aufladewalze 8, d. h. einer Aufladevorrichtung, aufgeladen.
Danach wird ein mit Bilddaten aufmodulierter Laserstrahl von einer
optischen Vorrichtung 1 mit einer Laserdiode 1a,
einem vieleckigen Spiegel 1b, einer Linse 1c und
einem Ablenkspiegel 1d auf die lichtempfindliche Trommel 7 projiziert.
Als Folge wird ein latentes Bild entsprechend den Bilddaten auf
der lichtempfindlichen Trommel 7 ausgebildet. Dieses latente
Bild wird durch eine Entwicklungsvorrichtung 9 zu einem
Tonerbild, d. h. einem sichtbaren Bild, entwickelt.
-
Bezug
nehmend auf 3, welche das Verständnis der
folgenden Beschreibung erleichtert, ist die Entwicklungsvorrichtung 9 mit
einer Entwicklungskammer 9A versehen, in welcher eine Entwicklungswalze 9a als
Entwickler tragendes Bauteil angeordnet ist. Der Entwickler in einem
Entwicklerbehälter 11A als
einem Entwicklerspeicherabschnitt, der gleich neben der Entwicklerkammer 9A angeordnet ist,
wird durch die Drehung eines Entwicklerförderbauteils 9b zur
Entwicklungswalze 9a geschickt. In der Entwicklungskammer 9A ist
angrenzend an die Entwicklungswalze 9a ein Entwicklerrührbauteil 9e angeordnet,
um den Entwickler in der Entwicklungskammer 9A zirkulieren
zu lassen. Die Entwicklungswalze 9a enthält einen
stationären
Magnet 9c. Wenn die Entwicklungswalze 9a gedreht
wird, wird der Entwickler auf der Umfangsfläche der Entwicklungswalze 9a aufgelagert
und mitgeführt.
Wenn dann die Entwicklungswalze 9a weiter gedreht wird,
wird der Entwickler auf der Entwicklungswalze 9a von einer
Entwicklungsklinge 9d auf eine Entwicklerschicht mit einer
vorbestimmten Dicke gebracht, während
er reibungselektrisch geladen wird, und an den Bildentwicklungsbereich
geliefert. In diesem Bildent wicklungsbereich wird der Entwickler
von der Entwicklungswalze 9a auf das latente Bild auf der
lichtempfindlichen Trommel 7 übertragen. Im Ergebnis bildet sich
ein Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 7 aus.
Die Entwicklungswalze 9a ist so mit einem Entwicklungsvorspannungsschaltkreis
verbunden, daß eine
Entwicklungsvorspannung auf die Entwicklungswalze 9a aufgebracht
wird. Normalerweise ist die Entwicklungsvorspannung eine zusammengesetzte
Vorspannung bestehend aus Wechselspannung und Gleichspannung.
-
Inzwischen
wird ein Stück
Aufnahmemedium 2 von einer Blattzuführkassette 3a, welche
eine Vielzahl Blätter
eines Aufnahmemediums 2 vorhält, durch eine Kombination
einer Aufnehmerwalze 3b, Transportwalzenpaaren 3c und 3d und
einem Ausrichtwalzenpaar 3e im Gleichlauf mit dem Fortschritt der
Tonerbildausbildung zu einem Bildübertragungsbereich transportiert.
Im Übertragungsbereich
ist eine Übertragungswalze 4 als
eine Bildübertragungsvorrichtung
angeordnet, und wenn Spannung auf die Übertragungswalze 4 aufgebracht
wird, wird das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 7 auf
das Aufnahmemedium 2 übertragen.
-
Nach
der Übertragung
wird das Aufnahmemedium 2 entlang einer Transportführung 3f zu
einer Fixiereinrichtung 5 transportiert und durch die Fixiereinrichtung 5,
welche eine Antriebswalze 5c und eine Fixierwalze 5b,
die eine Heizeinrichtung 5a enthält, aufweist hindurchgeführt. Wenn
das Aufnahmemedium 2 die Fixiereinrichtung 5 passiert
hat, ist das Tonerbild, das auf das Aufnahmemedium 2 übertragen worden
ist, mit der Anwendung von Wärme
und Druck von der Fixiereinrichtung 5 auf dem Aufnahmemedium 2 fixiert.
-
Danach
wird das Aufnahmemedium 2 weitergeleitet, durch einen Umkehrweg 3j geleitet
und dann durch Austragwalzenpaare 3g, 3h und 3i in
einen Ausgabekorb 6 ausgegeben. Der Ausgabekorb ist an der
Oberseite der Hauptbaugruppe 14 des Laserstrahl-Druckgeräts A, d.
h. einer elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung, angeordnet.
Hier ist darauf hinzuwei sen, daß das
Aufnahmemedium 2 aus der Hauptbaugruppe 14 der
Vorrichtung ausgespeist werden kann, ohne daß es den Umkehrweg 3j durchläuft, indem
eine Klappe 3k aktiviert wird. In einem derartigen Fall
wird das Aufnahmemedium 2 durch ein Austragwalzenpaar 3m ausgegeben.
Bei dieser Ausführungsform
bilden die zuvor erwähnte Aufnahmewalze 3b,
die Transportwalzenpaare 3b, 3c und 3d und
das Ausrichtwalzenpaar 3e, die Transportführung 3f,
die Austragwalzenpaare 3g, 3h und 31 und
das Austragwalzenpaar 3m die Transporteinrichtung.
-
Nach
der Übertragung
des Tonerbilds auf das Aufnahmemedium 2 durch die Übertragungswalze 4 wird
die lichtempfindliche Trommel 7 durch eine Reinigungsvorrichtung 10 gereinigt;
der auf der lichtempfindlichen Trommel 7 rückständige Entwickler wird
durch die Reinigungsvorrichtung 10 entfernt. Dann wird
die lichtempfindliche Trommel 7 für den folgenden Zyklus des
Bildausbildungsprozesses erneut eingesetzt. Die Reinigungsvorrichtung 10 weist eine
elastische Reinigungsklinge 10a, die in Berührung mit
der lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnet ist, auf. Sie
schabt den auf der lichtempfindlichen Trommel 7 rückständigen Toner
von der lichtempfindlichen Trommel 7 ab und sammelt ihn
in einem Verlusttonerbehälter 10b.
-
Bezug
nehmend auf 3 bildet die Prozeßkartusche
B bei diesem Beispiel ein einstückiges
Ensemble verschiedener Rahmen und darin enthaltener Baugruppen.
Fertigungsmäßig wird
eine Entwicklungseinheit (welche den Entwicklungsgerätabschnitt bildet)
durch Schweißen
eines Entwicklerspeicherrahmens 11, der einen Entwicklerbehälter (Entwicklerspeicherabschnitt)
zum Speichern des Entwicklers und ein Entwicklerförderbauteil 9b einschließt, an eine
Entwicklungsrahmeneinheit 12, welche die Entwicklungseinrichtung 9 hält, die
aus der Entwicklungswalze 9a, Entwicklungsklinge 9d und
dergleichen besteht, gebildet. Dann wird die Prozeßkartusche
B durch ein vollständiges
Verbinden dieser Entwicklungseinheit mit einer Reinigungsrahmeneinheit 13,
in der die lichtempfindliche Trommel 7, die Reinigungsvorrichtung 10,
die aus der Reinigungsklinge 10a und dergleichen besteht,
und die Aufladewalze 8 angeordnet sind, vervollständigt.
-
Die
Prozeßkartusche
B wird in der Kartuschenmontagevorrichtung, mit der die Hauptbaugruppe 14 einer
elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung versehen ist,
abnehmbar befestigbar gehalten. Die Kartuschenmontagevorrichtung
in dieser Ausführungsform
besteht aus einer Führungsvorrichtung 13R (13L),
die aus einem Teil der äußeren rechten
(linken) Wand der Prozeßkartusche
B gebildet ist (4), und Führungsabschnitten 16R (16L)
(5), die als ein Teil der Hauptbaugruppe 14 der
Vorrichtung ausgebildet sind, in die die Führungsvorrichtung 13R (13L)
eingefügt
werden kann.
-
Ferner
ist die Prozeßkartusche
B in diesem Beispiel mit einer Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
als einer Vorrichtung, die kontinuierlich die Menge Restentwickler
in der Entwicklungskammer 9A erfassen kann, wenn Entwickler
in der Entwicklungskammer 9A verbraucht wird, versehen.
-
Bezugnehmend
auf 3 weist die Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
bei diesem Beispiel einen ersten und zweiten elektrisch leitenden
Abschnitt (Elektroden) 81 und 82 auf, welche Meßelektroden
und Teile eines Entwicklererfassungsabschnitts 80 sind.
Die Elektroden 81 und 82 sind längs der
Entwicklungswalze 9a angeordnet. Um die Menge Entwickler
zu erfassen, wird eine Spannung auf die erste Elektrode 81 oder
die zweite Elektrode 82 aufgebracht, um eine statische
Elektrizität
zwischen den Elektroden 81 und 82 zu induzieren,
so daß sich die
Menge Entwickler aus der Messung der Größe der elektrostatischen Kapazität zwischen
den zwei Elektroden 81 und 82 errechnet. Bei dieser
Ausführungsform
wird eine Spannung auf die erste Elektrode 81 aufgebracht.
Dieser Vorgang wird später
im Detail beschrieben.
-
Der
magnetische Entwickler wird durch die magnetische Walze 9c,
die in der Entwicklerwalze 9a enthalten ist, an die Umfangsfläche der
Entwicklungswalze 9a gezogen und auf der Um fangsfläche der
Entwicklungswalze 9a aufgelagert, wenn die Entwicklerwalze 9a gedreht
wird. Dann wird, wenn die Entwicklungswalze 9a weiter gedreht
wird, der magnetische Entwickler auf der Entwicklungswalze durch die
Entwicklungsklinge 9d geschabt. Im Ergebnis bildet sich
eine ebene Schicht aus magnetischem Entwickler auf der Umfangsfläche der
Entwicklungswalze 9a.
-
Die
erste und zweite Elektrode 81 und 82 sind so positioniert,
daß der überschüssige Entwickler,
der von der Entwicklungswalze 9a abgeschabt wird, zwischen
ihnen eintritt.
-
Die
Dielektrizitätskonstante
von Entwickler ist größer als
jene von Luft. Daher ist, wenn sich Entwickler zwischen der ersten
und zweiten Elektrode 81 und 82 befindet, die
elektrostatische Kapazität
zwischen den zwei Elektroden größer, als
wenn sich keiner da befände.
In anderen Worten, wenn sich eine ausreichende Menge Entwickler
in der Entwicklungskammer 9A befindet, wird eine größere elektrostatische
Kapazität
zwischen ihnen geschaffen als wenn nicht, denn, wenn sich eine ausreichende
Menge Entwickler in der Entwicklungskammer 9A befindet, tritt
der vorstehend erwähnte,
von der Entwicklungswalze 9a abgeschabte Entwickler kontinuierlich
zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 ein.
Wenn dann der Entwickler in der Entwicklungskammer 9A verbraucht
wird, reduziert sich die Menge Entwickler, welche zwischen den Elektroden 81 und 82 eintritt,
allmählich,
was wiederum die elektrostatische Kapazität zwischen ihnen verringert.
So erfaßt die
Entwicklermengenerfassungsvorrichtung kontinuierlich die Entwicklermenge
durch Erfassen der Veränderung
in der elektrostatischen Kapazität
zwischen den zwei Elektroden. 7 zeigt
schematisch dieses Konzept, welches später im Detail beschrieben wird.
-
Um
die Genauigkeit, mit welcher die Entwicklermenge kontinuierlich
erfaßt
wird, zu verbessern, ist nur erforderlich, das Ausmaß der Veränderung
in der vorstehend erwähnten
elektrostatischen Kapazität
durch eine Vergrößerung der
Größe der ersten und
zweiten Elektrode 81 und 82 zu erhöhen. Insbesondere
wird angestrebt, daß die
Breite der gegenüberliegenden
Flächen
der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 größer gehalten
wird als der Abstand zwischen den zwei Elektroden.
-
Bezug
nehmend auf 11–18, die
hilfreich für
ein besseres Verständnis
dieses Beispiels sein werden, sind die erste und zweite Elektrode 81 und 82 bei
diesem Beispiel lange und schmale Bauteile, welche sich in der Längsrichtung
der Entwicklungswalze 9a erstrecken. Sie sind aus elektrisch
leitendem Material wie z. B. Edelstahl (SUS), Eisen, Phosphor, Bronze,
Aluminium, elektrisch leitendem Harz und dergleichen ausgebildet,
welche, was eine Funktion als Elektrode betrifft, gleichartig sind.
Doch bei dieser Ausführungsform
ist ein nichtmagnetisches Material wie z. B. nichtmagnetisches SUS
eingesetzt worden, um zu verhindern, daß das Elektrodenmaterial die
Entwicklerzirkulation beeinträchtigt.
-
In
mehr spezifischer Weise wurde bei diesem Beispiel die erste Elektrode 81 aus
nichtmagnetischem SUS ausgebildet und betrug 14 mm in der Breite
(W1) und 0,3 mm in der Dicke (t1). Die zweite Elektrode 82 wurde
aus nichtmagnetischem SUS ausgebildet und betrug 17 mm in der Breite
(W2) und 0,5 mm in der Dicke (t2). Eine Anordnung dieser Elektroden
entlang und parallel zu der Entwicklungswalze 9a in der
Längsrichtung
brachte gute Ergebnisse. Die Konfiguration der Elektroden 81 und 82 muß nicht
auf eine bestimmte beschränkt
werden. Doch eine Anordnung der Elektroden 81 und 82 in
nicht paralleler Weise, so daß der
Zwischenraum zwischen den zwei Elektroden auf der Seite, von der
der Entwickler eintritt, breiter wird als auf der Innenseite 85, wie
in 3 gezeigt, bietet gute Ergebnisse.
-
Ferner
können,
um die Oberflächenbereiche der
Elektroden 81 und 82 zu vergrößern, die Elektroden 81 und 82 aus
gewelltem oder geprägtem
Plattenmaterial ausgebildet sein, wie in 8 gezeigt. Wenn
es aus Gestaltungsgründen
unmöglich
ist, Raum für
größere Elektroden
zu gewährleisten,
oder wenn angestrebt wird, die Kosten zu reduzieren, kann entweder
die erste Elektrode 81 oder die zweite Elektrode 82 in
der Form eines Rundstabs ausgebildet sein, wie in 9 und 10 dargestellt,
die die Beispiele einer solchen Anordnung zeigen und bei welchen
die erste bzw. zweite Elektrode die Form eines Rundstabs aufweist.
Obwohl die Anzahl der Stäbe
bei den in 9 und 10 dargestellten
Beispielen in der Einzahl ist, kann sie in der Mehrzahl sein.
-
Nachstehend
erfolgt die Beschreibung der Positionierung der Elektroden 81 und 82 in
der Längsrichtung.
Bezogen auf die Längsrichtung
der Entwicklungswalze 9a können die erste und zweite Elektrode 81 und 82 sich
bis zu einer Länge
erstrecken, die etwa gleich der Länge des Bildausbildungsbereichs
ist, um die vorstehend erwähnte
elektrostatische Kapazität
so zu erhöhen,
daß die
Erfassungsgenauigkeit verbessert wird. Wenn die Erfassungsgenauigkeit
von etwas geringerer Wichtigkeit ist, kann ein Paar schmalere Elektroden
bezogen auf die Längsrichtung
entweder in der Mitte angeordnet werden oder als ein Abschnitt des
Bildausbildungsbereichs erscheinen, um die Kosten zu reduzieren.
Bei einer solchen Anordnung ist es jedoch nicht möglich zu
erfassen, ob der Entwickler ungleichmäßig, was die Längsrichtung
betrifft, verteilt ist oder nicht. Um ein derartiges Problem zu
lösen,
wird angestrebt, daß eine
Kombination von schmalen Elektroden 81 und 82 jeweils
an einer Mehrzahl von Stellen positioniert wird; z. B. an der Mitte
und beiden Flügeln,
wie in 12 gezeigt.
-
Nachstehend
erfolgt mit Bezug auf 13–16 die
Beschreibung der Entwicklerzirkulation innerhalb der Entwicklungskammer 9A.
-
Wenn
eine Prozeßkartusche,
in mehr spezifischer Weise der Entwicklungsgerätabschnitt der Prozeßkartusche,
zum ersten Mal verwendet wird, ist kein Entwickler zwischen der
ersten und zweiten Elektrode 81 und 81 vorhanden,
wenngleich eine ausreichende Menge Entwickler T in der Entwicklungskammer 9A vorhanden
ist. In dieser Situation wird zuerst durch das Rührbauteil 9e der Entwickler T
in der Entwicklungskammer 9A hin zur Entwicklungswalze 9a geschickt
und dann zur Umfangsfläche
der Entwicklungswalze 9a hingezogen. Danach, wenn die Entwicklungswalze 9a gedreht
wird, wird der Entwickler auf der Umfangsfläche der Entwicklungswalze 9a aufgelagert.
Wenn die Entwicklungswalze 9a weiter gedreht wird, wird
der Entwickler auf der Umfangsfläche
der Entwicklungswalze 9a nivelliert, d. h. die überschüssige Menge
Entwickler auf der Umfangsfläche
der Entwicklungswalze 9a wird abgeschabt, und wenn sie
abgeschabt ist, tritt sie zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 ein,
wie in 13 dargestellt.
-
Wenn
der Entwickler weiter in den Zwischenraum zwischen der ersten und
zweiten Elektrode 81 und 82 eintritt, füllt sich
der Zwischenraum mit dem Entwickler T, der in den Zwischenraum eintritt,
wie in 14 dargestellt. An diesem Punkt
ist jedoch die Entwicklungskammer 9A noch voll von dem
Entwickler T. Deshalb wird, sobald der Entwickler T durch den Eingang 84,
d. h der Bodenseite des Zwischenraums zwischen den Elektroden 82 und 82,
in den Zwischenraum eintritt, er durch den Entwickler T in der Entwicklungskammer 9A blockiert.
Es kommt deshalb, bis sich die Menge Entwickler T in der Entwicklungskammer 9A um
eine wesentliche Menge verringert, nicht vor, daß der Entwickler T zwischen den
Elektroden 81 und 82 auf Grund der Schwerkraft oder
dergleichen frei aus dem Zwischenraum zwischen den zwei Elektroden
fällt.
In anderen Worten, wenn eine ausreichende Menge Entwickler T in
der Entwicklungskammer 9A vorhanden ist, ist der Zwischenraum
zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 mit
dem Entwickler T angefüllt,
weshalb die elektrostatische Kapazität zwischen den zwei Elektroden
hoch ist.
-
Bezug
nehmend auf 15 bewegt sich, wenn die Menge
Entwickler T in dem Entwicklerbehälter 11A und der Entwick lungskammer 9A auf Grund
von Entwicklerverbrauch kleiner wird, der Anteil des Entwicklers,
der den Eingang (ebenso Ausgang) 84 blockiert hat, von
dem Eingang 84 weg, wobei er zuläßt, daß der Entwickler T zwischen
der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 auf
Grund seines Eigengewichts frei in der Richtung der Schwerkraft
fällt.
Ein Teil des frei fallenden Entwicklers T kann, während er
fällt,
durch die magnetische Kraft zur Entwicklungswalze 9a hingezogen
werden, wohingegen der andere Teil einfach die gesamte Strecke fällt, um
sich mit dem Rest des Entwicklers T in der Entwicklungskammer 9A zu
verbinden, um erneut der Entwicklungswalze 9a zugeführt zu werden. Bei
einer bestimmten Baureihe wird der Entwickler T zwischen den zwei
Elektroden auch durch die magnetische Kraft veranlaßt, direkt
zur Umfangsfläche der
Entwicklungswalze 9 zurückzukehren.
-
Bei
der in 15 dargestellten Situation ist die
Menge Entwickler in der Entwicklungskammer 9A klein genug
geworden, um zuzulassen, daß der
Entwickler zwischen den Elektroden 81 und 82 zwischen ihnen
herauskommt. Doch in der Entwicklungskammer 9A bleibt der
Entwickler noch in einem Umfang übrig,
der ausreichend ist, um erforderlich zu machen, daß Entwickler
durch die Entwicklungsklinge 9b von der Entwicklungswalze 9a abgeschabt
wird, um dem Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 zugeführt zu werden, weshalb
die Menge Entwickler zwischen den Elektroden 81 und 82 sich
allmählich
in Übereinstimmung mit
der in der Entwicklungskammer 9A verbleibenden Menge Entwickler
verringert.
-
Im
letzten Stadium des Tonerverbrauchs in der Prozeßkartusche B, d. h. nachdem
der Entwickler in dem Entwicklerbehälter 11A und der Entwicklungskammer 9A so
gut wie vollständig
verbraucht worden ist, wird der Entwickler, welcher anliegend an
der Spitze der Entwicklungsklinge 9d zum Abschaben der überschüssigen Menge
der Entwicklerschicht auf der Umfangsfläche der Entwicklungswalze 9a verbleibt,
d. h. der Entwickler, der zwischen der Entwicklungswalze 9a und
der ersten Elektrode 81 übrig ist, verbraucht, bis der
Entwickler vollständig
erschöpft ist
(Endzustand). Während
dieses Stadiums tendieren die erfolgten Drucke dazu, weiße Stellen
aufzuweisen.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird gemäß diesem
Beispiel die Menge Entwickler in der Entwicklungskammer 9A durch Messung
der Menge Entwickler zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 bestimmt,
welche kontinuierlich durch Messung der elektrostatischen Kapazität zwischen
den Elektroden 81 und 82 erfaßt werden kann.
-
Ferner
ist gemäß diesem
Beispiel der Aufbau angrenzend an die Elektroden 81 und 82 derart,
daß der
Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 mit
keiner Öffnung
an dem nach innen gehenden Ende 85 versehen ist; der Zwischenraum
ist nur mit einer Öffnung 84,
welche sowohl als Eingang als auch als Ausgang dient, versehen.
Daher wirkt eine Erweiterung des Zwischenraums zwischen den Elektroden 81 und 82 an
der Seite des Entwicklereingangs 84 (ebenso – ausgangs),
wie vorstehend beschrieben, dahingehend, daß sie dem Entwickler ermöglicht,
leicht zwischen den zwei Elektroden einzutreten oder herauszukommen.
-
Doch
mit dem Anstieg der Entwicklermenge, die wegen der Erhöhung in
der Drehgeschwindigkeit der Entwicklungswalze 9a oder dergleichen
durch die Entwicklungsklinge 9b pro Zeiteinheit von der
Umfangsfläche
der Entwicklungswalze 9a geschabt wird, steigt die Menge
Entwickler, die zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 eintritt,
wobei manchmal der Entwickler zwischen ihnen fest wird. Wenn dieses
Festwerden eintritt, kann der Entwickler zwischen den Elektroden 81 und 82 nicht
zirkulieren, und in dieser Situation ist/sind das Eigengewicht des Entwicklers
und/oder die Magnetkraft nicht groß genug zu veranlassen, daß der fest
gewordene Entwickler frei aus dem Zwischenraum zwischen den zwei
Elektroden fällt,
weshalb die elektrostatische Kapazität zwischen den zwei Elektroden 81 und 82 sich
nicht verän dert,
was eine Erfassung der Entwicklermenge unmöglich macht. Dieses Phänomen tritt am
wahrscheinlichsten bei einer sehr hohen Luftfeuchtigkeit auf, bei
der es für
den Entwickler leichter ist, Feuchtigkeit aufzunehmen.
-
17 stellt
eine Bauform als eine Lösung des
vorstehend beschriebenen Problems des Festwerdens von Entwickler
dar, gemäß der zusätzlich zu der Öffnung 84,
d. h. dem Eingang-Ausgang)
eine Öffnung 85a,
d. h. ein Ausgang, an der am weitesten einwärts liegenden Seite 85 des
Zwischenraums zwischen den Elektroden 81 und 82 bereitgestellt
ist, um dem Entwickler zu ermöglichen,
zwischen den Elektroden 81 und 82 hindurchzugehen,
so daß der
Entwickler, der zwischen den zwei Elektroden in den Zwischenraum
eintritt, darin nicht fest wird.
-
Nachstehend
erfolgt die Beschreibung des Aufbaus zur Anordnung der ersten und
zweiten Elektrode 81 und 82 an dem Entwicklungsgerätabschnitt der
Prozeßkartusche
B.
-
Der
Entwicklermengenerfassungsabschnitt 80, der die erste und
zweite Elektrode 81 und 82 umfaßt, ermittelt
die Entwicklermenge durch ein Erfassen der elektrostatischen Kapazität zwischen
den zwei Elektroden 81 und 82. Deshalb ist die
Lagegenauigkeit der Elektroden äußerst wichtig.
Ferner müssen,
da die erste Aufgabe bei diesem Beispiel ist, genau die Zeit vorauszusagen,
wann eine Tonererschöpfung,
welche verschiedene weiße
Stellen zur Folge hat, eintritt, die Elektroden 81 und 82 in
der Umgegend der Entwicklungswalze 9a angeordnet werden,
wo der Entwickler bleibt, bis er erschöpft ist.
-
Somit
sind bei diesem Beispiel die erste und zweite Elektrode an der Entwicklungsrahmeneinheit 12 angeordnet,
wie in 18 gezeigt. Als Mittel zum Anordnen
der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 können Schrauben,
Klebstoff, eine Quetschverbindung, ein Preßverfahren mit Einsatzstück oder dergleichen
verwendet werden. Bei Anwendung der vorste hend beschriebenen baulichen
Anordnung können
die Elektroden genau ausgerichtet werden, so daß der Abstand zwischen der
ersten und zweiten Elektrode genau festgelegt ist. Ferner macht
die Positionierung der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 in
der Umgegend der Entwicklungswalze 9a möglich, daß der Zeitpunkt, wenn der Entwickler
zu Ende geht, sehr eng erfaßt
wird.
-
Die
erste und zweite Elektrode 81 und 82 bei diesem
Beispiel sind aus nichtmagnetischem SUS unabhängig von der Entwicklungsrahmeneinheit 12 ausgebildet
und werden dann mit einem geeigneten Mittel, wie vorstehend beschrieben,
daran angeordnet. Doch die Elektroden 81 und 82 können unter
Anwendung eines solchen Verfahrens wie Aufdampfen oder Drucken auch
direkt an der Entwicklungsrahmeneinheit 12 ausgebildet
sein oder können
als elektrisch leitende Abschnitte unter Verwendung einer Kombination
von elektrisch leitendem Harz und einem Zweifarbenformteil in die
Entwicklungsrahmeneinheit 12 eingebaut sein. Verglichen
mit der Bauart bei diesem Beispiel, bei dem die Elektroden und die Entwicklungsrahmeneinheit
unabhängig
voneinander gefertigt worden sind, weisen diese alternativen Ausführungen
in viel geringerem Maße
Anordnungsfehler und/oder Fehler in der Bauteilgröße auf,
weshalb ihr Einsatz die Lagegenauigkeit für die Elektroden verbessern
kann.
-
Ferner
kann, wenn erforderlich, zum Beispiel im Fall, daß die Entwicklungsrahmeneinheit 12 klein ist,
die Bauausführung
der Prozeßkartusche
B so verändert
werden, daß die
erste und die zweite Elektrode 81 und 82 an der
Vorderwand 11a des Entwicklerbehälters 11A angeordnet
werden, wie in 19 gezeigt. Dabei können die
Elektroden 81 und 82 genau positioniert werden.
-
Ferner
kann die Bauart der Prozeßkartusche B,
wie in 20 gezeigt, abgewandelt werden.
In diesem Fall ist die zweite Elektrode 82 an der Entwicklungsrahmeneinheit 12 angeordnet
und die erste Elektrode 81 ist an der Vorderwand 11a des Entwicklerbehälters 11A angeordnet,
so daß die
erste und die zweite Elektrode 81 und 82 einander
gegenüberstehen,
wenn die Entwicklungsrahmeneinheit 12 mit dem Entwicklerbehälter 11A verbunden
ist. Diese Anordnung bringt mehr Spielraum, was die Gestaltung des
Rahmenaufbaus für
die Prozeßkartusche
B betrifft.
-
In
den vorangegangenen Abschnitten dieser Spezifikation erfolgte die
Beschreibung der baulichen Vorkehrung für ein kontinuierliches Erfassen
der Entwicklermenge mit Bezug auf einen Fall, bei dem ein magnetischer
Entwickler als Entwickler für
die Prozeßkartusche
B verwendet wurde. Doch die Beispiele sind auch auf verschiedene
Prozeßkartuschen
anwendbar, die einen Entwicklungsgerätabschnitt aufweisen, der nichtmagnetischen
Entwickler nutzt.
-
Im
Fall eines Entwicklungsgerätaufbaus,
der nichtmagnetischen Entwickler nutzt, wird eine Entwicklerbeschichtungswalze 86 als
Vorrichtung für eine
Versorgung der Entwicklungswalze 9a mit Entwickler genutzt.
Die Walze 86 ist ein elastisches Bauteil, das aus Schwamm
oder dergleichen ausgebildet ist, und wird im Kontakt mit der Entwicklungswalze 9a in
der Gegenrichtung zur Entwicklungswalze 9a gedreht. Durch
die durch den Kontakt erzeugte elektrostatische Kraft (gemessen
in Coulomb) wird die Entwicklungswalze 9a mit dem Entwickler
beschichtet. Unmittelbar vor der vollständigen Erschöpfung des Entwicklers
T verbleibt Entwickler T über
der Grenzfläche
zwischen der Entwicklungswalze 9a und der Entwicklerbeschichtungswalze 86 rückständig. Somit macht
die Positionierung der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 in
der Umgegend des Bereichs über
dieser Grenzfläche
ein kontinuierliches Erfassen der Entwicklermenge wie bei der Prozeßkartusche
B, die magnetischen Entwickler nutzt, möglich.
-
Nachstehend
erfolgt Bezug nehmend auf 4–6 die
Beschreibung dieses Beispiels hinsichtlich der baulichen Vorkehrung
für ein
Verbinden der Elektroden 81 und 82 mit den elektrischen
Kontakten an der Seite der Hauptbaugruppe 14 der elektrophotographischen
Bildausbildungsvorrichtung.
-
Bei
diesem Beispiel sind die erste und die zweite Elektrode 81 und 82 mit
Vorsprüngen 81a bzw. 82a,
wie in 6 gezeigt, versehen. Diese Vorsprünge 81a und 82a werden
in die entsprechenden Durchbrüche 12a und 12b,
mit denen die Entwicklungsrahmeneinheit 12 ausgestattet
ist, eingefügt, wenn
die erste und zweite Elektrode 81 und 82 an der Entwicklungsrahmeneinheit 12 angeordnet
werden.
-
Die
Entwicklungsrahmeneinheit 12 ist mit einer Haltevorrichtung 90 versehen,
welche an der Entwicklungsrahmeneinheit 12 an einem der
Längsenden
befestigt ist. Die Haltevorrichtung 90 trägt mit Zwischenschaltung
eines Lagers drehend die Entwicklungswalze 9a. Die Haltevorrichtung 90 ist
mit einem ersten elektrischen Kontakt 91 und einem zweiten
elektrischen Kontakt 92 versehen. Die Kontaktabschnitte 91a und 92a,
d. h. die freien Enden des ersten und zweiten elektrischen Kontakts 91 bzw. 92 sind
mit den vorstehend erwähnten
Vorsprüngen 81a und 82a der
ersten und zweiten Elektrode 81 bzw. 82 verbunden,
wenn die Haltevorrichtung 90 an der Entwicklungsrahmeneinheit 12 an
einem der Längsenden
befestigt ist.
-
Die
Kontaktabschnitte 91b und 92b, d. h. die Enden
gegenüber
den vorstehend erwähnten
freien Enden, des ersten und zweiten elektrischen Kontakts 91 und 92 werden
an der Haltevorrichtung 90 fest angeordnet, wobei sie aus
der Außenfläche der
Haltevorrichtung 90 so hervorragen, daß sie, wenn die Prozeßkartusche
B in der Hauptbaugruppe 14 der Vorrichtung angeordnet wird,
mit den in der Hauptbaugruppe 14 der Vorrichtung angeordneten
Kontakten 17 bzw. 18 elektrisch in Verbindung
gelangen (5).
-
Mit
der Bereitstellung des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird, wenn
die Prozeßkartusche
B in der Hauptbaugruppe 14 einer elektrophotographischen
Bildausbildungsvorrichtung angeordnet ist, eine Spannung von der
Hauptbaugruppe 14 der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung
durch den ersten elektrischen Kontakt 91 auf die erste
Elektrode 81 aufgebracht, und geht die in der zweiten Elektrode 82 induzierte
Spannung, welche der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden 81 und 82 entspricht,
durch den zweiten elektrischen Kontakt 92 auf die Hauptbaugruppe 14 der elektrophotographischen
Bildausbildungsvorrichtung über.
Natürlich
ist möglich,
daß Spannung
von der Hauptbaugruppe 14 der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung
durch den ersten elektrischen Kontakt 91 auf die zweite
Elektrode 82 aufgebracht wird und die in der ersten Elektrode 81 induzierte
Spannung durch den zweiten elektrischen Kontakt 92 auf
die Hauptbaugruppe 14 der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung übergeht.
-
Nachstehend
erfolgt Bezug nehmend auf 22 die
weitere Beschreibung eines Beispiels des vorstehend beschriebenen
Prinzips in der Form einer Entwicklermengenerfassungsvorrichtung. 22 zeigt
ein Beispiel eines Diagrams eines Entwicklermengenerfassungsschaltkreises
in der Bildausbildungsvorrichtung einschließlich der Verbindung zwischen
dem Schaltkreis und dem Entwicklermengenerfassungsabschnitt 80,
der mit der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 versehen
ist.
-
Der
Erfassungsabschnitt 80, der eine elektrostatische Kapazität Ca aufweist,
welche entsprechend der Veränderung
der Entwicklermenge fluktuiert, weist eine Eingangselektrode als
ein Impedanzelement, d. h. die erste Elektrode 81 bei diesem
Beispiel, und eine Ausgangselektrode, d. h. die zweite Elektrode
bei diesem Beispiel, auf. Die Eingangselektrode ist durch den ersten
elektrischen Kontakt 91 mit einem Entwicklungsvorspannungsschaltkreis 101 als
einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Entwicklungsvorspannung verbunden,
und die Ausgangselektrode ist durch den zweiten elektrischen Kontakt 92 mit
der Steuerschaltung 102 des Entwicklermengenerfassungsschaltkreises 100 verbunden.
Ein Bezugskapazitätsbauteil
(Cb) ist ebenso mit dem Entwicklungsvorspannungsschalt kreis 101 verbunden
und bestimmt unter Nutzung des Wechselstroms I1, der durch den Vorspannungsschaltkreis 101 aufgebracht
wird, eine Bezugsspannung V1 zum Erfassen der Menge des verbleibenden
Entwicklers. Es ist offensichtlich, daß, wenn die Prozeßkartusche
in der Hauptbaugruppe 14 der Vorrichtung angeordnet ist, der
Kontakt 19 (in 5 nicht dargestellt), der in
der Hauptbaugruppe 14 der Vorrichtung angeordnet ist, einen
elektrischen Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 93a des elektrischen
Kontakts 93 der Entwicklungswalze 9a herstellt
und demzufolge von dem Vorspannungsschaltkreis 101 eine
Entwicklungsvorspannung auf die Entwicklungswalze 9a aufgebracht
wird.
-
Die
Steuerschaltung 102 bestimmt die Bezugsspannung V1 durch
Addition der Größe V2 des Spannungsabfalls,
der durch einen Wechselstrom I1',
d. h. einen Strom, der durch ein Volumen VR1 von dem Wechselstrom
I1, der am Bezugsimpedanzelement anliegt, und einen Widerstand R2
parallel geschaltet ist, verursacht ist, zur Spannung V3, die von den
Widerständen
R3 und R4 bestimmt ist.
-
Daher
geht eine Wechselstrom 12, der auf den Entwicklermengenerfassungsabschnitt 80 aufgebracht
wird, in einen Verstärker 103 ein
und kommt dann als eine Spannung V4 (V1 – I2 × R5) heraus, welche die Menge
des verbleibenden Entwicklers repräsentiert. Sein Ausgangswert
wird dann als der Wert der erfaßten
Menge des verbleibenden Entwicklers genommen.
-
Die
Bildausbildungsvorrichtung in diesem Beispiel veranlaßt einen
Anwender, eine neue Prozeßkartusche
oder eine Entwicklerzufuhrkartusche vorzubereiten, indem sie die
verbrauchte Menge Entwickler, die auf der Grundlage der Angaben
bestimmt wird, die durch ein kontinuierliches Erfassen der Entwicklermenge
zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 erlangt
werden, anzeigt, wobei sie einen Anwender auch veranlaßt, die
Prozeßkartusche zu
wechseln oder die Prozeßkartusche
mit einem neuen Vorrat Entwickler wieder zu füllen, indem sie entsprechend
der erfaßten
Erschöpfung
des Entwick lers anhand der vorstehend erwähnten kontinuierlichen Erfassung
anzeigt „kein
Entwickler".
-
Was
das Verfahren des Anzeigens der Entwicklermenge betrifft, wird die
von der vorstehend erwähnten
Entwicklermengenerfassungsvorrichtung erlangte Information auf dem
Bildschirm des PC des Anwenders oder dergleichen angezeigt, wie
in 23 und 24 gezeigt;
ein Anwender wird durch Beobachten der Stelle auf einem Meßgerät 42,
die durch eine Hand (Nadel) 41 angezeigt wird, welche sich
in Übereinstimmung
mit der Entwicklermenge bewegt, über
die Entwicklermenge informiert.
-
Die
Hauptbaugruppe der Bildausbildungsvorrichtung selbst kann mit einem
Anzeigefeld, wie z. B. einem LED-Anzeigefeld 43, das in 25 gezeigt ist,
das an einer Position entsprechend der Entwicklermenge aufleuchtet,
versehen sein.
-
Ausführungsform
-
26 stellt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Das Entwicklungsgerät in der
Prozeßkartusche
B in dieser Ausführungsform
ist mit einem dritten elektrisch leitenden Abschnitt (Elektrode) 83 als
dem Meßelement
für den
Entwicklermengenerfassungsabschnitt 80 versehen. Ansonsten
ist es im wesentlichen von gleicher Bauart wie das in der Prozeßkartusche
B bei dem ersten Beispiel. Daher erhalten die Bauformen und Bauteile
in dieser Ausführungsform,
die die gleichen sind wie jene bei dem ersten Beispiel, die gleichen
Bezugszeichen wie jene, die die entsprechenden Bauformen und Bauteile
bei dem ersten Beispiel erhielten, wobei ihre detaillierte Beschreibung
weggelassen wird.
-
In
anderen Worten, diese Ausführungsform ist,
was den ersten und zweiten elektrisch leitenden Abschnitt (Elektroden) 81 und 82,
ihre Bauformen und ihre Positionierung, die Entwicklerzirkulation
zwischen den Elektroden 81 und 82, die Bauformen,
die die Elektroden 81 und 82 umgeben, die Verfahren zum
Anordnen der Elektroden 81 und 82 und dergleichen
be trifft, ein Duplikat des ersten Beispiels. Daher werden die Beschreibungen
der Bauformen und Funktionen der genau gleichen Abschnitte weggelassen.
-
Die
Hauptaufgabe des Aufbaus der Prozeßkartusche in dieser Ausführungsform
ist, exakt den Zeitpunkt, unmittelbar bevor die Druckfehler in der Form
weißer
Stellen anfangen, in den fertigen Drucken sichtbar zu werden, zu
erfassen. Alles, was notwendig ist, um diese Aufgabe zu erfüllen, ist,
die Entwicklermenge in dem Bereich in der Prozeßkartusche B zu erfassen, aus
dem die letzte Entwicklerzufuhr verbraucht wird. So wird bei dieser
Ausführungsform
die Entwicklermenge in der unmittelbaren Umgegend der zweiten und
dritten Elektrode 82 und 83 und der Entwicklungswalze 9a erfaßt, wie
bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform bezüglich der
Entwicklerzirkulation ausgeführt.
-
In
anderen Worten, im Fall der Entwicklermengenerfassungsvorrichtung
bei dieser Ausführungsform,
welche in 26 dargestellt ist, sind nicht nur
die erste und zweite Elektrode 81 und 82 wie jene bei
der ersten Ausführungsform
angeordnet, sondern ist auch eine zusätzliche Elektrode, d. h. die
dritte Elektrode 83, entlang der Entwicklungswalze 9a angeordnet.
Die dritte Elektrode 83 ist viel enger an der Entwicklungswalze 9a angeordnet
als die erste Elektrode 81.
-
Mit
der Bereitstellung der vorstehend beschriebenen baulichen Anordnung
wird, wenn eine Spannung auf die erste Elektrode 81 aufgebracht wird,
statische Elektrizität
zwischen der ersten und zweiten Elektrode 81 und 82 in
einer Größe Ca induziert,
wobei durch die auf die Entwicklungswalze 9a aufgebrachte
Entwicklungsvorspannung gleichzeitig auch eine statische Elektrizität in einer
Größe Cc zwischen
der Entwicklungswalze 9a und der dritten Elektrode 83 induziert
wird. Die Entwicklermenge wird durch Messen dieser elektrostatischen
Kapazitäten Ca
und Cc bestimmt.
-
In 27 ist
ein Beispiel eines Entwicklermengenerfassungsschaltkreises in dieser
Ausführungsform
dargestellt. Die gesamte Schaltkreisstruktur ist im wesentlichen
die gleiche wie bei dem Entwicklermengenerfassungsschaltkreis in
der ersten Ausführungsform,
der in 22 gezeigt ist, mit einer Ausnahme,
daß die
dritte Elektrode 83 in einer Weise angeordnet ist, daß sie der
Entwicklungswalze 9a so gegenübersteht, daß statische
Elektrizität
zwischen der Entwicklungswalze 9a und der dritten Elektrode 83 in
einer Größe Cc induziert
wird. Daher wird die detaillierte Beschreibung für diese Ausführungsform
weggelassen.
-
Bezug
nehmend auf 27 ist der Entwicklermengenerfassungsschaltkreis
in dieser Ausführungsform
mit einem Kontakt 91 zur Verbindung mit der Elektrode 17 der
Hauptbaugruppe 14 der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung,
um Spannung auf die erste Elektrode 81 aufzubringen, und
mit einem Kontakt 93 zur Verbindung mit der Elektrode 19 der
Hauptbaugruppe 14 der Vorrichtung, um die Entwicklungsvorspannung
auf die Entwicklungswalze 9a aufzubringen, versehen. Die
getrennte Anordnung dieser Kontakte 91 und 93 bietet mehr
Freiheit in der Gestaltung.
-
Ferner
wird die Spannung, die auf die erste Elektrode 81 aufzubringen
ist, von dem Entwicklungsvorspannungsschaltkreis 101 bereitgestellt, was
den Bedarf an einer zusätzlichen
Energiequelle eliminiert. Daher kann ein Kostenanstieg vermieden werden.
-
Ferner
weisen die Kontakte die Form eines einzelnen Stücks auf, weshalb es keine kapazitive Streuung
gibt, was sichert, daß die
elektrostatische Kapazität
genau gemessen wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform die Entwicklermenge
in der Prozeßkartusche
B durch kontinuierliches Erfassen des Abnehmens der Menge Entwickler
zwischen den Elektroden 81 und 82 genau bestimmt
und das „ENDE" der Entwicklerzufuhr
in der Prozeßkartusche
B durch Erfassen der Entwicklermenge zwischen der Entwicklungswalze 9a und
der Elektrode 83 genau erfaßt. Das Verhältnis zwischen
der Entwicklermenge und der Ausgabe des Tonermengenerfassungsschaltkreises
ist in 28, (a), (b) und (c) graphisch dargestellt.
-
Nochmals
Bezug nehmend auf 27 sind das erste elektrostatische
Kapazitätselement
(Ca), das durch die erste und zweite Elektrode 81 und 82 bereitgestellt
ist, und das zweite elektrostatische Kapazitätselement (Cc), das durch die
Entwicklungswalze 9a und die dritte Elektrode 83 bereitgestellt
ist, parallel verbunden, was die Anzahl der Kontakte in der Hauptbaugruppe 14 der
Bildausbildungsvorrichtung und der Prozeßkartusche B verringert. Daher
ist die Prozeßkartusche
B in dieser Ausführungsform niedriger
in den Kosten.
-
Ein
langer Kabelverlauf erhöht
die Wahrscheinlichkeit, daß statische
Elektrizität
zwischen den angrenzenden Kabelabschnitten induziert wird, was wiederum
die Erfassungsgenauigkeit verringert. Somit führt eine Verkürzung des
Weges, auf dem elektrische Leitung verlegt wird, zu einer Verbesserung
der Erfassungsgenauigkeit. Daher ist angestrebt, daß die zweite
und dritte Elektrode 82 und 83 verkabelt werden,
wie in 27 gezeigt. Vorzugsweise sind
die zweite und dritte Elektrode 82 und 83 einstückig ausgebildet,
um die Verkabelung zu minimieren, so daß die Erfassungsgenauigkeit
weiter verbessert wird. Dabei ist die dritte Elektrode 83 so
gebogen, daß der
gebogene Abschnitt der Elektrode 83 sich von der zweiten
Elektrode 82 wegstreckt, wobei sich der Abstand zwischen
der dritten Elektrode 83 und der Entwicklungswalze 9a,
wie vorstehend beschrieben, verringert.
-
Ausführungsform 3
-
30 stellt
ein weiteres Beispiel einer Entwicklungsgerätkartusche C dar. Das Entwicklungsgerät C weist
bei diesem Beispiel die Form einer Kartusche auf, die einen Entwicklerträger wie
z. B. eine Entwicklungswalze 9a, eine Entwicklungskammer 9A,
welche Toner zur Versorgung des Entwickler trägers mit Entwickler enthält, und
eine Kunststoffentwicklungsrahmeneinheit 11, in welcher
der Entwicklerträger
und die Entwicklungskammer 9A aufgenommen sind, auf. In
anderen Worten, das Entwicklungsgerät C ist eine Kartuschenversion
des Entwicklungsgerätabschnitts
der Prozeßkartusche
B des ersten Beispiels und der vorstehend beschriebenen Ausführungsform,
d. h. eine Kartusche, die durch Aussondern der lichtempfindlichen
Trommel 7, Beschickungsvorrichtung 8 und Reinigungsvorrichtung 10 aus
der Prozeßkartusche
B gebildet ist. Daher treffen alle Beschreibungen, die bezüglich der
Bauformen des Entwicklungsgerätabschnitts
und Entwicklermengenerfassungsabschnitts bei der ersten und zweiten
Ausführungsform
gegeben wurden, auch auf das Entwicklungsgerät bei dieser Ausführungsform zu.
Somit wird die Beschreibung der Bauform und Funktion des Entwicklungsgeräts bei dieser
Ausführungsform
hier weggelassen, indem auf die vorangegangenen Beschreibungen des
ersten Beispiels und der Ausführungsform
verwiesen wird.
-
Selbstverständlich kann
das Entwicklungsgerät
bei diesem Beispiel mit der dritten Elektrode 83 versehen
werden.
-
Wie
aus der Beschreibung gemäß der vorliegenden
Erfindung hervorgeht, kann die Menge des verbleibenden Entwicklers
genau und kontinuierlich erfaßt
werden.
-
Bei
der beschriebenen Ausführungsform kann,
während
sich die Menge des verbleibenden Entwicklers in einem Bereich von
etwa 30% herunter bis 0% befindet, die Menge des verbleibenden Entwicklers
kontinuierlich erfaßt
werden, vorausgesetzt daß die
Gesamtmenge des in dem Entwicklerbehälter enthaltenen Entwicklers
vor der erstmaligen Verwendung der Prozeßkartusche 100% betragen hat. Doch
die Anwendung der vorliegenden Erfindung muß nicht auf die beschriebene
Ausführungsform
beschränkt
werden. Zum Beispiel können
Abwandlungen so durchgeführt
werden, daß die
Menge des verbleibenden Entwicklers in dem Entwicklerbehälter kontinuierlich
in einem Bereich von 50% herunter bis 0% oder von 40% herunter bis 0%
erfaßt
werden kann. Hier ist darauf hinzuweisen, daß „0%" nicht einen Zustand einer Prozeßkartusche
bedeutet, bei dem der Entwickler vollständig erschöpft ist; dies schließt auch
einen anderen Zustand einer Prozeßkartusche ein, bei dem die
Menge Entwickler in der Prozeßkartusche
sich bis zu einem Punkt verringert hat, der nahe genug daran liegt,
die Bildausbildungsvorrichtung außerstande zu setzen, Bilder
mit einem vorgegebenen Qualitätsniveau
auszubilden (Entwicklungsqualität).
-
[Wirkungen der Erfindung]
-
Wie
vorstehend beschrieben, weisen gemäß dem ersten Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung ein Entwicklungsgerät, eine Prozeßkartusche oder
eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung auf:
einen
ersten elektrisch leitenden Abschnitt; einen zweiten elektrisch
leitenden Abschnitt, der dem ersten elektrisch leitenden Abschnitt
gegenüberliegt;
einen ersten elektrischen Kontakt zur Aufnahme der Spannung, die
auf den ersten elektrisch leitenden Abschnitt aufzubringen ist,
von der Hauptbaugruppe der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung;
einen dritten elektrisch leitenden Abschnitt zum Induzieren einer
statischen Elektrizität
zwischen dem Entwicklerträgerelement
und ihn selbst, wenn eine Spannung auf den dritten elektrisch leitenden
Abschnitt von der Hauptbaugruppe der elektrophotographischen Bildausbildungsvorrichtung
aufgebracht wird; und einen zweiten elektrischen Kontakt zum Übertragen
zusammengesetzter elektrischer Signale, die sich aus elektrischen
Signalen, welche entsprechend der zwischen dem ersten und zweiten elektrisch
leitenden Abschnitt bereitgestellten elektrostatischen Kapazität erzeugt
werden, wenn Spannung auf den ersten elektrisch leitenden Abschnitt aufgebracht
wird, und elektrischen Signalen, welche entsprechend der zwischen
dem Entwicklerträgerbauteil
und dem dritten elektrisch leitenden Abschnitt bereitgestellten
elektrostatischen Kapazität
erzeugt werden, wenn Spannung auf das Entwicklerträgerbauteil
aufgebracht wird, zusammensetzen, um der Hauptbaugruppe der elektrophotogra phischen
Bildausbildungsvorrichtung zu ermöglichen, die Menge des verbleibenden
Entwicklers zu erfassen. Daher kann die Menge des verbleibenden
Entwicklers in der Entwicklungskammer kontinuierlich erfaßt werden, wenn
Entwickler verbraucht wird. Ferner können die Meßfehler, die auftreten, wenn
die Menge des verbleibenden Entwicklers auf der Grundlage der Fluktuation
in der elektrostatischen Kapazität
zwischen zwei Elektroden in einer unbeständigen Umgebung erfaßt wird,
eliminiert werden, um einen Gesamterfassungsfehler zu verringern.
Daher können
ein Entwicklungsgerät,
eine Prozeßkartusche
und eine elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung erheblich
verbessert werden, was den Komfort betrifft.
-
Ferner
weist gemäß dem ersten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Entwicklungsrahmeneinheit
auf: einen Abschnitt zum Lagern eines Entwicklerträgerbauteils
zum Transportieren von Entwickler zu einem elektrophotographischen
lichteempfindlichen Bauteil, um ein elektrostatisches latentes Bild
zu entwickeln, das auf dem elektrophotographischen lichtempfindlichen
Bauteil ausgebildet wird; einen Abschnitt zum Tragen eines Regulierungsbauteils,
welches die Menge Entwickler reguliert, die an der Umfangsfläche des
Entwicklerträgerbauteils
verbleiben darf; einen Abschnitt zum Tragen des ersten elektrisch
leitenden Abschnitts und einen Abschnitt zum Tragen des zweiten
elektrisch leitenden Abschnitts in einer solchen Weise, daß der zweite
elektrisch leitende Abschnitt dem ersten elektrische leitenden Abschnitt,
der von dem Tragabschnitt des ersten elektrisch leitenden Abschnitts
getragen ist, gegenübersteht;
und einen Abschnitt zum Tragen des dritten elektrisch leitenden
Abschnitts in einer solchen Weise, daß der dritte elektrisch leitende
Abschnitt dem Entwicklerträgerbauteil,
das von dem Tragabschnitt des Entwicklerträgerbauteils getragen ist, gegenübersteht.
Daher wird gewährleistet,
daß eine
Entwicklermengenerfassungsvorrichtung oder dergleichen, welche kontinuierlich
die Menge Entwickler, die in der Entwicklungskammer verbleibt, wenn
Entwickler verbraucht wird, erfassen kann, zweckmäßig an das
vorstehend erwähnte
Entwicklungsge rät,
die Prozeßkartusche
oder die elektrophotographische Bildausbildungsvorrichtung angeordnet ist.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ersichtlich ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung
gewährleistet,
daß die
Menge des verbleibenden Entwicklers kontinuierlich erfaßt werden
kann.
-
Wenngleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf die gezeigten Strukturen beschrieben
wurde, ist diese nicht auf die dargelegten Details beschränkt, und
mit der Anmeldung ist beabsichtigt, solche Abwandlungen und Änderungen
einzuschließen,
welche sich aus den nachfolgend genannten Ansprüchen ergeben.