成像設備及其色粉補充裝置的製作方法
2023-06-12 05:31:51
專利名稱：成像設備及其色粉補充裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電成像設備，該設備包括可使用單組分或雙組分顯影劑的顯影部件，尤其涉及向顯影部件補充色粉的裝置。
在複印機、印表機、傳真裝置或類似的靜電成像裝置中，通過靜電作用在光導元件或圖像載體上形成潛影，然後從顯影部件輸入的色粉將其顯現為色粉圖像。色粉圖像從光導元件轉移到紙或類似的記錄介質上，再由定影部件進行定影。由於反覆顯影使色粉逐漸耗盡，所以為彌補顯影劑中色粉含量的降低，色粉補充裝置向顯影部件補充色粉。這樣可以穩定地保持一預定的色粉含量。
對於消耗相對少量色粉，即產生相對少量複印件的成像設備來說，從上述補充裝置中補充色粉可以滿足要求了。但是，產生大量複印件或經常使用較大幅面紙張的成像設備耗費大量色粉。對於這樣的設備必須頻繁更換色粉罐或色粉盒，費時費力。
據此，有人建議增大色粉罐或色粉盒的容積，即增大色粉盒的尺寸。但是，增大色粉罐的尺寸會直接導致該設備的整個體積增大，因此必須限制這種增加。而且，只有施加相當大的扭矩才能轉動大體積的色粉罐，妨礙了補充色粉。儘管可以用泵或類似方法代替轉動色粉罐，以帶動色粉向其色粉出口運動，但這種方案會增加成本。
另一方面，象過去曾建議過的那樣，大體積的色粉罐或色粉盒可用多個色粉罐或盒代替。例如，日本專利公開特許公報No.2-277083公開了一種包括盛放多個色粉盒的色粉供給器的色粉補充機構。該色粉盒自動轉換多次，以減少更換頻率。
日本專利公開特許公報No.4-115273提出了一種包括一個存放有多個色粉盒的盒存放裝置的成像設備。當收集空色粉盒時，所述盒存放裝置自動將色粉從特定的一個盒中送入色粉補充裝置。具體地說，當從色粉補充裝置中收回一個空色粉盒之後，再將一個新色粉盒送入該補充裝置。接著，從盒存放裝置中拉出空盒。這種盒存放裝置可連續不斷地將色粉送入顯影部件而無需中止設備的工作。
但是，上述傳統方案的問題在於，由於隨機選用多個色粉盒，所以使得色粉供給器或盒存放裝置的使用壽命不均衡。即，每個盒存放部分具有特定的使用壽命並且獨立於其它部件進行控制，從而導致控制繁瑣。另一個問題是，即將使用的盒中的色粉流動性不良，補充色粉時不容易向盒的開口移動。這樣會增加留在盒中的色粉量。而且，流動性不好的色粉置於盒的內壁上，更增加了留在盒中的色粉量。
上述公開特許公報No.2-277083所述的色粉供給器必須置於顯影部件旁邊，因而阻礙了使設備小型化。而且，該色粉供給器結構複雜，不易維修。
因此，本發明的一個目的是提供一種包括一個大容量的色粉存放部件的色粉補充裝置和一個包括上述色粉補充裝置的成像設備，該色粉補充裝置無需特殊設計、操作方便而且穩定可靠。
本發明的另一個目的是提供一種色粉補充裝置和一個包括上述色粉補充裝置的成像設備，該色粉補充裝置能保證存放在色粉罐中的色粉流動性良好。
本發明的另一個目的是提供一種色粉補充裝置和包括上述色粉補充裝置的成像設備，該色粉補充裝置不需要在顯影部件周圍有很大的空間，並保證了較高的工作效率和維修效率。
參考附圖，從下文的詳細描述中可明了本發明的上述目的及其它目的、特性和優點。
圖1是表示現有的色粉補充裝置及包括該色粉補充裝置的顯影部件的剖視圖；圖2表示本發明的成像設備的第一實施例；圖3A-1、3B-1、3C-1和3D-1是表示第一實施例中的色粉罐的正視圖，這些圖示出了色粉是如何從罐中排出的；圖3A-2、3B-2、3C-2和3D-2分別是圖3A-1至圖3D-1的剖視圖；圖4和圖5是表示第一實施例中的罐支撐機構的剖視圖；圖6表示第一實施例中將蓋從色粉罐上移去的機構；圖7是表示安裝在色粉罐上的制動件的剖視圖；圖8是構成第一實施例中的色粉傳輸部件的粉末泵的剖視圖；圖9是表示應用於第一實施例的顯影部件的剖視圖10是表示顯影部件中的色粉補充部分的透視圖；圖11是表示顯影部件中的色粉補充部分和色粉收集裝置的剖視圖；圖12是第一實施例中的色粉筒的正視圖；圖13是該色粉筒的側視圖；圖14是表示第一實施例中的控制系統的框圖；圖15是表示本發明第二實施例的色粉補充裝置的剖視圖；圖16是表示罐旋轉件和第二實施例中的色粉罐的分解透視圖。
圖17是表示安裝在軸套上的圖16中的色粉罐，以說明第二實施例的工作過程的剖視圖。
圖18是表示第二實施例中當彈簧卡頭將蓋從色粉罐上移走、從而使色粉流出時的剖視圖；圖19是表示第二實施例中的通道的剖視圖；圖20是表示第二實施例中的控制系統的框圖；圖21A至圖21C是表示第二實施例中的色粉罐在特定條件下的剖視圖；圖22是表示本發明第三實施例的色粉補充裝置的剖視圖；圖23A和圖23B是表示第三實施例在與臂有關的特定條件下的剖視圖；圖24是表示第三實施例的控制系統的框圖；圖25A至圖25C是表示第三實施例的色粉罐在特定條件下的剖視圖；圖26是表示本發明第四實施例的色粉補充裝置的分解透視圖；圖27是表示本發明第五實施例的色粉補充裝置的透視圖。
為更好地理解本發明，下面將簡單說明包含在一臺複印機或類似靜電照相設備中的顯影裝置。圖1示出一種與顯影裝置配合使用的傳統的色粉補充裝置。如圖所示，顯影裝置80包括顯影盒82，其中裝有色粉94和載體的混合體-顯影劑81。該盒82中設置有第一攪拌輥83、第二攪拌輥84和顯影輥85。補充色粉的管道86可伸入攪拌輥83的軸中。該管道86從盒子82中伸出，其末端在色粉補充裝置90中。
色粉補充裝置90帶有支撐色粉罐或色粉容器91的支撐件92、以及包括減速器的用於轉動色粉罐91的電機93。螺旋突起95形成於色粉罐91的內圓周表面上。當帶有減速器的電機93轉動由支撐件92支撐的色粉罐91時，螺旋突起95將罐91中的色粉94連續輸送到色粉出口96，色粉隨後被送入輸出管97。色粉94通過管道97和86補充到顯影裝置80中。在顯影裝置80中，攪拌輥83和84將顯影劑81送至顯影輥85。顯影輥85將顯影劑81送至做成鼓99的光導元件上，從而使鼓99上通過靜電作用而形成的潛影顯現出來。
色粉補充裝置90的問題在於當產生大量複印件或在大幅面的紙上複製圖像時，色粉94的消耗量增加並且如上所述導致要頻繁地、花費時間去更換色粉罐91。為了解決上述問題，如果增大色粉罐91的容積，設備自身的體積將增大並且需要很大的扭矩來驅動罐91。甚至用多個色粉罐代替一個大色粉罐91並中斷設備的工作也存在上述問題。
下面將描述本發明的成像設備和色粉補充裝置的最佳實施例。所說的成像設備以複印機為例。應注意每個實施例中使用特殊標號，即，實施例中使用的同一標號不總是表示同一部件。
參見圖2，它表示本發明的實施例-一臺複印機，其整體用標號100表示。如圖所示，該複印機100總的來說由一個自動原稿輸入部件(ADF)110、一個曝光部件120、一個成像部件130和一個輸紙部件140組合而成，它們通過傳統的靜電照相工藝相互配合形成圖像。
曝光部件120由包括光源121、反射鏡122、123、124、126、127和128、和透鏡125的光學器件製成。當光源121照射由ADF 110或用手放到玻璃板111上的原稿(未示出)時，來自原稿的最終反射光經過上述光學器件傳播到成像部件130的光導鼓或圖像載體131上。圍繞鼓131放置的有充電器132、顯影裝置即顯影部件106、一對定位輥134、圖像傳送帶裝置133、鼓的清洗裝置136、定影裝置137、輸出輥138、用於雙面複印的紙張翻轉部件139。輸紙部件140包括多個盛放特定尺寸紙張的紙匣。
在圖示的實施例中，曝光部件120由模擬曝光系統構成。也可使用包括雷射器和偏轉器的雷射光學器件以便象雷射印表機那樣根據圖像信號在鼓131上形成圖像。進而可以在ADF 110和曝光部件120之間插入一個原稿讀取裝置，以構成數字式複印機或傳真設備。
操作時，成像操作一開始，充電器132使鼓131的表面均勻帶電。曝光部件120使帶電的鼓131表面上的圖像區域曝光，以便形成表示原稿圖像的潛影。貯存在顯影部件106中的顯影劑(單組分或雙組分式的顯影劑)將潛影顯現出來。從而潛影變成色粉圖像。該色粉圖像從鼓131上轉印到紙上，其中紙是從輸紙部件140輸入，經過定位輥134送至鼓131與圖像傳送帶135之間的轉印區域。帶有色粉圖像的紙被圖像傳送帶部件133中的帶135傳輸到定影部件137中。該定影部件137使紙上的色粉圖像固著。此後輸出輥138將紙送至收紙臺(未示出)上。圖像轉印完成後，鼓清洗部件136除去殘留在鼓131上的色粉、紙屑和其它雜質。包括在圖像傳送帶部件133中的清洗裝置13a也清洗帶135，以除去留在帶135上的色粉和雜質。
撓性管400連通顯影部件106和位於複印機100外圍、貯存色粉的色粉筒300。色粉從色粉筒300經過管400補充到顯影部件106中。色粉筒300是一個中空的圓柱形容器，其中裝有多個(在本實施例中是3個)形狀相同、一個挨一個橫向排放著的色粉罐20。每個色粉罐20的一端設有開口即色粉出口23，而且每個色粉罐20從圖2看去，其開口23朝後。
每個罐20的開口23的直徑小於罐20的主體。如圖3A-1和圖3A2所示，罐20的帶有開口23的一端，其內圓周面向著開口23的邊緣局部隆起，形成運送色粉的隆起部分85。而且罐20的上述端部沿開口23的邊緣局部隆起，形成用於排出色粉的傾斜的隆起部86。進而，如圖4所示，其中央帶有柄7b的蓋7a裝入開口23中。
參照圖2，上述色粉筒300包括可分別容納三個色粉罐20的三個支撐部13A、13B和13C。由於支撐部13A-13C的結構相同，因此下面的描述將以支撐部13A為例，集中說明支撐部13A。
如圖4所示，上述支撐部13A具有外支架14、卡頭15、滑架16、彈簧17、能旋轉的內支架18和移動裝置19A(見圖6)。外支架14構成支撐部13A的外壁。內支架18裝入外支架14中並且內支架18的外圓周表面上帶有齒輪齒18b。內支架18可以容納罐20的一部分並與有開口23的那一端相鄰。如圖5所示，驅動齒輪21位於支撐部13A中，並且與齒輪齒18b嚙合，用以驅動內支架18。在控制裝置1的控制下，馬達24A帶動驅動齒輪21旋轉，控制裝置1將在下文中予以說明。
在罐20的外圓周表面上有多個未示出的突起和凹槽，使罐20可與內支架18同步旋轉。如圖4和圖5所示，內支架18上裝有密封件18a，以防止色粉5從罐20與內支架18的基座部分12之間的間隙中飛出。
如圖3A-1、3B-1、3C-1和3D-1所示，在罐20沒有開口23的那一端附近，罐20的外圓周表面上帶有一個突柄31。當罐20旋轉時，裝在支撐部13A上的傳感器32A檢測罐20上的突柄31。突柄31和傳感器32A構成檢測使用頻率的裝置。傳感器32A的輸出結果被送至控制裝置1。
下面參照圖3A-1、3A-2、3B-1、3B-2、3C-1、3C-2、3D-1和3D-2說明色粉5是如何從罐20中排放出來的。圖3A-1、3B-1、3C-1和3D-1及圖3A-2、3B-2、3C-2和3D-2分別是正視和側視(從右看)圖，說明隆起部分85和86是如何導出色粉5的。圖3A-1至3D-1所示的是罐20連續依次旋轉90度的情況。箭頭K表示罐20的旋轉方向。
首先，如圖3A-1和3A-2所示，罐20肩部最大直徑處位於底部，所以色粉5被導向槽27導向罐20上述部分內圓周的底部。如圖3B-1和3B-2所示，當罐20在方向K上旋轉90度時，最大直徑部分和隆起部分85之間的邊界部分轉到底部。因此，在導向槽27的作用下，一部分色粉5到達隆起部分85上。當罐20在方向K上再轉90度、達到圖3C-1和3C-2所示的位置時，隆起部分85像匙那樣將色粉5運送至色粉出口23的邊緣。當罐20再轉過一個90度到達圖3D-1和3D-2所示的位置時，隆起部分85上的一部分色粉轉移到傾斜的隆起部分86上，並由於隆起部分86的傾斜而經過開口23排放出來。
如圖3C-1和3C-2所示，上述隆起部分86也象匙。罐20開口23附近部分的這種結構可防止色粉5從出口23整塊地掉下去，即，使待排出的色粉逐漸地排出而不會在色粉筒300較低位置形成的漏鬥中飛散。而且可以基本用盡罐20中的全部色粉5。另外，當罐20旋轉時，比方說，去掉了過多的部分的一匙色粉被運送到開口23處。這樣，待排出的色粉5就可以恆定的量從開口23排出。
如圖4所示，使蓋7a閉合和從開口23移開該蓋7a的機構設置在末端(從該罐20的插入方向看)。該機構主要由上述卡頭15、滑架16、彈簧17和移動裝置19A構成。滑架16在支架14中可以滑動，它由一個中空的圓柱體及一個其內徑小於主體且外徑大於主體的壓緊部16a製成。如圖4所示彈簧17環繞滑架16的主體並總是使之偏向左。當帶蓋7a的罐20插入支架18時，壓緊部16a將蓋7a壓向開口23。
卡頭15在滑架16的主體中可滑動。卡頭15由外徑稍小於滑架16的內徑的圓柱體、與滑架主體的遠離罐20的那一端整體形成的齒條15a、及與滑架主體的靠近罐20的一端整體形成的撓性鉗部15b構成。如圖所示，鉗部15b向蓋7a伸出，超過壓緊部16a的內徑並徑向向外擴展。齒條15a與將在後面進行說明的移動裝置19A相連。卡頭15被移動裝置19A驅動，可在箭頭A所示的方向上移動。突柄33安裝在齒條15a上而傳感器34A安裝在支撐部13A上。在移動裝置19A的作用下，卡頭15在方向A上移動，直到蓋7a從開口23上移開，傳感器34A檢測到突柄33。該突柄33和傳感器34A構成計數裝置。傳感器34A檢測到突柄33後，當突柄33再次離開其檢測範圍，即，當卡頭15向與方向A相反的方向移動時，傳感器34A輸出一個信號。該傳感器34A輸出的信號被送往控制裝置1。
如圖6所示，該移動裝置19A主要由馬達19Aa、安裝在馬達19Aa輸出軸上的蝸杆19Ab、與蝸杆19Ab相嚙合的蝸輪(或斜齒輪)19Ac、及與蝸輪19Ac同軸並與齒條15a相嚙合的副齒輪19Ad構成。當控制裝置1順時針或逆時針驅動馬達19Aa時，馬達向左或向右移動齒條15，以便使蓋7a蓋住開口23或從開口23上移開。
如圖7所示，制動件22a位於支架14的外側，即，在支撐件13A的靠近複印機100內側的那一側上。當蓋7a插入開口23時，該制動件22a防止罐20由於彈簧17的偏壓而向後移動。罐20的外圓周表面上設有突緣20a。制動件22a由步進螺杆22b和固定在支架14上的彈簧22c支撐。制動件22a的末端帶有一個鉤，該鉤可與突緣20a咬合。選擇彈簧22c，使其彈力大於彈簧17的彈力。這樣可以避免當蓋7a蓋住開口23時制動件22a抬升到圖7中點劃線所示的位置。由於關閉蓋7a時制動件22a擋住了罐20，所以蓋7a可可靠地塞入開口23中。只有當非常用勁地將罐20拔出或用手指、可加入上述機構中的槓桿及其類似物把制動件22a退回到點劃線位置，才能更換罐20。
如上所述，三個色粉罐20被分別放入到色粉筒300中的三個支撐部13A至13C中。每個支撐部13A至13C都帶有各自的移走蓋的機構和旋轉罐的機構。因此，每個罐20可相互獨立地打開或關閉。從而可以有選擇地採用從多個罐20補充色粉5的系統或是採用一個接一個依次使用罐20、直到色粉用盡的系統。
參照圖2，從任一個罐20中排放出的色粉5落在色粉筒300底部的色粉傳輸通路中。如果從罐20中排出的色粉5過多，則由於色粉5的壓力將會產生色粉結塊的現象，影響傳輸。據此，用於檢測色粉5高度的色粉高度傳感器340處於色粉筒300的較低位置。根據上述傳感器340的輸出來控制罐20的打開與關閉，這樣可以防止色粉5被填充得超過預定高度。傳感器340的輸出結果也被送往控制裝置1。
粉末泵組件330位於上述色粉傳輸通路中。如圖8所示，該粉末泵組件330被製成主要由轉子331、定子332和支撐體333組成的所謂Morno泵。由驅動軸或水平的絲槓傳輸裝置323將該轉子331連接到一個未示出的馬達或類似的驅動源上。更準確地說，該粉末泵組件330的轉子331通過水平的絲槓傳輸裝置323連接到驅動源上，固定的定子332圍繞該轉子331，支撐體333支撐該定子332。位於色粉筒300較低位置中的色粉5從絲槓323所在的一側進入泵330，隨後由轉子331向通道334傳輸。
定子332和與之相對的支撐體333之間有一條1mm的縫隙，該縫隙與通道334相連通。一個未示出的空氣泵，其出口經管道342與通道334相連通，而在支撐體333上開有進氣口335，使得空氣可以經上述縫隙流入到通道334中。如此設置空氣泵以便以0.5至1升/分的速率將空氣吹入通道334中的色粉5中。最終的氣流推動色粉流5，使色粉5與空氣混和後進入撓性管400。色粉可因此而在粉末泵組件330中更穩定地傳輸。
如圖2所示，離開粉末泵組件330的色粉5經管400進入顯影部件106中的色粉補充部分106B，這部分將在下文述及。最好用具有很強的耐色粉腐蝕能力的材料製作撓性管400，如軟性氯乙烯、尼龍、特氟隆即四氟乙烯。顯影部件106與色粉筒300之間的這種撓性連接使這些部件有效地布置並且可以增大色粉筒300的體積。上述管400和粉末泵組件300構成色粉傳輸裝置。上述控制裝置1控制該粉末泵組件330的工作。
在該實施例中，該顯影部件106是基於使用色粉和載體的混合物即雙組分式的顯影劑的磁刷顯影原理而工作的。如圖9所示，該顯影部件106由外殼106A和前面提到的色粉補充部分106B組成。外殼106A靠近鼓131，當色粉補充部分106B安裝在外殼106A上時，該鼓131可沿箭頭A0所指的方向旋轉。
外殼106A中還裝有攪拌輥106C和槳輪106D。攪拌輥106C混和磁性或無磁性色粉5和磁性載體，從而使它們帶上相同或相反極性的電荷。槳輪106D舀起帶電的色粉與載體的混合物。補充輥106B1位於色粉補充部件106B中。當準備送向鼓131的色粉與載體的混合物中的色粉含量下降時，在控制裝置1的控制下，補充輥106B1旋轉，向攪拌輥106C補充色粉5。
多個(在本實施例中是兩個)顯影輥106E和106F位於鼓131的周圍，以使得槳輪106D舀起來的顯影劑能到達輥106E和106F。在A0的方向上，顯影輥106E和106F相互平行。具體地說，在方向A0上第一顯影輥106E處於第二顯影輥106F的上遊。每個顯影輥106E和106F帶有一個套筒和一個固定在套筒中的磁輥，如圖9所示，上述套筒由一個未示出的驅動裝置驅動而作逆時針旋轉。該套筒由鋁、不鏽鋼或類似的無磁材料製成，而上述磁輥則由例如鐵磁體、橡膠磁體或由尼龍粉末和鐵粉的混合物製成的塑料磁體構成。上述磁體具有分布在其圓周面上的多個磁極。
漿輪106D在旋轉過程中利用離心力舀起顯示劑並將其拋向第一顯影輥106E。一部分顯影劑直接落在上述顯影輥106E上。另一部分顯影劑撞在第二顯影輥106F上反彈，在磁引力的作用下落到第一顯影輥106E上。為使顯影劑從輥106F到達輥106E，槳輪106D的旋轉速率也就是離心力必須足夠大，以促使顯影劑從輥106F上反彈。
落在顯影輥106E上的顯影劑被輥106E輸送到第一顯影位置D1，在所說的第一顯影位置D1輥106E面向鼓131，同時刮板106G負責調整顯影劑的厚度。在該顯影位置D1，顯影劑中的色粉5使鼓131上的潛影顯現出來，從而生成相應的色粉圖像。離開顯影位置D1的顯影劑到達了一個顯影輥106E的磁力薄弱的位置。因此，如圖9中的虛線所示，由於輥106F的旋轉和輥106F的磁輥的作用力，顯影劑被輸送到第二顯影位置D2，在所說的第二顯影位置D2第二顯影輥106F面向該鼓。在顯影輥106F的磁力不起作用的地方，顯影劑落到外殼106A的底部並再次被槳輪106D攪拌。
另一方面，由刮板106G從第一顯影輥106E上除去的顯影劑被一個分離器106H導向位於該分離器106H另一端的絲槓傳輸器106J。該絲槓傳輸器106J使顯影劑落在攪拌輥106C上並沿攪拌輥106C分布。為此，在分離器106H的上述端部開一個使顯影劑漏出的縫，該縫面向攪拌輥106C。
對兩個顯影輥106E和106F的磁輥進行磁化處理，使它們相同的磁極在輥106E與106F彼此最接近的地方形成一個排斥的磁場。該磁場迫使顯影劑從顯影輥106E移向顯影輥106F。
在攪拌輥106C附近的外殼106A上安裝一個色粉含量傳感器106K，以便檢測色粉含量或顯影劑的色粉與載體的混和比。例如，該傳感器106K根據置於顯影劑中的線圈的感應係數的變化就可以檢測出顯影劑中的色粉含量。當外殼106A中的顯影劑的色粉含量下降時，該傳感器106K將其輸出結果送往控制裝置1。
圖10具體示出了置於色粉補充部分106B中的攪拌件106M。如圖所示，該補充部分106B帶有一個開口106L，用以在該補充部分106B的一端沿攪拌件106M的軸向補充色粉。色粉收集裝置200獨立於顯影部件106並且可拆卸地裝入開口106L。通過將色粉5與空氣分離，該色粉收集裝置200收集從色粉筒300經管400傳輸來的色粉5。當準備補充的色粉5減少時，該色粉收集裝置200從色粉筒300補充色粉5。
具體地說，如圖11所示，該色粉收集裝置200帶有一個豎直的長漏鬥形分離部件200A。當在壓力作用下從色粉筒300送入的色粉5與空氣一起進入該分離部件200A時，該分離部件200A從空氣中分離出色粉5並使之在重力作用下落入到色粉補充部分106B中。上述管400的一端與分離部件200A的上部相連，分離部件200A的底部設有開口200B並且該開口200B可與該色粉補充部分106B連通。當通過上述管400進入的色粉與空氣的混合物撞擊分離部件200A的內圓周面時，由於分離部件200A的形狀與管400的位置之間的關係，該混合物呈螺旋狀流入。因此，重量大的色粉5下落而重量小的空氣上升。這樣成功地將色粉5與運送它的空氣分離開。在該分離部件200A的頂部裝有一個只許空氣通過的過濾器201。用於在例如維修時打開或關閉該開口200B的部件202和用於移動該部件202的機構203設置在該分離部件200A的底部。
如圖10所示，在色粉補充部分106B的較低位置安裝有殘餘色粉傳感器106N，且該傳感器106N是由壓電裝置構成的。該傳感器106N通過色粉5的壓力確定該補充部分106B中的色粉量。當該補充部分106B中的色粉5低於一預定量時，傳感器106N將其輸出結果送往控制裝置1。
罐20在該色粉筒300中一個摞一個，以減小該色粉筒300的寬度。但是，這樣也帶來一個問題，即上面的罐20排出的色粉容易弄髒下面的罐20的開口23並且更換下面的罐20時色粉會飛揚起來。鑑於此，如圖12所示，隔板302形成一個伸向色粉傳輸通路301的通道303。該隔板302能確實防止從上面的罐20排出的色粉弄髒上面的罐20的開口23。使得更換下面的罐20時操作者的手和衣服不會被色粉弄髒。
由隔板302形成的通道303容易使色粉在到達色粉傳輸通路301之前滯留並形成堆積。這部分色粉易於堵塞該色粉傳輸通路301。而且色粉尤其容易在通道303的角落形成堆積。為解決這個問題，如圖12和圖13所示，將線材或類似的防止產生堆積的部件30置於通道303中的適當位置上。每個防止產生堆積的部件30都固接在螺栓30a上，該螺栓30a固定在輪盤32上且該輪盤32可旋轉，與圖5中的驅動齒輪21聯動。從而在從罐20補充色粉時該防止產生堆積的部件30可以在上、下方向和左、右方向活動。
由於罐20的轉動和該防止產生堆積的部件30的旋轉，色粉容易在色粉筒300中飛揚、散布。為減少色粉的這種運動，色粉筒300的上部開有通風部33。該通風部33由可更換的過濾器構成，其中該過濾器使空氣通過，從而可濾出色粉5。
參照圖14，下面說明本實施例中的控制系統。如圖所示，雖然沒有詳細表示出來，該控制系統包括控制裝置1，該控制裝置1由包括CPU(中央處理器)、ROM(只讀存貯器)、RAM(隨機存取存貯器)等的傳統微機構成。該控制裝置1具有控制器2和計數器3。該控制器2接收各傳感器的輸出信號並向各驅動部件發出控制信號。該計數器3對支撐部(13A至13C)一個挨一個地一一計數反映使用頻率的檢測裝置中的傳感器的輸出信號及計數裝置中的傳感器的輸出信號。與傳感器32A相同的傳感器32B和32C、與傳感器34A相同的傳感器34B和34C、與馬達24A相同的馬達24B和24C及與馬達19Aa相同的馬達19Ba和19Ca分別屬於支撐部13B和13C，並且分別與控制裝置1相連。
根據傳感器32A至34C、色粉高度傳感器340、色粉含量傳感器106K及殘餘色粉傳感器106N的輸出信號，控制裝置1向馬達24A至24C、馬達19Aa至19Ca、粉末泵組件330及補充輥106B1輸出控制信號。
下面將說明補充色粉5的過程。顯影部件106的兩個顯影輥106E和106F將鼓131上的潛影顯現出來，消耗了顯影劑中的色粉5。當外殼106A中的顯影劑的色粉含量由於這種消耗而下降時，色粉含量傳感器106K將其輸出信號送向控制裝置1。作為響應，控制裝置1使補充輥106B1旋轉以便從色粉補充部分106B補充色粉5。當外殼106中顯影劑恢復其預定的色粉含量時，控制裝置1響應傳感器106K的最終輸出信號，使上述輥106B1停止旋轉。
在補充輥106B1的作用下，當色粉補充部分106B中的色粉少於一預定量時，控制裝置1響應殘餘色粉傳感器106N的輸出信號而驅動粉末泵組件330。其結果是，粉末泵組件330從色粉筒300的較低位置向該補充部分106B輸送色粉5。當補充部分106B中的色粉超過一預定量時，該控制裝置1響應殘餘色粉傳感器106N的輸出信號，停止驅動該粉末泵組件330。補充部分106B中的色粉量以這種方式保持恆定，以確保向顯影部件106補充色粉。
第一種從多個色粉罐20均勻地補充色粉5的具體過程如下。該殘餘色粉傳感器106N確定有多少次檢測出補充部分106B中的色粉量低於一預定量，並將其與一標準值比較。當確定的次數等於標準值時，傳感器106N向控制裝置1傳送輸出信號，斷定色粉筒300的較低部分中缺少色粉5。作為響應，控制裝置1讀取存貯每個分別屬於支撐部13A至13C的傳感器32A至32C的輸出次數的計數器3。然後，控制裝置1向支撐部13A至13C中具有以往累計輸出次數最少的傳感器的一個支撐部發出驅動信號，如果輸出次數相同就向支撐部13A至13C中的任一個發出信號。最初控制裝置1向支撐部13A發出驅動信號。
屬於支撐部13A的馬達19Aa響應該驅動信號，使卡頭15沿圖4所示的方向A移動。該卡頭15用其撓性鉗部15b夾住蓋7a的柄7b並將蓋7a從罐20中拔出來。如圖5所示，當罐20的開口23打開時，驅動馬達24A經驅動齒輪21使內支架18旋轉，從而使罐20也與內支架18一起旋轉。接著，如上所述，色粉5經開口23從罐20中排出。在罐20旋轉過程中，突柄31經過傳感器32A的次數被存貯在計數器3中。從罐20排出的色粉5被送往色粉筒300的較低位置。當色粉高度傳感器340判斷出色粉筒300的上述位置中的色粉5已經到達一預定高度或一預定量時，它向控制裝置1發出其輸出信號。作為響應，控制裝置1向馬達24A發出停止工作的指令。
假如由於反覆成像，外殼106A中的顯影劑的色粉含量又下降了，那麼根據殘餘色粉傳感器106K的輸出信號從色粉補充部分106B補充色粉5。補充部分106B中的色粉5低於預定量時，根據殘餘色粉傳感器106N的輸出結果，將色粉筒300較低位置中的色粉5送入補充部分106B。當判斷出色粉筒300較低位置中缺少色粉5時，從支撐部13A至13C中的一個補充色粉5。此時，由於計數器3已經累計傳感器32A的輸出結果，所以控制裝置1向其它兩個支撐部13B和13C中的任一個發出驅動信號。
假設控制裝置1選擇支撐部13B(僅以此為例)。於是，馬達19Ba被驅動，以從支撐部13B所支撐的罐20上移去蓋7a。然後，驅動馬達24B，從罐20中排出色粉5。此外，罐20的突柄31經過傳感器32B的次數被存貯在計數器3中。下面的步驟與說明支撐部13A時的步驟相同。
當色粉筒300較低位置中的色粉5由於反覆成像而耗盡時，控制裝置1向支撐部分13C發出驅動信號。下面的操作與說明支撐部13A和13B時所說明的操作相同。這時，負責支撐部13C的馬達19Ca和24C工作。
重複上述步驟是為了均勻啟動支撐部13A至13C。這樣做使支撐部13A至13C的使用壽命均衡，從而三次延長了各次色粉更換之間的間隔。另外，這樣可以整體控制色粉筒300而無需控制單個支撐部。
當計數器3中存貯的傳感器32A至32C中的任一個的輸出次數等於預定值時，控制裝置1操縱與上述傳感器相連的馬達19Aa至19Ca之中的一個，斷定罐20中已經沒有色粉5。其結果是，馬達帶動與之相連的卡頭15向與方向A相反的方向運動(圖5)，從而將蓋7a塞入罐20的開口23中。同時，一個表示存放在所選定的支撐部中的色粉罐20中已沒有色粉5的信息顯示在操作板(未示出)上。
也可以採用另外一種結構，即與所選定的支撐部相連的馬達24A至24C中的任一個已啟動一段預定的時間後，當該色粉高度傳感器340仍不向控制裝置1發出信號時，控制裝置1斷開馬達24A至24C中有關的那個馬達，斷定罐20空了。然後，控制裝置1驅動馬達19Aa至19Ca中有關的那個馬達，以便將蓋7a塞入罐20的開口23中，同時將上述信息顯示出來。
如果需要的話，當所有的色粉罐20都空了或所有的表示色粉罐20的累計結果都接近表示色粉罐空了的值時，控制裝置1可將支撐部的累計結果一一初始化。
第二種從多個色粉罐20中均勻補充色粉5的具體步驟如下。當斷定色粉筒300的較低位置中色粉5短缺時，與第一種步驟一樣，控制裝置1讀取計數器3，並向支撐部13A至13C中與過去累計的輸出次數最少的傳感器相關聯的那個支撐部發出驅動信號，如前所述，如果輸出次數相同就向支撐部13A至13C中的任一個發出信號。最初，控制裝置1向支撐部13A發出驅動信號。
分屬支撐部13A的馬達19Aa響應該驅動信號，使卡頭15沿圖4所示的方向A移動。如圖5所示，該卡頭15用其撓性鉗部15b夾住蓋7a的柄7b，並將蓋7a從罐20中拔出來。同時，傳感器34A檢測到突柄33。接著，驅動馬達24A，以旋轉罐20，使色粉5經開口23從罐20中排出。當色粉高度傳感器340斷定色粉5已經到達色粉筒300上述部分中的預定高度或預定量時，它向控制裝置1發出輸出信號。作為響應，控制裝置1向馬達24A發出停止轉動的指令。
當斷定由於反覆成像色粉筒300的較低位置中色粉5短缺時，控制裝置1向支撐部13A至13C中的任一個發出驅動信號。
當與選定的支撐部相連的馬達24A至24C中的一個啟動一段預定時間後，色粉高度傳感器340仍不向控制裝置1發出信號時，控制裝置1斷開馬達24A至24C中有關的那個馬達，斷定罐20已經空了。然後，控制裝置1驅動馬達19Aa至19Ca中有關的那個馬達，以將蓋7a塞入罐20的開口23中。同時，顯示上述信息。此時，傳感器34A響應卡頭15的移動，向控制裝置1發出其輸出信號，計數器3計數該輸出信號。
假設再次斷定由於反覆成像色粉筒300的較低位置中色粉5短缺。然後，控制裝置1一一讀取存貯在計數器3中的支撐體的累計結果，並向支撐部13A至13C中累計結果最少的一個支撐部發出驅動信號。此時，可任選支撐部13B和13C中的一個。此後從色粉罐20中補充色粉5。在使用色粉罐20成像的過程中，可同時向空色粉罐補充色粉。
假設選擇了支撐部13B，而其中的罐20已經用盡了色粉5。這時，驅動馬達19Ba，將蓋7a塞入開口23，同時計數器3計數傳感器34B的最終輸出信號。為以後的成像操作，從支撐部13C的罐20中送進色粉5。
上述第二種步驟也能均衡支撐部13A至13C的使用壽命，並從而三次延長了各次色粉更換之間的間隔。而且，可以整體控制色粉筒300而無需控制單個的支撐部。
如果需要，當所有的罐20都均勻地用盡時，控制裝置1可使支撐部的累計結果一一初始化。這樣使累計結果數位化，從而便於控制。
雖然圖示和說明的色粉筒300具有三個支撐部13A至13C，每個支撐部裝有各自的罐20，但是如果有2個或2個以上的支撐部，就可以滿足任何所需要的色粉罐數量。
在補充色粉的第一種具體步驟中，一個罐20完全空了之後，可從另一個罐20中補充色粉5。當斷定由於消耗色粉筒300較低位置中色粉5短缺時，與上述步驟一樣，控制裝置1向支撐部13A至13C中與過去累計的輸出次數最少的傳感器相關聯的那個支撐部發出驅動信號。最初，控制裝置1向支撐部13A發出驅動信號。
分屬於支撐部13A的馬達19Aa響應該驅動信號，使卡頭15沿圖4所示的方向A移動。接著，驅動馬達24A，以旋轉罐20。最終，色粉5經開口23從罐20中排出。在罐20旋轉過程中，突柄31經過傳感器32A的次數被存貯在該計數器3中。從罐20中排出的色粉5被送到色粉筒300的較低位置。當色粉高度傳感器340斷定色粉筒300上述位置中的色粉5已到達預定高度或預定量時，它向控制裝置1發出其輸出信號。作為響應，控制裝置1向馬達24A發出停止其操作的指令。
假設再次斷定由於反覆成像色粉筒300較低位置中色粉5短缺。這時控制裝置1向支撐部13A發出驅動信號，以便從其罐20中送進色粉5。當馬達24A已經啟動一段預定時間，色粉高度傳感器340仍不向控制裝置1發出其輸出信號時，控制裝置1斷開馬達24A，斷定罐20已經是空的。然後，控制裝置1驅動馬達19Aa，以便將蓋7a塞入色粉罐20的開口23中，同時顯示一個表示支撐部13A中的罐是空的的信息。
塞住支撐部13A中的罐20之後，控制裝置1讀取與支撐部13A至13C的傳感器32A至32C相關的並存貯在計數器3中的累計結果。然後，控制裝置1向支撐部13B和13C中累計結果最少的任意一個支撐部發出驅動信號。
假設控制裝置1選擇支撐部13B，以此為例進行說明。這時，驅動馬達19Ba，以便從支撐部13B中的罐20上移開蓋7a。然後，驅動馬達24B，使色粉5從罐20中排出。計數器3計數傳感器32B響應突柄31的最終輸出結果。當色粉高度傳感器340斷定已輸入預定量的色粉5時，控制裝置響應傳感器340的最終輸出結果，使馬達24B停止轉動。
觀察顯示在操作板上的信息，操作者從支撐部13A中拔出罐20，將色粉5填充進去，然後將其放回到支撐部13A中。即使是在這樣的更換過程中，仍然可以從支撐部13B中的罐20連續不斷地補充色粉5。這樣就無需中斷複印機的工作了。
當馬達24B已啟動一段預定時間，而色粉高度傳感器340仍然未向控制裝置1發出信號時，控制裝置1切斷馬達24B，斷定罐20是空的。然後，控制裝置1驅動馬達19Ba，以便將蓋7a塞入罐20的開口23中，同時將表示支撐部13B中的罐20是空的的信息顯示出來。
塞住支撐部13B中的罐20之後，控制裝置1讀取與支撐部13A至13C中的傳感器32A至32C有關的、並且存貯在計數器3中的累計結果。然後，控制裝置1向累計結果最少的支撐部13C發出驅動信號。此後，以同樣的方法從支撐部13C中的罐20輸進色粉5。
上述步驟可使色粉5連續不斷地輸入而無需中斷成像操作。另外，均勻使用支撐部13A至13C從而使之具有均衡的使用壽命。這樣可以整體控制色粉筒300而無需控制單個的支撐部。
當存貯在計數器3中的傳感器32A至32C中的任一個的輸出次數等於預定值時，控制裝置1啟動與上述傳感器相連的馬達19Aa至19Ca中的一個，斷定罐20中的色粉5已被用完。其結果是，馬達帶動卡頭15，將蓋7a塞入罐20的開口23中。同時，上述信息可顯示在操作板上。
如果需要，當所有的罐20都空了或關於罐20的累計結果都接近表示罐20是空的的值時，控制裝置1可將支撐部的累計結果一一初始化。
在第二種補充色粉的具體步驟中，一個罐20完全空了之後，從其它罐20補充色粉5的過程如下所述。當斷定色粉筒300較低位置中色粉5短缺時，與第一步驟一樣，控制裝置1讀取計數器3，並向支撐部13A至13C中與以往累積輸出次數最少的傳感器相關聯的那一個支撐部發出驅動信號，如上所述，如果輸出次數相同就向支撐部13A至13C中的任意一個發出信號。最初，控制裝置1向支撐部13A發出驅動信號。
分屬支撐部13A的馬達19Aa響應該驅動信號，使卡頭15沿圖4所示的方向A運動。如圖5所示，卡頭15用其撓性鉗部15b夾住蓋7a的柄7b並將蓋7a從罐20中拔出來。同時，傳感器34A檢測突柄33。接著，驅動馬達24A，以旋轉罐20，從而使色粉5經開口23從罐20中排出。當色粉高度傳感器340斷定在色粉筒300上述位置中的色粉5已經到達一預定高度或預定量時，它向控制裝置1發出其輸出信號。作為響應，控制裝置1向馬達24A發出停止轉動的指令。
當斷定由於反覆成象色粉筒300較低位置中的色粉5短缺時，從同一罐20中再次輸進色粉5。當馬達24A啟動一段預定時間後，色粉高度傳感器340仍不向控制裝置1發出其輸出信號時，控制裝置1斷開馬達24A，確定罐20已經空了。然後，控制裝置1驅動馬達19Aa，以便將蓋7a塞入罐20的開口23中，同時將表明支撐部13A中的罐20是空的的信息顯示出來。在這種情況下，傳感器34A響應卡頭15的移動，向控制裝置1發出其輸出信號，計數器3計數該輸出信號。
接著，控制裝置1一一讀取存貯在計數器3中的支撐部的累計結果並向累計結果最少的支撐部13B或13C發出驅動信號。在這種情況下，可選擇支撐部13B和13C中的任一個。
假設選擇支撐部13B。於是，驅動馬達19Ba，以便將蓋7a塞入開口23，同時計數器3計數傳感器34B的最終輸出結果。當色粉高度傳感器340確定色粉5已增至一預定量時，控制裝置1使馬達24B停止轉動。
觀察顯示在操作板上的信息，操作者從支撐部13A中拔出罐20，用色粉5填充，然後將其放回支撐部13A中。甚至在這樣的更換過程中，可從支撐部13B的罐20中連續不斷地補充色粉5。這樣就無需中斷複印機的工作了。
當馬達24B啟動一段預定時間後，色粉高度傳感器340仍不向控制裝置1發出信號時，控制裝置1中斷馬達24B，確定罐20已經是空的。然後，控制裝置1驅動馬達19Ba，以便將蓋7a塞入罐20的開口23中，同時在操作板上顯示一條表示支撐部13B中的罐20是空的的信息。此時，計數器3計數傳感器34B的輸出結果。
此後，控制裝置1讀取與支撐部13A至13C中的傳感器32A至32C有關的、並存貯在計數器3中的累計結果。然後，控制裝置1向累計結果最小的支撐部13C發出驅動信號。接著，以同樣的方法將色粉5從支撐部13C的罐20中輸進。
上述步驟可使色粉5連續不斷地輸入而無需中斷成像操作。另外，均勻使用支撐部13A至13C，可使它們具有均衡的使用壽命。這樣可以整體控制色粉筒300而無需控制單個支撐部。
如果需要，當所有的罐20都均勻地用盡時，控制裝置1可一一初始化支撐部的累積結果。這樣將累積結果數位化，從而便於控制。
同樣，雖然圖示和說明的色粉筒300有三個支撐部13A至13C，每個支撐部裝有各自的色粉罐20，但是如果有兩個或兩個以上的支撐部，將可以提供任何所需數量的色粉罐。當色粉筒300中有兩個色粉罐時，可在不停止運行的情況下均勻使用支撐部，因為使用一個罐時可向另一個罐中充填色粉。
如上所述，本發明的第一實施例具有許多前所未有的優點，現列舉如下。
(1)帶有響應使用頻率的檢測裝置，可均勻使用排列在色粉筒中特定位置上的色粉罐，以均衡機械部件的磨損。
(2)使用其它色粉罐之前，先使用使用或更換的次數最少的那一個色粉罐。除了第一個優點之外還可使色粉筒的色粉罐存放部分均勻工作，使機械故障降到最低限度。因此，存放部分使用壽命均衡並可整體控制色粉筒。
(3)從每個色粉罐排出的色粉被送到色粉筒中的由相應的通道組成的色粉傳輸通路中。這樣可防止從一個罐中排出的色粉弄髒另一個色粉罐。而且，由於是通過更換色粉罐來補充色粉的，所以色粉很容易填充進色粉筒中。
(4)由各自的驅動裝置旋轉每個色粉罐，以便排出色粉。在每個通道中裝有防止產生堆積的構件並且它與該驅動裝置聯動。這樣防止了色粉在通道中堆積。
(5)通風部位於通道上方，以防止色粉在色粉筒中飛揚、散布、弄髒其它色粉罐。
第二實施例參見圖15，下面說明表示第二實施例的色粉補充裝置。如圖所示，該色粉補充裝置1位於顯影部件(未示出)上方，通過通道2連通該顯影部件，以便補充色粉。該顯影部件基本與圖1所示的顯影部件80相同，所以不再詳細描述。
如圖所示，色粉補充裝置1包括第一和第二色粉罐3和4，每個色粉罐中分別裝有色粉。色粉罐3和4一個摞一個，即第一罐3位於第二罐4的下方。利用兩個罐3和4可減少色粉罐的更換頻率，從而即使在色粉消耗量很大時，也能減少更換色粉罐所用的時間和勞動。
罐夾持件10和40分別支撐罐3和4。在補充色粉時罐旋轉件20和50分別旋轉罐3和4。打開/關閉件30和60分別將蓋3A和4A插入到罐3和4上或從罐3和4上移去蓋3A和4A。這些不同的部件可在控制裝置70的控制下獨立工作，控制裝置70將在下文中描述。
分別屬於罐3和4的罐夾持件10和40及打開/關閉件30和60彼此結構相同。下面以罐夾持件10和打開/關閉件30為例集中進行描述。同樣，由於兩罐3和4結構相同，因此只描述罐3，表示屬於罐4的部件的標號與罐3的標號相似。
罐3是一個中空的圓柱體，在其圓周壁上開有一條螺旋形的凹槽3a。該螺旋形凹槽3a陷入罐3中。當罐3旋轉時，該凹槽3a將色粉導向罐3上所開設的開口即色粉出口3b。當不使用罐3時，將蓋3A塞入開口3b以防止色粉流出。在開口3b附近，環狀脊3c從罐3的圓周表面向外凸起。包括在罐夾持件10中的軸套11(將在下文中說明)與脊3c裝配在一起。如圖16所示，罐3的底部有一個圓柱形的凸塊3d和一對矩形凸塊3e，它們可與罐旋轉件20中的連接部210(將在下文中描述)接合。凸塊3d基本位於罐3底部的中央，而兩個凸塊3e則相對凸塊3d彼此對稱。
如圖15、17和18所示，罐夾持件10裝在通道21的側壁上。罐夾持件10由與環狀脊3c裝配在一起的夾持罐3的開口3b的軸套11、及可旋轉地支撐該軸套11的支持部12構成。軸套11的直徑大於罐3的直徑。一對凸緣11a和11b形成在軸套11的外圓周表面上並且與支持部12的內圓周表面可滑動地保持接觸。罐3的開口3b附近的軸套11上形成有制動件11c，用以限定罐3的位置。該支持部12與通道2的側壁形成一體並構成中空的圓柱形結構，以便容納軸套11。支持部12上形成有突柄12a，突柄12a與凸緣11a嚙合，以防止軸套11滑脫。一個彈性密封件13位於罐3和軸套11之間，而另一個彈性密封件13位於軸套11和支持部12之間。
如圖17所示，打開/關閉件30安裝在與裝有罐夾持件10的那一側壁相對的通道2的另一側壁上。該打開/關閉件30具有一個夾住或釋放蓋3A的彈簧夾頭31、一個容納彈簧夾頭31的圓柱形外殼32、一個用於固定彈簧夾頭31和外殼32的主體33、一個始終將主體33壓向罐3的盤簧34、以及用於前後移動主體33的螺線圈35。標號36表示密封件。
如圖17和圖19所示，罩37處於通道2中打開/關閉件30的上方，從而蓋住打開/關閉件30和罐3的開口3b。罩37接收從另一個罐4落下的色粉。通道2中罩37所處的部分比通道2的其它部分寬，使得從罐4落下的色粉可以通過通道2。要注意只有打開/關閉件30和第一罐3上配備罩37。
參見圖15，罐旋轉件20位於罐3底部的末端。罐旋轉件20具有可與罐3底部接合的連接件21、及用於旋轉連接件21件並帶有減速器的馬達22。連接件21安裝在馬達22的輸出軸22a上，從而可以在軸22a的軸向上前後運動。齒輪23固定在軸22a上，它位於連接件21和馬達22之間。盤簧24夾在連接件21和齒輪23之間並將連接件21壓向罐3。
連接件21除了具有連接部210之外，還包括一個使連接部210可選擇地與馬達22嚙合或與馬達22分離的離合器211。如圖16所示，連接部210的末端設有一個凹孔210a和一對凸塊210b。凹孔210a與凸塊3d嚙合，而凸塊210b置於兩凸塊3e之間。凸塊210b與凹孔210a形成一體。凹孔210a與凸塊3d配合，當它們彼此嚙合在一起時可固定住罐3的底部。兩凸塊3e和兩凸塊210b相互配合，當它們相互嚙合時可將連接部210的轉動傳遞給罐3。離合器211是傳統的離合器，它可選擇地將馬達22的轉動傳遞給罐3或使該傳遞斷開。
如圖15所示，罐旋轉件50包括軸51，該軸頸安裝在複印機的側壁(未示出)上。連接件52安裝在軸51上，從而可以在軸51的軸向上前後運動。齒輪53固定在軸51上。盤簧54夾在連接件52和齒輪53之間。與連接件21一樣，連接件52包括一個可與第二罐4的底部接合的連接部520、及可選擇地將齒輪53的旋轉傳遞給連接部520的離合器521。中介輪75固定在軸76上並與齒輪23和53嚙合。軸76的軸頸也安裝在複印機的側壁上。
如圖20所示，打開/關閉件30和60的螺線圈35和65、罐旋轉件20和50的離合器211和521及罐旋轉件20的馬達22都與位於複印機中預定位置上的控制裝置70相連。與控制裝置70相連的還有安裝在顯影部件上的色粉含量傳感器71。控制裝置70根據色粉含量傳感器71的輸出結果來操縱各個部件。
在工作中，第一罐3的肩部緊靠在制動件11C上，使環狀脊3c與軸套11嚙合。其結果是，罐3的有開口3b的那一端相對軸套11定位。接著，連接部210與罐3的底部嚙合，以便夾持罐3，在這種條件下，罐3被裝入到色粉補充裝置上。同樣，利用軸套41和連接部520，第二罐4也被裝入到裝置1中。
此後，根據控制裝置70發出的指令，罐3和罐4中被補充色粉的那個罐(在本實施例中是第一罐3)被打開。具體地說，如圖17所示，激勵螺線圈35，以移動主體33，從而使彈簧卡頭31沿箭頭Y所指的方向移動。因此，彈簧卡頭31夾住塞在罐3開口3b中的蓋3A。隨著彈簧卡頭31沿方向Y進一步移動，彈簧卡頭31將蓋3A從開口3b中拔出來。在這種情況下，罐3中的色粉就可以流出來了。
假設色粉含量傳感器71向控制裝置70發出的信號表示色粉含量低於預定的標準值，那麼控制裝置70驅動罐旋轉件20，即馬達22。馬達22的旋轉經離合器211傳遞給連接部210，帶動連接部210旋轉。最終，連接部210的凸塊210b處於罐3的凸塊3e之間，並帶動罐3旋轉。罐3的螺旋形凹槽3a帶動罐3中的色粉向開口3b運動。因此，色粉經開口3b從罐3排到通道2中。
參見圖21A至21C，詳細描述第一和第二罐3和4的旋轉過程。圖21A表示從第一罐3向顯影部件補充色粉，從罐3補充色粉時，打開/關閉件30打開罐3，如上所述，罐旋轉件20轉動罐3。當馬達22使罐3旋轉時，馬達22經過齒輪23、中介輪75和齒輪53也同時使軸51轉動。此時，罐旋轉件50的離合器521不工作，將軸51的旋轉傳遞給連接部520。從而，在從罐3補充色粉期間，另一個罐4也旋轉。這樣可以攪拌罐4中的色粉，這些色粉不久也將被補充進去，從而防止了色粉粘結。由於罐4中的色粉被保持在所需的條件下，因此可以防止色粉粘在罐4的內圓周面上，並可以在不久以後將色粉有效地送入顯影部件中。
圖21B表示停止從第一罐3補充色粉的情況。在從罐3補充色粉的過程中，當色粉含量傳感器71表示出標準密度時，控制裝置70使罐旋轉件20停止工作，即不再從罐3補充色粉。當使罐旋轉件20停止工作時，馬達22的旋轉以及第二罐4的轉動也都停止了。
如圖21C所示，當由於反覆補充色粉，第一罐3中沒有色粉時，為繼續補充色粉，第二罐4代替第一罐3。從罐3補充色粉一段預定時間後，控制裝置70根據色粉含量確定第一罐3是否已經空了。具體地說，如果色粉含量傳感器71斷定補充色粉一段預定時間後色粉含量低於標準值，則控制裝置70斷定罐3是空的。
更換罐之前，打開/關閉件30再次將蓋3A塞入第一罐3，然後罐旋轉件20的離合器211開始工作，使連接件210與軸22a斷開。為了從第二罐4補充色粉，打開/關閉件60從罐4上移開蓋4A，然後罐旋轉件20啟動其馬達22，旋轉罐4。馬達22的轉動經齒輪23、中介輪75和齒輪53傳遞給軸51。此時，罐旋轉件50的離合器521不工作，使軸51的轉動傳遞到連接部520處，從而轉動第二罐4。由於罐旋轉件20的離合器211不工作，軸22a的轉動不會傳遞給連接部210，所以第一罐3不轉動。因此，從第二罐4補充色粉時，第一罐3靜止。這樣做成功地消除了例如空罐3旋轉所帶來的嘈聲並能減少馬達22的能量消耗。
如上所述，當兩罐3和4都空了，即當罐3和4中的色粉都已排出時，該裝置督促操作者更換空罐。如果需要，當兩罐3和4中的任一個空了時，該裝置會督促操作者更換空罐。
儘管圖示和所說明的實施例是先使用第一罐3，但是也可以先用第二罐4，在這種情況下將整個罐旋轉過程的控制反過來即可。
第三實施例參考圖22描述本發明第三實施例。如圖所示，色粉補充裝置100位於與圖1中的顯影部件80相似的顯影部件(未示出)的上方。該裝置100利用通道102而與顯影部件相連，以便補充色粉。
如圖所示，該色粉補充裝置100包括第一和第二色粉罐103和104，每個罐中分別裝有色粉。罐103和104一個摞一個，即，第一罐103位於第二罐104的下方。罐夾持件110和140分別支撐罐103和104。補充色粉時，罐旋轉件120和150分別轉動罐103和104。打開/關閉件130和160分別將蓋103A和104A裝配到罐103和104上或將蓋103A、104A從罐103和104上移走。在控制裝置170的控制下，各部件可獨立工作，控制裝置170將在下文中說明。
由於與第一和第二罐103和104相連的各部件結構相同，因此下面將以分屬第一罐103的部件為例集中說明。同樣，由於兩罐103和104結構相同，因此下面只說明第一罐103；罐104的與罐103相同結構的元件將用與罐103的標號相似的標號表示。
第一罐103是一個中空的圓柱體，其圓周壁上開有螺旋形凹槽103a。該螺旋形凹槽103a陷入罐103中。當罐103旋轉時，凹槽103a將色粉導向罐103上開設的開口310b。當不使用罐103時，蓋103A堵住開口103b，以防止色粉流出。從開口103b附近的罐103圓周表面上向外隆起一條環狀脊103c，該脊103c可與罐夾持件110中的鎖定部分113(將在下文中描述)嚙合。
一個半球形突起103d從脊103c附近的罐103的外圓周表面上凸出。突起103d高度為0.5mm，並在罐103的圓周上形成一個升高的部分。具體地說，如圖23A所示，假設從罐103的外圓周面到突起103d頂端的高度為h。則在圖示的實施例中，高度h選定為0.5mm。但是，最好高度h大於或等於0.5mm。
如圖22所示，罐夾持件110裝在通道102的一個側壁上，它由支撐罐103的軸套111、可轉動地支撐該軸套111的支持部112、及上述鎖定部分113組成。軸套111的形狀與罐103的開口103b互補，並可蓋住開口103b。軸套111的圓周面上有齒輪齒111a。制動件111b從軸套111的靠近罐103的開口103b的那一部位凸起，以便限定罐103的位置。支持部112與通道102的側壁形成一體，並構成圓柱形結構，以便容納軸套111。鎖定部分113位於支持部112的頂部。
如圖23A所示，鎖定部分113形成臂113a，該臂113a可旋轉地安裝在支持部112上。該臂113a在罐103的軸向上延伸，支持部112經過銷子112a和彈簧112b支撐該臂113a的中間部分。彈簧112b將臂113a的自由端壓向罐103。該臂113a的自由端形成鉤113b，該鉤113b可與罐103的脊103c嚙合並且可在罐103和突起103d的圓周面上滑動。鉤113b的外表面上有一層低阻力塗層，使鉤113b可在罐103和突起103d上滑動。
罐103每旋轉一周，鉤113b都會衝上突起103d然後再下落。恰在下落之後，由於彈簧112b的作用，鉤113b輕輕地撞擊罐103的圓周面。在這種意義上，鉤113成為一個隨著罐103的旋轉而敲擊罐103的敲擊裝置。
如圖22所示，打開/關閉件130為設置在與裝有罐夾持件110的通道102的側壁相對的另一側壁上。象第二實施例的打開/關閉件30一樣，打開/關閉件130包括用於夾住或釋放該蓋103A的彈簧夾頭131、及用於前後移動卡頭131的螺線圈132。罩135與第二實施例的罩37相同，它位於通道102中以便接收從第二罐104上落下的色粉。該罩135蓋住打開/關閉件130。
罐旋轉件120設置在支持部112下方，它由馬達121和安裝在馬達121的輸出軸上的齒輪122構成。該齒輪122與齒輪齒111a嚙合。馬達121的轉動經齒輪122和齒輪齒111a傳遞給軸套111，帶動第一罐103旋轉。
如圖24所示，打開/關閉件130和160的螺線圈132和162、罐旋轉件120和150的馬達121和151與控制裝置170相連，該控制裝置170位於複印機中的預定位置上。安裝在顯影部件上的色粉含量傳感器71也與控制裝置170相連。控制裝置170根據色粉含量傳感器71的輸出結果來控制各個部件。
工作時，第一罐103的環狀脊103c與鉤113b嚙合，同時第一罐103的開口部分插入軸套111。因此，罐103相對於軸套111定位。同樣，第二罐104利用軸套141和鉤143b而安裝到裝置100中。
此後，兩罐103和104中首先從中補充色粉的一個(本實施例中是第一罐103)的蓋103A以與第二實施例中同樣的方式移開。具體地說，螺線圈132根據控制裝置170發出的指令而移動彈簧卡頭131。
參考圖25A至25C，詳細描述罐103和104的轉動及補充色粉的過程。圖25A表示從第一罐103補充色粉的情況。圖25B表示停止從第一罐103補充色粉的情況。圖25C表示從第二罐104補充色粉的情況。
假設色粉含量傳感器71的輸出結果表示由於反覆顯影色粉含量低於標準值。則，如圖25A所示，控制裝置170經馬達121帶動第一罐103旋轉。因此，螺旋形凹槽103a使罐103中的色粉向開口103b運動，從而使色粉經開口103b排到通道102中。當第一罐103處於旋轉狀態時，即，當馬達121工作時，馬達151保持靜止。
當由於從第一罐103補充色粉，色粉含量傳感器71斷定色粉含量增至標準值時，控制裝置170使馬達121停止轉動，從而停止從第一罐103補充色粉。當中止從第一罐103補充色粉，即，傳感器71不向控制裝置170發出其輸出信號時，控制裝置170帶動馬達151，從而使第二罐104轉動一段預定時間。如果當馬達151處於工作狀態時色粉含量傳感器71檢測出色粉含量低於標準值，則控制裝置170使馬達151停機，重新啟動馬達121。這樣，不久後將從其中排出色粉的第二罐104在不補充色粉時也旋轉。這樣可以很好地攪拌第二罐104中的色粉，防止色粉粘連。
儘管圖示的實施例中，當沒有色粉含量傳感器71的輸出信號時，為上述目的第二罐104也轉動，但是，如果需要也可以使罐104一天轉動預定的幾次。
假設由於反覆補充色粉，第一罐103中沒有色粉了。於是從第二罐104補充色粉。為了換罐，打開/關閉件130將蓋103A塞入第一罐103的開口，然後打開/關閉件160將蓋104A從第二罐104的開口移開。如從第一罐103補充色粉一樣地從第二罐104補充色粉。從第二罐104補充色粉期間，即，馬達151工作期間，馬達121不工作。
如下所述，當第一罐103旋轉時，鎖定部分113工作。從第一罐103補充色粉期間，由於罐103的旋轉，突起103d接近鉤113b。鉤113b衝上突起103d(見圖23A)再滑下。恰在滑下之後(見圖23B)，鉤113b撞擊罐103的圓周面並輕輕敲擊它。罐103每轉一圈敲擊一次，使粘在罐103內圓周面上的色粉掉下來。這樣做可儘量減少留在罐103中的色粉，從而使色粉有效地從罐103填充到顯影部件中。
當從兩罐103和104中的任一個補充色粉或停止從第一罐103補充色粉時，兩罐103和104中的一個旋轉而另一個罐靜止。即，罐103和104不會同時旋轉。這使得鎖定部分113的敲擊和鎖定部分143的敲擊不會在時間上重疊，防止了加重嘈聲。
如果需要，構成敲擊裝置的鎖定部分113和143可用裝在罐103和104上使罐震動的裝置代替，如果這樣做，為減少嘈音，應逐一控制罐的敲擊時間。
另外，當第一罐和第二罐103和104中都沒有色粉或其中一個沒有色粉時，裝置100會督促操作者更換空罐。
如果需要，用於移動彈簧卡頭的螺線圈可用一個由齒條、齒輪和馬達構成的裝置來替換。
第四實施例圖26表示本發明的第4實施例，其中第一色粉罐300和第二色粉罐301在水平方向上並排放置。齒輪300a和301a分別裝在罐300和301的底部。中介輪302的軸頸安裝在複印機的側壁(未示出)上，且中介輪302與齒輪300a和301a嚙合。與第二實施例的凸塊3d和3e相同，一個圓柱形凸塊300b和一對矩形凸塊300c形成在齒輪300a的末端。同樣，一個圓柱形凸塊301b和一對矩形凸塊301c形成在齒輪301a底部的末端。
用來旋轉第一罐300的罐旋轉件303朝向罐300的底部。儘管罐旋轉件303與第一罐300相連，但如下所述，罐300和301共用該罐旋轉件303。罐旋轉件303包括一個可與第一罐300的底部嚙合的連接件304、及一個用於旋轉連接件304且帶有減速器的馬達305。連接件304安裝在馬達305的輸出軸305a上，以便在軸305a的軸向上前後移動。盤簧306夾在連接件304和馬達305之間並且將連接件304壓向第一罐300。
工作時，連接件304與第一罐300嚙合並使之轉動，從而使色粉從罐300補充到顯影部件中。第一罐300的旋轉經齒輪300a、中介輪302和齒輪301a傳遞給第二罐301。這樣可以在從第一罐300補充色粉過程中很好地攪拌第二罐301中的色粉，從而防止罐301中的色粉產生粘結。由於兩罐300和301共用一個罐旋轉件，所以該補充裝置結構簡單、成本低。第五實施例圖27表示本發明的第5實施例。與第3實施例一樣，通過將罐的開口側固定在軸套中，使色粉罐與軸套一起旋轉。如圖所示，分別盛放第一和第二色粉罐400和402的軸套401和403分別帶有齒輪齒401a和403a。中介輪404處於軸套401和403之間並與齒輪齒401a和403a嚙合。馬達405靠近軸套401。齒輪406安裝在馬達405的輸出軸上並與齒輪齒401a嚙合。
當馬達405轉動時，其旋轉經齒輪406、齒輪齒401a和中介輪404傳遞給齒輪齒403。因此，在與第4實施例一樣，在從第一罐400補充色粉期間，第二罐402與第一罐400一起旋轉。因此可很好地攪拌第二罐402中的色粉。
假設將第3實施例的鎖定部分113和114用於第5實施例的第一罐和第二罐400和402。於是，為減少嘈音，只有罐400和402分別裝在軸套401和403中並且它們在徑向彼此角度錯位，鎖定部分113和143才能在特定時刻各自敲擊相關的罐400或402。
總之，圖示和所說明的第2至第5實施例具有下列優點。
(1)由於可設置多個色粉罐或容器，所以即使色粉消耗量很大時，罐的更換頻率即更換所用的時間和勞動都可以降低。
(2)從任何一個罐補充色粉時，罐旋轉件帶動所有的罐旋轉。即，不久後將從其中補充色粉的罐也轉動，防止了其中的色粉粘結。這樣可確保色粉的流動性並有利於有效地將色粉補充到顯影部件中。
(3)當停止從一個罐中補充色粉時，罐旋轉件帶動不久後將從其中補充色粉的另一罐旋轉一段預定的時間。這樣可順利實現上述優點(2)。
(4)罐旋轉件防止空罐旋轉，因此消除了由空罐帶來的嘈聲並降低能量消耗。
(5)罐每轉一周，敲擊裝置敲擊罐一次，從而使粘附在罐內圓周面上的色粉落下來。這樣可減少留在罐中的色粉量，從而有效地向顯影部件補充色粉。
(6)多個敲擊裝置每個在特定時刻敲擊各自的罐，從而儘量減少嘈音。
在接受本發明的教導後，本領域的技術人員在不脫離本發明範圍的情況下可能進行各種變形。
權利要求
1.一種成像設備，包括向通過靜電作用形成在圖像載體上的潛影提供色粉的顯影部件；向所述顯影部件傳輸色粉的色粉傳輸部件；至少裝有兩個色粉罐的色粉筒，每個色粉罐裝有準備送入所述色粉傳輸部件的色粉；及檢測單個色粉罐的使用頻率的檢測部件；其特徵在於，色粉從所選定的多個色粉罐中的一個輸入到所述色粉傳輸部件。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，在所述各個色粉罐中首先選用所述檢測部件檢測出的使用頻率最低的那個色粉罐。
3.一種成像設備，包括向通過靜電作用形成在圖像載體上的潛影提供色粉的顯影部件；向所述顯影部件傳輸色粉的色粉傳輸部件；至少裝有兩個色粉罐的色粉筒，每個色粉罐裝有準備送入所述色粉傳輸部件的色粉；及檢測單個色粉罐的使用頻率的檢測部件；其特徵在於，色粉從所選定的所述多個色粉罐中的任一個輸入到所述色粉傳輸部件，並且當所選定的色粉罐空了時，選用另一個色粉罐。
4.如權利要求3所述的設備，其特徵在於，在所述多個色粉罐中首先選用所述檢測部件檢測出的使用頻率最低的那個色粉罐。
5.一種成像設備，包括向通過靜電作用形成在圖像載體上的潛影提供色粉的顯影部件；向所述顯影部件傳輸色粉的色粉傳輸部件；至少裝有兩個可更換的色粉罐的色粉筒，每個色粉罐裝有準備送入所述色粉傳輸部件的色粉；及確定單個色粉罐的更換頻率的計數部件；其特徵在於，色粉從所選定的所述多個色粉罐中的任一個輸入到所述色粉傳輸部件。
6.如權利要求5所述的設備，其特徵在於，在所述多個色粉罐中首先選用由所述計數部件確定出的更換頻率最低的那個色粉罐。
7.一種成像設備，包括向通過靜電作用形成在圖像載體上的潛影提供色粉的顯影部件；向所述顯影部件傳輸色粉的色粉傳輸部件；至少裝有兩個可更換的色粉罐的色粉筒，每個色粉罐裝有準備送入所述色粉傳輸部件的色粉；及判斷單個色粉罐的更換頻率的計數部件；其特徵在於，色粉從所選定的所述多個色粉罐中的任一個輸入到所述色粉傳輸部件，並且當所選定的色粉罐空了時，選用另一個色粉罐。
8.如權利要求7所述的設備，其特徵在於，在所述多個色粉罐中首先選用由所述計數部件確定出的更換頻率最低的那個色粉罐。
9.一種成像設備，它通過顯影部件將利用靜電作用形成在圖像載體上的潛影顯現為色粉圖像，並將該色粉圖像轉印到記錄介質上，所述成像設備包括存貯將被補充進所述顯影部件中的色粉的色粉筒；傳輸那些堆積在所述色粉筒的色粉傳輸部分中的色粉的色粉傳輸部件；設置在所述色粉筒中的多個色粉容器，每個容器從各自的開口向所述色粉傳輸部分排放色粉；及將色粉從多個色粉容器中的每一個輸入到所述色粉傳輸部分中的通道。
10.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，它還包括用於驅動所述多個色粉容器中的任意一個容器、以便經其開口排出色粉的驅動部件。
11.如權利要求10所述的設備，其特徵在於，它還包括置於所述通道中且與所述驅動部件聯動的防止色粉堆積(anti-bridge)的部件。
12.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，它還包括位於所述通道上方的通風部。
13.一種向顯影部件補充色粉的裝置，包括多個色粉容器；及轉動所述多個色粉容器中的任意一個容器、從而向顯影部件補充色粉的旋轉部件；所述旋轉部件在補充色粉期間轉動所有的色粉容器。
14.如權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述旋轉部件可防止所述多個色粉容器中的空容器轉動。
15.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，還包括隨著相關色粉容器的轉動而輕輕敲擊所述多個色粉容器中相關的一個容器的多個敲擊部件。
16.如權利要求15所述的裝置，其特徵在於，所述多個敲擊部件中的每一個在特定時刻敲擊相關的色粉容器。
17.一種向顯影部件補充色粉的裝置，包括多個色粉容器；轉動所述多個色粉容器中的任意一個容器、從而向顯影部件補充色粉的旋轉部件；其特徵在於，假設補充色粉的色粉容器和該色粉容器之外的色粉容器分別為第一和第二色粉容器，當從所述第一容器補充色粉時，所述旋轉部件防止所述第二色粉容器旋轉，而當停止補充色粉時，旋轉部件帶動所述第二色粉容器旋轉一段預定的時間。
18.如權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述旋轉部件防止所述多個色粉容器中的一個空容器轉動。
19.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，它還包括多個敲擊部件，該敲擊部件隨著相關色粉容器的旋轉輕輕敲擊所述多個色粉容器中相關的一個容器。
20.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述多個敲擊部件在特定時刻敲擊相關的色粉容器。
全文摘要
本發明公開了一種靜電成像設備,它包括可使用單組分或雙組分顯影劑的顯影部件和向該設備中的顯影部件補充色粉的裝置。多個色粉罐被放置在色粉補充裝置中,以便從一個色粉罐向顯影部件補充色粉。在補充色粉期間旋轉部件帶動所有的色粉罐旋轉。設置一個判斷單個色粉罐的使用頻率的裝置。將從每個色粉罐排出的色粉經各個通道送入色粉傳輸部分。
文檔編號G03G15/08GK1193758SQ9810596
公開日1998年9月23日 申請日期1998年1月13日 優先權日1997年1月13日
發明者加藤俊次, 矢羽田正純, 北島有二, 楠瀨登 申請人:株式會社理光