DE3918960A1 - Tonerpatrone fuer eine bilderzeugungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonerpatrone für eine Bilderzeu­ gungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere den Aufbau einer Tonerpatrone, welche Toner enthält und abnehmbar an der Bilderzeugungseinrichtung gehaltert ist, wobei der Toner oder Entwickler in Form einer Magnetbürste ausgebildet ist, um ein elektrostatisches, la­ tentes Bild zu entwickeln.

In einem elektrophotographischen Kopiergerät, einem Faksimi­ legerät, einem Drucker oder einer ähnlichen Bilderzeugungs­ einrichtung der beschriebenen Art wird in einer Entwick­ lungseinheit im allgemeinen ein Zweikomponentenentwickler verwendet, welcher aus Träger- und Tonerpartikeln besteht, welche sich an den Trägerpartikeln anlagern. Die Entwick­ lungseinheit weist eine Entwicklungshülse auf, in welcher Magnete untergebracht sind, mittels welcher der Entwickler zu einer Magnetbürste an der Hülse geformt wird. Die Magnet­ bürste wird in Kontakt mit einem latenten Bild gebracht, welches auf einem photoleitfähigen Element oder einem Bild­ träger elektrostatisch ausgebildet ist, so daß nur der Toner des Entwicklers auf das latente Bild aufgebracht wird, um so ein Tonerbild zu erzeugen. Da die Tonerkonzentration oder -dichte in dem Entwickler infolge der wiederholten Kopier­ vorgänge allmählich abnimmt, muß frischer Toner zugeführt werden, wenn die Abnahme der Tonerdichte gefühlt wird. Übli­ cherweise ist Toner in einer Tonerpatrone untergebracht, welche an der Entwicklungseinheit der Bilderzeugungseinrich­ tung gehaltert ist. Wenn der Toner in der Tonerpatrone zu Ende geht, muß sie durch eine neue Tonerpatrone ersetzt wer­ den, welche mit frischem Toner gefüllt ist.

Es ist allgemein üblich, die Tonerpatrone in einen Patronen­ behälter einzusetzen, welcher in der Entwicklungseinheit vorgesehen ist; wenn festgestellt wird, daß der Schwärzungs­ grad eines auf dem photoleitfähigem Element erzeugten Toner­ bildes schwach ist, muß der Toner über eine Öffnung der Pa­ trone in das Gehäuse der Entwicklungseinheit zugeführt wer­ den. Wenn die Tonerkonzentration in der Patrone infolge einer wiederholten Tonerzufuhr unter einen vorherbestimmten Schwellenwert abnimmt, wird ein Tonerendzustand gefühlt, op­ tisch oder auf andere Weise angezeigt, um das Bedienungsper­ sonal auf diese Tatsache aufmerksam zu machen. In der Praxis ist jedoch, selbst nachdem das Bedienungspersonal auf den Tonerendzustand hingewiesen und entsprechend gewarnt worden ist, noch eine gewisse Tonermenge in der Entwicklungseinheit verfügbar, so daß die Entwicklung noch eine Zeitlang wieder­ holt werden kann, obwohl der Bildschwärzungsgrad etwas schwächer geworden ist. Es kommt daher manchmal vor, daß das Bedienungspersonal den Kopierer trotz der Warnung, daß der Toner zu Ende geht, weiter benutzt, indem es absichtlich einen Tonerendmode unter Inkaufnahme eines schlechter wer­ denden Bildschwärzungsgrads rücksetzt, ohne die Tonerpatrone zu ersetzen. Hierdurch kommt es dann obendrein zu dem Pro­ blem, daß abgesehen von der Abnahme des Bildschwärzungsgra­ des Silikonfilme, welche auf den Trägerpartikeln vorgesehen sind, infolge des Toneraufbrauchs zerstört werden, wodurch dann der Isolierwiderstand geringer wird, mit der Folge, daß sich die Trägerpartikel an dem photoleitfähigen Element ab­ setzen.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Tonerpatrone für eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen werden bei welcher der Schutz eines photoleitfähigen Elements erhöht ist und eine gleichbleibende Bildqualität sichergestellt ist. Ferner soll gemäß der Erfindung eine Tonerpatrone für eine Bilder­ zeugungseinrichtung geschaffen werden, welche, wenn Toner in der Tonerpatrone zu Ende geht, bestimmt gegen eine andere auszuwechseln ist, wobei versehentliche oder absichtliche Manipulationen ausgeschlossen sind.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Tonerpatrone für eine Bilderzeugungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Durch die Erfindung ist somit dann eine ins­ gesamt verbesserte Tonerpatrone für eine Bilderzeugungsein­ richtung geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnun­ gen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt eine Seitenansicht einer Entwick­ lungseinheit einer Bilderzeugungseinrichtung, in welcher die Tonerpatrone gemäß der Erfin­ dung verwendbar ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine Tonerpatrone gemäß der Erfindung;

Fig. 3 bis 5 Schnittansichten der Tonerpatrone der Fig. 2 in verschiedenen Positionen;

Fig. 6 eine Schnittansicht einer Abwandlung an der Tonerpatrone der Fig. 2;

Fig. 7 eine Schnittansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang einer Linie und in Richtung VIII-VIII der Fig. 7, und

Fig. 9 und 10 Schnittansichten der Tonerpatrone der Fig. 7 in verschiedenen Positionen.

In Fig. 1 weist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Entwicklungseinheit eines elektrophotographischen Kopierge­ räts ein Gehäuse 12 auf, in welchem eine Entwicklungsrolle 14 untergebracht ist. Wenn die Entwicklungsrolle 14 gedreht wird, wird eine Magnetbürste 16, welche an der Rolle 14 durch einen Entwickler ausgebildet ist, in Kontakt mit einer photoleitfähigen Trommel 18 gebracht, auf welcher ein laten­ tes Bild 20 elektrostatisch erzeugt worden ist. Hierdurch werden Tonerpartikel, welche in der Magnetbürste 16 vorhan­ den sind, auf das latente Bild 20 aufgebracht. Ein Photosen­ sor 22 fühlt die Dichte des Toners, welcher auf das latente Bild 20 aufzubringen ist. Wenn anhand des Ausgangssignals des Photosensors 22 festgestellt wird, daß die Tonerdichte zu gering ist, wird eine Zuführrolle 28, welche am Auslaß eines Trichters 26, der wiederum einen Teil eines Patronen­ behälters 24 bildet, in Drehung versetzt. Dadurch wird Toner aus einer Tonerpatrone 30, welche in den Patronenbehälter 24 geladen ist, einer als Rühreinheit wirkenden Rolle 32 zuge­ führt, welche in dem Gehäuse 12 angeordnet ist. Gleichzeitig wird auch ein Rührarm 34 gedreht, welcher in der Tonerpatro­ ne 30 untergebracht ist. Wenn infolge der wiederholten To­ nerzufuhr der Toner in der Tonerpatrone 30 zu Ende geht, wird ein Tonerendzustand gefühlt und optisch oder auf andere Weise angezeigt, um das Bedienungspersonal auf diese Tatsa­ che hinzuweisen und zu warnen. In Fig. 1 sind ferner noch eine Rakelschneide 36, eine Förderschnecke 38, ein Filter 40 sowie ein Abstandsstück 42 vorgesehen.

Selbst nachdem der Tonerendzustand gefühlt worden ist, um einen Tonerendmode einzustellen, kann die Entwicklungsein­ heit 10 noch eine Zeitlang fortlaufend weiterbetrieben wer­ den, ohne daß der Bildschwärzungsgrad in kritischer Weise schwächer wird, wenn der Tonerendmode rückgesetzt wird, wie oben bereits ausgeführt ist. Insbesondere kann das Bedie­ nungspersonal den Tonerendmode absichtlich zurückstellen, um die leere Tonerpatrone 30 aus dem Patronenbehälter 24 her­ auszunehmen, und um sie dann wieder in den Patronenbehälter 24 einzusetzen. Hierdurch kommt es dann zu dem Absetzen von Trägerpartikeln auf der Trommel 13, wie vorstehend bereits ausgeführt ist.

In Fig. 2 ist eine Tonerpatrone 44 gemäß der Erfindung darge­ stellt. Die Tonerpatrone 44 soll in Verbindung mit einer Entwicklungseinheit verwendet werden, welche denselben Auf­ bau wie die Entwicklungseinheit 10 der Fig. 1 hat. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Tonerpatrone 44 eine Wandung auf, welche mit einer Öffnung 46 versehen ist. Ein Ansatz 50 steht in radialer Richtung nach außen von einem Ende der Wandung der Tonerpatrone 44 vor; ein Schalter 48 mit einem Schaltanschluß 48 a ist an dem Patronenbehälter 24 angebracht. Wenn die Tonerpatrone 44 in den Patronenbehälter 24 einge­ setzt wird, wobei die Öffnung 46 nach oben weist, und dann so, wie aus Fig. 2 zu ersehen, entgegen dem Uhrzeigersinn ge­ dreht wird, drückt der Ansatz 50 der Patrone 44 gegen den Schaltanschluß 48 a des Schalters 48. Das Laden der Tonerpa­ trone 44 wird daher anhand des Ausgangssignals des Schalters 48 gefühlt. Ein Abschneider oder ein Trennteil 52 ist über dem Trichter 26 des Patronenbehälters 24, d.h. bezüglich der Drehrichtung der Tonerpatrone 44 entgegen dem Uhrzeigersinn vor dem Trichter 26 angeordnet. Wenn die Tonerpatrone 44 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, schneidet das Trennteil 52 den Ansatz 50 der Tonerpatrone 44 ab, bevor der Ansatz 50 den Trichter 26 erreicht. Der von der Tonerpatrone 44 entfernte Ansatz 50 wird in einem Auffangteil 54 aufge­ fangen, welcher an einer vorherbestimmten Stelle des Patro­ nenbehälters 24 ausgebildet ist. Ferner ist ein Verschluß 56 an der Tonerpatrone 44 angebracht, um die Öffnung 46 zu ver­ schließen.

Die Tonerpatrone 44 wird in den Tonerbehälter 24 so einge­ setzt, daß ihre Öffnung 46 nach oben weist, bzw. ausgerich­ tet ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Gleichzeitig wird der Verschluß 56 von der Tonerpatrone 44 entfernt, um die Öff­ nung 46 freizugeben. Nachdem die Tonerpatrone 44 vollständig in dem Tonerbehälter 24 aufgenommen ist, wird sie entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 3 dargestellt ist. In der Stellung der Fig. 3 drückt der Ansatz 50 der Tonerpartone 44 gegen den Schaltanschluß 48 a des Schalters 48. Das sich dabei ergebende Ausgangssignal des Schalters 48 zeigt an, daß die Tonerpatrone 44 in den Patronenbehälter 24 geladen worden ist. Wenn die Tonerpatrone 44 weiter entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der Ansatz 50, welcher von dem Schalter 48 wegbewegt wird, durch den Trennteil 56 abge­ schnitten, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Schließlich wird die Öffnung 46 der Tonerpatrone 44 in Gegenüberlage des Ein­ lasses am Trichter 26 gebracht, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Der von der Tonerpatrone 44 entfernte Ansatz 50 wird in dem Auffangteil 54 aufgenommen.

Der Ablauf beim Einsetzen der Tonerpatrone 44 ist derselbe wie bisher. Bei der in Fig. 5 dargestellten Lage wird der To­ ner aus der Tonerpatrone 44 über die Öffnung 46 in den Trichter 26 eingebracht, während er durch den Rührarm 34 um­ gerührt wird, welcher in der Patrone 44 untergebracht ist. Wenn die Zuführrolle 28, welche am Auslaß des Trichters 26 angeordnet ist, gedreht wird, wird dadurch Toner der Rolle 32 zugeführt, welche in dem Gehäuse 12 untergebracht ist.

Die in den Patronenbehälter 24 eingesetzte Tonerpatrone 44 hat ihren Ansatz 50 verloren, wie vorstehend ausgeführt ist. Nunmehr soll der Toner in der Tonerpatrone 44 zu Ende gehen, weshalb dann ein Tonerendmode gesetzt wird. Wenn unter die­ ser Voraussetzung die leere Tonerpatrone 44 aus dem Tonerbe­ hälter 24 herausgenommen und dann wieder eingesetzt wird, kann der Schaltanschluß 48 a des Schalters 48 nicht mehr län­ ger gedrückt werden, und daher kann der Tonerendmode nicht zurückgesetzt werden. Hierdurch ist eine weitere Benutzung des Kopiergeräts unterbunden und dadurch verhindert, daß der Toner in dem Entwickler erschöpft wird. Eine Tonererschöp­ fung würde bewirken, daß Trägerpartikel sich auf der Trommel 18 ablagern, wodurch dann die Bildqualität schlechter wird.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dargestellt. In dieser Abwandlung hat eine Tonerpatrone 44 A statt des entfernbaren Ansatzes 50 der To­ nerpatrone 44 einen nicht-entfernbaren Ansatz 50 A aus wei­ chem Kunstharz. In Fig. 6 springt der Patronenbehälter 24 in der Nähe des Einlasses des Trichters 26 nach innen vor, wo­ durch ein abgestufter Teil 58 gebildet ist. Bei dieser Aus­ führung legt der abgestufte Teil 58 den Ansatz 50 A zwangsläu­ fig um und verformt ihn dadurch dauerhaft, während die To­ nerpatrone 44 A gedreht wird. Obwohl mit der Tonerpatrone 44 A dieselben Vorteile erreicht sind, wie sie vorstehend bezüg­ lich der Tonerpatrone 44 angeführt sind, ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß der Auffangteil 54 nicht notwendig ist, da der Ansatz 50 A nicht abgeschnitten wird.

Wie vorstehend ausgeführt, wird in der dargestellten Ausfüh­ rungsform und deren Abwandlung, sobald die Tonerpatrone 44 oder 44 A in den Patronenbehälter 24 eingesetzt ist, der An­ satz 50 oder 50 A entfernt bzw. verformt und kann den Schal­ ter 48 nicht mehr länger betätigen. Folglich kann, selbst wenn die leere Tonerpatrone 44 oder 44 A aus dem Patronenbe­ hälter 24 herausgenommen und wieder eingesetzt wird, der To­ nerendmode nicht zurückgesetzt werden. Hierdurch ist die Trommel 18, welche ein teures Teil ist, vor einem Ablagern von Tonerpartikeln infolge einer Erschöpfung des Toners ge­ schützt; gleichzeitig ist dadurch ständig eine gleichbleiben­ de Bildqualität gewährleistet.

In Fig. 7 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform einer Toner­ patrone gemäß der Erfindung dargestellt. Die Tonerpatrone 44 B wird ebenfalls in Verbindung mit einer Entwicklungsein­ heit verwendet, welche dieselbe Ausführung wie die in Fig. 1 dargestellte Entwicklungseinheit 10 hat. Die Tonerpatrone 44 B hat einen Verschluß 64, welcher eine Öffnung 62 bedeckt, welche über einem zylindrischen Körper 60 der Patrone 44 B ausgebildet ist. In dieser speziellen Ausführungsform ist ein Magnet oder ein ähnliches zu fühlendes Teil an einer vorbestimmten Stelle der Oberfläche des Verschlusses 64 an­ gebracht, während ein Fühler 66 an einem oberen Teil des Pa­ tronenbehälters 24 angebracht ist. Wenn bei dieser Ausfüh­ rungsform der Verschluß 64 von der Öffnung 62 des zylindri­ schen Körpers 60 der Patrone 44 B entfernt wird, wird der Teil 68 zusammen mit dem Abschluß 64 entfernt.

Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt wird die Tonerpatrone 44 B so in den Patronenbehälter 24 eingesetzt, daß deren Öffnung 62 nach oben weist. Wenn der an dem Verschluß 64 angebrachte Teil 68 bezüglich des Sensors 66 ausgerichtet ist, wird der Teil 68 gefühlt, so daß das Laden der Tonerpatrone 44 B er­ kannt wird.

Nachdem die Tonerpatrone 44 vollständig in den Patronenbe­ hälter 24 eingesetzt worden ist, wird der Verschluß 64, wel­ cher den Teil 68 trägt, von dem zylindrischen Körper 60 ent­ fernt, um die Öffnung 62 freizugeben, wie in Fig. 10 darge­ stellt ist. Der Patronenkörper 60 wird gedreht, bis seine Öffnung 62 den Trichter 26 erreicht (Fig. 1). In dieser Lage wird dann ein in dem Patronenkörper 60 untergebrachter Toner durch den Rührarm 34 umgerührt, wobei er durch die Öffnung 62 in den Trichter 26 gebracht wird. Wenn die Zuführrolle 28, die am Auslaß des Trichters 26 angeordnet ist, gedreht wird, wird der Toner der als Rühreinheit dienenden Rolle 32 zugeführt, welche in dem Gehäuse 12 angeordnet ist.

Der Teil 68, welcher mittels des Sensors 66 zu fühlen ist, wird zusammen mit dem Verschluß 64 entfernt, wie vorstehend ausgeführt ist. Folglich ist, selbst wenn die Tonerpatrone 44 B, nachdem der Toner zu Ende gegangen ist, aus dem Patro­ nenbehälter 24 herausgenommen und dann wieder eingesetzt wird, verhindert, daß ein Tonerendmode zurückgesetzt wird, und folglich ist verhindert, daß der Kopierer weiterbenutzt wird. Hierdurch ist mit Erfolg ausgeschlossen, daß sich in­ folge des Verbrauchs von Toner Trägerpartikeln auf der Trom­ mel 18 absetzen. Somit ist jederzeit eine gleichbleibende Bildqualität gewährleistet.

Obwohl die Ausführungsformen der Erfindung bezüglich einer Entwicklungseinheit eines Kopiergeräts dargestellt und be­ schrieben worden sind, ist die Erfindung selbstverständlich auch bei irgendeiner anderen Art Bilderzeugungseinrichtung, wie beispielsweise einem Drucker, anwendbar.

Claims (8)

1. Tonerpatrone für eine Bilderzeugungseinrichtung, mit einem Patronenbehälter in einer Entwicklungseinheit zum Unterbrin­ gen der Tonerpatrone und mit einem Patronenfühler, welcher dem Patronenbehälter zugeordnet ist, um zu fühlen, daß die Tonerpatrone in den Patronenbehälter eingesetzt worden ist, gekennzeichnet durch
ein Teil (50; 50 A; 68) zum Betätigen des Patronenfühlers (48; 66), wenn die Tonerpatrone (44) in den Patronenbehälter (24) eingesetzt wird, und
eine Einrichtung (52; 58), welche verhindert, daß, nachdem der Teil (50; 50 A; 68) den Patronenfühler (48; 66) betätigt hat, dieser Teil den Patronenfühler wieder betätigt.

2. Tonerpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Teil einen Ansatz (50; 50 A) auf­ weist, welcher vom Außenumfang der Tonerpatrone (44) vor­ steht, und der Patronenfühler einen Schalter (48) aufweist, welcher von dem Ansatz (50; 50 A) betätigbar ist.

3. Tonerpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung einen Teil (52) auf­ weist, welcher unterbindet, daß der Ansatz (50) mit dem Schalter (48) in Anlage kommt.

4. Tonerpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Teil ein Trennteil (52) ist, wel­ cher den Ansatz (50) abschneidet, nachdem der Ansatz (50) den Schalter (48) betätigt hat.

5. Tonerpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung eine Verformungsein­ richtung (58) aufweist, welche den Ansatz (50 A) dauerhaft verformt, nachdem er (50 A) den Schalter betätigt hat.

6. Tonerpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Teil ein magnetischer Teil (68) ist, welcher an einem Verschluß (64) angebracht ist, welcher entfernbar an der Tonerpatrone (60) haftet, um eine Öffnung der Tonerpatrone (60) abzudecken, und daß der Patronenfühler einen magnetischen Fühler (66) aufweist, um den magnetischen Teil (68) zu fühlen, wenn die Tonerpatrone (60) in den To­ nerbehälter (24) eingesetzt wird.

7. Tonerpatrone nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung einen Teil (64) auf­ weist, welcher verhindert, daß der magnetische Fühler (66) den Magnetismus des magnetischen Teils (68) fühlt.

8. Tonerpatrone nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung eine Verschluß-Entfer­ nungseinrichtung aufweist, um denVerschluß (64) von der To­ nerpatrone (60) zu entfernen.