-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kopiergerät, Faxgerät, Drucker
oder ähnlichen elektrofotografischen
Bilderzeugungsapparat, und noch spezieller auf eine Düse, welche
dazu geeignet ist, in einen Tonerbehälter einzudringen, und eine Tonerzufuhrvorrichtung,
welche dieselbe enthält.
-
Ein
Tonerbehälter
zur Verwendung mit einem elektrofotografischen Bilderzeugungsapparat
ist üblicherweise
als eine Patrone, Flasche oder ähnliches festes
Gehäuse
ausgeführt.
Ein harter bzw. fester Tonerbehälter
jedoch hat ein kritisches Problem der Sammlung nach Gebrauch zur
Folge. Speziell wenn der Tonerbehälter geleert wird, wird er
vom Standort des Benutzers von einem Hersteller eingesammelt, und
dann recycelt, wieder verwendet, oder verbrannt bzw. verascht. Insofern
erhöht
ein herkömmlicher Tonerbehälter, welcher
ein großes
Volumen aufweist, die Vertriebskosten.
-
Angesichts
des obigen ist ein Tonerbehälter, dessen
Umfang bzw. Volumen reduzierbar ist, vorgeschlagen worden. Solch
ein Tonerbehälter
verhindert jedoch, dass eine Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung eine Entwicklungsvorrichtung
mit Toner aus dem Tonerbehälter
beständig
(wieder)auffüllt.
Weiter beschmiert, selbst wenn der Umfang bzw. das Volumen des Tonerbehälters nur
während
des Transports reduzierbar ist, Toner die Umgebung, wenn er aus dem
Behälter übergeben
wird.
-
Die
Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
und der Tonerbehälter
müssen
integral ausgebildet sein, oder sich extrem nahe einander befinden,
da herkömmliche
Tonerzufuhrtechnologien auf mechanischen Schrauben- bzw. Einzugsschnecken-Hilfsmitteln
bzw. Auger-Hilfsmitteln beruhen. Diese Anordnung macht den Aufbau
von Toner(wieder)auffüllungsvorrichtungen
anspruchsvoll bzw. kompliziert, erhöht die Kosten, senkt die Produktivität und behindert
die Wartung. Weiter ist es schwierig, die Beschaffenheit des Toners
vor Qualitätsminderung
zu schützen.
Außerdem
ist das Austauschen des Tonerbehälters
von Hand mühsam.
-
Auf
der anderen Seite ist eine Tonerzuführmigsvorrichtung eines Typs
vorgeschlagen worden, welche Toner, der in einem Tonerbehälter vorhanden ist,
mit kompri mierter Luft fluidisiert bzw. fließfähig macht, um dadurch den Toner
zu entladen, und den Toner mit einem Luftstrom oder einer Pulverpumpe zu
einer Entwicklungseinheit zu befördern.
Dieser Typ von Tonerzufuhrvorrichtung ermöglicht es, den Tonerbehälter an
irgendeiner gewünschten
Position anzubringen, und zwar ohne Rücksicht auf die Position der
Entwicklungseinheit. Außerdem
befreit die Vorrichtung den Toner von mechanischen Beanspruchungen.
-
Jedoch
bleiben selbst bei dem oben beschriebenen Typ von Tonerzufuhrvorrichtung
einige Probleme ungelöst.
Zum Beispiel neigt, wenn der Toner, welcher in dem Tonerbehälter um
die Öffnung des
Tonerbehälters
herum, speziell über
der Öffnung vorhanden
ist, nicht ausreichend fluidisiert bzw. fließfähig gemacht ist, beständiges (Wieder)auffüllen dazu
zu misslingen. Ebenso bleibt, wenn die Menge an fluidisiertem bzw.
fließfähig gemachten
Toner unzureichend ist, viel Toner in dem Tonerbehälter zurück, ohne
entladen bzw. ausgebracht zu werden.
-
Gewöhnlich wird
Toner über
eine Düse
zugeführt,
welche dazu geeignet ist, in einen Tonerbehälter einzudringen. Der Tonerbehälter wird
deshalb mit Schlitzdichtungsmitteln vorgesehen, welche z.B. aus Schwamm
gebildet sind und durch die Düse
geöffnet werden
können.
Dies jedoch hat ein Problem zur Folge, dass die Düse dazu
neigt, von dem Dichtungsmittel abzureißen, wenn sie in den Tonerbehälter hinein und
aus ihm heraus bewegt wird.
-
Technologien
bzw. Methoden, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen,
sind z.B. in der Japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr.
2000-81778 und der Japanischen Patent-Nr. 2,677,575 offenbart.
-
US-A-4
945 956 offenbart eine Düse,
um in einen Tonertransportbehälter
einzudringen. Die Düse umfasst
einen rohrförmigen
doppelwandigen Aufbau, in welchem ein Luftkanal einen Tonerkanal
umgibt.
-
Entsprechend
eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Düse bereitgestellt, welche
einen Endabschnitt aufweist, welcher dazu geeignet ist, in einen
Tonerentladungsabschnitt eines Tonerspeichermittels einzudringen,
welches pulverförmigen
Toner speichert, wobei die Düse
folgendes umfasst:
einen rohrförmigen Düsenkörper;
einen Luftkanal,
welcher in dem Düsenkörper ausgebildet
ist, um Luft in das Tonerspeichermittel zu befördern; und
einen Tonerkanal,
welcher in dem Düsenkörper ausgebildet
ist, um den Toner, welcher aus dem Tonerspeichermittel entladen
wird, abzugeben;
wobei der Düsenkörper einen rohrförmigen,
doppelwandigen Aufbau aufweist, in welchem der Tonerkanal den Luftkanal
umgibt.
-
Gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Düse bereitgestellt,
welche einen Endabschnitt aufweist, welcher dazu geeignet ist, in
einen Tonerentladungsabschnitt eines Tonerspeichermittels einzudringen,
welches pulverförmigen
Toner speichert, wobei die Düse
folgendes umfasst:
einen rohrförmigen Düsenkörper; und
einen Kanal,
welcher in dem Düsenkörper ausgebildet
ist, und sowohl einen Luftkanal, um Luft in das Tonerspeichermittel
zu befördern,
als auch einen Tonerkanal, um Toner aus dem Tonerspeichermittel
abzugeben, bildet.
-
Die
nachstehend beschriebenen und veranschaulichten Düsen-Ausführungsformen
ermöglichen
das zuverlässige
Zuführen
von Toner aus einer Tonerpatrone in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung. Auf diese Weise ermöglichen
sie es, dass ein Minimum an Toner im Behälter zurück bleibt.
-
Ausführungsformen
von Geräten
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung werden nun, nur als Beispiel, unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen entsprechen die Düsen, die
in 5–8 und 11–20 nicht
der vorliegenden Erfindung. In den folgenden Zeichnungen:
-
1 ist
eine Ansicht, welche eine Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung zeigt, welche
in einem Bilderzeugungsapparat enthalten ist, welcher die vorliegende
Erfindung verkörpert;
-
2 ist
ein Ausschnitt, welcher einen Tonerempfangsabschnitt zeigt, welcher
in einer Entwicklungseinheit enthalten ist, in welche die Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
Toner (wieder)auffüllt;
-
3 ist
ein Ausschnitt, welcher einen Tonerbehälter zeigt, welcher die vorliegende
Erfindung verkörpert;
-
4 ist
eine Unteransicht des Tonerbehälters,
welcher in 3 gezeigt ist;
-
5 ist
ein Ausschnitt, welcher einen speziellen Zustand zeigt, in welchen
der Tonerbehälter eingestellt
wurde, zeigt aber eine Düse,
welche nicht in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung steht;
-
6 ist
ein vergrößerter Ausschnitt,
welcher einen wichtigen Teil des Zustands aus 5 zeigt;
-
7 ist
eine Vorderansicht, welche eine spezielle Konfiguration einer Düse zeigt,
welche in der Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
enthalten ist;
-
8 ist
eine Ansicht, welche einen anderen speziellen Zustand zeigt, in
welchen der Tonerbehälter
eingestellt wurde;
-
9 ist
eine Vorderansicht, welche eine erste Ausführungsform einer Düse in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
10 ist
ein Ausschnitt der Düse,
welche in 9 gezeigt ist;
-
11 ist
eine Vorderansicht, welche eine andere spezielle Konfiguration der
Düse zeigt;
-
12 ist
ein Ausschnitt der Düse,
welche in 11 gezeigt ist;
-
13 ist
eine Vorderansicht, welche eine Modifikation der Düse von 11 zeigt;
-
14 ist
ein Ausschnitt der Düse,
welche in 13 gezeigt ist;
-
15 ist
eine Vorderansicht, welche eine andere spezielle Konfiguration der
Düse zeigt;
-
16 ist
ein Ausschnitt der Düse,
welche in 15 gezeigt ist;
-
17 ist
eine Vorderansicht, welche eine andere spezielle Konfiguration der
Düse zeigt;
-
18 ist
ein Ausschnitt der Düse,
welche in 17 gezeigt ist;
-
19 ist
eine isometrische Ansicht, welche eine positionsbezogene Beziehung
zwischen der Düse
von 17 und den Schlitzen zeigt, welche in einem Dichtungsventil
ausgebildet sind;
-
20 ist
eine Draufsicht des Dichtungsventils;
-
21 ist
ein Ausschnitt, welcher eine zweite Ausführungsform einer Düse in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
22 ist
eine isometrische Ansicht einer Düse, welche in der Ausführungsform
von 21 enthalten ist;
-
23 ist
ein Ausschnitt der Düse,
welche in 22 gezeigt ist; und
-
24A, 24B und 24C sind Ausschnitte, welche jeweils eine spezielle
Konfiguration einer Spitze zeigen, welche in der zweiten Ausführungsform
enthalten ist.
-
Bezug
nehmend auf 1 der Zeichnungen ist ein Toner(wieder)auffüllungssystem
gezeigt, welches auf einen Bilderzeugungsapparat anwendbar ist. 2 zeigt
Teil einer Entwicklungseinheit, in welche die Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
Toner (wieder)auffüllt.
Wie in 1 gezeigt, füllt
die Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
Toner an der Entwicklungseinheit 10 (wieder)auf und beinhaltet
einen Tonerbehälter 20 und
eine Tonerzufuhrvorrichtung, welche die vorliegende Erfindung 16 verkörpert. Der Tonerbehälter oder
das Tonerspeichermittel 10 speichern darin frischen Toner.
Die Tonerzufuhrvorrichtung 16 übt eine Zuführungskraft auf den Toner aus, welcher
sich in dem Tonerbehälter 20 befindet,
um ihn der Entwicklungseinheit 10 zuzuführen. Das Toner(wieder)auffüllungssystem
beinhaltet zusätzlich eine
Luftübertragungsvorrichtung 30.
-
Wie
in 1 und 2 gezeigt, enthält die Entwicklungseinheit 10 eine
Entwicklungshülse 11, welche
jeweils einem fotoleitenden Element oder Bildträger, welches bzw. welcher als
eine Trommel 1 ausgeführt
ist, sowie einer ersten und zweiten Schraube bzw. Schnecke 12 bzw. 13 gegenüber liegt. Die
Entwicklungseinheit 10 speichert einen Entwickler, welcher
aus Tonerpartikeln und Trägerpartikeln besteht.
Die erste Schraube bzw. Schnecke 12 führt den Entwickler von links
nach rechts zu, wie in 2 dargestellt, während die
zweite Schraube bzw. Schnecke 13 ihn von rechts nach links
zuführt.
Als ein Ergebnis wird der Entwickler in der Entwicklungseinheit 10 umgewälzt. Während der
Umwälzung scheidet
sich der Entwickler auf der Entwicklungshülse 11 ab und entwickelt
dann ein latentes Bild, welches auf der Trommel 1 elektrostatisch
erzeugt wurde.
-
Wie
in 2 gezeigt, ist in der Entwicklungseinheit 10 ein
Tonereinlass 14 ausgebildet, und liegt der ersten Schraube 12 an
der Vorderseite der Einheit 10 gegenüber. Ein Verbindungsglied 15 ist
an der Entwicklungseinheit 10 eingebaut und mit dem Tonereinlass 14 verbunden.
Eine Röhre
oder Zuführungsglied 16 ist
mit dem Verbindungsglied 15 abnehmbar verbunden. Ein Luftfilter 17 bildet
einen Teil des Verbindungsglieds 15 und gibt nur Luft,
welche in einem Toner-Luft-Gemisch enthalten ist, daraus aus. Dies verhindert,
dass der Toner aus dem Verbindungsglied 15 oder der Entwicklungseinheit 10 während der
Zeit des (Wieder)Auffüllens
herausfliegt. Es ist zu beachten, dass die Position zur Toner(wieder)auffüllung, welche
in 2 gezeigt ist, nur veranschaulichend ist, und
dass die Entwicklungseinheit 10 jede andere geeignete Konfiguration
aufweisen kann.
-
Der
Tonerbehälter 20 ist
als eine Einheit realisiert, welche unabhängig von der Entwicklungseinheit 10 ist
und an einer geeigneten Stelle an dem Gerätegehäuse angebracht ist. Die Röhre 16 verbindet den
Tonerbehälter 20 mit
der Entwicklungseinheit 10. Die Röhre 16 ist eine elastische
bzw. dehnbare Röhre,
welche z.B. einen Durchmesser von 4 mm bis 10 mm aufweist. Für die Röhre 16 sollte
vorzugsweise Gummi verwendet werden, welches höchst widerstandsfähig gegen
Toner ist, z.B. Polyurethangummi, Nitrilgummi, EPDM-Gummi oder Silikongummi.
Eine elastische bzw. dehnbare Röhre
ist insofern vorteilhaft, da sie in jeder gewünschten Richtung einfach angebracht
werden kann, d.h. nach oben, nach unten, nach rechts oder nach links.
-
3 und 4 zeigen
eine spezielle Konfiguration des Tonerbehälters 20. Wie gezeigt,
ist der Tonerbehälter
eine trapezförmige/r,
sechsflächige/r Tasche
oder Kasten deren bzw. dessen Stirnwand und Rückwand in ihrer Breite zum
Boden hin fortschreitend abnehmen. Der Tonerbehälter 20 ist luftdicht
und aus Polyethylen, Nylon oder ähnlichem Harz
oder Papier gebildet. Ein Dichtungsventil oder Dichtungsmittel 21 ist
in den Boden des Tonerbehälters 20 eingepasst
und aus einem elastischen Material gebildet, vorzugsweise Schaumschwamm.
Das Dichtungsventil 21 besteht aus einem scheibenähnlichen
Dichtungsglied 22 und einem Befestigungsglied 23,
welches das Dichtungsglied 22 an dem Tonerbehälter 20 befestigt.
Wie in 4 gezeigt, besteht das Dichtungsglied 22 aus
kreuzförmigen
Schlitzen 24, welche sich in der Mitte des Dichtungsgliedes 22 kreuzen.
-
Der
Tonerbehälter 20 kann
als festes Gehäuse
realisiert werden, welches aus einem den Toner speichernden Abschnitt
und einem Öffnungsabschnitt
besteht, und z.B. durch Blasformen hergestellt wird. In der veranschaulichenden
Anordnung besteht der Tonerbehälter 20 aus
einem elastischen bzw. dehnbaren Blatt aus Harz oder Papier, welches etwa
80 μm bis
200 μm dick
ist, oder einem Schichtstoff aus solchen Blättern. Aluminium kann auf der Vorderseite
oder Rückseite
von jedem Blatt abgeschieden werden, um mit statischer Elektrizität oder Feuchtigkeit
fertig zu werden.
-
Der
elastische bzw. dehnbare Tonerbehälter 20, welcher die
oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist zum Zeitpunkt des
Transports oder der Einlagerung leichter zu handhaben als ein festes
Gehäuse
und benötigt
zur Einlagerung einen minimalen Platz. Wenn der Tonerbehälter 20 geleert
ist, sammelt ihn ein Hersteller zur Wiederverwendung, zum Recyceln,
oder zur Veraschung ein. In solch einem Fall ermöglicht es die elastische bzw.
dehnbare Konfiguration des Tonerbehälters 20, den Behälter 20 zusammenzufalten
und fördert
sowohl einen einfachen Transport, als auch eine reduzierte Platzanforderung. Dies
verringert die Kosten des Einsammelns vom Standort des Benutzers
zum Hersteller erfolgreich um einen beträchtlichen Grad. Der Tonerbehälter 20 und
das Dichtungsventil 21 sollten vorzugsweise aus denselben
Materialien oder ähnlichen
Materialien bestehen, um zum Zeitpunkt des Recyclings eine Trennung überflüssig zu
machen.
-
5 zeigt
den in dem Gerätegehäuse befestigten
Tonerbehälter 20.
Wie gezeigt, beinhaltet das Gerätegehäuse einen
Einsetzungsabschnitt 40, in welchen der Tonerbehälter 20 in
die Position eingesetzt wird, welche in 3 gezeigt
ist. Der Einsetzungsabschnitt 40 kann sich an jeder geeigneten Stelle
befinden, z.B. einer zugänglichen
Stelle, wenn ein Deckel oder eine Abdeckung, welche/r an dem Gerätegehäuse angebracht
ist, geöffnet
wird, oder einer Stelle an der Außenseite des Gerätegehäuses. Der
Einsetzungsabschnitt 40 beinhaltet einen oben offenen Träger- bzw.
Halterungsrahmen 41, welcher bzw. welches komplementär zum Tonerbehälter angeordnet
ist, um den Behälter 20 zu
tragen bzw. zu stützen.
Ein Rahmentragwerk 42, welches in dem Gerätegehäuse beinhaltet
ist, trägt
bzw. stützt
den Träger-
bzw. Halterungsrahmen 41. Eine Aussparung 43 ist
im Boden des Einsetzungsabschnitts 40 ausgebildet, um das
Dichtungsventil 21 aufzunehmen. Eine Düse 45 erstreckt sich
vom Boden der Aussparung 43 nach oben.
-
Wie
in 6 gezeigt, beinhaltet die Düse 45 einen ausgehöhlten zylinderförmigen Körper 44 und eine
konische Spitze 46, welche das obere Teil des Körpers 44 bildet.
Ein Luftauslass 47 und ein Tonereinlass 48 sind
im Endabschnitt des Körpers 44 ausgebildet,
welcher der Spitze 46 gegenüber liegt, und zwar im wesentlichen
auf derselben Ebene oder Höhe.
Der Körper 44 weist
eine rohrförmige
doppelwandige Struktur auf, welche einen Luftkanal 49 und
einen Tonerkanal 50 beinhaltet, welche durch eine Zwischenwand 51 voneinander
getrennt sind. Der Luftkanal 49 und der Tonerkanal 50 sind
jeweils mit dem Luftauslass 47 und dem Tonereinlass 48 verbunden. Der
Tonerkanal 50 erstreckt sich nach unten zum Boden des Körpers 44 und
biegt dann nach links ab, wie in 6 dargestellt,
um an einem Tonerauslass 52 zu enden. Die vorher erwähnte Röhre 16 ist
in die Wand des Tonerauslasses 52 eingepasst. Der Luftkanal 49 biegt
sich nach rechts, wie in 6 dargestellt, und zwar auf
einer höheren
Ebene als der Tonerkanal 50, und endet bei einem Lufteinlass 53.
Eine Luftleitung 31, welche sich von der Luftübertragungsvorrich tung 30 aus
erstreckt, 1, ist in die Wand des Lufteinlasses 53 eingepasst.
In der veranschaulichenden Anordnung wird die Luftübertragungsvorrichtung 30 durch
eine Luftpumpe realisiert.
-
Wenn
der Benutzer den Tonerbehälter 20 in den
Einsetzabschnitt 40 einsetzt, dringt die Düse 45 in
ein dehnbares Dichtungsglied 22, welches in dem Dichtungsventil 21 enthalten
ist ein, indem es die Schlitze 24 dazu bringt, sich zu öffnen. Als
ein Ergebnis dringt der Endabschnitt der Düse 45 problemlos in den
Tonerbehälter 20 ein,
da das Dichtungsglied 22 dehnbar ist und da die Spitze 46 konisch
ist. Wie in 7 gezeigt, sollte, um das Eindringen
der Düse 45 in
den Tonerbehälter 20 zu
unterstützen,
die konische Spitze 46 vorzugsweise einen spitzen Winkel θ von 90° oder weniger
aufweisen. Wenn das Oberteil der Spitze 46 scharf zugespitzt
ist, ist es wahrscheinlich, den Schwamm des Dichtungsventils 21 zu
beschädigen,
wenn der Tonerbehälter 20 von
einer vorher festgelegten Position verschoben wird. Angesichts dessen
sollte das Oberteil der Spitze 46 vorzugsweise abgerundet
sein. Wenn der Benutzer den Tonerbehälter 20 aus dem Einsetzabschnitt 40 herauszieht,
stellen die Schlitze 24 des Dichtungsventils 21 dehnbar
ihre ursprüngliche
Position wieder her und dichten den Behälter 20 wieder luftdicht
ab, obwohl die Düse 45 aus
dem Behälter 20 herauskommt.
Dies bewirkt, dass eine minimale Menge an Toner, welcher sich in
dem Tonerbehälter 20 befindet,
durch die Schlitze 24 herausfliegt bzw. -spritzt.
-
Wie
in 8 gezeigt, werden, wenn der Tonerbehälter 20 vollständig im
Einsetzabschnitt 40 angebracht ist, der Luftauslass 47 und
der Tonereinlass 48 über
dem Boden 20a des Behälters 20 positioniert.
Man nehme an, dass der Abstand zwischen dem Boden 20a des
Tonerbehälters 20 und
dem untersten Abschnitt des Luftauslasses 47 L1 beträgt, und
dass der Abstand zwischen dem Boden 20a und dem Tonereinlass 48 L2
beträgt.
Dann weisen die Abstände
L1 und L2 jeweils einen vorher festgelegten Wert auf. Speziell werden
die Abstände
L1 und L2 so gewählt,
dass sie 3 mm oder darüber,
aber 10 mm oder darunter betragen. Die Abstände L1 und L2 von 3 mm oder
darüber
verhindern sicher, dass das Dichtungsventil 21 die Öffnung des
Tonerbehälters 20 stoppt
bzw. verstopft, selbst wenn das Dichtungsventil 21 auftaucht.
Ebenso ermöglichen
die Abstände
L1 und L2 von 10 mm oder darunter, dass Luft den Toner, welcher
sich in dem Behälter 20 befindet,
genügend
hin- und herbewegt, und die Menge an Toner, welche in dem Behälter 20 zurückbleibt,
reduziert.
-
Wie
oben ausgeführt, öffnet, nur
wenn der Benutzer den Tonerbehälter 20 in
den Einsetzabschnitt 40 gibt, die Düse 45 automatisch
das Dichtungsventil 21 und dringt bis zu einer vorher festgelegten
Position in den Behälter 20 ein.
Durch solch eine einfache Operation wird der Tonerbehälter 20 vollständig in
das Gerätegehäuse eingesetzt.
-
Als
Reaktion auf eine (Wieder)Auffüllanweisung
beginnt die Luftpumpe 30, über einen Luftkanal 49 und
Luftauslass 47 komprimierte Luft in den Tonerbehälter 20 zu übertragen.
Der resultierende Luftstrom strömt
durch den Toner in dem Tonerbehälter 20,
während
er diesen verstreut und verflüssigt
bis der Behälter 20 mit
Luft gefüllt
ist. Da der Tonerbehälter 20 im
Wesentlichen luftdicht ist, steigt der Luftdruck innerhalb des Behälters fortschreitend
an. Als ein Ergebnis bewegt sich der Toner aufgrund des Luftausgabedrucks
und seines eigenen Gewichts nach unten. Der Toner füllt deshalb über den
Tonereinlass 48, den Tonerkanal 50 und die Röhre 16 die Entwicklungseinheit 10 (wieder)auf.
-
Wie
oben ausgeführt,
wird der Toner der Entwicklungseinheit 10 aus dem Tonerbehälter 20 durch Luftdruck
zugeführt.
In diesem Moment fluidisiert Luft, welche in den Tonerbehälter 20 strömt, den
Toner, und stellt dadurch eine problemlose und sichere Zufuhr des
Toners aufgrund des Luftdrucks sicher. Weiter erstreckt sich der
Tonerbehälter 20 in
einer trichterförmig
gebildeten Konfiguration zur Düse 45 hin
und es verbleibt wenig Toner im Behälter 20. Außerdem ist,
da der taschenähnliche
Tonerbehälter 20 ständig mit
Luft gefüllt
ist, der Behälter 20 frei
von Falten und Knicken, obwohl er durch ein Blatt oder einen Film
bzw. eine Folie realisiert wird. Dies verringert den Reibungswiderstand
der inneren Wand des Tonerbehälters 20.
Obwohl der Entwicklungseinheit 10 Luft zusammen mit Toner
zugeführt
wird, fließt
sie über
den Luftfilter 17 aus, und verhindert, dass der Toner im
Entwicklungsabschnitt herausfliegt bzw. -spritzt.
-
Die
Tonerzufuhr, welche Luftdruck einsetzt, übt keine mechanischen Spannungen
auf den Toner aus und verflüssigt
den Toner mit Luft, wodurch die Kohäsion und Brückenbildung des Toners vermieden wird.
Weiter fließt
der Toner mit einem konstanten Wert stabil aus dem Tonerbehälter 2 heraus,
und bleibt ohne Hinblick auf seine im Behälter 20 befindliche
Menge wenig im Tonerbehälter 20 zurück.
-
Eine
erste Ausführungsform
einer Düse
wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben.
Wie gezeigt, weist eine Düse,
mit 145 bezeichnet, ebenfalls eine rohrförmige doppelwandige
Struktur auf. Die Düse 145 unterscheidet
sich von der Düse 45 in
folgender Hinsicht. Ein Tonerkanal 150 umgibt einen Luftkanal 149.
Die Dü se 145 weist
eine schirmförmige
Spitze 146 auf. Wie in 10 gezeigt, trifft
Luft, welche über
die Düse 145 nach
oben strömt,
gegen den Boden der Spitze 146 und strömt dann im Wesentlichen in
horizontaler Richtung. Luft breitet sich daher über einen weiten Bereich aus.
Wie in der Konfiguration des Tonerbehälters 20, welcher in 3 gezeigt
ist, erreicht die geneigte Wand des Tonerbehälters 20 weniger Luft
als die vertikale Wand desselben; wenn der Winkel der geneigten Wand
klein ist, ist es für
den Toner aufgrund seines eigenen Gewichts schwieriger, zu tropfen.
Die Düse 145 ermöglicht Luft, über einen
weiten Bereich zu strömen,
und dadurch selbst den Toner auf der geneigten Wand des Behälters 2 zu
verflüssigen,
weiter verringert sie die Menge an Toner, die im Behälter 2 zurück bleibt.
-
11 und 12 zeigen
eine andere spezielle Konfiguration der Düse. Wie gezeigt, ist die Düse, welche
mit 245 bezeichnet ist, mit der Düse 45 von 6 identisch,
in der ein Luftkanal 249 einen Tonerkanal 250 umgibt.
Die Düse 245 ist
mit einem Luftauslass 247 in ihrer Seitenwand ausgebildet.
Der Luftauslass 247 ist als 1 mm bis 3 mm breiter Schlitz realisiert.
Wie in 12 gezeigt, strömt Luft über den Luftauslass 247 im
Wesentlichen in horizontaler Richtung, d.h. nicht nur nach oben,
sondern auch über
einen weiten Bereich zur Seite. Dies hilft auch, selbst den Toner
auf der geneigten Wand des Tonerbehälters 20 zu verflüssigen,
und dadurch die Menge an Toner zu reduzieren, welche in dem Behälter 20 verbleibt.
-
13 und 14 zeigen
eine Modifikation der Düse 245,
welche in den 11 und 12 gezeigt
ist. Wie gezeigt, ist die Düse,
welche mit 245' bezeichnet
ist, mit Luftauslässen
oder Löchern 247' in ihren Seitenwänden ausgebildet.
Die Düse 245' ermöglicht, ähnlich der
Düse 245,
dass Luft über
die Luftauslässe 247' in die horizontale
Richtung, und damit über
einen weiten Bereich, strömt.
-
15 und 16 zeigen
eine andere spezielle Konfiguration der Düse. Wie gezeigt, ist die Düse, welche
mit 345 bezeichnet ist, mit der Düse 45 von 6 identisch,
in welcher ein Luftkanal einen Tonerkanal umgibt. Die Düse 345 ist
an ihrem Ende mit einem nach oben offenen Tonereinlass 348 ausgebildet.
Eine Spitze 346, welche an die Rippen eines Schirms erinnert,
ist am Ende der Düse 345 vorgesehen,
an welchem der Tonereinlass 348 offen ist. Mit dieser Konfiguration
kann die Düse 345 leicht
in den Tonerbehälter 20 eindringen.
Weiter strömt
Luft, welche in den Tonerbehälter 20 übertragen
wird, entlang der Seiten des Tonereinlasses 348, wobei
sie den Toner um den Tonereinlass 348 herum leicht verflüssigt und
entlädt.
Außerdem
tropft, wenn der Tonerbehälter 20 heraus gezogen
wird, der Toner in der Düse 345 von
der Düse 345,
ohne im Tonerbehälter 20 zu
bleiben.
-
Eine
andere spezielle Konfiguration wird mit Bezug auf 17 und 18 beschrieben.
Wie gezeigt, weist die Düse,
welche mit 445 bezeichnet ist, einen Luftkanal auf, welcher
einen Tonerkanal umgibt, wie die Düse 45 von 6.
Ebenfalls weist die Düse 445 einen
nach oben gerichteten Tonereinlass 448 auf, wie die Düse 345 der 15 und 16. Eine
Spitze 446 ist am Ende der Düse 445 vorgesehen,
an dem der Tonereinlass 448 offen ist, und weist vier Rippen
auf. Wie in 18 gezeigt, weist die Spitze 446 eine
kreuzförmige
Konfiguration auf, wenn von oben betrachtet. Der Tonereinlass 446 wird
daher durch kreuzförmige
Rippenabschnitte 448b und offene Abschnitte 448a begrenzt,
die sich miteinander abwechseln. Vier Luftauslässe oder Löcher 447 sind in der
Seitenwand der Düse 445 ausgebildet, und
jeder ist an einem der offenen Abschnitte 448a ausgerichtet,
und zwar in der axialen Richtung der Düse 445. Da die Luftauslässe 447 an
den offenen Abschnitten 448a ausgerichtet sind, bewegt
sich Luft hin und her und verflüssigt
den Toner um die offenen Abschnitte 448a herum ausreichend,
neben anderem. Dieser Teil des Toners kann daher leicht in die Düse 445 eindringen
und stellt eine vorher festgelegte Menge an (Wieder)auffüllung sicher.
-
19 zeigt
einen Endabschnitt der Düse 445 und
eine spezielle Konfiguration des Dichtungsventils 21. Wie
gezeigt, weist die Spitze 446 der Düse 445 kreuzförmige Rippen
auf, während
das kreisförmige
Dichtungsventil 21 die vorher dargestellten kreuzförmigen Schlitze 24 aufweist.
Die Rippen und Schlitze 24 kreuzen einander jeweils in
der Mitte eines Kreises. Wie in 20 gezeigt,
greift, wenn der Tonerbehälter 20 an
dem Gehäusekörper befestigt wird,
die Spitze 46 in die Schlitze 24. Das heißt, dass die
Schlitze 24 nicht mit den offenen Abschnitten 448a des
Tonereinlasses 448 überlappen.
Das Dichtungsventil 21 kann daher problemlos eingestellt
werden, da die Spitze 446 am Schlitz 24 positioniert
ist, wenn die Düse 445 in
den Tonerbehälter 20 eindringt.
-
Wenn
die Schlitze 24 die offenen Abschnitte 448a des
Tonereinlasses 448 treffen, dann neigt der Toner dazu aus
der Düse 445 zu
tropfen, wenn der Tonerbehälter 20 herausgezogen
wird, da die Schlitze 24 geöffnet werden. Die Schlitze 24,
welche nicht mit den offenen Abschnitten 448a überlappen,
vermeiden solch ein Auftreten. Wie bei der Düse 345, welche in 17 und 18 gezeigt
ist, können
in dem Dichtungsventil 21 drei Schlitze 24 im
Abstand von 120° ausgebildet
sein, und zwar in Übereinstimmung
mit der Konfiguration der Spitze 348. Dies verhindert ebenfalls,
dass die Schlitze 24 mit den offenen Abschnitten 348a des
Tonereinlasses 348 überlappen.
-
Bezug
nehmend auf 21 wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Kurz gesagt, beinhaltet
diese Ausführungsform
eine Pulversaugpumpe 60, welche zu dem Mechanismus, welcher
in 5 gezeigt ist hinzugefügt wird, und eine Düse 75,
welche eine einzige rohrförmige
Wand aufweist, im Gegensatz zur Doppelwand-Struktur. Wie gezeigt,
ist die Pulverpumpe 60 in der (nahen) Umgebung von, oder
integral mit der Entwicklungseinheit 10 ausgebildet, und
als einachsige Schraubenpumpe realisiert. Die Pulverpumpe 60 besteht
aus einem rotierenden Teil bzw. Rotor 61, einen Stator 62 und
eine Halterung 63. Das rotierende Teil bzw. der Rotor 61 ist
als eine exzentrische Schraube konfiguriert, welche aus Metall oder
einem ähnlich festen
Material ausgebildet ist. Der Stator 62 ist als eine Doppelgewindeschraube
ausgebildet, welche aus Gummi oder einem ähnlich elastischen bzw. dehnbaren
Material besteht. Die Halterung 63 umgibt das rotierende
Teil bzw. den Rotor 61 und den Stator 62 auf eine
derartige Art und Weise, dass ein Pulverzuführungsweg aus z.B. Harz ausgebildet
wird. Das rotierende Teil bzw. der Rotor 61 ist durch ein
Bolzengelenk mit einer Antriebswelle 64 verbunden und wird durch
einen Antrieb 65 gedreht, welcher auf der Antriebswelle 64 befestigt
ist. Eine soleonid-getriebene Kupplung 66 steuert die Operation
der Pulverpumpe 60. Eine Saugöffnung 67 ist am rechten
Ende der Halterung 63 ausgebildet, wie in 21 dargestellt. Die
Röhre 16 sieht
eine Verbindung zwischen der Saugöffnung 67 und dem
Tonerauslass 52 vor, welche in der Düse 75 ausgebildet
ist.
-
Die
Pulverpumpe oder Schraubenpumpe 60 ist in der Lage, Toner
mit einem hohen Feststoff-zu-Luft-Verhältnis kontinuierlich und konstant zuzuführen, d.h.
durch eine genaue Menge, welche proportional zur Rotationsgeschwindigkeit
des drehenden Teils bzw. Rotors 61 ist, wie im Stand der Technik
gut bekannt. Eine (Wieder)Auffüllungsanweisung,
welche als Ergebnis einer Bilddichteabtastung erzeugt werden kann,
bewirkt, dass die Pulverpumpe 60 arbeitet, und die Entwicklungseinheit 10 mit
einer angeforderte Menge an Toner (wieder)auffüllt.
-
Der
Tonerbehälter 20 ist
in dem Einsetzabschnitt 40, welcher in dem Gerätegehäuse enthalten ist,
abnehmbar eingesetzt, aber als eine von der Entwicklungseinheit 10 unabhängige Einheit.
Die Düse 75 erstreckt
sich vom Boden des Einsetzabschnitts 40 nach oben. Der
Tonerbehälter 20 wird
von oben in den Einsetzabschnitt 40 eingesetzt.
-
Wie
in 21 bis einschließlich 23 gezeigt, weist
die Düse 75 einen
einzelnen Kanal 54 auf, welcher die Rolle eines Luftkanals
spielt, um Luft in den Düsenkörper 74 zuzuführen, und
zur selben Zeit die Rolle eines Tonerkanals. Der Tonerauslass 52 und der
Lufteinlass 53 hängen
mit dem Kanal 54 zusammen. Eine Spitze 76 ist
integral mit oder angehängt an
das Ende des Düsenkörpers 74 ausgebildet.
Die Spitze 76 ist als einzelne Welle in einer Bogenanordnung
gekrümmt
bzw. gebogen und weist im Wesentlichen einen quadratischen Querschnitt
auf; die Ecken des Quadrates sind geeignet abgerundet. Falls gewünscht, kann
die Sitze 76 einen kreisförmigen oder länglichen
bzw. rechteckigen Querschnitt aufweisen, wie in 24A gezeigt, einen dreieckigen Querschnitt, wie
in 24B gezeigt, oder einen Querschnitt, welcher im
oberen Abschnitt kreisförmig und
im unteren Abschnitt rechtwinklig ist, wie in 24C gezeigt. Der Querschnitt kann sogar polygonal
sein. Ein derartiger rechtwinkliger oder polygonaler Querschnitt
muss abgerundete Ecken aufweisen. In jedem Fall ist die Spitze 76 frei
von scharfen Ecken und greift kaum in den Schwamm des Dichtungsventils 21 ein,
trotz des Einsetzens und Herausnehmens des Tonerbehälters 20.
Dies schützt
den Schwamm vor Einreißen.
-
Weiter
ist die Düse 75,
deren Spitze 76 durch eine einzelne Welle realisiert wird
gegenüber
den Schirm ähnlichen
Spitzen 46, 146 und 246 und Rippen ähnlichen
Spitzen 346 und 46 in folgender Hinsicht vorteilhaft.
Die Spitze 76 deckt eine Öffnung 77, an welcher
der Kanal 54 endet, kaum ab, verglichen mit den vorher
dargestellten Spitzen. Da die Spitze 76 in Form eines Buchstabens
l bzw. I konfiguriert ist, wie von oben zu sehen, greift sie kaum
in den Schwamm des Dichtungsventils 21 ein, verglichen mit
anderen Spitzen. Dies schützt
den Schwamm besser vor Einreißen;
anderenfalls würden
die Stücke,
welche von dem Schwamm abgerissen werden, in die Entwicklungseinheit 10 zugeführt und
ein Bild stören.
-
In
der oben beschriebenen Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung ist es, durch
Erhöhung des
Luftdrucks im Tonerbehälter 20 möglich, den
Toner aus dem Tonerbehälter 20 zuzuführen, während veranlasst
wird, dass der Toner hin und her bewegt und verflüssigt wird.
In diesem Moment hilft die Pulverpumpe 60 den Toner mit
Luft zu entladen bzw. auszubringen und führt den Toner sicher der Entwicklungseinheit 10 zu.
-
Wie
in 21 gezeigt, weist der Tonerbehälter 20 eine Bag-in-Box
artige Konfiguration auf, welche aus einer deformierbaren Tasche 25,
welche den Toner speichert, und einem Kasten 26, welcher
die Tasche 25 unterbringt, und unnachgiebiger ist als die Tasche 25,
besteht. Speziell nachdem die flexible Tasche 25 mit Toner
gepackt ist, wird die Tasche 25 in dem Kasten 26 untergebracht.
Der Tonerbehälter 20 ist
daher leicht zu handhaben. Außerdem
können, nachdem
der Tonerbehälter 20 geleert
worden ist, die Tasche 25 und der Kasten 26 voneinander
getrennt und gesammelt werden.
-
Da
der Kanal 54 die Doppelfunktion als ein Luftkanal und ein
Tonerkanal aufweist, wird der obige Toner(wieder)auffüllungsmechanismus
so gesteuert, dass keine Luft übertragen
wird und gleichzeitig Toner (wieder)aufgefüllt wird. Speziell wird, vor
der Toner(wieder)auffüllung,
die Luftpumpe 30 so gesteuert, um Luft in den Tonerbehälter 20 zu übertragen um
den Toner zu verflüssigen,
welcher sich darin befindet. Eine derartige Luftzufuhr braucht nicht
jedes mal durchgeführt
werden, wenn der Toner (wieder)aufzufüllen ist, sondern braucht nur
dann durchgeführt
werden, wenn Toner(wieder)auffüllung
eine vorher festgelegte Anzahl von Malen wiederholt worden ist,
oder wenn ein Hauptschalter, nicht gezeigt, welcher an dem Gerätegehäuse bereitgestellt
wird, eingeschaltet wird, oder sogar einmal am Tag.
-
Nachfolgend
wird die Pulverpumpe 60 veranlasst, den Toner über die
Düse 75 in
der Entwicklungseinheit 10 durch Saugen (wieder)aufzufüllen. Die
Pulverpumpe oder Schraubenpumpe 60 ist in der Lage, Toner
mit einem hohen Feststoff-zu-Luft-Verhältnis kontinuierlich und konstant
zuzuführen,
d.h. durch eine genaue Menge proportional zur Rotationsgeschwindigkeit
des drehenden Teils bzw. Rotors 61, wie früher dargelegt.
Daher kann die Tonermenge, welche zuzuführen ist, hinsichtlich der
Antriebsdauer der Pulverpumpe 60 gesteuert werden. Der Mechanismus
der Pulverpumpe 60 sollte vom Standpunkt der Herstellung
und Wartung aus vorteilhafterweise in einer Einheit konstruiert
sein.
-
Es
kann jede herkömmliche
Schaltung verwendet werden, um den Bilderzeugungsapparat anzutreiben
und zu steuern, welche die oben beschriebene Konstruktion aufweist.
-
Ein
herkömmlicher
Permeabilitätssensor, nicht
gezeigt, tastet den Tonergehalt des Entwicklers ab. Wenn der Tonergehalt
unter einen vorgewählten Wert
sinkt, wird die Pulverpumpe 60 aktiviert, um der Entwicklungseinheit 10 Toner
aus dem Tonerbehälter 20 zuzuführen. Sobald
der Tonergehalt den vorgewählten
Wert übersteigt,
wird die Pulverpumpe 60 deaktiviert.
-
Die
oben beschriebene Steuerung erlaubt es dem Entwickler, welcher in
der Entwicklungseinheit 10 gespeichert ist, zu jedem Zeitpunkt
einen vorgewählten
Tonergehalt aufrechtzuerhalten und dadurch eine beständige Entwicklung
zu gewährleisten.
Wenn der Permeabilitätssensor
eine vorgewählte
Anzahl von Malen oder über
einen vorgewählten
Zeitraum einen zu geringen Tonergehalt abtastet, wird ermittelt, dass
der Tonerbehälter 20 leer
ist. Als ein Ergebnis erscheint eine Alarmmeldung, welche für den Benutzer
gemeint ist, auf der Funktionsbedienplatte oder einer Anzeige, nicht
gezeigt, welche an dem Gerätegehäuse angebracht
ist, welche dem Benutzer eine angemessene Zeitspanne zum Austausch
anzeigt. Falls gewünscht,
kann der Permeabilitätssensor durch
einen herkömmlichen
Sensor ersetzt werden, welcher auf die Dichte eines Tonerbildes
anspricht, welches auf der Trommel erzeugt wurde.
-
Toner
zur Verwendung in einem elektrofotografischen Bilderzeugungsapparat,
weist eine extrem niedrige Fluidität auf, und ist, was ein bekannter Stand
der Technik ist, schwer zuzuführen.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird Toner zusammen mit Luft zugeführt, und ist damit im Wesentlichen
frei von mechanischen Spannungen. Dies, zusammen mit der Tatsache,
dass die Antriebslast des Zuführungsgliedes
Null beträgt,
erlaubt es dem Toner, seine Eigenschaft beizubehalten und gewährleistet
die Zuführung
von Toner, wodurch die Zuverlässigkeit und
Haltbarkeit der Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung verbessert
wird. Außerdem
ist die Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
von der Konstruktion her einfach und, aufgrund der geringen Antriebslast
gering in Stromverbrauch und Kosten.
-
Ferner
sollte die Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
nur über
eine elastische bzw. dehnbare Röhre
mit der Entwicklungseinheit 10 verbunden werden und Toner
davon abhalten, herumzufliegen bzw. herumzuspritzen. Ebenfalls kann
die Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
an jeder gewünschten Stelle
angebracht werden, welche das Austauschen des Tonerbehälters ermöglicht.
-
Außerdem weist
die Entwicklungseinheit 10 eine extrem einfache Konfiguration
auf, da ein Tonerspeicherabschnitt nicht integral oder in der (näheren) Umgebung
der Einheit 10 angebracht ist. Außerdem sollten nur die Entwicklungshülse und
Schrauben der Entwicklungseinheit 10 angetrieben werden,
was die Einheit 10 klein, einfach, kostengünstig und
zuverlässig
macht, während
das Sparen von Strom und eine einfache Wartung verbessert werden.
Natürlich
erzielt der gesamte Bilderzeugungsapparat die oben beschriebenen
Vorteile.
-
Obwohl
die Düse
vorzugsweise einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen sollte, wie gezeigt und beschrieben, kann
sie alternativ einen polygonalen, länglichen bzw. rechteckigen
oder rollenförmigen Querschnitt
aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist selbst auf eine Entwicklungseinheit
eines Typs von Entwickler mit nur einem Bestandteil d.h. Toner,
anwendbar.
-
Zusammenfassend
wird gesehen, dass die vorliegende Erfindung mehrere noch nie da
gewesene Vorteile aufweist, wie unten aufgelistet.
- (1) Toner kann sicher von einem Tonerbehälter zugeführt werden und bleibt nur wenig
in dem Tonerbehälter
zurück.
- (2) Toner wird davon zurückgehalten
in einen Tonereinlass einzudringen, bevor er durch Luft verflüssigt ist.
- (3) Luft strömt über einen
weiten Bereich innerhalb des Tonerbehälters und verflüssigt Toner über einen
derartigen Bereich und führt
dadurch den Toner sicher aus dem Tonerbehälter zu.
- (4) Toner tropft kaum, wenn der Tonerbehälter herausgezogen wird.
- (5) Toner wird um den Tonereinlass herum ausreichend fluidisiert
bzw. fließfähig gemacht
und problemlos zugeführt.
- (6) Luft, welche aus einem Luftauslass herauskommt, dringt kaum
in den Tonereinlass ein.
- (7) Eine Düse
weist eine einfache Konfiguration auf und ist daher nicht teuer.
- (8) Die Düse
dringt leicht in ein Dichtungsventil ein.
- (9) Die Düse
greift kaum in das Dichtungsventil ein.
- (10) Der Tonerbehälter
ist leicht zu montieren und zu demontieren und gewährleistet
stabile Tonerzuführung.
- (11) Ein Dichtungsglied wird davon abgehalten aufzutauchen und
den Tonereinlass oder den Luftauslass zu stoppen bzw. zu verstopfen.
- (12) Toner wird daran gehindert, aus Schlitzen auszutreten,
welche in dem Dichtungsglied ausgebildet sind.
- (13) Ein Bilderzeugungsapparat weist eine Toner(wieder)auffüllungsvorrichtung
auf, welche es ermöglicht,
dass ein Minimum an Toner in dem Tonerbehälter verbleibt.
- (14) Der Bilderzeugungsapparat ermöglicht es, dass der Tonerbehälter einfach
von Hand darin eingesetzt werden kann.
-
Verschiedenartige
Modifikationen sind für Fachleute
möglich,
nachdem sie die Lehren der vorliegenden Offenlegung erhalten haben,
ohne vom Geltungsbereich hiervon abzuweichen.