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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Bilderzeugungsvorrichtung, insbesondere ein Druckgerät, ein Faxgerät oder eine
vergleichbare elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung, sowie
einen Tonerbehälter
dafür.
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Es ist allgemeine Praxis, dass eine
Bilderzeugungsvorrichtung einen Tonerbehälter verwendet, der Toner aufbewahrt
und als Kartusche, Flasche oder als vergleichbarer Hartbehälter realisiert
ist. Der Toner-Hartbehälter
bringt jedoch verschiedene Probleme mit sich, wenn dieser ausgetauscht
und weggeworfen wird. Im Hinblick darauf ist ein Tonerbehälter vom
Typ „Beutel-in-Kasten" vorgeschlagen worden,
der aus einem verformbaren Beutel und einem steifen Kasten aufgebaut
ist, der darin den Beutel aufnimmt. Der Beutel wird mittels eines
Kunststoffs, eines Papiers oder eines ähnlich flexiblen Bahnmaterials
realisiert und dessen Volumen kann je nach Bedarf verringert werden.
Eine Pulverpumpe führt
beispielsweise Toner von dem Tonerbehälter zu einer entfernt von
dem Tonerbehälter
angeordneten Entwicklungseinrichtung stabil nach. Der Tonerbehälter ist
mit seiner Mündung
nach unten weisend an der Vorrichtung angebracht.
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Der Tonerbehälter kann auf der Bilderzeugungsvorrichtung
ungeachtet der Position der Entwicklungseinrichtung positioniert
werden. Wenn der Tonerbehälter
bei einer Vollfarben-Bilderzeugungsvorrichtung angewendet wird,
sollten deshalb eine Mehrzahl von Tonerbehältern in natürlicher
Weise in der Vorrichtung Seite an Seite vom Gesichtspunkt einer
mechanischen Auslegung angeordnet werden. In diesem Fall sollten
die Tonerbehälter
vorzugsweise aneinander unter einem mini malen Abstand angrenzen,
um einen begrenzten Raum, der in der Vorrichtung zur Verfügung steht,
einzusparen.
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Das Problem bei der vorstehend beschriebenen
Anordnung besteht jedoch darin, dass es schwierig ist, Tonerbehälter, die
aneinander angrenzen, zu handhaben. Dies ist selbst dann der Fall, wenn
jeder Tonerbehälter
klein genug ist, so dass eine Person diesen von Hand handhaben bzw.
greifen kann. Während
dieses Problem gelöst
werden kann, wenn ein Handgriff auf der Oberseite des Kastens für jeden
Tonerbehälter
vorgesehen ist, erhöht ein
Handgriff, der ja eine gewisse Stabilität erfordert, die Kosten in
einem nicht zu vernachlässigenden Ausmaß.
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Eine Tonerförderpumpe zur Verwendung in einer
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dieser
Anmeldung enthält
einen Stator und einen Rotor, die ausgelegt sind, um zwischen sich
einen Spalt zum Fördern
auszubilden. Der Rotor fördert
in Drehbewegung einen Toner, der in dem vorgenannten Spalt vorhanden
ist. Ein Problem bei der herkömmlichen Tonerförderpumpe
besteht darin, dass der Toner in dem Spalt stark komprimiert wird
und deshalb außerordentlichen
Spannungen ausgesetzt ist. Außerdem erwärmt eine
Reibung, die zwischen dem Rotor und dem Stator auftritt, die Innenseite
der Pumpe und deshalb auch den Toner, dessen Schmelzpunkt vergleichsweise
niedrig ist. Die Spannung und Erwärmung führen wahrscheinlich auch dazu,
dass der Toner zusammenklumpt und eine Mehrzahl von Klumpen bildet,
die bis zu etwa 1 mm klein sind. Es sei angenommen, dass der Toner,
der solche Klumpen enthält,
zu einer Entwicklungseinrichtung gefördert wird, um ein Tonerbild
auf einem Bildträger
auszubilden. Wenn dann der Toner auf ein Papierblatt oder ein ähnliches
Aufzeichnungsmedium übertragen
wird, versagen Abschnitte des Tonerbildes um die Klumpen auf dem
Bildträger
herum dabei, das Papierblatt gut zu kontaktieren. Als Folge enthält das auf
das Blatt Papier übertragene
Tonerbild kleine Tonerpunkte und leere Abschnitte um die Tonerpunkte
herum. Dies verschlechtert die Qualität des Tonerbildes in einem
kritischen Ausmaß.
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Technologien, die sich auf die vorliegende Erfindung
beziehen, sind beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften
Nrn.
10-333412 ,
11-102108 ,
2000-81778 und
2000-194182 offenbart.
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FR-A-2 767 393 (entsprechend
der vorgenannten
JP-A-11 102108 ), auf der der Oberbegriff von
Patentanspruch 1 beruht, offenbart eine Bilderzeugungsvorrichtung,
die eine Mehrzahl von Tonerbehältern
umfasst, die in einer Tonerbank eng aneinander grenzen. Die Tonerbehälter müssen. von
Hand herausgezogen werden, wobei dieser Vorgang mit Hilfe eines
Vorspannmittels erleichtert wird, das die Tonerbehälter nach
außen
hin vorspannt. Um einen Tonerbehälter
herauszunehmen, muss der Nutzer ein oberes Ende eines jeweiligen
Tonerbehälters
ergreifen.
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EP 0 675 416 A2 offenbart
eine Entwicklernachfüllkartusche
zum Nachfüllen
eines Tonerbehälters
einer Entwicklungseinheit einer Bilderzeugungsvorrichtung. Die Kartusche
ist nicht permanent mit dem Tonerbehälter verbunden. Ein Gleit-Vorspannmechanismus
für eine
Lippe des Tonerbehälters
ist vorgesehen. Ein Montage- bzw. Halterungsabschnitt ist jedoch
nicht offenbart, der eine Seitenwand zum Abstützen des Tonerbehälters umfasst,
wenn dieser in dem Halterungsabschnitt aufgenommen ist.
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EP 0 844 537 A2 offenbart
eine Tonernachfüllvorrichtung,
die permanent mit einem Tonerbehälter
verbunden ist. Auch dieses Dokument offenbart keinen Halterungsabschnitt,
der eine Seitenwand zum Abstützen
des Tonerbehälters,
wenn dieser in dem Halterungsabschnitt aufgenommen ist, umfasst.
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EP 1 014 214 A2 ,
bei der es sich um nachveröffentlichten
Stand der Technik gamäss
Art. 54(3) des Europäischen
Patentübereinkommens
handelt, offenbart einen Tonerbehälter, der in einem Toner-Halterungsabschnitt
aufgenommen ist. Dieses Dokument offenbart keinen Vorspannmechanismus.
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Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Tonerbehälter in
einfacher Weise an dieser angebracht bzw. montiert und aus dieser herausgenommen
werden kann, ohne dass man einen Handgriff benötigt, sowie den Tonerbehälter zu diesem
Zweck.
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Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage
ist, die unerwünschten
kleinen Tonerpunkte und leeren Abschnitte um diese herum in einem
Tonerbild, das auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen wird, zu verringern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält eine
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 einen Körper und
einen Halterungsabschnitt, der in dem Körper vorgesehen ist, so dass
ein Tonerbehälter,
der Toner aufbewahrt, von oben her eingesetzt bzw. montiert werden
kann. Eine Freigabeeinrichtung gibt den Tonerbehälter von einer Position frei,
in der dieser in dem Halterungsabschnitt eingesetzt ist.
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Außerdem ist gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung ein Tonerbehälter vorgesehen,
so dass dieser, wenn dieser in den Halterungsabschnitt eingesetzt
bzw. montiert ist, herausgenommen werden kann. Der Tonerbehälter wird
von oben her in den Halterungsabschnitt eingesetzt und von dem Halterungsabschnitt
nach oben hin freigegeben.
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Außerdem umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Bilderzeugungsvorrichtung einen Halterungsabschnitt, so dass
ein Tonerbehälter,
der Toner aufbewahrt, von oben her entfernt werden kann, um so den
Toner einer Entwicklungseinrichtung zuzuführen. Eine Düse erstreckt
sich nach oben hin von dem Halterungsabschnitt. Eine Verschlusseinrichtung
ist in dem Tonerbehälter
vorgesehen und mittels eines nachgiebigen Elements verschlossen,
das eine nach außen
gerichtete Kraft auf den Tonerbehälter ausübt. Ein Schiebeelement schiebt
den To nerbehälter,
der in den Halterungsabschnitt eingesetzt ist, nach oben. Die Kraft
des nachgiebigen Elements wird als Vorspannkraft des Schiebeelements
verwendet.
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Die vorgenannten und anderen Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung ersichtlicher werden, wenn diese gemeinsam mit den
beigefügten
Figuren gelesen wird, worin:
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1 eine
isometrische Ansicht ist, die eine besondere Konfiguration eines
Halterungsabschnitts zeigt, der in einer Bilderzeugungsvorrichtung
enthalten ist, auf die die vorliegende Erfindung angewendet werden
kann;
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2 eine
Ansicht ist, die eine Tonerversorgungseinrichtung zeigt, die in
einer Bilderzeugungsvorrichtung enthalten ist, auf die die vorliegende
Erfindung angewendet werden kann;.
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3 eine
isometrische Ansicht eines Tonerbehälters ist, der in der beispielhaften
Ausführungsform
enthalten ist, und zwar von unten her betrachtet;
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4 eine
Ansicht ist, die den Tonerbehälter zeigt,
wie er in einen Halterungsabschnitt eingesetzt ist;
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5 eine
isometrische Ansicht ist, die eine spezielle Konfiguration eines
Anschlags zeigt, der in der beispielhaften Ausführungsform enthalten ist;
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6 eine
Ansicht ist, die zeigt, wie der Tonerbehälter bewegt wird;
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7 eine
Ansicht ist, die eine andere spezielle Konfiguration des Anschlags
zeigt;
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8 eine
Ansicht ist, die den Tonerbehälter in
einer abgewickelten Form zeigt;
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9 eine
Ansicht ist, die eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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10 eine
Ansicht ist, die einen Tonerbehälter
zeigt, der in der zweiten Ausführungsform
enthalten ist und der von einem Halterungsabschnitt freigegeben
ist;
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11 eine
Teilansicht ist, die ein Verschlussmittel im Detail zeigt, das in
der zweiten Ausführungsform
enthalten ist;
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12 eine
Ansicht ist, die zeigt, wie der Tonerbehälter gemäß der zweiten Ausführungsform von
dem Halterungsabschnitt freigegeben wird;
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13 eine
Ansicht ist, die eine Ausführungsform
zeigt, die eine Tonerförderpumpe
umfasst;
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14 eine
Ansicht ist, die einen Tonerbehälter
der in der 13 gezeigten Vorrichtung
zeigt; und
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15 eine
Ansicht ist, die eine Tonerförderpumpe
der in der 13 gezeigten Vorrichtung
zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Bilderzeugungsvorrichtung
und eines Tonerbehälters
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend beschrieben werden.
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Erste Ausführungsform
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Diese Ausführungsform und auch die nachfolgende
zweite Ausführungsform
ist auf die vorgenannte erste Aufgabe gerichtet. Um das Ausführungsbeispiel
besser zu verstehen, wird Bezug genommen auf einen in der 1 gezeigten herkömmlichen
Tonerbehälter.
Wie gezeigt ist, sind vier Tonerbehälter 20 Seite an Seite
in dem Körper 50 einer Vielfarben-Bilderzeugungsvorrichtung
angeordnet. Jeder Tonerbehälter
enthält
einen Beutel, nicht gezeigt, der darin Toner aufbewahrt und aus
einem Kunststoff, Papier oder einem vergleichbaren flexiblen Bahnmaterial
gebildet ist. Der Beutel ist in einem steifen Kasten aufgenommen.
Die Tonerbehälter 20 grenzen
aneinander unter einem minimalen Abstand an, um einen begrenzten,
in der Vorrichtung zur Verfügung
stehenden Raum zu sparen.
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Das Problem bei der herkömmlichen
Konfiguration besteht jedoch darin, dass es schwierig ist, die Tonerbehälter 20 zu
handhaben, wenn diese Seite an Seite angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn jeder Tonerbehälter 20 genügend klein
ist, so dass dieser mit einer Hand ergriffen werden kann. Während dieses
Problem gelöst
werden kann, wenn auf der Oberseite des Kastens von jedem Tonerbehälter 20 ein
Handgriff vorgesehen ist, erhöht
der Handgriff, der ja eine gewisse Stärke aufweisen muss, signifikant
die Kosten, was vorstehend ausgeführt wurde.
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Bezugnehmend auf die 2,
ist eine Tonerversorgungseinrichtung gezeigt, die in der beispielhaften
Ausführungsform
enthalten ist. Die 3 zeigt eine spezielle
Konfiguration eines Tonerbehälters
vom Typ „Beutel-in-Kasten" , der ebenfalls
in dem Ausführungsbeispiel
enthalten ist. Wie gezeigt ist, ist eine Tonerbehälter 20 in
einen Halterungsabschnitt 50, der in dem Körper einer
Bilderzeugungsvorrichtung enthalten ist, herausnehmbar eingesetzt und
unabhängig
von einer Entwicklungseinrichtung 10. Der Tonerbehälter 20 besteht
aus einem verformbaren Beutel 21, der Toner enthält, und
einem Kasten 22, der den Beutel 21 aufnimmt und
steifer ist als der Beutel 21. Wie in der 1 gezeigt ist, kann der Halterungsabschnitt 50 so
positioniert sein, dass dieser in Erscheinung tritt, wenn die Tür bzw. Abdeckung des
Vorrichtungskörpers
geöffnet
wird, oder kann dieser so auf der Außenseite des Vorrichtungskörpers montiert
sein.
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Der Tonerbehälter 20 wird von der
Oberseite des Vorrichtungskörpers
her in den Halterungsabschnitt 50 eingesetzt. Eine Düse 51 erstreckt
sich aufrecht von dem Halterungsabschnitt 50, um so in den
Tonerbehälter 20 einzudringen.
Eine konische Spitze 52 ist einstöckig mit der Spitze der Düse 51 formgespritzt
oder an diese angeklebt. Die Düse 51 hat
eine doppelwandige Struktur. Genauer gesagt, sind ein Lufteinlassdurchgang 55 und
einer Tonerauslassdurchgang 54 in der Düse 51 ausgebildet
und kommunizieren mit dem Spitzenelement 52. Der Tonerauslassdurchgang 54 ist
nach links hin gebogen, wie dies in der 2 gezeigt
ist, und zwar am Boden der Düse 51,
und endet bei einem Tonerauslass 45. Der Lufteinlassdurchgang 55 ist
nach rechts hin gebogen, wie in der 2 gezeigt,
und zwar an einer Position oberhalb des Tonerauslasses 45 und
endet bei einem Lufteinlass 34.
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Bei dem Ausführungsbeispiel verbindet ein Rohr 41 eine
Luftpumpe oder ein Luftversorgungsmittel 40 mit dem Lufteinlass 34.
Die Luftpumpe 41 führt
dem Beutel 22 des Tonerbehälters 20 über das Rohr 41 und
den Lufteinlassdurchgang 55 Luft unter Druck zu. Luft,
die in den Beutel 22 geleitet wird, strömt durch den Toner in dem Beutel 22,
um den Toner so zu verwirbeln.
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Eine Pulverpumpe bzw. eine einachsige,
exzentrische Schraubenpumpe 11 ist in der Nähe der Entwicklungseinrichtung 10 angeordnet
oder einstöckig
mit dieser ausgebildet. Die Pulverpumpe 11 besteht aus
einem Rotor bzw. einer exzentrischen Schraube 12, einem
Stator 13 und einem Halteelement 14, das den Rotor 12,
den Stator 13 und das Halteelement 14 umgreift.
Der Rotor 12 ist aus einem Metall oder einem ähnlich steifen
Material gebildet. Der Stator 13 ist aus Gummi oder als
vergleichbar elastisches Element gebildet und mit einer doppelten Schraube
versehen. Das Halteelement 14 umgibt den Rotor 12 und
den Stator 13 und bildet einen Pulverdurchlass. Der Rotor 12 wird
mittels eines Getriebes 18, das über eine Achslenkung mit einer
Antriebswelle 17 verbunden ist, gedreht. Eine magnetbetriebene
Kupplung 19 steuert den Betrieb der Pulverpumpe 11.
Das Halteelement 14 ist mit einem Einsauganschluss 16 an
seinem linken Ende ausgebildet, wie in der 2 dargestellt.
Eine flexible Röhre 15 sorgt
für eine
Fluidverbindung zwischen dem Einsauganschluss 16 und dem
Tonerauslass 45 der Düse 51.
Die Röhre 15 hat
einen Durchmesser von beispielsweise 4 bis 10 mm und besteht aus
einem toner-resistenten Gummi, beispielsweise aus einem Polyurethangummi,
Stickstoffgummi, EDPM (Ethylenpropylendienmonomer) oder aus einem
Silikongummi. Die flexible Röhre 15 kann
in jeder gewünschten
Richtung angeordnet werden, das heißt nach oben gerichtet, nach
unten gerichtet, nach rechts gerichtet oder nach links gerichtet.
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Die Pulverpumpe 11 kann
eine konstante Pulvermenge kontinuierlich fördern, die exakt proportional
zu der Drehzahl des Rotors 12 ist, und zwar unter einem
hohen Feststoff-zu-Gas-Verhältnis,
wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. In Antwort auf einen
Tonerversorgungsbefehl, der beispielsweise durch Detektion der Bilddichte
abgeleitet wird, beginnt die Pulverpumpe 11 damit, der
Entwicklungseinrichtung 1 eine erforderliche Tonermenge zuzuführen.
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Die 3 ist
eine Ansicht des Tonerbehälters 20 mit
dem Beutel 22 und dem Kasten 21, die voneinander
getrennt sind, und zwar von unten her betrachtet. Wie gezeigt ist,
wird der Beutel 22 mittels eines flexiblen Bogens bzw.
Bahnmaterials oder einem Laminat von flexiblen Bögen, die aus einem Polyethylen,
aus Nylon oder einem vergleichbaren Kunststoff oder aus Papier gebildet
sind, realisiert. Jeder Bogen kann bis zu etwa 80 μm bis 120 μm dick sein.
Ein Mundstück 23 ist
an dem Beutel 22 befestigt und mit einer hermetischen Struktur
versehen. Das Mundstück 23 wird
beispielsweise durch Spritzgießen
gebildet und ist mit einem Tonerauslass versehen. Ein Dichtungsventil
bzw. selbstschließendes Ventil 24 ist
in das Mundstück 23 eingepasst
und aus einem elastischen Material gebildet, vorzugsweise aus einem
aufgeschäumten
Schwammmaterial. Aluminium kann vorteilhafterweise auf der Außenoberfläche oder
der Innenseite des Beutels 22 abgeschieden sein, um gegen
eine elektrostatische Aufladung oder Feuchtigkeit zu wirken.
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Der Beutel 22 hat die Form
eines rechteckförmigen
Quaders, wenn dieser aufgeblasen ist. Vier Seitenflächen des
Beutels 22 sind zu dem Mundstück 23 hin zugespitzt,
wobei deren Abschnitte an das Mundstück 23 angrenzen. Der
Kasten 22 ist aus einem Kunststoff oder einem Papier mit
einem gewissen Maß an
Steifigkeit gebildet und hat darin einen Spalt, der groß genug
ist, um den Beutel 21 aufzunehmen.
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Eine Vielfarben-Bilderzeugungsvorrichtung verwendet
vier Tonerbehälter 22,
die jeweils gelben Toner, magentafarbenen Toner, cyanfarbenen Toner und
schwarzen Toner aufbewahren. Die vier Tonerbehälter 20 sollten vorzugsweise
in Form einer regelmäßigen Anordnung
in den Halterungsabschnitt 50 eingesetzt werden, wie dies
in der 1 gezeigt ist. Alternativ
können
die Tonerbehälter 20 natürlich in
einer solchen Art und Weise angeordnet sein, dass diese horizontal
und vertikal aneinander angrenzen. In beiden Fällen sollten die Tonerbehälter 20 vorzugsweise
systematisch aneinander angrenzen und sollten deren Oberseiten miteinander
bündig
abschließen.
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Es ist jedoch schwierig, die Tonerbehälter 20, wenn
diese beispielsweise in der in der 1 dargestellten
Konfiguration angeordnet sind, herauszuziehen, beispielsweise wenn
deren Toner aufgebraucht ist. Während
ein Spalt, der groß genug
ist, um die Finger einer Bedienperson mit einem ausreichenden Spielraum
aufzunehmen, zwischen nahe beieinander angeordneten Tonerbehältern 20 vorgesehen
werden kann, ist dies im Hinblick auf den begrenzten, insgesamt
zur Verfügung
stehenden Platz der Vorrichtung nicht praktikabel.
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Das Ausführungsbeispiel enthält ein Mittel, das
es der Bedienperson erlaubt, jeden Tonerbehälter 20 nach oben
hin aus dem Halterungsabschnitt 50 herauszuziehen. Genauer
gesagt, wie in der 4 gezeigt, ist
ein federndes Vorspannelement oder Druckmittel auf dem Halterungsabschnitt 50 zum Vorspannen
des Tonerbehälters 20 nach
oben hin eingesetzt. Während
das Vorspannelement beispielsweise mit Hilfe eines Gummis oder eines Schwamms
realisiert werden kann, verwendet das Ausführungsbeispiel eine Kompressionsschraubenfeder.
Die Schraubenfeder 63 ist auf dem Halterungsabschnitt 50 ortsfest
und umgibt zugleich die Düse 51.
Eine Seitenwand 47 ist in dem Rahmen des Vorrichtungskörpers enthalten
und bildet den Halterungsabschnitt 50. Die Seitenwand 47 enthält einen Anschlag 57,
um den in den Halterungsabschnitt 50 eingesetzten Tonerbehälter 20 genau
abzustützen. Bei
dem Ausführungsbeispiel,
wie es in der 5 gezeigt ist, ist der
Anschlag 57 einstückig
mit der Seitenwand 47 formgespritzt. Die Seitenwand 47 wird mittels
eines Kunststoffes oder eines Bleches realisiert, um für einen
Anschlag 57 mit einer ausreichenden Elastizität zu sorgen.
Eine Aussparung 21a, die in der Konfiguration komplementär zu dem
Anschlag 57 ist, ist auf der Oberseite des Kastens 21 ausgebildet,
so dass der Anschlag 57 an der Unterseite der Aussparung 21a anliegen
kann.
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Im Einsatz, wenn die Bedienperson
den Tonerbehälter 20 akkurat
in den Halterungsabschnitt 50 einsetzt, komprimiert der
Tonerbehälter 20 die
Feder 63. Bei dieser Gelegenheit schnappt der Anschlag 57 elastisch
auf der Oberseite des Kastens 21 ein und liegt an dem Boden
der Aussparung 21a an, um den Tonerbehälter 20 in dem Halterungsabschnitt 50 zu verriegeln.
Um den Tonerbehälter 20 herauszuziehen,
gibt die Bedienperson den Anschlag 57 von der Oberseite
des Kastens 21 frei. Als Folge bewirkt die Feder 63,
dass der Tonerbehälter 20 nach
oben schnellt, wie dies in der 6 gezeigt
ist. In diesem Zustand ist der Tonerbehälter 20 auf einer
höheren Ebene
als die angrenzenden Tonerbehälter 20 positioniert
und kann deshalb einfach herausgenommen werden.
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Die Vorspannkraft der Feder 63 wird
genauer nachfolgend beschrieben werden. Der Tonerbehälter 20 wird
hauptsächlich
dann aus dem Vorrichtungskörper
herausgezogen, wenn dessen Toner aufgebracht ist. Die Vorspannkraft
der Feder 63 sollte deshalb ausreichend stark sein, um
den leeren Tonerbehälter 20 nach
oben zu drücken.
Es sei angenommen, dass eine Kraft F auf das Dichtungsventil 24 einwirkt,
wenn der Tonerbehälter 20 nach
oben hin und weg von der Düse 51 gedrückt wird,
und dass der Tonerbehälter 20 ein
Gewicht M aufweist, wenn dieser leer ist. Dann sollte die Vorspannkraft
der Feder 63 nur größer sein
als die Summe von F und M. Es sei auch angenommen, dass der Tonerbehälter N ein
Gewicht von N hat, wenn dieser voll ist, so dass dann die Vorspannkraft
der Feder 63 kleiner sein kann als die Summe von F und
N.
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Der Anschlag 57 hat eine
spitz zulaufende Oberfläche 57a,
die dem Tonerbehälter 20 gegenüber liegt,
um den Tonerbehälter 20 nicht
zu blockieren, wenn dieser in den Halterungsabschnitt 50 eingeführt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel
weist der Kasten 21 außerdem
in seinem unteren Bereich geneigte Oberflächen 21b auf. Falls der
Anschlag 57 so positioniert ist, dass die geneigte Oberfläche 57a irgendeiner
der geneigten Oberflächen 21b gegenüber liegt,
berührt
der erstgenannte den letztgenannten, so dass der Tonerbehälter 20 sanft
in den Halterungsabschnitt eingeführt werden kann.
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Falls dies gewünscht ist, kann der Anschlag 57 unabhängig von
der Seitenwand 47 ausgebildet sein. In einem solchen Fall
wird der Anschlag 57 schwenkbar auf dem Vorrichtungskörper angeordnet sein
und konstant relativ zu dem Kasten 21 vorgespannt, wobei
aber verhindert ist, dass dieser über die erwartete Anschlagposition
hinaus geschwenkt werden kann. Der einstückig mit der Seitenwand 47 ausgebildete
Anschlag 57 ist jedoch im Vergleich zu einer solchen alternativen
Konfiguration von Vorteil, weil dieser keine zusätzliche Feder oder einen zusätzlichen
Anschlag erfordert.
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Die 7 zeigt
eine spezielle Konfiguration des Anschlagselements 57,
das unabhängig
von der Seitenwand 47 ausgebildet ist. Wie gezeigt ist,
zieht ein Magnet 80 den Anschlag 57 von einer
Verriegelungs- bzw. Sperrposition (durchgezogene Linie) zu einer
Freigabeposition (gestrichelte Linie), wenn dieser angeschaltet
ist. Genauer gesagt, beginnt der Magnet 80 dann, wenn die
Bedienperson einen vorausgewählten
Bedienknopf berührt,
damit, den Anschlag 57 zu der Freigabeposition gegen die
Kraft einer Feder 81 zu ziehen. Alternativ kann ein Tonerendsignal,
das repräsentativ
für den
leeren Zustand des Tonerbehälters 20 ist,
den Magneten 80 automatisch anschalten. Außerdem kann
ein Motor oder eine ähnliche
Antriebsquelle dazu verwendet werden, um den Anschlag 57 von
der Verriegelungsposition hin zu der Freigabeposition über einen
Nocken zu bewegen.
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Um den Kasten 21 zu bilden,
wird bei dem Ausführungsbeispiel
eine einzige Kunstharzform bei Kunstharzscharnieren in derselben
Weise gefalzt, wie man ein Papier falzt. Deshalb kann der Kasten 21,
wenn der leere Tonerbehälter 21 eingesammelt wird,
von dem Beutel 22 getrennt werden und dann zu einem einzigen Bogen
abgewickelt und transportiert werden. Dies verringert die Kosten
zum Einsammeln der Tonerbehälter 20 deutlich.
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Die Feder 63 bewirkt, dass
der Kasten 21 nach oben hüpft, wie vorstehend ausgeführt wurde. Dies
bringt jedoch dahingehend ein Problem mit sich, dass Belastungen,
die auf den Boden des Kastens 21 einwirken, der die Feder 62 berührt, sowie
auf die Oberseite, welche den Anschlag 57 berührt, dazu führen, dass
die Oberseite und der Boden kollabieren. Es ist wahrscheinlich,
dass dies ein genaues Einsetzen des Tonerbehälters 20 verunmöglicht.
Im Hinblick darauf, wie in der 8 gezeigt,
sind die Oberseite 71 und der Boden 70 des Kastens 21,
die den Anschlag 57 bzw. die Feder 63 berühren sollen, jeweils
so ausgelegt, um an drei andere Seitenflächen des Kastens 21 anzugrenzen.
Das heißt,
die Oberseite 71 und der Boden 70 sind jeweils
nur an einer ihrer Seiten separat zu den anderen Seitenflächen ausgebildet.
In diesem Zustand wird der Oberseite 71 und dem Boden 70 eine
mechanische Stärke verliehen,
die groß genug
ist, um mit dem Kollabieren fertig zu werden.
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Zweite Ausführungsform
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Es wird Bezug genommen auf die 9, um eine alternative Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zu beschreiben. Wie gezeigt ist, sind ein äußeres Mundelement 23' und ein inneres Mundelement 24' an der Mitte
des Bodens des Kastens 22 befestigt und bilden einen Mundabschnitt. Die
Mundelemente 23' und 24' sind aus Polyethylen, Nylon
oder einem ähnlichen
Kunstharz bzw. Kunststoff gebildet und haften aneinander an.
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Das äußere Mundelement 23' und das innere
Mundelement 24' enthalten
jeweils Hülsenabschnitte 25 bzw.
26, die sich bei der Mitte nach oben hin erstrecken. Der Hülsenabschnitt 25 umgibt
den Hülsenabschnitt 26 in
einer doppelwandigen Struktur. Der Beutel 22 haftet an
dem Hülsenabschnitt 24' oder ist in
anderer Wei se befestigt. Ein Tonerauslassdurchgang 27 erstreckt
sich durch die Hülse 26 hindurch.
Ein Verschlussmittel 30, das die Rolle eines selbstschließenden Ventils
spielt, ist in dem Tonerauslassdurchgang 27 angeordnet.
Während
die zwei Mundelemente 23' und 24' einstückig miteinander formgegossen
sein können,
würde es
ein solches Formgießen
bzw. Spritzgießen
wegen des Verschlussmittels 30 schwierig machen, den Kasten 22 mit
dem Toner über
einen Durchgang 27 aufzufüllen. Bei dem Ausführungsbeispiel
wird der Kasten 22 mit Toner gefüllt, bevor das Mundelement 24' an dem Mundelement 23' anhaftet. Nachfolgend
wird das Mundelement 24, das das Verschlussmittel 30 trägt bzw.
abstützt,
befestigt. Diese Prozedur ermöglicht es,
dass der Kasten 22 in ausreichender Menge mit Toner gefüllt werden
kann, ohne dass das Verschlussmittel 30 stört.
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Das Verschlussmittel 30 enthält einen
Kolben 31, der in der axialen Richtung des Tonerauslassdurchgangs 27 hin
und her bewegt werden kann. Eine Kolbenstange 32 ist einstückig mit
dem Kolben 31 ausgebildet und erstreckt sich nach oben
hin. Das obere Ende der Kolbenstange 32 endet bei einem Anschlagabschnitt 33.
Ein Balkenelement 28 erstreckt sich nach oben hin von dem
Hülsenabschnitt 26 des
inneren Mundelements 24' .
Der Anschlagabschnitt 33 soll von einem ringförmigen Abschnitt 29 zurückgehalten
werden, bei dem das obere Ende des Balkenelements 28 endet.
Eine Kompressionsschraubenfeder bzw. ein federndes Mittel 34 wird
von dem Kolben 31 bei einem Ende zurückgehalten und wird von dem
ringförmigen
Abschnitt 29 an dem anderen Ende zurückgehalten. Die Feder 34 ist
um die Kolbenstange 32 gewickelt und spannt den Kolben 31 konstant
nach unten vor, so dass der Kolben 31 gegen die Düse 51 gedrückt wird.
Wie jedoch in der 10 gezeigt ist,
liegt der Anschlag 33 an dem ringförmigen Abschnitt 29 an,
wenn der Tonerbehälter 20 nach
oben hin und weg von der Düse 51 hüpft.
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Der Kolben 31 kann zwischen
einer Blockier- bzw. Sperrposition zum Blockieren bzw. Sperren des Tonerauslassdurchgangs 27 und
einer Freigabeposition zur Freigabe desselben bewegt werden. Genauer
gesagt, drückt
in der Freigabeposition die in der 9 gezeigte
Düse 51 den
Kolben 31 gegen die Kraft der Feder 34 nach oben,
um so den Durchgang 27 freizugeben, wie dies in der 9 gezeigt ist. In der Blockier- bzw. Verriegelungsposition
blockiert der Kolben 31 den Durchgang 27, wie
in der 10 gezeigt. In der Verriegelungsposition
berührt
die Umfangsoberfläche
des Kolbens 31 das in dem Durchgang 27 eingepasste
Dichtungselement 35 gleitbeweglich. Das Dichtungs- bzw.
Verschlusselement 35 ist aus einem aufgeschäumten Schwamm
oder einem ähnlichen
elastischen Material gebildet und weist eine röhrenförmige Konfiguration auf. Ein
Loch 36 erstreckt sich durch die Mitte des Dichtungselements 35 und
weist einen kreisförmigen
Querschnitt auf, der komplementär
zu dem Außenumriss
der Düse 51 ist.
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Wie in der 11 im
Detail gezeigt ist, sei angenommen, dass der Kolben 31 einen
Durchmesser D1 aufweist und dass das Durchgangsloch 36 einen
Durchmesser D2 aufweist. Dann wird der Durchmesser D 1 so gewählt, dass
er größer ist
als der Durchmesser D2. In der Blockierposition berührt deshalb
der gesamte Umfang des Kolbens 31 das Dichtungselement 35.
Die Düse 51 hat
einen Durchmesser, der gleich dem Durchmesser D 1 des Kolbens 31 ist.
Es sei angenommen, dass ein Spalt s zwischen dem Innendurchmesser
des Hülsenabschnitts 26 des inneren
Mundelements 24' und
dem Umfang des Kolbens 31 existiert. Dann wird der Spalt
s zu 0,2 mm oder größer gewählt. Dieser
Spalt verhindert, dass der Hülsenabschnitt 26 die
Bewegung des Kolbens 31 beeinträchtigt.
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Das Verschlussmittel 30 blockiert
selektiv den Tonerauslassdurchgang 27 unter dem Einfluss der
Feder 34, wie vorstehend ausgeführt wurde. Wenn der Tonerbehälter 20 nach
oben hin von der Düse 51 weg
gezogen wird, verschließt
deshalb das Verschlussmittel 30 den Durchgang 27 zuverlässig, unabhängig von
Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise einer niedrigen Temperatur.
Bei dieser Gelegenheit sei angemerkt, dass, obwohl der Kolben 31 das
Dichtungselement 35 gleitbeweglich berührt, das Durchgangsloch 36 verhindert,
dass das Dichtungsele ment 35 teilweise abgezogen wird,
selbst wenn dieses als Schwamm ausgebildet ist.
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Der Kolben 31 hat einen
Boden 31a, der der Oberseite des Spitzenelements 52 der
Düse 51 gegenüber liegen
soll. Der Boden 31a des Kolbens 31 und die Oberseite
des Spitzenelements 52 sind so konfiguriert, um einander
eng anliegend und ohne irgendeinen Spalt zu berühren. Der Boden 31a des Kolbens 31 und
die Oberseite des Spitzenelements 52 können zueinander im Wesentlichen
plan ausgelegt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Oberseite
des Spitzenelements 52 und der Boden 31a des Kolbens 31 konvex
bzw. konkav ausgebildet. Daraus folgt, dass die Achse der Düse 51 genau
mit der Achse des Kolbens 31 zusammenfallen kann, selbst
wenn diese geringfügig
von der letztgenannten abweicht, wenn diese in den Tonerbehälter 20 eingeführt ist.
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Die in der 11 gezeigte
Konfiguration ermöglicht
es, den Kolben 33 und die Düse 51 zuverlässig miteinander
auszurichten, so dass diese einander berühren. Wenn der Tonerbehälter 20 von
der Düse 51 freigegeben
wird, wird deshalb verhindert, dass Toner durch den Tonerauslassdurchgang 27 hindurch
auslaufen bzw. herausrinnen kann. Genauer gesagt, wie in der 12 gezeigt, bewegt sich die Düse 51,
die das Dichtungselement 36 gleitbeweglich berührt, von
dem Kolben 31 weg. Bei dieser Gelegenheit sei angemerkt,
dass dann, wenn die Achse des Kolbens 33 und diejenige
der Düse 51 nicht
miteinander fluchten sollten, ein Spalt, der vorübergehend zwischen dem Kolben 31 und
der Dichtung 25 in Erscheinung treten würde, bewirken würde, dass der
Toner herausrinnt. Außerdem
berühren
bei dem Ausführungsbeispiel
der Boden 31a des Kolbens 31 und die Oberseite
des Spitzenelements 52 einander eng. Dies verhindert, dass
der Toner, der ansonsten in einen Spalt zwischen dem Kolben 31 und
dem Spitzenelement 52 eindringt, herausrinnt.
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Wie die vorherige Ausführungsform
enthält das
Ausführungsbeispiel
ein Mittel, um zu bewirken, dass der Tonerbehälter 20 nach oben
hin von der Düse 51 weg
hüpft.
Genauer gesagt, wie in der 9 gezeigt,
enthält
das vorgenannte Mittel einen beweglichen Träger 61, der einen
insgesamt U-förmigen Querschnitt
aufweist und mit einem Flansch 62 auf seiner Oberseite
ausgebildet ist. Die Feder 63 spannt den Träger 61 konstant
nach oben vor. Eine Dichtung 64, die beispielsweise aus
einem Schwamm gebildet ist, ist in den Träger 61 eingepasst
und haftet an diesem an oder ist an diesem in anderer Weise befestigt. Ein
Schlitz ist durch die Mitte der Dichtung 64 hindurch gebildet
und ist der Düse 51 zugeordnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Feder 63 zwischen
dem Rahmen des Halterungsabschnitts 50 und dem Träger 61 vorgespannt,
um den Flansch 62 des Trägers 62 konstant nach
oben hin zu drücken.
Wenn kein Tonerbehälter 20 in
dem Halterungsabschnitt 50 vorhanden ist, hält die Feder 63 den
Träger 61 in
seiner obersten Position, die in der 10 gezeigt
ist. Die Länge
der Feder 63 und deren Vorspannkraft ist so gewählt, um
zu verhindern, dass der Träger 61 aus
der Düse 51 herausrutscht.
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Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, ist bei dem Ausführungsbeispiel
der Anschlag 57 einstückig mit
dem Halterungsabschnitt 50 ausgebildet, der jedem Tonerbehälter zugeordnet
ist. Der Halterungsabschnitt 50 ist aus einem Kunststoff
oder einem Metallblech gebildet, so dass der Anschlag 57 eine
ausreichende Elastizität
aufweist. Wiederum liegt der Anschlag 57 an dem Boden der
Aussparung 21a an, die in der Oberseite des Kastens 21 ausgebildet
ist, um so den Tonerbehälter 20 in
der eingesetzten Position zu verriegeln bzw. zu sperren.
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Im Einsatz, wenn die Bedienperson
den Tonerbehälter 20 akkurat
in den Halterungsabschnitt 50 einsetzt, komprimiert der
Tonerbehälter 20 die
Feder 63. Bei dieser Gelegenheit sei angemerkt, dass der Anschlag 57 elastisch
in die Oberseite des Kastens 21 einschnappt, um an dem
Boden der Aussparung 21a anzuliegen und den Tonerbehälter 20 in
dem Halterungsabschnitt 50 zu verriegeln bzw. zu sperren.
Um den Tonerbehälter 20 herauszuziehen,
gibt die Bedienperson den Anschlag 57 von der Oberseite des
Kastens 21 frei. Als Folge davon bewirken die Federn 63 und 34,
dass der Tonerbehälter 20 nach oben
springt, wie in der 10 gezeigt ist.
In diesem Zustand ist der Tonerbehälter 20 auf einer
höheren Ebene
angeordnet als die angrenzenden Tonerbehälter 20 und kann deshalb
ohne weiteres herausgezogen werden.
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Die Vorspannkraft der Feder 63 wird
genauer nachfolgend beschrieben werden. Der Tonerbehälter 20 wird
aus dem Vorrichtungskörper
hauptsächlich dann
herausgezogen, wenn dessen Toner aufgebraucht ist, wie vorstehend
ausgeführt
wurde. Die Vorspannkraft der Feder 63 sollte deshalb nur
ausreichend stark sein, um den leeren Tonerbehälter 20 nach oben
zu drücken.
Bei dieser Gelegenheit sei angemerkt, dass die Vorspannkraft der
Feder 63 dabei versagen kann, den Tonerbehälter 20 alleine
nach oben zu drücken.
Bei dem Ausführungsbeispiel
hilft die Feder 34 des Verschlusselements 30 der
Feder 63 dabei, den Tonerbehälter nach oben zu drücken, um
das vorgenannte Ereignis zu vermeiden. Es sei angenommen, dass eine
Kraft F auf das Dichtungselement 35 einwirkt, wenn der
Tonerbehälter 20 nach oben
hin von der Düse 51 weg
gedrückt
wird, und dass der Tonerbehälter 20,
wenn dieser leer ist, ein Gewicht von M aufweist. Dann sollte die
Summe aus der Vorspannkraft der Feder 63 und derjenigen
der Feder 34 nur größer sein
als die Summe von F und M. Es sei auch angenommen, dass der Tonerbehälter, wenn
dieser voll ist, ein Gewicht von N aufweist, so dass dann die Vorspannkraft
der Feder 63 kleiner sein kann als die Summe aus F und
N.
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Es ist wert, angemerkt zu werden,
dass das beispielhaft angeführte
Dichtelement 35, in dem das Durchgangsloch 36 ausgebildet
ist, in der Praxis mit einer viel geringeren Kraft F als bei der
vorherigen Ausführungsform
realisiert werden kann. Dies verringert weiter die Vorspannkraft,
die für
die Feder 63 erforderlich ist.
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Bei der gezeigten und beschriebenen
ersten und zweiten Ausführungsform
ist die Feder bzw. das Vorspannmittel 63 auf dem Vorrichtungskörper befestigt.
Alternativ kann die Feder 63 an dem Tonerbehälter befestigt
sein. Die Ausführungsbeispiele
sind nicht nur bei dem Tonerbehälter 20 vom
Typ „Beutel-in-Kasten", der aus dem Beutel 21 und
dem Kasten 22 besteht, anwendbar, sondern auch bei irgendeinem
anderen Tonerbehälter,
der eine gewisse Stärke
aufweist.
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Wie vorstehend ausgeführt wurde,
haben die erste und zweite Ausführungsform
verschiedene, nicht da gewesene Vorteile, wie nachfolgend angeführt.
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(1) Der in den Halterungsabschnitt
eingesetzte Tonerbehälter
wird dazu veranlasst, nach oben zu hüpfen, wenn der Toner aufgebraucht
ist. Der Tonerbehälter
kann dann in einfacher Weise in den Halterungsabschnitt eingesetzt
und aus diesem herausgenommen werden. Eine minimale Vorspannkraft
ist notwendig, um zu bewirken, dass der Tonerbehälter nach oben schnellt bzw.
hüpft.
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(2) Der Anschlag sperrt den Tonerbehälter in der
eingesetzten Position mit einer einfachen und kostengünstigen
Konfiguration.
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(3) Der Anschlag behindert den Tonerbehälter nicht,
wenn dieser in den Halterungsabschnitt eingeführt ist. Der Tonerbehälter kann
deshalb sanft in den Halterungsabschnitt eingesetzt werden. Außerdem kann
das Anschlagelement in einfacher Weise von dem Tonerbehälter freigegeben
werden.
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(4) Der Tonerbehälter kann automatisch von dem
Halterungsabschnitt weg bewegt werden, wenn der Toner aufgebraucht
ist.
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(5) Die Oberseite und der Boden des
Kastens, die einen Teil des Tonerbehälters bilden, grenzen jeweils
an drei andere Seitenflächen
an, wenn der Kasten zu einem einzelnen Bogen abgewickelt wird. Die
Oberseite und der Boden unterliegen des halb keiner Verformung, die
den Belastungen von Vorspannmitteln zugeschrieben werden können.
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(6) Die Mündung des Tonerbehälters wird von
der Feder zuverlässig
verschlossen. Außerdem trägt die Kraft
der Feder dazu bei, den Tonerbehälter nach
oben schnellen zu lassen.
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(7) Die Kraft des federnden Elements,
das in dem Verschlussmittel enthalten ist, und diejenige des Vorspannmittels
wirken zusammen, um den Tonerbehälter
zuverlässig
von dem Mündungsabschnitt
weg zu bewegen.
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Die 13 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, das
als Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Tonerförderpumpe realisiert ist. Wie
gezeigt ist, enthält
das Ausführungsbeispiel
eine Prozesskartusche 118, die abnehmbar an dem nicht gezeigten
Vorrichtungskörper
angebracht ist. Die Prozesskartusche 118 enthält ein Einheitsgehäuse 119.
Eine fotoleitfähige
Walze 102, die eine spezielle Ausführungsform eines Bildträgers ist,
ist in dem Einheitsgehäuse 119 drehbeweglich
eingesetzt. Ein nicht gezeigter Antriebsmechanismus, der in den
Vorrichtungskörper
eingebaut ist, bewirkt, dass sich die Walze 102 im Uhrzeigersinn dreht,
wie durch einen Pfeil in der 13 angedeutet.
Eine Ladewalze 120, die eine spezielle Ausführungsform
einer Ladevorrichtung ist, ist ebenfalls drehbeweglich auf dem Einheitsgehäuse 119 montiert
und berührt
die Walze 102 gleichzeitig während der Drehbewegung. Die
Ladewalze 120 lädt
die Oberfläche
der Walze 102 gleichmäßig auf
eine vorausgewählte
Polarität
auf.
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Eine Laserschreibeinheit, die nicht
gezeigt ist, strahlt einen Laserstrahl L ab, der in Entsprechung
zu Bilddaten moduliert ist. Der Laserstrahl L tastet die aufgeladene
Oberfläche
der Walze 102 ab, um so auf der Walze 102 ein
latentes Bild auszubilden. Bei dem Ausführungsbeispiel verringert sich
das Potenzial auf der Walze 102 in Abschnitten, die von dem
Laserstrahl L abgetastet werden, um das latente Bild auszubilden.
Der andere Abschnitt der Walze 102 bildet den Hintergrund
des latenten Bildes. Die Laserschreibeinheit ist eine spezielle
Form einer Belichtungseinheit.
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Eine Entwicklungseinrichtung 122,
die einen Teil der Prozesskartusche 118 bildet, entwickelt
das latente Bild mit Toner, um so ein entsprechendes Tonerbild auszubilden.
Die Entwicklungseinrichtung 122 enthält ein Gehäuse 123, das teilweise
von dem Einheitsgehäuse 119 gebildet
wird, eine Entwicklungswalze 124 und ein Rührelement
bzw. eine Rührwalze 125.
Die Entwicklungswalze 124 und das Rührelement 125 sind
drehbeweglich auf dem Gehäuse 123 angebracht.
Die Entwicklungshülse 124 kann
gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden. Das Gehäuse 123 bewahrt einen
zweikomponentigen Entwickler D auf, das heißt ein Gemisch aus Toner und
Träger.
Der zweikomponentige Entwickler kann durch einen einkomponentigen
Entwickler bzw. Toner ersetzt werden, falls dies gewünscht ist.
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Das Rührelement 125 rührt den
Entwickler D, mit der Folge, dass der Toner und Träger auf Grund
einer Reibungskraft auf entgegengesetzte Polaritäten aufgeladen werden. Die
Entwicklungswalze 124, an die zur Entwicklung eine Vorspannung
angelegt wird, fördert
den Entwickler D, der darauf abgeschieden ist, während eine Regulierschneide 126 die Dicke
des Entwicklers D reguliert. Der Entwickler D, der auf der Entwicklungswalze 124 eine
Schicht ausbildet, wird folglich zu einer Entwicklungsposition zwischen
der Walze 124 und der Walze 102 gebracht. Bei
der Entwicklungsposition wird der Toner des Entwicklers D von der
Entwicklungswalze 124 auf die Walze 102 übertragen,
um das latente Bild zu entwickeln. Ein Tonergehaltsensor 135 spricht
auf den Tonergehalt bzw. die Tonerkonzentration des Entwicklers
D, der in dem Gehäuse 123 vorhanden
ist, an. Wenn das Ausgangssignal des Tonergehaltsensors 135 anzeigt,
dass der Tonergehalt zu gering ist, wird dem Gehäuse 123 frischer Toner
zugeführt,
was später
genauer beschrieben werden wird.
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Eine Blattzuführvorrichtung ist in dem Vorrichtungskörper unterhalb
der Prozesseinheit 118 angeordnet. Die Blattzuführvorrichtung
führt ein
Blatt Papier, ein Blatt Kunststoff oder ein vergleichbares Aufzeichnungsmedium
P zu. Ein Band 108, das der Walze 102 gegenüber liegt
und sich in einer Richtung A dreht, transportiert das Blatt Papier
P zu einer Bildübertragungsposition
zwischen der Walze 102 und dem Band 108. Eine Bildübertragungsbürste 109,
die ein spezielles Ausführungsbeispiel
einer Bildübertragungsvorrichtung
ist, wird mit einer Spannung, die in der Polarität entgegengesetzt gerichtet
ist zu der auf dem Toner aufgebrachten Ladung, angewendet. Die Bürste 109 überträgt deshalb
das Tonerbild von der Walze 102 auf das Blatt Papier P.
Die Bürste 109 kann
natürlich
durch eine Walze, eine Klinge oder einen Koronaentlader ersetzt
werden, falls dies gewünscht
ist. Das Band 108 transportiert außerdem das Blatt Papier P,
das auf sich das Tonerbild trägt,
in die Richtung A. Das Blatt Papier P, das auf dem Band 108 verbleibt,
wird durch eine Fixiereinheit geleitet, die nicht gezeigt ist, zu
der Außenseite
des Vorrichtungskörpers.
Die Fixiereinheit fixiert das Tonerbild auf dem Blatt Papier P.
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Die Walzenreinigungseinrichtung 127 entfernt
den Toner, der nach der Bildübertragung
auf der Walze 102 verbleibt. Die Walzenreinigungseinrichtung 127 enthält ein Gehäuse 128,
das von einem Teil des Einheitsgehäuses 119 gebildet
wird, eine Bürste 129 und
eine Klinge 130. Die Bürste 129 ist auf
dem Gehäuse 128 angebracht
und kann sich in eine Richtung, die durch einen Pfeil angedeutet
ist, drehen. Die Klinge 130 ist an ihrem Basisende an dem
Gehäuse 128 befestigt.
Die Bürste 129 und
die Klinge 130 werden in Berührung zu der Walze 102 gehalten,
um den auf der Walze 102 verbliebenen Toner abzuschaben.
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Der Toner, der mit Hilfe der Walzenreinigungseinrichtung 127 entfernt
wird, wird in dem Gehäuse 128 gesammelt
und dann mit Hilfe der Tonerfördereinrichtung 141 zu
der Entwicklungseinrichtung 122 gefördert. Die Entwicklungseinrichtung 122 verwendet
den zurück
geförderten
Toner erneut. Die Tonerfördereinrichtung 141 enthält ein Rohr 131,
das sich von dem Gehäuse 128 zu
der Entwicklungseinrich tung 122 erstreckt, und ein Tonerförderelement 132,
das von einer nicht gezeigten Antriebsquelle zu einer Drehbewegung
angetrieben wird.
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Eine Schraube 142 ist in
dem Gehäuse 128 angeordnet
und ist drehbeweglich, um den von der Bürste 129 und der Klinge 130 gesammelten
Toner zu dem Rohr 131 zu fördern. Das Tonerförderelement 132 fördert in
Drehbewegung den zu dem Rohr 131 gebrachten Toner durch
die Röhre 131 zu
einer Tonerförderpumpe 133.
Die Tonerförderpumpe 133 gibt den
zu ihr geförderten
Toner zurück
zu dem Gehäuse 123 der
Entwicklungseinrichtung 122, was später genauer beschrieben werden
wird.
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Wenn bestimmt wird, dass der Tonergehalt bzw.
die Tonerkonzentration des Entwicklers D, der in dem Gehäuse 123 vorhanden
ist, zu niedrig ist, und zwar auf der Grundlage des Ausgangssignals
des Tonergehaltsensors 35, wird frischer Toner zu der Entwicklungseinrichtung 122 zugeführt, was
später
beschrieben werden wird.
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Die 14 zeigt
einen Tonerbehälter 134, der
austauschbar in einem vorausgewählten
Abschnitt des Vorrichtungskörpers,
entfernt von der Prozesskartusche 118, eingesetzt ist.
Wie gezeigt ist, enthält
der Tonerbehälter 134 einen
Behälterkörper 137,
der mit einer Mündung 138 und
einem Dichtungselement 139 ausgebildet ist, das aus einem Schaummaterial
ausgebildet ist und in die Mündung 138 eingepasst
ist. Der Behälterkörper 137 ist
mit einem pulvrigen Toner T gefüllt.
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Der Vorrichtungskörper enthält eine Düse 143, die eine doppelwandige
Struktur aufweist. Genauer gesagt, hat die Düse 143 ein Tonerauslassrohr 145 und
ein Düsenrohr 146,
das an dem Tonerauslassrohr 145 befestigt ist. Eine Öffnung 144 ist
in einem Ende des Tonerauslassrohrs 145 ausgebildet, so
dass der Toner T in das Rohr 145 eintreten kann. Ein ringförmiger Lufteinlassdurchgang 147 ist
zwischen dem Tonerauslassrohr 145 und dem Düsenrohr 146 ausgebildet.
Ein Ende 148 des Düsenrohrs 146 ist
zu der Innenseite des Behälterkörpers 137 hin offen.
Ein Rohr 149 sorgt für
eine Verbindung zwischen einer Luftpumpe 150, die auf dem
Vorrichtungskörper
angeordnet ist, und dem anderen Ende des Düsenrohrs 146. Eine
Röhre 151 ist
an einem Ende mit dem anderen Ende des Tonerauslassrohrs 145 verbunden.
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Es sei angenommen, dass das Ausgangssignal
des Tonergehaltsensors 135, Fig. 13, anzeigt, dass der
Tonergehalt des Entwicklers D in der Entwicklungseinrichtung 122 zu
niedrig ist. Dann wird die Luftpumpe 150 dazu gebracht,
dem Düsenrohr 146 über das
Rohr 149 Luft unter Druck zuzuführen. Luft wird dann durch
den Luftdurchgang 147 und den Luftauslass 14a von
dem Düsenrohr 146 zu
dem Behälterkörper 137 geführt, wie
durch die Pfeile in der 14 angedeutet.
Die Luft strömt
in den Behälterkörper 137 hinein,
während
sie zugleich den Toner T verwirbelt und den Druck innerhalb des
Behälterkörpers 137 erhöht. Der
höhere
Druck innerhalb des Behälterkörpers 137 führt den
verwirbelten Toner T im Zusammenwirken mit der Tonerförderpumpe 133, Fig.
13, zu der Außenseite
des Tonerbehälters 134 durch
das Tonerauslassrohr 145. Anschließend wird der Toner T gemeinsam
mit der Luft durch das Rohr 151 zu der Tonerförderpumpe 133 gefördert.
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Die 15 zeigt
eine spezielle Konfiguration der Tonerförderpumpe 133. Wie
gezeigt ist, enthält die
Pumpe 133 einen hohlen, röhrenförmigen Stator 153 und
einen einachsigen, exzentrischen Rotor 154, der drehbeweglich
in der zentralen Bohrung des Stators 153 angeordnet ist.
Eine Spiralnut (zwei Spiralnuten bei dem Ausführungsbeispiel) ist in der
Innenumfangsfläche
des Stators 153 ausgebildet. Der Rotor 154 ähnelt einer
männlichen
Schraube. Der Stator 153 sitzt ortsfest innerhalb eines
Gehäuses 152 und ist
aus einem Gummimaterial oder einem ähnlichen elastischen Material
oder aus einem steifen Material gebildet. Der Rotor 154 erstreckt
sich spiralförmig durch
den gesamten Stator 153 in einer solchen Weise, dass ein
Spalt R zum Fördern
des Toners ausgebildet wird. Der Rotor 154 hat in jeder
beliebigen Ebene einen kreisförmigen
Querschnitt. Die Mitte des kreisförmigen Querschnitts ist relativ
zu der Achse des Rotors 154 versetzt und erstreckt sich
spiralförmig
in der axialen Richtung um die Achse herum. Folglich wird der Spalt
R für den
Toner zwischen der Außenumfangsfläche des
Rotors 154 und der Innenumfangsfläche des Stators 153 gebildet.
Der Stator 153 berührt
den Rotor 154 in solcher Weise, dass der Rotor 154 umgriffen
wird und ortsfest ist. Die Pumpe 133 ist in ihrer grundsätzlichen
Konfiguration identisch zu einer herkömmlichen Pulverpumpe, die als einachsige,
exzentrische Schraubenpumpe bezeichnet wird, zu einer Schraubenpumpe
oder einer Morno-Pumpe.
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Ein Schraubförderer 155, der drehbeweglich in
dem Gehäuse 152 angeordnet
ist, ist an einem Ende mit dem Rotor 154 verbunden. Ein
Antriebsrad 156 ist auf dem anderen Ende des Schraubförderers 155 angebracht.
Das Rohr 151, Fig. 14, ist mit einer Öffnung, die in dem Gehäuse 152 ausgebildet
ist, verbunden. Das Rohr 131, Fig. 13, ist mit einer anderen Öffnung,
die ebenfalls in dem Gehäuse 152 ausgebildet
ist, verbunden.
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Wiederum sei angenommen, dass der
Tonergehalt des Entwicklers D in der Entwicklungseinrichtung 122 zu
gering wird, was von dem Tonergehaltsensor 135 gefühlt wird.
Dann beginnt das Antriebsritzel 156 der Tonerförderpumpe 133 mit
einer Drehbewegung und beginnt gleichzeitig die Luftpumpe 150,
Fig. 14, damit, sich zu drehen. Das Antriebsritzel 156 bewirkt,
dass der Schraubförderer 155 und der
Rotor 154 sich zu drehen beginnen. Folglich wird der Toner,
der zu dem Gehäuse 152 zugeführt wurde, in
den Spalt zwischen dem Rotor 154 und dem Stator 153 getrieben.
In Drehbewegung bewirkt der Rotor 154, dass sich der Spalt
R von rechts nach links in der 15 bewegt.
Der resultierende Saugdruck fördert
den Toner T von rechts nach links, wie in der 15 gezeigt.
Als Folge wird der Toner T dem Gehäuse 123 der Entwicklungseinrichtung 122 über ein Rohr 157 (siehe
ebenfalls 13), das mit dem Gehäuse 152 verbunden
ist, zugeführt.
Zu diesem Zeitpunkt wird ebenfalls der eingesammelte Toner, der über das
Rohr 131 dem Gehäuse 152 zugeführt wird, dem
Gehäuse 123 gemeinsam
mit dem frischen Toner zugeführt.
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Falls dies gewünscht ist, kann komprimierte Luft
in das Gehäuse 152 über einen
Lufteinlassanschluss 158 eingeführt werden, um den zu dem Gehäuse 152 gebrachten
Toner T weiter zu verwirbeln.
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Der vorstehend beschriebene Betrieb
endet in einem zuvor ausgewählten
Zeitintervall und wird dann später
jedes Mal dann wiederholt, wenn der Tonergehalt des Entwicklers
D zu niedrig wird. Als Folge wird der Tonergehalt des Entwicklers
D in der Entwicklungseinrichtung 122 konstant gehalten.
Luft, die der Entwicklungseinrichtung 122 gemeinsam mit dem
Toner zugeführt
wird, wird durch einen Filter, nicht gezeigt, der auf das Gehäuse 123 aufgesetzt ist,
ausgelassen.
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Während
die Tonerförderpumpe 133 den
Toner in der vorstehend beschriebenen Weise fördert, wird der Toner in dem
Spalt zwischen dem Rotor 154 und dem Stator 153 stark
komprimiert und großen Belastungen
ausgesetzt. Dies zusammen mit der Reibungswärme, die von dem Gleitkontakt
des Rotors 154 mit dem Stator 153 herrührt, neigt
dazu zu bewirken, dass der Toner in der Form einer Anzahl von Klumpen
zusammenklumpt. Die Klumpen bilden in dem resultierenden Bild die
vorstehend genannten kleinen Tonerpunkte und leeren Abschnitte um
diese herum und verschlechtern so die Bildqualität.
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Im Hinblick auf das Vorstehende ist
bei dem Ausführungsbeispiel
der Rotor 154 aus Aluminium, aus einem Edelstahl oder einem ähnlichen
Metall mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit gebildet. Dies lässt es zu,
dass Reibungswärme,
die dem Reibkontakt des Rotors 154 und des Stators 153 zugeschrieben
werden kann, in einer frühen
Phase des Betriebs über
den Rotor 154 zu der Außenseite der Pumpe 133 abgestrahlt
werden kann. Daraus folgt, dass der Toner, der gefördert wird,
nur wenig erwärmt
wird und keinen einzigen Klumpen oder keine minimale Anzahl von
Klumpen bildet. Folglich werden die kleinen Tonerpunkte und leeren
Abschnitte in einem Tonerbild, das auf das Blatt Papier P, 13, übertragen wird,
vermieden oder verringert. Dies steht in Kontrast zu einem herkömmlichen
Rotor, der für
gewöhnlich
aus einem Kunststoff gebildet wird, um die Kosten zu reduzieren.
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Während
es vom Standpunkt der Wärmeabstrahlung
her bevorzugt wird, dass der Rotor 154 aus einem Metall
mit einer großen
thermischen Leitfähigkeit
gebildet ist, muss dieser durch Schneiden eines metallischen Materials
gebildet werden und führt
dies deshalb zu zusätzlichen
Kosten. Bei einer alternativen Konfiguration besteht der Rotor 154 zur
Verringerung der Kosten aus einem Kern, der aus einem Polycarbonat-Kunstharz,
einem ABS-Kunstharz (Acrylonitrilbutadienstyren) oder einem ähnlichen
Kunstharz bzw. Kunststoff und aus einer Schicht aus Nickel oder
einem ähnlichen
Metall mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit gebildet ist und den
Kern beschichtet. Der Kern, der als Kunstharz- bzw. Kunststoffform
realisiert ist, ist einfacher herzustellen und deshalb kostengünstiger
als ein metallischer Rotor. Außerdem
fördert
die metallische Beschichtung, die den Kern bedeckt, in einer frühen Phase
des Betriebs die Abstrahlung von Wärme, die dem gleitenden Kontakt
zwischen dem Rotor 154 und dem Stator 153 zugeschrieben
werden kann, hin zu der Außenseite
der Tonerförderpumpe 133.
Dies trägt
erfolgreich dazu bei, die zahlreichen Vorteile, die vorstehend angeführt wurden,
ohne Erhöhung
der Kosten der Tonerförderpumpe 133 zu
erzielen.
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Alternativ kann der Rotor 154 aus
einem Kunstharz bzw. Kunststoff, der ein Silikonol oder ein ähnliches
Schmiermittel enthält,
gebildet sein. Das Schmiermittel verringert den Reibungskoeffizienten zwischen
dem Stator 153 und dem Rotor 154 und ermöglicht somit,
dass der Rotor 154 sanft auf dem Rotor 153 gleiten
kann und gleichzeitig eine minimale Wärme erzeugen kann. Dies trägt ebenfalls
erfolgreich dazu bei, in einem Tonerbild die kleinen Tonerpunkte
und leeren Abschnitte um diese herum, die den Tonerklumpen zuzuschreiben
sind, zu verringern.
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Die Tonerförderpumpe 133 kann
auf die Bilderzeugungsvorrichtung, die unter Bezugnahme auf die 13 bis 15 beschrieben
ist, angewendet werden, um die Qualität eines Tonerbilds, das auf
ein Blatt Papier übertragen
wird, zuverlässig
zu verbessern.
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Das Ausführungsbeispiel kann auf einen weiten
Bereich von Bilderzeugungsvorrichtungen angewendet werden, einschließlich der
gezeigten und beschriebenen Vorrichtung. Auch die Struktur der gezeigten
und beschriebenen Tonerförderpumpe
ist nur beispielhaft. Beispielsweise kann die Tonerförderpumpe
in ähnlicher
Weise bei einer Bilderzeugungsvorrichtung von dem Typ angewendet
werden, der einen Zwischenbildübertragungskörper enthält, über den
ein Tonerbild von einem fotoleitfähigen Element auf ein Blatt
Papier übertragen
wird. Außerdem
kann die Tonerförderpumpe
als eine Pumpe zum Fördern eines
eingesammelten Toners von einem fotoleitfähigen Element zu einer Entwicklungseinrichtung
realisiert werden.
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Wie vorstehend ausgeführt wurde,
weist das Ausführungsbeispiel
zahlreiche nicht da gewesene Vorteile auf, wie nachfolgend angeführt.
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(1) Der Rotor, der aus einem Metall
mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit gebildet ist, fördert eine
Wärmeabstrahlung
und verhindert, dass Toner, der gerade von der Tonerförderpumpe
gefördert
wird, erwärmt
wird. Dies verhindert, dass der Toner in der Form von Klumpen zusammenhaftet.
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(2) Die metallische Beschichtungsschicht, die
den Kern des Rotors bedeckt, fördert
die Wärmeabstrahlung
und ermöglicht
ebenfalls, dass der vorstehende Vorteil (1) erzielt werden
kann. Außerdem ist
der Kern, der aus Kunststoff gebildet ist, kostengünstig.
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(3) Der Rotor ist aus einem Kunstharz
bzw. Kunststoff, der ein Schmiermittel enthält, gebildet und kann deshalb
sanft auf dem Stator gleiten, so dass eine Wärme, die dem Gleitkontakt des
Rotors und des Stators zugeschrieben werden kann, verringert ist.
Dies trägt
ebenfalls erfolgreich dazu bei, den Vorteil (1) zu erzielen.
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(4) Der Toner, der frei von Klumpen
ist, verbessert die Qualität
eines Tonerbildes, das auf ein Blatt Papier übertragen wird.
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Zahlreiche Modifikationen werden
dem Fachmann auf diesem Gebiet beim Studium der Lehren der vorliegenden
Offenbarung ersichtlich werden, ohne den Schutzbereich der nachfolgenden
Patentansprüche
zu verlassen.