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Gebiet der Erfindung und
zugehöriger
Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tonerbehälterabdeckung,
einen Tonerbehälter
und eine Prozesskartusche.
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Bei
der Prozesskassette handelt es sich um eine Kassette, die als Einheit
ein lichtempfindliches elektrophotographisches Element und eine
Aufladeeinrichtung, Entwicklungseinrichtung, und Reinigungseinrichtung
aufweist und lösbar
an einer Haupteinheit einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung montierbar
ist. Sie kann als Einheit ein lichtempfindliches elektrophotographisches
Element und mindestens eine Einrichtung aus einer Aufladeeinrichtung,
Entwicklungseinrichtung und Reinigungseinrichtung umfassen. Sie
kann als Einheit eine Entwicklungseinrichtung und ein lichtempfindliches
elektrophotographisches Element aufweisen.
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Die
elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt ein Bild
auf einem Aufzeichnungsmaterial unter Anwendung eines elektrophotographischen
Bilderzeugungsprozesses. Beispiele der elektrophotographischen Bilderzeugungseinrichtung
umfassen ein elektrophotographisches Kopiergerät, eine elektrophotographischen
Drucker (Laserdrucker, LED-Drucker
o.ä.),
ein Faxgerät
und einen Wortprozessor o.ä.
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Es
ist eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung unter
Anwendung eines elektrophotographischen Prozesses bekannt, die zusammen mit
der Prozesskassette Verwendung findet. Dies ist vorteilhaft, da
hierdurch der Wartungsvorgang von den Benutzern selbst durchgeführt werden
kann, ohne Servicepersonal zu benötigen, so dass auf diese Weise
das Handling der Vorrichtung beträchtlich verbessert werden kann.
Demzufolge findet ein solcher Typ nunmehr in großem Umfang Anwendung.
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Bei
einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung wird ein
auf einem lichtempfindlichen elektrophotographischen Element erzeugtes
latentes Bild mit Hilfe eines Entwicklers (hiernach als „Toner" bezeichnet) entwickelt.
Da der Toner durch einen Bilderzeugungsprozess verbraucht wird,
muss er bei Bedarf ergänzt
werden. Zum Ergänzen
des Toners findet ein Tonerspeicherbehälter (hiernach als „Tonerbehälter" bezeichnet) Verwendung.
Ein solcher Tonerbehälter
kann eingesetzt werden, um ein Kopiergerät o.ä. sowie die vorstehend erwähnte Prozesskassette über einen
einfachen Vorgang mit Toner zu ergänzen.
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Ein
Tonerbehälter
ist mit einer Tonereinfüllöffnung versehen,
die mit einer Tonerbehälterkappe
(hiernach als „Behälterabdeckung" bezeichnet) abgedichtet
ist, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift JP-A-5 323 698
bekannt ist. Generell ist eine Behälterkappe durch Spritzgießen aus
einem Polyethylen mit niedriger Dichte (hiernach als „LDPE" bezeichnet) geformt.
Sie umfasst diverse Rippen, die sich zwischen den Dichtungswänden der
Behälterkappe
und dem Mittelabschnitt derselben erstrecken, um die Dichtungswände zu verstärken, die
den Tonerbehälter
abdichten, wenn sie mit dem Randabschnitt der Tonereinfüllöffnung des
Tonerbehälters
in Kontakt treten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tonerbehälterabdeckung,
die sicher eine Tonereinfüllöffnung versiegeln
oder abdichten kann, einen Tonerbehälter, der eine derartige Tonerbehälterabdeckung
anwendet und eine Prozesskartusche, die einen derartigen Tonerbehälter anwendet,
zu schaffen. Diese Aufgabe ist durch die Tonerabdeckung, die in
Anspruch 1 definiert ist, den Tonerunterbringungsbehälter oder Toneraufnahmebehälter, der
in Anspruch 17 definiert ist, und die Prozesskartusche, die in Anspruch
43 definiert ist, gelöst.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung
einer Tonerbehälterkappe,
die nicht zufällig
von der Tonereinfüllöffnung eines
Tonerbehälters
gelöst
werden kann, eines Tonerbehälters,
bei dem eine derartige Tonerbehälterkappe
Verwendung findet, und einer Prozesskassette, bei der ein derartiger Tonerbehälter Verwendung
findet.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tonerbehälterkappe
zur Verfügung
zu stellen, die es möglich
macht, eine der Seitenwände
eines Tonerbehälters
mit einer Tonereinfüllöffnung zu
versehen, die einen wirksamen Öffnungsbereich
besitzt, der größer ist
als der größte wirksame Öffnungsbereich,
der unter Anwendung einer herkömmlichen
kreisförmigen
Konfiguration erzeugt werden kann, oder mindestens gleich groß ist wie
dieser, und mit der die Effizienz der Tonereinfüllung verbessert werden kann.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine nicht kreisartige
Tonerbehälterabdeckung,
die im Hinblick auf den Aufbau der Seitenwand eines Tonerbehälters entspricht,
einen Tonerbehälter, der
eine derartige Tonerbehälterabdeckung
anwendet, und eine Prozesskartusche, die einen derartigen Tonerbehälter anwendet,
zu schaffen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tonerabdeckung,
die eine Nut an der Außenseite
der Seitenwände
hat, die mit dem Rand der Tonereinfüllöffnung eines Tonerbehälters in
Kontakt gelangen, einen Tonerbehälter,
der eine derartige Tonerbehälterabdeckung
anwendet, und eine Prozesskartusche, die einen derartigen Tonerbehälter anwendet,
zu schaffen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, folgendes zu
schaffen: Eine nicht kreisartige Tonerbehälterabdeckung, deren Aufbau
entsprechend dem Aufbau der Seitenwand eines Tonerbehälters gestaltet
ist, der eine Tonereinfüllöffnung an
einer seiner Seitenwände
so hat, dass der effektive Öffnungsbereich von
der Tonereinfüllöffnung zunimmt;
einen Tonerbehälter,
der eine derartige Tonerbehälterabdeckung
anwendet, und eine Prozesskartusche, die einen derartigen Tonerbehälter anwendet.
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Diese
und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden deutlicher bei Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der Hauptkonstruktion eines Tonerbehälters, einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht und Seitenansicht der Kappe für die Tonereinfüllöffnung bei
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Hauptkonstruktion eines Tonerbehälters einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
Vorderansicht und Seitenansicht der Kappe für die Tonereinfüllöffnung der
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Hauptkonstruktion eines Tonerbehälters einer
dritten und vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Vorderansicht und Seitenansicht der Kappe für die Tonereinfüllöffnung der
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Vorderansicht und Seitenansicht der Kappe für die Tonereinfüllöffnung der
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
perspektivische Ansicht der Hauptkonstruktion eines Tonerbehälters bei
einem Vergleichsbeispiel;
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9 eine
Vorderansicht und Seitenansicht der Kappe für die Tonereinfüllöffnung bei
dem Tonerbehälter
für das
Vergleichsbeispiel;
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10 eine
schematische Darstellung eines Tonerbehälters und einer Tonereinfüllvorrichtung
vom Schneckentyp, die für
Tonereinfülltests
verwendet wird;
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11 eine
Seitenansicht einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung
(Laserdrucker), bei der die vorliegende Erfindung Anwendung finden
kann;
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12 eine
externe perspektivische Ansicht der in 11 gezeigten
Vorrichtung;
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13 einen
Schnitt einer Prozesskassette, die mit der in 11 gezeigten
elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung verwendbar ist;
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14 eine
externe perspektivische Ansicht der in 13 dargestellten
Prozesskassette;
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15 eine
Seitenansicht von rechts der in 13 dargestellten
Prozesskassette;
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16 eine
Seitenansicht von links der in 13 gezeigten
Prozesskassette;
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17 eine
externe perspektivische Ansicht der in 13 dargestellten Prozesskassette,
von links gesehen;
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18 eine
externe perspektivische Ansicht der in 13 gezeigten
Prozesskassette, von rechts unten aus gesehen;
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19 eine
perspektivische Ansicht des Tonerbehälterabschnittes des Rahmens
der in 13 gezeigten Prozesskassette;
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20 eine
perspektivische Ansicht des Entwicklungsstationsabschnittes des
Rahmens der in 13 gezeigten Prozesskassette;
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21 eine
perspektivische Ansicht des Entwicklungseinheitsabschnittes der
in 13 gezeigten Prozesskassette;
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22 eine
perspektivische Ansicht des Reinigungseinheitsabschnittes der in 13 dargestellten Prozesskassette;
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23 eine
Seitenansicht der Seitenplatte des Entwicklungsstationsabschnittes
und des Tonerbehälterabschnittes
der in 13 dargestellten Prozesskassette;
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24 eine
perspektivische Ansicht des Tonerbehälterabschnittes der in 13 dargestellten
Prozesskassette;
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25 einen
Vertikalschnitt des Tonerabdichtungsabschnittes des Tonerbehälterabschnittes
der in 13 dargestellten Prozesskassette;
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26 eine
perspektivische Ansicht einer Kappe für einen Tonerbehälter;
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27 einen
Schnitt der in 26 dargestellten Tonerbehälterkappe;
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28 eine
Draufsicht der in 26 dargestellten Tonerbehälterkappe;
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29 einen
Schnitt eines Abschnittes der Tonereinfüllöffnung des Tonerbehälterabschnittes
der Hauptkonstruktion der in 13 dargestellten
Prozesskassette;
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30 einen
Schnitt eines Abschnittes der Tonerbehälterkappe, die mit dem Rand
der Tonereinfüllöffnung in
Eingriff steht;
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31 einen
Schnitt der Verbindung zwischen einer Tonerbehälterkappe und dem Rand der
Tonereinfüllöffnung des
Tonerbehälterabschnittes;
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32 einen
Schnitt eines Abschnittes einer Tonerbehälterkappe, die mit dem Rand
der Tonereinfüllöffnung in
Eingriff steht, bei einem Vergleichsbeispiel; und
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33 einen
anderen Aufbau einer Tonerbehälterkappe.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Hiernach
werden die Ausführungsformen
einer Tonerbehälterkappe
und eines Tonerbehälters
gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie Vergleichsbeispiele hiervon im einzelnen in Verbindung
mit den Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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Die
erste Ausführungsform
des Tonerbehälters
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 und 2 erläutert.
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Wie
aus den 1 und 2 hervorgeht,
hat der Tonerbehälter
dieser Ausführungsform
eine Tonereinfüllöffnung 112 in
einer der Seitenwände
der Hauptkonstruktion 111, wobei diese Öffnung 112 mit einer
Kappe 113 abgedichtet ist, die im Wesentlichen die gleiche
Form wie die Öffnung 112 besitzt
und in die Öffnung 112 gepresst
ist.
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Die
Kontur der Öffnung 112 ist
nichtkreisförmig.
Sie bildet eine zusammengesetzte Krümmung, die aus einer Kombination
von diversen Bögen
besteht. Natürlich
besitzt die Außenkontur
der Kappe 113 im Wesentlichen die gleiche zusammengesetzte
Krümmung.
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Der
Tonerbehälter
dieser Ausführungsform
sowie die Tonerbehälter
der restlichen Ausführungsformen und
Vergleichsbeispiele sind durch Spritzgießen aus Polystyrol mit hoher
Stoßfestigkeit
geformt.
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Die
Tonereinfüllöffnungskappen
der nachfolgenden Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele sind durch Spritzgießen aus Polyethylen niedrigerer
Dichte oder Polypropylen geformt. Polypropylen ist jedoch als Kappenmaterial
wünschenswerter
als Polyethylen mit niedrigerer Dichte. Dies deshalb, weil die Belastung,
die auftritt, wenn eine Kappe in die Tonereinfüllöffnung eines Tonerbehälters gepresst
wird, um die Tonereinfüllöffnung abzudichten,
mehr auf den Rand der Tonereinfüllöffnung als
auf die Kappe einwirken kann und weil im Falle einer nichtkreisförmigen Kappe
mehr Aufmerksamkeit einem Ausgleich (einer Verteilung) der Belastung, die
auf die Kappe einwirkt, als im Falle einer kreisförmigen Kappe
geschenkt werden muss.
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Die
Kapazität
des tatsächlichen
Behälterabschnitts 111,
d. h. der Hauptkonstruktion des Tonerbehälters, beträgt bei dieser Ausführungsform
ausschließlich
des Tonereinfüllöffnungsabschnittes
691 cc. Die Kapazitäten
der tatsächlichen
Behälterabschnitte 111 der
restlichen Ausführungsformen
und der Vergleichsbeispiele sind die gleichen wie die Kapazität des tatsächlichen
Behälterabschnittes 111 dieser
Ausführungsform.
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Ausführungsform 2
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Als
nächstes
werden in Verbindung mit den 3 und 4 unterschiedliche
Ausführungsformen
des Tonerbehälters
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
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Der
Tonerbehälter
dieser Ausführungsform
besitzt im Wesentlichen die gleiche Konstruktion wie der der vorhergehenden
Ausführungsform,
so dass daher nur die unterschiedlichen Abschnitte beschrieben werden.
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Wie
aus den 3 und 4 deutlich
wird, ist die Kontur der Tonereinfüllöffnung 122 dieser
Ausführungsform
aus einer Kombination von Geraden und Bögen, die die Geraden verbinden,
gebildet. Mit anderen Worten, die Kontur ist im Wesentlichen polygonal,
und eine Kappe 123 ist ebenfalls polygonal.
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Ausführungsform 3
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Als
nächstes
wird in Verbindung mit den 5 und 6 die
dritte Ausführungsform
des Tonerbehälters
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
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Die
dritte Ausführungsform
ist im Wesentlichen die gleiche wie die erste und zweite Ausführungsform, so
dass daher nur unterschiedliche Abschnitte beschrieben werden.
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Wie
die 5 und 6 zeigen, ist eine Tonereinfüllöffnung 132 im
Wesentlichen dreieckförmig,
wobei die Scheitelabschnitte abgerundet sind. Die Kontur einer Kappe 133 ist
im Wesentlichen mit der der Öffnung 132 gleich.
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Ausführungsform 4
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Als
nächstes
wird in Verbindung mit den 5 und 7 die
vierte Ausführungsform
des Tonerbehälters
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die Tonereinfüllöffnung des Tonerbehälters dieser
Ausführungsform
entspricht der Tonereinfüllöffnung 132 der
dritten Ausführungsform,
so dass daher nur unterschiedliche Abschnitte beschrieben werden.
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Wie
man 7 entnehmen kann, ist der Tonerbehälter dieser
Ausführungsform
durch Einpressen einer Kappe 143, die im Wesentlichen die
gleiche Konfiguration wie die Tonereinfüllöffnung 132 der dritten
Ausführungsform
besitzt, in eine Tonereinfüllöffnung abgedichtet.
Die Kappe 143 ist mit Rippen 144 versehen, von denen
sich jede von der entsprechenden Seitenwand der Kappe 143 senkrecht
nach innen erstreckt.
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Bei
der obigen ersten bis vierten Ausführungsform sind die wirksamen
Bereiche der Tonereinfüllöffnungen 112, 122 und 132 860
mm2 groß,
was etwa 95 % des wirksamen Öffnungsbereiches
907,9 mm2 einer herkömmlichen kreisförmigen Tonereinfüllöffnung des
Standes der Technik entspricht. Mit anderen Worten, die wirksamen Öffnungsbereiche
entsprechen im Wesentlichen dem wirksamen Öffnungsbereich der kreisförmigen Tonereinfüllöffnung des
Standes der Technik.
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Was
die Hauptkonstruktion 111, 121 und 131 der
Behälter
betrifft, so sind diese in Bezug auf ihre Abmessungen und Konfigurationen
mit Ausnahme der Tonereinfüllöffnungsabschnitte
gleich.
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Vergleichsbeispiel 1
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Als
nächstes
wird in Verbindung mit den 8 und 9 der
Tonerbehälter
des ersten Vergleichsbeispieles beschrieben. Auf eine Beschreibung
der Abschnitte der Tonerbehälterhauptkonstruktion
dieses Vergleichsbeispieles, die denen der ersten, zweiten und dritten
Ausführungsform
entsprechen, wird verzichtet.
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Wie
die 8 und 9 zeigen, handelt es sich bei
der Tonereinfüllöffnung 152 dieser
Ausführungsform
um eine Kreisöffnung,
d. h. eine modifizierte Version des Tonereinfüllöffnungsabschnittes der Behälterhauptkonstruktion 111, 121 und 131 der
ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform in Bezug auf Abmessungen
und Konfiguration.
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Obwohl
ein Versuch durchgeführt
wurde, den wirksamen Bereich der Tonereinfüllöffnung 152 zu erhöhen, betrugen
der größtmögliche Durchmesser
25 mm und der größtmögliche wirksame
Bereich 490,9 mm2.
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Die
Behälterhauptkonstruktion 151 dieses
ersten Vergleichsbeispieles entspricht den Behälterhauptkonstruktionen 111, 121 und 131 der
ersten, zweiten und dritten Ausführungsform
in Bezug auf Abmessungen und Konfiguration mit Ausnahme der Tonereinfüllöffnungsabschnitte.
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[Tonereinfüllgeschwindigkeitstest]
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Toner
wurde in jeden Tonerbehälter
der vorhergehenden Ausführungsformen
eingefüllt.
Als Einrichtung zum Befüllen
eines Tonerbehälters
mit Toner wurde eine Einfüllvorrichtung
vom Schneckentyp (10) verwendet. Die Schnecke
hatte dabei die folgenden Spezifikationen:
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[Einfüllbedingungen 1]
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- Schneckenumdrehung: 800 UpM
- Impulseinstellung: 160.000 Impulse
- Außendurchmesser
der Schnecke: 28 mm
- Ganghöhe:
32 mm
- Durchmesser der Schneckenwelle: 8 mm
- Innendurchmesser der Einfülldüse: 30 mm
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[Einfüllbedingungen 2]
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- Schneckenumdrehung: 400 UpM
* Die restlichen Spezifikationen
entsprechen denen der ersten Bedingungen.
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Bei
dem für
den Einfülltest
verwendeten Toner handelte es sich um einen Einkomponententoner
mit einem gemittelten Durchmesser von 8,5 μm. Die Menge des eingefüllten Toners
betrug 380 g. Die Ergebnisse des Einfülltests sind in der nachfolgenden
Tabelle aufgeführt.
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Wie
aus der Tabelle hervorgeht, traten bei der ersten bis dritten Ausführungsform
keine Probleme auf, und die zum Befüllen eines jeden Behälters benötigte Zeit
betrug 3,6 sec. Diese Ergebnisse entsprechen im Wesentlichen denen
einer herkömmlichen
kreisförmigen
Tonereinfüllöffnung.
Ferner wurde untersucht, ob die Einfülldüse benachbart zur Tonereinfüllöffnung verstopft
war oder nicht, ob grobe Partikel erzeugt wurden oder nicht oder
ob entsprechende Probleme auftraten oder nicht. Es konnte jedoch
kein spezielles Problem festgestellt werden.
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Im
Gegenteil trat bei dem ersten und zweiten Vergleichsbeispiel eine
Verstopfung an der Einfülldüse der Tonereinfüllvorrichtung
auf, die unter Füllzustand
1, bei dem die Schneckenumdrehung 800 UpM betrug, ein Zusammenschmelzen
der Tonerpartikel verursachte. Daher wurde die Schneckenumdrehung
in Schritten von einigen Umdrehungen von 800 UpM graduell erniedrigt,
um die Zahl der Umdrehungen feststellen zu können, bei der kein Verstopfen
auftrat. Dabei ergab sich, dass Toner bei 400 UpM ohne Verstopfen
der Düse
eingefüllt
werden konnte. Um diese Feststellung zu bestätigen, wurde ein anderer Tonereinfülltest unter
Anwendung von Füllzustand
2 durchgeführt,
wobei die Schneckenumdrehung 400 UpM betrug. In diesem Fall dauerte
das Einfüllen
7,2 sec, was der doppelten Einfüllzeit
für die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung entspricht und nicht zufriedenstellend
ist.
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[Falltest]
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Bei
diesem Test wurden die Tonerbehälter
der ersten bis vierten Ausführungsform
fallengelassen, um zu testen, ob die Kappe von irgendeinem der Tonerbehälter lose
wurde oder ob Toner aus einem der Tonerbehälter leckte.
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Fallbedingungen:
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Zuerst
wurde ein Behälter
aus einer Höhe
von 90 cm fallengelassen. Danach wurde die Höhe allmählich erhöht, wenn der vorhergehende
Fall kein Problem verursachte. Jeder Behälter wurde getestet, indem
er einmal auf die Ecke, dreimal auf den Rand und sechsmal auf die
Wandfläche
fallengelassen wurde.
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Verpackungszustand:
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Fünf Tonerbehälter wurden
in Bezug auf jede Ausführungsform
getestet, wobei jeder Behälter
einzeln verpackt war.
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Als
Ergebnis wurde festgestellt, dass bei keinem der Tonerbehälter der
ersten bis vierten Ausführungsform
ein Lösen
der Kappe und ein Lecken von Toner auftrat.
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Als
man die Tonerbehälter
aus einer Höhe
von 110 cm fallen ließ,
trat ein Tonerleck in den Tonerbehältern der ersten bis dritten
Ausführungsform
an der Verbindungsstelle zwischen der Tonerbehälterkappe und dem Rand der
Tonereinfüllöffnung auf.
Die Menge des leckenden Toners war jedoch klein genug, so dass kein praktisches
Problem auftrat. Im Falle des Tonerbehälters der vierten Ausführungsform
trat kein Problem auf, selbst als der Toner von einer Höhe von 110
cm fallengelassen wurde.
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Die
Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Einfüll- und Fallstests beweisen,
dass die Tonerbehälter
der ersten bis vierten Ausführungsform
in Bezug auf ihre Wirksamkeit bei der Tonereinfüllöffnung und Tonerabdichtung
keine praktischen Probleme besitzen.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann gemäß den vorhergehenden
Ausführungsformen
das Ausmaß der Steuerung
der Kappenabmessungen im Vergleich zu einer nichtkreisförmigen Ausbildung
der Tonereinfüllöffnung ohne
geradlinige Abschnitte vereinfacht werden, wenn die Kontur der Tonereinfüllöffnung eines
Tonerbehälters
polygonal gemacht wird.
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Wenn
die Tonereinfüllöffnung im
Wesentlichen dreieckförmig
ausgebildet wird, kann sie sogar in den engen Eckbereich der Seitenwand
der Behälterhauptkonstruktion
ausgeweitet werden, so dass daher der wirksame Bereich der Tonereinfüllöffnung auf
einen gleichen Wert wie bei herkömmlichen
Tonereinfüllöffnungen oder
auf einen größeren Wert
als diesen gebracht werden kann. Mit anderen Worten, die Tonereinfüllöffnung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist einer herkömmlichen
runden Tonereinfüllöffnung im
Hinblick auf die Wirksamkeit der Tonereinfüllung überlegen.
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Die
vorstehend beschriebene Tonereinfüllöffnung wird abgedichtet, indem
eine polygonale Kappe mit im Wesentlichen der gleichen Kontur wie
die Tonereinfüllöffnung in
diese eingepresst wird. Die polygonale Kappe ist mit Rippen versehen,
von denen jede von der entsprechenden Dichtungswand der Kappe senkrecht nach
innen vorsteht. Daher werden die geradlinigen Abschnitte der Dichtungswände der
polygonalen Kappe daran gehindert, durch die Belastung, die in den
geradlinigen Abschnitten der Dichtungswände auftritt, wenn die Kappe
in die Tonereinfüllöffnung gepresst
wird, verbogen zu werden. Somit kann mit der Tonerbehälterkappe
mit den Rippen die Wirksamkeit bei der Abdichtung der Tonereinfüllöffnung weiter
verbessert werden.
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Wenn
der Toneraufnahmeabschnitt einer Prozesskassette wie der vorstehend
beschriebene Tonerbehälter
ausgebildet ist, wird die Prozesskassette im Hinblick auf ihre Kompaktheit,
die Wirksamkeit der Tonereinfüllung
und die Wirksamkeit ihrer Herstellung verbessert.
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Wie
die vorhergehenden Ausführungsformen
verdeutlichen, wird erfindungsgemäß die Tonereinfüllöffnung eines Tonerbehälters entsprechend
der Konfiguration der Seitenwand eines Tonerbehälters ausgebildet, so dass
daher bestimmte Abschnitte der Tonerbehälterwand, die nicht genutzt
werden können,
wenn die Konfiguration einer Tonereinfüllöffnung rund ist, wie bei der
Ausführungsform
einer herkömmlichen
Tonereinfüllöffnung,
genutzt werden können,
um die Wirksamkeit bei der Tonereinfüllung, die Wirksamkeit der
Abdichtung des Tonerbehälters
und die Wirksamkeit bei der Herstellung des Tonerbehälters zu
verbessern, so dass die entsprechenden Eigenschaften eines Tonerbehälters mit
einer runden Tonereinfüllöffnung erreicht
oder überschritten
werden können.
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Als
nächstes
werden die Ausführungsformen
einer Prozesskassette beschrieben, bei denen die vorstehend beschriebene
Tonerbehälterkappe
und der vorstehend beschriebene Tonerbehälter Verwendung finden.
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In
der nachfolgenden Beschreibung bedeutet „Breitenrichtung" einer Prozesskassette
B die Richtung, in der die Prozesskassette B in der Haupteinheit
einer Bilderzeugungsvorrichtung installiert oder von dieser entfernt
wird, und fällt
mit der Richtung zusammen, in der ein Aufzeichnungsmedium gefördert wird.
Mit „Längsrichtung" der Prozesskassette
B ist eine Richtung gemeint, die die Richtung schneidet (im Wesentlichen senkrecht
hierzu), in der die Prozesskassette B in der Haupteinheit 14 installiert
oder von dieser entfernt wird. Sie verläuft parallel zur Oberfläche des
Aufzeichnungsmediums und schneidet die Richtung (im Wesentlichen senkrecht
hierzu), in der das Aufzeichnungsmedium gefördert wird. Mit „links" oder „rechts" ist links oder rechts in
Bezug auf die Richtung, in der das Aufzeichnungsmedium gefördert wird,
von oben gesehen gemeint.
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11 zeigt
eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung (Laserdrucker),
die die vorliegende Erfindung beinhaltet, wobei der generelle Aufbau
der Vorrichtung dargestellt ist. 12 ist
eine externe perspektivische Ansicht dieser Vorrichtung, und die 13–18 sind
Darstellungen von Prozesskassetten, die die vorliegende Erfindung
beinhalten. Genauer gesagt, 13 ist
ein Schnitt durch eine Prozesskassette, 14 ist
eine externe perspektivische Ansicht der Prozesskassette, 15 ist
eine Seitenansicht der Prozesskassette von rechts, 16 ist
eine Seitenansicht der Prozesskassette von links, 17 ist
eine perspektivische Ansicht der Prozesskassette von oben links,
und 18 ist eine perspektivische Ansicht der Prozesskassette
von unten links. In der nachfolgenden Beschreibung ist mit „Oberseite" der Prozesskassette
B die Seite gemeint, die nach oben weist, wenn sich die Prozesskassette
B in der Haupteinheit 14 der Bilderzeugungsvorrichtung befindet,
und mit „Unterseite" ist die Seite gemeint,
die nach unten weist.
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(Elektrophotographische
Bilderzeugungsvorrichtung A und Prozesskassette B)
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Zuerst
wird in Verbindung mit den 11 und 12 ein
Laserdrucker A als elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung,
die die vorliegende Erfindung verkörpert, beschrieben. 13 ist
ein Schnitt einer Prozesskassette, die ebenfalls die vorliegende
Erfindung verkörpert.
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Wie
in 11 gezeigt, ist der Laserdrucker A eine Vorrichtung,
die ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium (beispielsweise Aufzeichnungsbogen,
OHP-Bogen und textiles Material) über einen elektrophotographischen
Bilderzeugungsprozess erzeugt. Die Vorrichtung erzeugt ein Tonerbild
auf einer lichtempfindlichen elektrophotographischen Trommel (hiernach
als lichtempfindliche Trommel bezeichnet). Genauer gesagt, die lichtempfindliche
Trommel wird mit Hilfe einer Aufladeeinrichtung aufgeladen, und
ein mit den Bilddaten eines Sollbildes modulierter Laserstrahl wird
von einer optischen Einrichtung auf die aufgeladene Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel projiziert, wodurch darauf ein latentes Bild in Abhängigkeit
von den Bilddaten erzeugt wird. Dieses latente Bild wird von einer
Entwicklungseinrichtung in ein Tonerbild entwickelt. Synchron zur Ausbildung
des Tonerbildes wird ein in einer Blattzuführkassette 3a angeordnetes
Aufzeichnungsmedium 2 von einer Aufnahmerolle 3b,
einem Förderrollenpaar 3c und 3d und
einem Registerrollenpaar 3e reversiert und gefördert. Dann
wird eine Spannung an eine Bildtransferrolle 4 als Einrichtung
zum Übertragen
des auf der lichtempfindlichen Trommel 7 der Prozesskassette
B erzeugten Tonerbildes gelegt, wodurch das Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen
wird. Danach wird das Aufzeichnungsmedium 2, auf das das
Tonerbild übertragen
worden ist, von einem Führungsförderer 3f zu
einer Fixiereinrichtung 5 gefördert. Die Fixiereinrichtung 5 besitzt
eine Antriebsrolle 5c und eine eine Heizeinrichtung 5a enthaltende
Fixierrolle 5b und bringt Wärme und Druck auf das Aufzeichnungsmedium 2 auf,
wenn dieses die Fixiereinrichtung 5 passiert, so dass das
auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragene Bild am Aufzeichnungsmedium
fixiert wird. Dann wird das Aufzeichnungsmedium weiter gefördert und
durch eine Reversierbahn 3j über Abgaberollenpaare 3q, 3h und 3i in
eine Abgabeschale 6 abgegeben. Diese Abgabeschale 6 ist am
oberen Ende der Haupteinheit 14 der Bilderzeugungsvorrichtung
A angeordnet. In Abstimmung mit einem Abgaberollenpaar 2m kann
auch eine schwenkbare Klappe 3k betätigt werden, um das Aufzeichnungsmedium 2 abzugeben,
ohne dass dieses die Reversierbahn 3j passiert. Die Aufnahmerolle 3b,
die Förderrollenpaare 3c und 3d,
das Registerrollenpaar 3e, der Führungsförderer 3f, die Abgaberollenpaare 3g, 3h und 3i und
das Abgaberollenpaar 3m bilden eine Fördereinrichtung 3.
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Wie
die 13–18 zeigen,
wird in der Prozesskassette B die lichtempfindliche Trommel 7 mit
einer lichtempfindlichen Schicht 7e gedreht, um ihre Oberfläche durch
das Anlegen einer Spannung an die Aufladerolle 8 als Aufladeeinrichtung
für die
lichtempfindliche Trommel gleichmäßig aufzuladen. Dann wird ein
mit den Bilddaten modulierter Laserstrahl vom optischen System 1 durch
eine Belichtungsöffnung 1e auf
die lichtempfindliche Trommel 7 projiziert, so dass ein
latentes Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 7 erzeugt
wird. Das auf diese Weise ausgebildete latente Bild wird mit Hilfe
des Toners und der Entwicklungseinrichtung 9 entwickelt.
Genauer gesagt, die Aufladerolle 8 wird in Kontakt mit
der lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnet, um die Trommel 7 aufzuladen.
Sie wird durch die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 7 gedreht.
Die Entwicklungseinrichtung 9 versorgt die Umfangsfläche (den
zu entwickelnden Bereich) der lichtempfindlichen Trommel 7 mit
Toner, so dass das auf der lichtempfindlichen Trommel 7 erzeugte
latente Bild entwickelt wird. Das optische System 1 umfasst
eine Laserdiode 1a, einen Polygonspiegel 1b, eine
Linse 1c und einen Ablenkspiegel 1d.
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In
der Entwicklungseinrichtung 9 wird der in einem Tonerbehälter 11A enthaltene
Toner durch die Drehung eines Tonerzuführelementes 9b einer
Entwicklungsrolle 9c zugeführt. Die Entwicklungsrolle 9c enthält einen
stationären
Magneten. Er wird ebenfalls gedreht, so dass eine Tonerschicht mit
tribolelektrischer Aufladung auf der Umfangsfläche der Entwicklungsrolle 9c ausgebildet
wird. Der Bildentwicklungsbereich der lichtempfindlichen Trommel 7 wird
von dieser Tonerschicht mit Toner versehen, und der Toner wird auf
die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 7 in einer Weise übertragen,
dass das latente Bild reflektiert wird, wodurch das latente Bild
als Tonerbild visualisiert wird. Bei dem Entwicklungsblattelement 9d handelt
es sich um ein Blattelement, das die Menge des an der Umfangsfläche der
Entwicklungsrolle 9c haftenden Toners reguliert und ferner
den Toner triboelektrisch auflädt.
Benachbart zur Entwicklungsrolle 9c ist ein Tonerrührelement 9e drehbar
angeordnet, um den Toner in der Entwicklungskammer umlaufend zur
rühren.
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Nachdem
das auf der lichtempfindlichen Trommel 7 erzeugte Tonerbild
durch Anlegen einer Spannung mit einer Polarität, die zu der des Tonerbildes
entgegengesetzt ist, an die Bildübertragungsrolle 4 auf
das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen worden ist, wird
der auf der lichtempfindlichen Trommel 7 befindliche restliche
Toner mit der Reinigungseinrichtung 10 entfernt. Die Reinigungseinrichtung 10 umfasst
ein elastisches Reinigungsblattelement 10a, das in Kontakt
mit der lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnet ist, und
der auf der lichtempfindlichen Trommel 7 verbleibende Toner
wird vom elastischen Reinigungsblattelement 10a abgekratzt
und in einer Sammeleinrichtung 10b für verbrauchten Toner gesammelt.
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Die
Prozesskassette B wird in der folgenden Weise hergestellt. Zuerst
wird ein Tonerkammerrahmen 11, der einen Tonerbehälter (Tonerspeicherabschnitt) 11a zum
Speichern von Toner umfasst, mit einem Bildentwicklungskammerrahmen 12 verbunden,
der die Bildentwicklungseinrichtung 9, wie eine Bildentwicklungsrolle 9c,
beherbergt, wonach ein Reinigungskammerrahmen 13, in dem
die lichtempfindliche Trommel 7, die Reinigungseinrichtung 10,
wie das Reinigungsblattelement 10a, und die Aufladerolle 8 montiert
sind, mit den vorhergehenden zwei Rahmen 11 und 12 verbunden
wird, um die Prozesskassette B zu vervollständigen. Die auf diese Weise
hergestellte Prozesskassette B ist entfernbar in der Haupteinheit 14 der
Bilderzeugungsvorrichtung A installierbar.
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Die
Prozesskassette B ist mit einer Belichtungsöffnung, durch die ein mit Bilddaten
modulierter Lichtstrahl auf die lichtempfindliche Trommel 7 projiziert
wird, und einer Transferöffnung 13n,
durch die die lichtempfindliche Trommel 7 dem Aufzeichnungsmedium 2 gegenüberliegt,
versehen. Die Belichtungsöffnung 1e bildet
einen Teil des Reinigungskammerrahmens 11, und die Transferöffnung 13n ist
zwischen dem Bildentwicklungskammerrahmen 12 und dem Reinigungskammerrahmen 13 angeordnet.
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Als
nächstes
wird der Aufbau des Gehäuses
der Prozesskassette B dieser Ausführungsform beschrieben.
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Die
Prozesskassette dieser Ausführungsform
wird in der folgenden Weise hergestellt. Zuerst werden der Tonerkammerrahmen 11 und
der Bildentwicklungskammerrahmen 12 verbunden, wonach der
Reinigungskammerrahmen 13 drehbar mit den vorhergehenden
zwei Rahmen 11 und 12 verbunden wird, um das Gehäuse zu vervollständigen.
In diesem Gehäuse
werden die vorstehend erwähnte
lichtempfindliche Trommel 7, Aufladerolle 8, Entwicklungseinrichtung 9,
Reinigungseinrichtung 10 u.ä. montiert, um die Prozesskassette
B zu vervollständigen.
Die auf diese Weise hergestellte Prozesskassette B ist in der Kassettenaufnahmeeinrichtung,
die in der Haupteinheit 14 einer Bilderzeugungsvorrichtung
vorgesehen ist, entfernbar installierbar.
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(Gehäusekonstruktion der Prozesskassette
B)
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Wie
vorstehend beschrieben, wird das Gehäuse der Prozesskassette B dieser
Ausführungsform
durch Verbinden des Tonerkammerrahmens 11, des Bildentwicklungskammerrahmens 12 und
des Reinigungskammerrahmens 13 hergestellt. Als nächstes wird
der Aufbau des auf diese Weise gebildeten Gehäuses beschrieben.
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Wie
die 13 und 19 zeigen,
ist im Tonerkammerrahmen 11 das Tonerzuführelement 9b drehbar
montiert. Im Bildentwicklungskammerrahmen 12 sind die Bildentwicklungsrolle 9c und
das Entwicklungsblattelement 9d montiert, und benachbart
zur Entwicklungsrolle 9c ist das Rührelement 9e drehbar
montiert, um den Toner in der Bildentwicklungskammer umlaufend zu
rühren.
Wie die 13 und 20 zeigen,
ist im Bildentwicklungskammerrahmen 12 eine Stabantenne 9h montiert,
die sich in Längsrichtung
der Entwicklungsrolle 9c im Wesentlichen parallel zu derselben
erstreckt. Der Tonerkammerrahmen 11 und der Entwicklungskammerrahmen 12,
die in der vorstehend beschriebenen Weise ausgerüstet sind, werden miteinander
verschweißt
(bei dieser Ausführungsform
durch Ultraschallschweißen),
um einen zweiten Rahmen zu erzeugen, der eine Bildentwicklungseinheit
D bildet (21).
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Die
Bildentwicklungseinheit der Prozesskassette B ist mit einer Trommelverschlusseinheit 18 versehen,
die die lichtempfindliche Trommel 7 abdeckt, um eine Belichtung
derselben über
eine ausgedehnte Zeitdauer oder ein Inkontakttreten mit fremden
Gegenständen
zu verhindern, wenn die Prozesskassette B von der Haupteinheit 14 der
Bilderzeugungsvorrichtung entfernt wird oder nachdem sie entfernt
worden ist.
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Wie 16 zeigt,
besitzt die Trommelverschlusseinheit 18 eine Verschlussabdeckung 18a,
die die Transferöffnung 13n,
die in 13 gezeigt ist, abdeckt oder
freigibt, und Verbindungselemente 18b und 18c, die
die Verschlussabdeckung 18 lagern. Aufstromseitig in der
Richtung, in der das Aufzeichnungsmedium 2 gefördert wird,
ist ein Ende des rechten Verbindungselementes 18c in ein
Loch 40g eines Entwicklungseinrichtungszahnradhalters 40 gepasst,
wie in den 14 und 15 gezeigt,
während
ein Ende des linken Verbindungselementes 18c in einen Vorsprung 11h des
Bodenabschnittes 11b des Tonerkammerrahmens 11 gepasst
ist. Die anderen Enden des linken und rechten Verbindungselementes 18c sind
an den entsprechenden Längsenden
der Verschlussabdeckung 18a aufstromseitig in Bezug auf
die Förderrichtung
des Aufzeichnungsmediums befestigt. Das Verbindungselement 18c besteht
aus einem Metallstab. Tatsächlich
sind das linke und rechte Verbindungselement 18c über die
Verschlussabdeckung 18a verbunden. Mit anderen Worten,
das linke und rechte Verbindungselement 18c bilden das
linke und rechte Ende eines einstückigen Verbindungselementes 18c.
Das Verbindungselement 18b ist nur an einem Längsende
der Verschlussabdeckung 18a vorgesehen. Ein Ende des Verbindungselementes 18b ist
abstromseitig in bezug auf die Förderrichtung
des Aufzeichnungsmediums und der Stelle an der Verschlussabdeckung 18a befestigt,
an der das Verbindungselement 18c an der Verschlussabdeckung 18a befestigt
ist, während
das andere Ende des Verbindungselementes 18b um einen Stift 12d des
Bildentwicklungskammerrahmens 12 gepasst ist. Das Verbindungselement 18b besteht
aus Kunstharz.
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Die
Verbindungselemente 18b und 18c, die eine unterschiedliche
Länge besitzen,
bilden in Verbindung mit der Verschlussabdeckung 18a und
dem Tonerkammerrahmen 11 ein aus vier Teilen bestehendes
Gestänge.
Wenn die Prozesskassette B in eine Bilderzeugungsvorrichtung eingesetzt
wird, tritt der Abschnitt 18c1 des Verbindungselementes 18c,
der von der Prozesskassette B weg vorsteht, mit dem stationären Kontaktelement
(nicht gezeigt), das auf der Seitenwand des Kassettenaufnahmeraumes
S der Haupteinheit 14 der Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen
ist, in Kontakt und aktiviert die Trommelverschlusseinheit 18,
um die Verschlussabdeckung 18a zu öffnen.
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Die
Trommelverschlusseinheit 18, die aus der Verschlussabdeckung 18a und
den Verbindungselementen 18b und 18c besteht,
wird von einer nichtgezeigten Torsionsschraubenfeder, die um einen
Stift 12d herum gepasst ist, mit Druck beaufschlagt. Ein
Ende der Feder ist am Verbindungselement 18b verankert, während das
andere Ende am Bildentwicklungskammerrahmen 12 verankert
ist, so dass der Druck in der Richtung erzeugt wird, damit die Verschlussabdeckung 18a die
Transferöffnung 13n abdeckt.
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Wie
die 13 und 22 zeigen,
wird der Reinigungseinrichtungsrahmen 13 mit der lichtempfindlichen
Trommel 7, der Aufladerolle 8 und den diversen
Komponenten der Reinigungseinrichtung 10 ausgestattet,
um einen ersten Rahmen als Reinigungseinheit C zu bilden (22).
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Dann
werden die Bildentwicklungseinheit D und Reinigungseinheit C mit
Hilfe eines Verbindungselementes 22 in einer gegenseitig
verschwenkbaren Weise verbunden, um die Prozesskassette B zu vervollständigen.
Genauer gesagt, wie in 21 gezeigt, sind beide Längsenden
(in Axialrichtung der Entwicklungsrolle 9c) des Bildentwicklungskammerrahmens 12 mit
einem Armabschnitt 19 versehen, der ein rundes Loch 20 aufweist,
das parallel zur Entwicklungsrolle 9c angeordnet ist. Ein
ausgenommener Abschnitt 21 zur Aufnahme des Armabschnittes 19 ist
an jedem Längsende
des Reinigungskammerrahmens vorgesehen (22). Der Armabschnitt 19 wird
in diesen ausgenommenen Abschnitt 21 eingesetzt, und das
Verbindungselement 22 wird in das Montageloch 13e des
Reinigungskammerrahmens 13 gepresst, durch das Loch 20 des
Endabschnittes des Armabschnittes 19 gesteckt und weiter
in das Loch 13e der Trennwand 13t gepresst, so
dass die Bildentwicklungseinheit D und die Reinigungseinheit C relativ
zueinander um das Verbindungselement 22 schwenkbar verbunden
werden. Zum Verbinden der Bildentwicklungseinheit D und der Reinigungseinheit
C ist eine Druckschraubenfeder 22a zwischen den beiden
Einheit angeordnet, wobei ein Ende der Schraubenfeder um einen nichtgezeigten
Stift gepasst ist, der vom Basisabschnitt des Armabschnittes 19 vorsteht,
während das
andere Ende gegen die Deckwand des ausgenommenen Abschnittes 21 des
Reinigungskammerrahmens 13 gepresst ist. Folglich wird
der Bildentwicklungskammerrahmen 12 nach unten gepresst,
um auf zuverlässige
Weise die Entwicklungsrolle 9c gegen die lichtempfindliche
Trommel 7 nach unten gepresst zu halten. Genauer gesagt,
wie in 21 gezeigt, ist eine Rolle 9i mit
einem Durchmesser, der größer ist
als der der Entwicklungsrolle 9c, an jedem Längsende
der Entwicklungsrolle 9c befestigt, und diese Rolle 9i ist
auf die lichtempfindliche Trommel 7 gepresst, um einen
vorgegebenen Spalt (etwa 300 μm)
zwischen der lichtempfindlichen Trommel 7 und der Entwicklungsrolle 9c aufrechtzuerhalten.
Die Oberseite des ausgenommenen Abschnittes 21 des Reinigungskammerrahmens 13 ist
schräg
ausgebildet, so dass die Schraubendruckfeder 22a allmählich zusammengepresst
wird, wenn die Bildentwicklungseinheit D und die Reinigungseinheit
C vereinigt werden. Mit anderen Worten, die Bildentwicklungseinheit
D und die Reinigungseinheit C sind um das Verbindungselement 22 relativ
zueinander verschwenkbar, wobei die Lagebeziehung (der Spalt) zwischen
der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 7 und der Umfangsfläche der
Entwicklungsrolle 9c durch die elastische Kraft der Schraubendruckfeder 22a präzise aufrechterhalten
wird.
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Da
die Schraubendruckfeder 22a am Basisabschnitt des Armabschnittes 19 des
Bildentwicklungskammerrahmens 12 befestigt ist, wirkt die
elastische Kraft der Schraubendruckfeder 22a nur auf den
Basisabschnitt des Armabschnitts 19 ein. In einem Fall,
in dem der Bildentwicklungskammerrahmen 12 mit einer Federmontageinrichtung
für die
Schraubendruckfeder 22a versehen ist, müssen die benachbarten Bereiche
des Federsitzes verstärkt
werden, um den vorgegebenen Spalt zwischen der lichtempfindlichen
Trommel 7 und der Entwicklungsrolle 9c präzise aufrechtzuerhalten.
Mit Anordnung der Schraubendruckfeder 22a in der vorstehend
beschriebenen Weise ist es jedoch nicht erforderlich, die benachbarten
Bereiche des Federsitzes, d.h. die benachbarten Bereiche des Basisabschnittes
des Armabschnittes 19, bei dieser Ausführungsform zu verstärken, da
der Basisabschnitt des Armabschnittes 19 von Haus aus eine
größere Festigkeit
und Steifigkeit besitzt.
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(Tonerkammerrahmen)
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In
Verbindung mit den 13, 15, 17, 19, 23 und 24 wird
der Tonerkammerrahmen im einzelnen beschrieben. 23 ist
eine perspektivische Ansicht des Tonerkammerrahmens, bevor eine
Tonerdichtung hiermit verschweißt
wird, und 24 ist eine perspektivische
Ansicht des Tonerkammerrahmens nach dem Einfüllen von Toner.
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Wie
man 13 entnehmen kann, besteht der Tonerkammerrahmen 11 aus
zwei Abschnitten: einem oberen und einem unteren Abschnitt 11a und 11b.
Wie 11 zeigt, ist der obere Abschnitt 11a nach
oben gewölbt
und besetzt den Raum auf der linken Seite des optischen Systems 1 der
Haupteinheit 14 der Bilderzeugungsvorrichtung, so dass
die Toneraufnahmekapazität
der Prozesskassette B erhöht
werden kann, ohne die Größe der Bilderzeugungsvorrichtung
A zu erhöhen.
Wie die 13, 14 und 17 zeigen,
hat der obere Abschnitt 11a des Tonerkammerrahmens 11 einen
ausgenommenen Abschnitt 17, der am Längsmittelabschnitt des oberen
Abschnittes 11a angeordnet ist und als Handgriff dient.
Eine Bedienungsperson der Bilderzeugungsvorrichtung kann die Prozesskassette
B handhaben, indem sie sie über
den ausgenommenen Abschnitt 17 des oberen Abschnittes 11a und
die nach unten weisende Seite des unteren Abschnittes 11b ergreift.
Die Rippen 11c, die sich auf der nach unten weisenden Fläche des
unteren Abschnittes 11b in Längsrichtung des unteren Abschnittes 11b erstrecken,
dienen dazu, ein Herausgleiten der Prozesskassette B aus der Hand
der Bedienungsperson zu verhindern. Wie in 13 gezeigt,
wird der Flansch 11a1 des oberen Abschnittes 11a mit
dem Flansch 11b1 mit erhabenem Rand des unteren Abschnittes 11b ausgerichtet,
der Flansch 11a1 in den erhabenen Rand des Flansches 11b1 des
unteren Abschnittes 11b1 eingepasst, so dass sich die Wände des
oberen und unteren Abschnittes des Tonerkammerrahmens 11 perfekt
an der Schweißfläche U treffen,
und werden dann der obere und untere Abschnitt 11a und 11b des
Tonerkammerrahmens 11 durch Aufschmelzen der Schweißrippen
durch Aufbringung von Ultraschall miteinander verschweißt. Das
Verfahren zum Vereinigen des oberen und unteren Abschnitts 11a und 11b des
Tonerkammerrahmens 11 ist nicht auf Ultraschallschweißen beschränkt. Diese
Abschnitte können
vielmehr auch durch Wärme
oder Vibrationen verschweißt
oder miteinander verklebt werden. Des weiteren ist der untere Abschnitt 11b des
Tonerkammerrahmens 11 zusätzlich zu dem Flansch 11b1,
der den oberen und unteren Abschnitt 11a und 11b ausgerichtet hält, wenn
diese durch Ultraschallschweißen
miteinander verschweißt
werden, mit einem abgestuften Abschnitt 11m versehen. Dieser
abgestufte Abschnitt 11m ist über einer Öffnung 11i angeordnet
und liegt im Wesentlichen in der gleichen Ebene wie der Flansch 11b1.
Die Konstruktion des abgestuften Abschnittes 11m und von
dessen Umgebung wird später
beschrieben.
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Bevor
der obere und untere Abschnitt 11a und 11b des
Tonerkammerrahmens 11 vereinigt werden, wird ein Tonerzuführelement 9b in
den unteren Abschnitt 11 montiert und ein Kupplungselement 11e am
Ende des Tonerzuführelementes 9b durch
das Loch 11e1 der Seitenwand des Tonerkammerrahmens 11 befestigt, wie
in 19 gezeigt. Das Loch 11e1 ist an einem
der Längsenden
des unteren Abschnittes 11b angeordnet, und die Seitenplatte,
die das Loch 11e1 aufweist, ist ebenfalls mit einer Tonereinfüllöffnung 11d versehen,
die im Wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Dreiecks besitzt.
Der dreieckförmige
Rand der Tonereinfüllöffnung 11d wird
von einem ersten Rand, bei dem es sich um einen der beiden Ränder, die
im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind, handelt und
der sich entlang der Verbindung zwischen dem oberen und unteren
Abschnitt 11a und 11b des Tonerkammerrahmens 11 erstreckt,
einem zweiten Rand, der sich vertikal in einer Richtung im Wesentlichen
senkrecht zum ersten Rand erstreckt, und einem dritten Rand, d.h.
einem diagonalen Rand, der sich entland dem schrägen Rand des unteren Abschnittes 11b erstreckt,
gebildet. Mit anderen Worten, die Tonereinfüllöffnung 11d ist so
groß wie
möglich
gemacht, während
sie benachbart zum Loch 11e1 angeordnet ist. Somit kann
die Tonereinfüllöffnung 11d maximiert
werden, so dass die zum Einfüllen
des Toners erforderliche Zeit minimiert werden kann. Wie in 19 gezeigt,
wird der Tonerkammerrahmen 11 mit einer Öffnung 11i versehen,
durch die Toner vom Tonerkammerrahmen 11 in den Bildentwicklungskammerrahmen 12 eingeführt wird,
und eine Dichtung (die später
beschriebene wird) wird angeschweißt, um diese Öffnung 11i abzudichten.
Danach wird Toner durch die Tonereinfüllöffnung 11d in den
Tonerkammerrahmen 11 eingefüllt, wonach die Tonereinfüllöffnung 11d mit
einer Tonerabdichtungskappe 11f abgedichtet wird, um die Tonereinheit
J zu vervollständigen.
Die Tonereinheit J zu vervollständigen.
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Die
Tonerabdichtungskappe 11f ist aus Polyethylen, Polypropylen
o.ä. geformt
und wird in die Tonereinfüllöffnung 11d des
Tonerkammerrahmens 11 gepresst, so dass sie nicht heraustritt
oder hiermit verklebt. Als nächstes
wird die Tonereinheit J mit dem Bildentwicklungskammerrahmen 12,
der später
beschrieben wird, durch Ultraschallschweißen verschweißt, um die
Bildentwicklungseinheit D zu formen. Die Mittel zum Vereinigen der
Tonereinheit J und der Bildentwicklungseinheit D sind nicht auf
Ultraschallschweißen
beschränkt.
Vielmehr kann auch eine Verklebung oder eine Verrastung, bei der
die Elastizität
der Materialien der beiden Einheiten ausgenutzt wird, Anwendung
finden.
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Wie
in 13 gezeigt, hat die Schrägfläche K des unteren Abschnittes 11b des
Tonerkammerrahmens 11 einen Winkel θ, so dass der Toner im oberen
Abschnitt des Tonerkammerrahmens 11 auf natürliche Weise nach
unten gleitet, wenn der Toner am Boden verbraucht wird. Genauer
gesagt, es ist wünschenswert,
einen Winkel θ zwischen
der Schrägfläche K der
Prozesskassette B in der Haupteinheit 14 der Vorrichtung
und der Horizontalen Z von etwa 65° zu bilden, wenn die Haupteinheit 14 der
Vorrichtung horizontal angeordnet wird. Der Bodenabschnitt 11b hat
einen sich nach außen
wölbenden
Abschnitt 11g, so dass er die Drehung des Tonerzuführelementes 9b nicht
störend
beeinflusst. Der Durchmesser des Überstreichbereiches des Tonerzuführelementes 9b beträgt etwa
37 mm. Die Höhe
des gewölbten
Abschnittes 11g muss nur etwa 0–10 mm von der imaginären Verlängerung
der Schrägfläche K aus
betragen. Dies ist auf den folgenden Grund zurückzuführen: Wenn die Bodenfläche des
gewölbten
Abschnittes 11g über
der imaginären
Verlängerung
der Schrägfläche K liegt,
wird der Toner, der sonst auf natürliche Weise vom oberen Abschnitt
der Schrägfläche K heruntergeleitet
und in den Bildentwicklungskammerrahmen 12 eingeführt wird,
teilweise nicht in den Bildentwicklungskammerrahmen 12 eingeführt und
sammelt sich in dem Bereich, in dem sich die Schrägfläche K und
der nach außen
gewölbte
Abschnitt 11g treffen. Im Gegensatz dazu wird beim Tonerkammerrahmen 11 dieser Ausführungsform
der Toner vom Tonerkammerrahmen 11 auf zuverlässige Weise
in den Bildentwicklungskammerrahmen 12 geführt.
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Das
Tonerzuführelement 9b ist
aus einem Stahlstab mit einem Durchmesser von etwa 2 mm geformt und
hat die Form einer Kurbelwelle. Wie in 19 gezeigt,
die ein Ende des Tonerzuführelementes 9b gezeigt, die
ein Ende des Tonerzuführelementes 9b zeigt,
ist eines 9b1 der Lager des Tonerzuführelementes 9b in
einem Loch 11r angeordnet, das im Tonerkammerrahmen 11 benachbart
zur Öffnung 11i des
Tonerkammerrahmens 11 vorgesehen ist. Das andere Lager
ist am Kupplungselement 11e fixiert (die Stelle, wo das
Lager am Kupplungselement 11e fixiert ist, ist in 19 nicht
sichtbar).
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Durch
Ausstattung der Bodenwand des Tonerkammerrahmenabschnittes 11 mit
dem nach außen
gewölbten
Abschnitt 11g als Raum zum Überstreichen des Tonerzuführelementes 9b wird
es möglich,
ohne Kostenanstieg der Prozesskassette B ein stabiles Tonerzuführvermögen zu verleihen.
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Wie
die 13, 19 und 25 zeigen,
ist die Öffnung 11i,
durch die Toner vom Tonerkammerrahmen 11 in den Entwicklungskammerrahmenabschnitt
eingeführt
wird, an der Verbindungsstelle zwischen dem Tonerkammerrahmenabschnitt 11 und
dem Entwicklungskammerrahmenabschnitt 12 angeordnet. Die Öffnung 11i wird
von einer ausgenommenen Fläche 11k umgeben,
die wiederum vom oberen und unteren Abschnitt 1j und 11j1 des
Flansches des Tonerkammerrahmens 11 umgeben wird.
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Der
in Längsrichtung äußere (obere)
Rand des oberen Abschnittes 11j und der in Längsrichtung äußere (untere)
Rand des unteren Abschnittes 11j1 sind jeweils mit Nuten 11n versehen,
die parallel zueinander angeordnet sind. Der obere Abschnitt 11j des
Flansches über
der ausgenommenen Fläche 11k hat
die Form eines Tores, und die Oberfläche des unteren Abschnittes 11j1 des
Flansches verläuft
senkrecht zur Oberfläche der
ausgenommenen Fläche 11k.
Wie 25 zeigt, befindet sich die Ebene der Bodenfläche 11n2 der
Nut 11n auf der Außenseite
(zum Bildentwicklungskammerrahmen 12 hin) der Fläche der
ausgenommenen Fläche 11k.
Der Flansch des Tonerkammerrahmens 11 kann jedoch auch
wie der dargestellte Flansch ausgebildet sein, bei dem der obere
und untere Abschnitt 11j der Flansche in der gleichen Ebene
liegen und die Öffnung 11i wie
das Oberteil und Unterteil eines Bilderrahmens umgeben.
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In 20 ist
mit 12u eine der ebenen Flächen des Bildentwicklungskammerrahmens 12 bezeichnet, die
dem Tonerkammerrahmen 11 gegenüberliegt. Der Flansch 12e,
der parallel zu der ebenen Fläche 12u verläuft und
sämtliche
vier Ränder
dieser ebenen Fläche 12u wie
ein Bilderrahmen umgibt, ist auf einem Niveau vorgesehen, das gegenüber der
ebenen Fläche 12u geringfügig vertieft
ist. Die Längsränder des
Flansches 12e sind mit einer Zunge 12v versehen,
die in die Nut 11n des Tonerkammerrahmens 11 gepasst
ist. Die Oberseite der Zunge 12v weist eine winklige Rippe 12v1 (25)
zum Ultraschallschweißen
auf. Nachdem die verschiedenen Komponenten in den Tonerkammerrahmen 11 und
Bildentwicklungskammerrahmen 12 montiert worden sind, wird
die Zunge des Bildentwicklungskammerrahmens 12 in der Nut 11n des
Tonerkammerrahmens 11 angeordnet, und die beiden Rahmen 11 und 12 werden
entlang der Zunge 12v und der Nut 11n zusammengeschweißt (Einzelheiten
werden später
beschrieben).
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Wie 24 zeigt,
ist ein Abdeckfilm 51, der in Längsrichtung der Prozesskassette
B in einfacher Weise zerrissen werden kann, mit der vertieften Fläche 11k verklebt,
um die Öffnung 11i des
Tonerkammerrahmens 11 abzudichten. Er ist mit dem Tonerkammerrahmen 11 auf
der vertieften Fläche 11k entlang
den vier Rändern
der Öffnung 11i verklebt.
Um die Öffnung 11i durch
Zerreißen
des Abdeckfilms 51 freizugeben, ist die Prozesskassette
B mit einem Abreißband 52 versehen,
das mit dem Abdeckfilm 51 verschweißt ist. Dieses Abreißband 52 ist
vom Längsende 52b der Öffnung 11i doppelt
zurückgeführt, zwischen
ein elastisches Dichtungselement 54, wie beispielsweise
ein Stück
Filz (20), und die gegenüberliegende
Fläche
des Tonerkammerrahmens 11 an dem dem Ende 52b gegenüberliegenden
Ende geführt
und erstreckt sich geringfügig von
der Prozesskassette B aus. Der Endabschnitt 52a des geringfügig vorstehenden
Abreißbandes 52 ist
mit einem Ziehlappen 11t verklebt, der mit der Hand zu
ergreifen ist (16, 19 und 24).
Der Ziehlappen 11t ist einstückig mit dem Tonerkammerrahmen 11 ausgebildet,
wobei der Verbindungsabschnitt zwischen dem Ziehlappen 11t und
dem Tonerkammerrahmen 11 besonders dünn ist, so dass der Ziehlappen 11t in
einfacher Weise vom Tonerkammerrahmen 11 abgerissen werden
kann. Die Oberfläche
des Abdichtungselementes 54 ist mit Ausnahme der Umfangsbereiche
mit einem Kunstharzfilmband 55 bedeckt, das einen kleinen Reibungskoeffizienten
besitzt. Das Band 55 ist mit dem Dichtungselement 54 verklebt.
Ferner ist die ebene Fläche 12e,
die am anderen Endabschnitt der Längsendabschnitte des Tonerkammerrahmens 11,
d.h. dem Endabschnitt, der der Stelle gegenüberliegt, an der das elastische
Dichtungselement 54 angeordnet ist, mit dem elastischen
Dichtungselement 56 bedeckt, das mit der ebenen Fläche 12e verklebt
ist (20).
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Die
elastischen Dichtungselemente 54 und 56 sind mit
dem Flansch 12e an den entsprechenden Längsenden über die gesamte Breite des
Flansches 12e verklebt. Wenn der Tonerkammerrahmen 11 und
der Bildentwicklungskammerrahmen 12 miteinander verbunden
sind, decken die elastischen Dichtungselemente 54 und 56 exakt
die entsprechenden Längsendabschnitte
des die ausgenommene Fläche 11k umgebenden Flanschen 11j über die
gesamte Breite des Flansches 11j in Überlappung mit der Zunge 12v ab.
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Um
den Tonerkammerrahmen 11 und den Bildentwicklungskammerrahmen 12 relativ
zueinander exakt zu positionieren, wenn sie miteinander verbunden
werden, ist der Flansch 11j des Tonerkammerrahmens 11 relativ
zueinander exakt zu positionieren, wenn sie miteinander verbunden
werden, ist der Flansch 11j des Tonerkammerrahmens 11 mit
einem runden Loch 11r und einem quadratischen Loch 11q versehen,
die mit dem zylindrischen Stift 12w1 und dem quadratischen
Stift 12w2 des Bildentwicklungskammerrahmens 12 in Eingriff
treten. Das runde Loch 11r ist eng an den Stift 12w1 angepasst,
während
das quadratische Loch 11q in Längsrichtung lose an den Stift 12b2 angepasst
ist, während
in der anderen Richtung eine enge Passung vorgesehen ist.
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Der
Tonerkammerrahmen 11 und der Bildentwicklungskammerrahmen 12 werden
vor einem Prozess, in dem sie vereinigt werden, unabhängig voneinander
als Verbundkomponente zusammengebaut. Dann werden sie in der folgenden
Weise vereinigt. Zuerst werden der zylindrische Positionierungsstift 12w1 und
der quadratische Positionierungsstift 12w2 des Bildentwicklungskammerrahmens 12 in
das Positionierungsrundloch 11q des Tonerkammerrahmens 11 gepasst,
und die Zunge 12v des Bildentwicklungskammerrahmens 12 wird
in der Nut 11n des Tonerkammerrahmens 11 angeordnet.
Dann werden der Tonerkammerrahmen 11 und der Bildentwicklungskammerrahmen 12 gegeneinander
gepresst. Das hat zur Folge, dass die Dichtungselemente 54 und 56 mit
den entsprechenden Längsendabschnitten
des Flansches 11j in Kontakt treten und hierdurch zusammengepresst
werden. Zur gleichen Zeit werden rippenförmige Vorsprünge 12z,
die als Abstandshalter an jedem Längsende der ebenen Fläche 12u des
Bildentwicklungskammerrahmens 12 angeordnet sind, eng am
Flansch 11j des Tonerkammerrahmens 11 positioniert.
Der rippenförmige
Vorsprung 12z ist einstückig mit
dem Bildentwicklungskammerrahmen 12 ausgebildet und in
Längsrichtung
an beiden Seiten des Abreißbandes 52 angeordnet,
so dass sich das Abreißband
zwischen den gegenüberliegenden
Vorsprüngen 12z erstrecken
kann.
-
Wenn
der Tonerkammerrahmen 11 und der Bildentwicklungskammerrahmen 12 in
der vorstehend beschriebenen Weise gegeneinander gepresst sind,
werden Ultraschallvibrationen zwischen den zungeförmigen Abschnitt 12v und
die Nut 11n aufgebracht. Auf diese Weise wird die winklige
Rippe 12v1 durch Reibungswärme aufgeschmolzen und verschmilzt
mit dem Boden der Nut 11n. Auf diese Weise verbleiben der Randabschnitt 11n1 der
Nut 11n des Tonerkammerrahmens 11 und der rippenförmige Vorsprung 12z des
Bildentwicklungskammerrahmens 12 auf luftdichte Weise miteinander
in Kontakt, wobei ein Raum zwischen der vertieften Fläche 11k des
Tonerkammerrahmens 11 und der ebenen Fläche 12u des Bildentwicklungskammerrahmens 12 verbleibt.
Der Abdeckfilm 51 und das Abreißband 52 sind in diesen
Raum eingepasst.
-
Um
den im Tonerkammerrahmen 11 gespeicherten Toner in den
Bildentwicklungskammerrahmen 12 einzuführen, muss die Öffnung 11i des
Tonerkammerrahmens 11 freigegeben werden. Dies wird in
der folgenden Weise erreicht. Zuerst wird der Abziehlappen 11t,
der an dem Endabschnitt 52a (16) des
Abreißbandes 52 befestigt
ist, der sich von der Prozesskassette B aus erstreckt, vom Tonerkammerrahmen 11 durch Schneiden
oder Reißen
gelöst
und dann von der Hand einer Bedienungsperson gezogen. Hierdurch
wird der Abdeckfilm 51 abgerissen, so dass die Öffnung 11i freigegeben
wird, wodurch der Toner vom Tonerkammerrahmen 11 in den
Bildentwicklungskammerrahmen 12 geführt werden kann. Nachdem der
Abdeckfilm 52 aus der Prozesskassette B herausgezogen worden
ist, werden die Längsenden
der Kassette B von den elastischen Dichtungen 54 und 56,
die an den entsprechenden Längsenden
des Flansches 11j des Tonerkammerrahmens 11 angeordnet
sind, in abgedichtetem Zustand gehalten. Da die elastischen Dichtungselemente 54 und 56 nur
in Richtung ihrer Dicke verformt (komprimiert) werden, während sie
ihre Hexaederform beibehalten, können
sie auf sehr wirksame Weise die Prozesskassette in einem abgedichteten
Zustand halten.
-
Weil
die Seite des Tonerkammerrahmes 11, die zum Bildentwicklungskammerrahmen 12 weist,
und die Seite des Bildentwicklungskammerrahmens 12, die
zum Tonerkammerrahmen 11 weist, in der vorstehend beschriebenen
Weise ausgebildet sind, kann das Abreißband 52 problemlos
zwischen den beiden Rahmen 11 und 12 herausgezogen
werden, indem auf das Abreißband 52 lediglich
eine Kraft aufgebracht wird, die stark genug ist, um den Abdeckfilm 51 zu
zerreißen.
-
Wenn,
wie vorstehend beschrieben, der Tonerkammerrahmen 11 und
der Bildentwicklungskammerrahmen 12 vereinigt werden, findet
ein Schweißverfahren
unter Anwendung von Ultraschall Verwendung, um Reibungswärme zu erzeugen,
die die winklige Rippe 12v1 aufschmilzt. Diese Reibungswärme kann
thermische Spannungen im Tonerkammerrahmen 11 und Bildentwicklungskammerrahmen 12 erzeugen,
so dass diese Rahmen infolge der Spannungen verformt werden können. Bei
dieser Ausführungsform
stehen jedoch die Nut 11n des Tonerkammerrahmens 11 und
die Zunge 12v des Bildentwicklungskammerrahmens 12 nahezu über ihre
gesamte Länge
miteinander in Eingriff. Mit anderen Worten, wenn die beiden Rahmen 11 und 12 vereinigt
werden, werden der verschweißte
Abschnitt und dessen Umgebung verstärkt, so dass daher die Wahrscheinlichkeit
gering ist, dass die beiden Rahmen durch thermische Spannungen verformt
werden.
-
Als
Material für
den Tonerkammerrahmen 11 und den Bildentwicklungskammerrahmen 12 wird
Kunststoff verwendet, beispielsweise Polystyrol, ABS-Harz (Acrylnitril-butadien-styrol),
Polycarbonat, Polyethylen, Polypropylen u.ä.
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13 ist
ein im Wesentlichen vertikaler Schnitt des Tonerkammerrahmens 11 der
Prozesskassette B dieser Ausführungsform
und zeigt die Grenzfläche
zwischen dem Tonerkammerrahmen 11 und dem Bildentwicklungskammerrahmen 12 sowie
deren Umgebung.
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In
Verbindung mit 13 wird nunmehr der Tonerkammerrahmen 11 der
Prozesskassette B dieser Ausführungsform
in größeren Einzelheiten
beschrieben. Bei dem in einem Tonerbehälter 11A gehaltenen
Toner handelt es sich um einen Einkomponententoner. Damit dieser
Toner auf wirksame Weise in Richtung auf die Öffnung 11i fallen
kann, ist der Tonerkammerrahmen 11 mit Schrägflächen K und
L versehen, die sich über die
gesamte Länge
des Tonerkammerrahmens 11 erstrecken. Die Schrägfläche L liegt über der Öffnung 11i, und
die Schrägfläche K befindet
sich im hinteren Bereich des Tonerkammerrahmens 11, von
der Öffnung 11i aus
gesehen (in Breitenrichtung des Tonerkammerrahmens 11).
Die Schrägflächen L und
K bilden Teile des Oberteiles und Unterteiles 11a und 11b des
Tonerkammerrahmens 11. Nach Installation der Prozesskassette B
in der Haupteinheit 14 der Vorrichtung weist die Schrägfläche L diagonal
nach unten und die Schrägfläche K diagonal
nach oben, wobei der Winkel 83 zwischen der Schrägfläche K und
einer Linie m senkrecht zur Grenzfläche zwischen dem Tonerkammerrahmen 11 und
dem Bildentwicklungskammerrahmen 12 etwa 20°–40° beträgt. Mit
anderen Worten, bei dieser Ausführungsform
ist der obere Abschnitt 11a des Tonerkammerrahmens 11 so
ausgebildet, dass die Schrägflächen K und
L die vorstehend erwähnten
Winkel beibehalten, nachdem der obere und untere Abschnitt 11a und 11b des
Tonerkammerrahmens 11 vereinigt worden sind. Somit kann
bei dieser Ausführungsform
der Tonerbehälter 11A,
der den Toner hält,
den Toner auf wirksame Weise der Öffnung 11i zuführen.
-
(Tonerbehälterkappe)
-
Als
nächstes
wird eine Tonerbehälterkappe 11f beschrieben.
-
Die 26, 27 und 28 sind
eine perspektivische Ansicht, eine Schnittansicht und eine Draufsicht
der Tonerbehälterkappe 11 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist die Konfiguration der Tonerbehälterkappe 11f im Wesentlichen
dreieckförmig.
Diese Tonerbehälterkappe 11f besitzt
einen Nutabschnitt A1, der der Abdichtungsabschnitt ist, eine Ausbauchung
A2, eine Schrägfläche A3 der
Ausbauchung A2, eine Bodenwand A4, Verstärkungsrippen A5, eine Knopfabschnitt
A6, eine Schrägfläche A7,
einen Randabschnitt A8, eine innere Schrägfläche A9 u.ä. Der Nutenabschnitt A1 umfasst
die Seitenwand A1a auf der Oberseite der Zeichnung, die Bodenfläche A1b
auf der rechten Seite der Zeichnung und die Seitenwandfläche A1c
auf der Unterseite der Zeichnung. Wie aus 26 deutlich
wird, ist die Form der Tonerbehälterkappe 11f an
den Scheitelabschnitten A10 rund. Der Knopfabschnitt A6 befindet
sich dort, wo die Saugwirkung des Saugnapfes eines Montageroboters
aufgebracht wird, um die Tonerbehälterkappe 11f aufzunehmen,
wenn diese an der Tonereinfüllöffnung 11d eines
Tonerbehälters 11A angeordnet
wird.
-
Die
Breite hl der Bodenfläche
A1b des Nutabschnittes A1 ist geringer gemacht als die Dicke h3
des Randabschnittes B1 der Tonereinfüllöffnung 11d, die in
einer der Seitenwände
der Haupteinheit 11A1 des in 29 dargestellten
Tonerbehälters 11A ausgebildet
ist, so dass der Tonerbehälter 11A von
der Tonerbehälterkappe 11f abgedichtet
wird, wenn der Randabschnitt B1 der Tonereinfüllöffnung 11d mit dem
Nutabschnitt A1 der Tonerbehälterkappe 11f verkeilt
wird, wenn die Tonerbehälterkappe 11f an
der Tonereinfüllöffnung 11d angeordnet
wird.
-
Die
Höhe d
der Ausbauchung A2 (27) liegt in wünschenswerter
Weise in einem Bereich von 0,4 mm bis 1,0 mm, bevorzugter in einem
Bereich von 0,45 mm bis 0,9 mm, aufgrund der Distanz, über die
sich der Randabschnitt der Tonereinfüllöffnung 11d mit dem
Nutabschnitt A1 verkeilen kann. Der wünschenswerteste Bereich beträgt 0,5 mm
bis 0,8 mm. Die tatsächliche
Höhe d
dieser Ausführungsform
beträgt
0,7 mm.
-
Die
Schrägfläche A3 der
Ausbauchung A2 ist erforderlich, damit die Tonerbehälterkappe 11f auf
glatte Weise in die Tonereinfüllöffnung 11d gepresst
werden kann, um den Tonerbehälter 11A zu
verkappen. Der Winkel θ der
Schrägfläche A3 sollte
nicht geringer sein als 30° und
nicht größer sein
als 90°,
besonders wünschenswert
nicht geringer als 45° und
am wünschenswertesten
in einem Bereich von nicht weniger als 60° und nicht mehr als 80° liegen.
Der tatsächliche
Winkel der Schrägfläche A3 dieser
Ausführungsform
beträgt
70°.
-
Die
Dicke h2 der Bodenwand A4 der Tonerbehälterkappe 11f ist
geringer ausgebildet als die Basisdicke der Wand der Tonerbehälterkappe 11f.
Bei dieser Ausführungsform
beträgt
die Basisdicke der Wand der Tonerbehälterkappe 11f 1,5
mm, und die Dicke h2 der Bodenwand A4 beträgt 1,0 mm. Diese Anordnung
dient dazu, die Verformung der Tonerbehälterkappe 11f, die
während
des Verkappens des Tonerbehälters 11A auftritt,
zu minimieren, so dass ein Kriechen der Tonerbehälterwand, das auf der Rückseite
des Nutabschnittes A1 auftreten kann, verhindert werden kann.
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Was
die Verstärkungsrippe
A5 anbetrifft, so sind zwei oder mehr Rippen pro geraden Wandabschnitt der
Tonerbehälterkappe 11f vorgesehen,
um ein Verbiegen und ein Verschlechtern des Dichtungsvermögens der
geraden Wandabschnitte zu verhindern, nachdem die Tonerbehälterkappe 11f in
der Tonereinfüllöffnung 11d angeordnet
worden ist. Bei dieser Ausführungsform
ist jeder gerade Wandabschnitt mit drei Verstärkungsrippen A5 versehen. Die
Verstärkungsrippe
A5 ist so angeordnet, dass sie sich vom Knopfabschnitt A6, der in der
Mitte der Tonerbehälterkappe 11f vorgesehen
ist, zum Umfang der Tonerbehälterkappe
erstreckt. Die Höhe h4
der Verstärkungsrippe
A5 ist in wünschenswerter
Weise nicht geringer als 1,0 mm und nicht größer als 3,00 mm, bevorzugter
nicht geringer als 1,5 mm und nicht größer als 2,5 mm und liegt am
bevorzugtesten in einem Bereich von 1,8 mm bis 2,2 mm. Bei dieser
Ausführungsform
beträgt
sie 2,0 mm.
-
Die
Schrägfläche A7 und
die innere Schrägfläche A9 sind
vorgesehen, um die Verformung der Tonerbehälterkappe 11f, die
während
der Verkappung des Tonerbehälters 11A auftritt,
und ein Kriechen, das auf der Rückseite
des Nutabschnittes A1 auftreten kann, zu verhindern.
-
Wenn
ein Tonerbehälter
abgedichtet wird, indem man ein Verkeilen des Wandabschnittes der
Tonereinfüllöffnung mit
dem Nutabschnitt der Tonerbehälterkappe 11f herbeiführt, wie
bei dieser Ausführungsform, sind
die folgenden Materialien als Material für die Tonerbehälterkappe 11f im
Hinblick auf Stabilität
des Abdichtvermögens
und eine Kriechverhinderung nach dem Verkappen wünschenswert.
-
Was
die Härte
des Materials anbetrifft, so ist es wünschenswert, wenn die Härte der
Tonerbehälterkappe 11f auf
der Rockwell-Skala (gemessen auf der Basis von JIS-K7202) geringer ist
als die der Haupteinheit 11A1 des Tonerbehälters 11A.
Genauer gesagt, die Härte
der Tonerbehälterkappe 11f sollte
in einem Bereich von R30- R80,
bevorzugter in einem bereich von R40-R50, liegen und am bevorzugtesten
R45 betragen. Bei dieser Ausführungsform
beträgt
sie R45. Was die Härte
der Haupteinheit 11A1 des Tonerbehälters 11A betrifft, so
ist ein Härtebereich
von R80-R150 wünschenswert,
ein Bereich von R100-R140 wünschenswerter
und eine Härte
von R120 am wünschenswertesten.
Bei dieser Ausführungsform
beträgt
die Härte
R125.
-
Was
den Elastizitätsmodul
in Bezug auf Biegung anbetrifft (gemessen nach JIS-K7202), so ist
es wünschenswert,
wenn der der Tonerbehälterkappe 11f geringer
ist als der der Haupteinheit 11A1. Genauer gesagt, der
Elastizitätsmodul
in Bezug auf Biegung der Tonerbehälterkappe 11f sollte
nicht weniger als 800 kg/cm2 und nicht mehr
als 10.000 kg/cm2 betragen, bevorzugter
nicht weniger als 1.300 kg/cm2 und nicht
mehr als 9.000 kg/cm2 und am bevorzugtesten
2.000 kg/cm2 betragen. Bei dieser Ausführungsform
beträgt
er 1.700 kg/cm2. Was den Elastizitätsmodul
in Bezug auf die Biegung der Haupteinheit 11A1 des Behälters anbetrifft,
so sollte dieser nicht geringer sein als 20.000 kg/cm2 und
nicht größer als
30.000 kg/cm2, bevorzugter nicht geringer sein
als 22.500 kg/cm2 und nicht größer als
28.000 kg/cm2 und am bevorzugtesten 25.000
kg/cm2 betragen. Bei dieser Ausführungsform
beträgt
er 24.500 kg/cm2.
-
Um
ein Kriechen nach dem Verkappen zu verhindern, sollte die Streckgrenze
(gemessen nach JIS-K7113) des Materiales für die Tonerbehälterkappe 11f in
einem Zugfestigkeitstest geringer sein als die des Materiales für die Haupteinheit 11A1 des
Behälters.
Genauer gesagt, die Streckgrenze der Tonerbehälterkappe 11f sollte
nicht weniger als 80 kg/cm2 und nicht mehr
als 200 kg/cm2 betragen, bevorzugter nicht
weniger als 90 kg/cm2 und nicht mehr als
190 kg/cm2 betragen und am bevorzugtesten
150 kg/cm2 betragen. Bei dieser Ausführungsform
ist sie 120 kg/cm2 groß.
-
Die
Streckgrenze der Haupteinheit 11A1 des Behälters sollte
nicht geringer sein als 250 kg/cm2 und nicht
größer sein
als 500 kg/cm2, bevorzugter nicht geringer
sein als 260 kg/cm2 und nicht größer sein
als 400 kg/cm2 und am bevorzugtesten nicht
geringer sein als 270 kg/cm2 und nicht größer sein
als 320 kg/cm2. Bei dieser Ausführungsform
beträgt
sie 270 kg/cm2.
-
Was
die spezifischen Materialien für
die Tonerbehälterkappe 11f betrifft,
so findet beispielsweise Polyethylen mit niedriger Dichte Verwendung.
In Bezug auf das Material für
die Behälterhaupteinheit 11A1 wird im
Hinblick auf die Stoßbelastung,
der der Tonerbehälter
während
seines Transportes ausgesetzt sein kann, HIPS verwendet. Sowohl
die Tonerbehälterkappe 11f als
auch die Behälterhaupteinheit 11A1 werden
durch Spritzgießen
geformt.
-
Wie
in 29 gezeigt, ist die Tonereinfüllöffnung 11d der Behälterhaupteinheit 11A1 mit
einem Randabschnitt B1 und einer Kappenführung B2 versehen, die als
Einsetzführung
während
des Verkappens dient. Diese Abschnitte der Tonereinfüllöffnung 11d sind
einstückig
mit der Behälterhaupteinheit 11A1 ausgebildet.
Der Randabschnitt B1 umfasst einen abgeschrägten oberen Randabschnitt B1a
und einen abgerundeten (um nicht mehr als 0,3) unteren Randabschnitt
B1b. Wie man ferner 30 entnehmen kann, ist der Seitenwandabschnitt
A1c des Nutabschnittes A1 auf der Unterseite der Tonerbehälterkappe 11f mit
einer geraden Schrägfläche A1c
versehen, so dass das Abdichtungsvermögen des Tonerbehälters 11A stark
verbessert wird, da der untere Randabschnitt B1b des Randabschnittes
B1 der Behälterhaupteinheit 11A1 fest
in diese Schrägfläche A1c
eindringt. Bei dieser Ausführungsform
ist die Rundung des unteren Randabschnittes B1b auf 0,3 eingestellt.
-
Wie
man ferner 30 entnehmen kann, bezeichnet
K die Distanz, mit der die Behälterkappe 11f in die
Haupteinheit 11A1 des Behälters eingepresst wird. Diese
Distanz K sollte nicht geringer sein als 0,2 mm und nicht größer sein
als 1,0 mm, bevorzugter nicht geringer als 0,3 mm und nicht größer als
0,9 mm und am bevorzugtesten 0,7 mm betragen. Bei dieser Ausführungsform
beträgt
sie 0,7 mm.
-
Der
abgedichtete Zustand des Tonerbehälters 11A wird erzeugt,
indem die Tonerbehälterkappe 11f in die
Tonereinfüllöffnung 11f der
Behälterhaupteinheit 11A1 gepresst
wird. Um zu verhindern, dass der Kontakt zwischen der Tonereinfüllöffnung 11d und
einem unerwünschten
Abschnitt der Tonerbehälterkappe 11f die Luftdichtigkeit
des verkappten Tonerbehälters 11A verringert,
sind der Nutenabschnitt A1 und die Tonereinfüllöffnung 11d so ausgebildet, dass ein Spalt
G zwischen dem Randabschnitt A1b und der Bodenwand A1b des Nutabschnittes
A1 nach dem Verkappen verbleibt, wie in 30 gezeigt.
Dieser Spalt G sollte nicht kleiner sein als 0,1 mm und nicht größer als
2,0 mm. Bei dieser Ausführungsform
ist er auf 0,2 mm eingestellt.
-
Wie
in 31 gezeigt, sollte der Spalt S zwischen der Kappenführung B2
und der Tonerbehälterkappe 11f nicht
kleiner sein als 0,2 mm und nicht größer sein als 2,0 mm. Bei dieser
Ausführungsform
beträgt
er 0,3 mm.
-
Die
wesentlichen Merkmale der Tonerbehälterkappe 11f und
der Tonereinfüllöffnung 11d bei
dieser Ausführungsform
sind nachfolgend aufgeführt
(27, 28 und 29).
Länge der
ersten Seitenwand der Behälterkappe
(11):
39,14 (mm)
Länge der zweiten Seitenwand
der Behälterkappe
(12):
49,56 (mm)
Länge der dritten Seitenwand
der Behälterkappe
(13):
50,41 (mm)
Höhe der Behälterkappe (14): 4,50
(mm)
Breite des Behälterkappenrandabschnittes
(15):
2,60 (mm)
Höhe der Behälterkappenführung (16): 2,80 (mm)
-
Die
Behälterhaupteinheiten 11A1,
die gemäß den vorstehend
wiedergegebenen Spezifikationen geformt wurden, wurden Verkappungstests
unterzogen, bei denen sie auf Kriechen und in Bezug auf die Zeit,
die man benötigte,
um eine Tonerbehälterkappe
einzupassen, getestet wurden. Ferner wurden mit ihnen Transporttests
durchgeführt,
in denen sie auf Leckdichtigkeit untersucht wurden, sowie Tests,
bei denen die Größe der Beanspruchung,
die erforderlich war, um die Tonerbehälterkappe 11f von
der Tonereinfüllöffnung 11d zu lösen, bestimmt
wurde.
-
Die
Bedingungen, unter denen diese Tests durchgeführt wurden, waren wie folgt:
-
(1) Verkappungstest:
-
Die
Presszeit (die Zeit, die man benötigte,
um die Tonerbehälterkappe 11f vollständig in
die Tonereinfüllöffnung 11d einzusetzen)
wurde gemessen, während
ein Druck von 160 kgf aufgebracht wurde, um den Tonerbehälter mit
der Tonerbehälterkappe 11f abzudichten.
Ferner wurden die Tonerbehälterkappe 11f und
die Tonereinfüllöffnung 11d der
Behälterhaupteinheit 11A1 in
Bezug auf Kriechen untersucht. Eine Presszeit von nicht mehr als
2,5 sec wird für
eine automatische Tonereinfüllvorrichtung
als zufriedenstellend angesehen.
-
(2) Transporttest:
-
Der
Tonerbehälter 11A wurde
mit 460 g eines magnetischen Einkomponententoners mit einem durchschnittlichen
Partikeldurchmesser von 8 μm
gefüllt.
Man ließ die
Tonerbehälter
von einer Höhe
von 100 cm aus fallen, und bewirkte, dass sie auf jeder der sechs
Flächen
und vier Ecken landeten.
-
(3) Lösungsspannungstest:
-
Ein
Spannungsmesskopf wurde vom Inneren der Behälterhaupteinheit 11A1 aus
mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/min in Richtung auf die Tonereinfüllöffnung gedrückt. Die
maximale Spannung wurde in dem Moment gemessen, in dem sich die
Tonerbehälterkappe 11f von
der Tonereinfüllöffnung 11d löste.
-
Ferner
wurden insgesamt 13 Behälterhaupteinheiten
hergestellt, die sich voneinander in der Distanz, mit der die Tonerbehälterkappe
in die Tonereinfüllöffnung eingepresst
wurde, im Ausbauchungswinkel, in der Ausbauchungshöhe, in der
Rockwell-Härte
u.ä. unterschieden,
Für einen
Verhaltensvergleich wurde eine in 32 dargestellte
kreisförmige
Tonerbehälterkappe 11f' durch Spritzgießen unter
Verwendung von Polyethylen niedrigerer Dichte hergestellt. Im Falle
dieser zu Vergleichszwecken dienenden Tonerbehälterkappe 11f' war der wirksame
Bereich der Tonereinfüllöffnung 11d' der gleiche
wie bei der bei den vorhergehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschriebenen Tonereinfüllöffnung 11d. Das Elastizitätsmodul
in Bezug auf Biegung betrug 2.000 kg/cm2,
die Höhe
der Rippe C1 betrug 1,75 mm, und der Verriegelungsabschnitt C2 auf
einer Seite betrug 0,15 mm.
-
Die
Vergleichsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt. Aus
dieser Tabelle wird deutlich, dass bei den vorhergehenden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung überhaupt
keine Probleme in Bezug auf das Abdichtungsvermögen bestanden. Bei den zu Vergleichszwecken
verwendeten Tonerbehälterkappen
11f', die in Verbindung
mit der Behälterhaupteinheit
11A1 verwendet
wurden, führte
jedoch keine über die
Gesamtzahl der Tests zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Selbst
die bei den Vergleichsbeispielen beschriebenen Konstruktionen können jedoch
als zufriedenstellende Konstruktionen für die Tonerbehälterkappe und
den Tonerbehälter
in Abhängigkeit
vom Anwendungstyp eingesetzt werden. Beispielsweise sind selbst diejenigen,
die Kriecherscheinungen zeigen, d.h. eine schlechtere Haltbarkeit
besitzen, verwendbar, so lange wie die darin aufzubewahrende Tonermenge
gering ist. Mit anderen Worten, die Kappen und Behälterhaupteinheiten,
die bei den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, können in Bezug auf ihre Verwendung
einen größeren Spielraum
bieten und besitzen eine bessere Tonereinfülleffizienz als die Vergleichsbeispiele. Tabelle
2
G: | gut |
NG: | nicht
gut |
BT: | Eindringen
der Kappe |
NA: | Kerbwinkel |
NP: | Kerbvorsprung |
RH: | Rockwell-Härte |
CON: | Behälter |
BE: | Biegeelastizität |
YP: | Streckgrenze |
-
Wie
vorstehend beschrieben, unterscheidet sich der bei den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschriebene Tonerbehälter 11A in Bezug
auf die Presszeit nicht stark von dem in den Vergleichsbeispielen
beschriebenen Tonerbehälter.
Was jedoch die Leckdichtigkeit während
des Transportes anbetrifft, so war der erfindungsgemäße Behälter besser
als der Vergleichsbehälter.
In Bezug auf den Kappenlösewiderstand
war der erfindungsgemäße Behälter doppelt
so gut wie der Vergleichsbehälter.
-
Des
Weiteren wurde der Tonerbehälter 11A in
einer Prozesskassette montiert und dann dem Transporttest unterzogen.
Die Ergebnisse des Tests bestätigen,
dass die Tonerbehälterkappe 11f keine
Probleme in Bezug auf die Wirksamkeit der Abdichtung besaß.
-
Bei
den vorhergehenden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind die projizierten Formen der Tonerbehälterkappen 11f im
Wesentlichen dreieckförmig.
Die Konfiguration der Tonerbehälterkappe 11f kann
jedoch auch kreisförmig
sein, wie in 33 gezeigt, im Wesentlichen
quadratisch, wie vorstehend beschrieben und in 24 gezeigt,
oder eine andere polygonale oder nicht kreisförmige Form besitzen. Es bestehen
keine Einschränkungen.
Das Material für
die Tonerbehälterkappen 11f war
Polyethylen niedriger Dichte, und das Material für die Behälterhaupteinheiten 11A1 war
stoßfestes
Polystyrol. Es gibt jedoch ebenfalls keine speziellen Einschränkungen
in Bezug auf die Materialauswahl, so lange wie das Material für die Tonerbehälterkappe 11f eine
geringere Rockwell-Härte,
ein geringeres Elastizitätsmodul
in Bezug auf Biegung, eine geringere Streckgrenze u.ä. als das
Material für
die Haupteinheit des Behälters
besitzt.
-
Beispielsweise
kann auch ein Tonerbehälter
auf zufriedenstellende Weise Verwendung finden, der eine Tonerbehälterkappe 11f aus
Polypropylen und eine Behälterhaupteinheit 11A1 aus
anderen HIPS, beispielsweise ABS, PPE oder PPO, besitzt.
-
Was
die Form der Verstärkungsrippe
anbetrifft, so kann deren vertikaler Längsschnitt eine halbkreisförmige Form besitzen,
die nach unten durchgebogen ist, so lange wie hiermit eine wirksame
Verstärkung
erreicht werden kann.
-
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ein Tonerbehälter mit einem Abdichtabschnitt
geschaffen, bei dem der Randabschnitt oder Krempenabschnitt der
Tonereinfüllöffnungskeile
den Nutabschnitt der Tonerbehälterabdeckung
und daher der Tonerbehälter
außerordentlich
im Hinblick auf den Widerstand gegenüber dem Toneraustreten verbessert
ist, das während
seines Transports auftreten kann. Des weiteren ist es möglich, einen
Tonerbehälter
vorzusehen, der zuverlässig
ohne Verformung abgedeckt werden kann, und auch eine Prozesskartusche
vorzusehen, die einen derartigen Tonerbehälter anwendet.
-
Anders
ausgedrückt,
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Tonereinfüllöffnung von
einem Tonerbehälter
außerordentlich
im Hinblick auf das Abdichtvermögen
(dem Austrittswiderstand oder Leckagewiderstand) verbessert.
-
Diese
und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden deutlicher bei Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.