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Diese Erfindung betrifft eine Tonerpatrone zum
Liefern eines Toners zu einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln
eines latenten elektrostatischen Bilds zu einem Tonerbild.
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In einer Bildausbildungsmaschine
wie z. B. einem Kopiergerät,
einem Drucker oder einem Faxgerät,
ist, wie gut bekannt ist, eine Entwicklungseinrichtung angeordnet,
die einen Toner einem latenten elektrostatischen Bild zuführt, um
es zu einem Tonerbild zu entwickeln. In dieser Entwicklungseinrichtung wird
der Toner beim Fortschreiten der Entwicklung verbraucht, was es
erforderlich macht, einen Toner richtig zuzuführen. Diese Zuführung kann
vorteilhaft durch Laden einer Tonerpatrone in die Entwicklungseinrichtung
und Abgeben von Toner in der Tonerpatrone in die Entwicklungseinrichtung
erfolgen.
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Als typische Beispiele der Tonerpatrone
zum Zuführen
eines Toners zu einer Entwicklungseinrichtung einer Bildausbildungsmaschine
können
die angeführt
werden, die in den japanischen offengelegten Patentveröffentlichungen
Nr. 121470/87 und 102487/89 offenbart sind. Die Tonerpatrone wird
aus einem Behälter
aufgebaut, der eine Abgabeöffnung an
seinem Bodenende, und einen Verschlussmechanismus angebracht am
Bodenende dieses Behälters aufweist.
Gewöhnlich
wird der mit einem Toner gefüllte
Behälter
aus geeignetem Kunstharz blasgeformt, und seine Bodenendfläche ist
als ganzes geöffnet (mit
anderen Worten, die an dem Bodenende ausgebildete Abgabeöffnung verteilt
sich über
die gesamt Bodenendfläche).
Der Verschlussmechanismus wird aus einem Hauptelement, das an dem
Bodenende des Behälters
befestigt ist, und einem an diesem Hauptelement angebrachten Verschlusselement
aufgebaut. Das Hauptelement und das Verschlusselement, die den Verschlussmechanismus
bilden, werden gewöhnlich
aus einem geeigneten Kunstharz spritzgegossen oder formgepresst.
In dem Hauptelement des Verschlussmechanismus werden zwei zwischen
dem Bodenende des Behälters
und dem Verschlusselement angeordnete Durchgangslöcher mit einem
Winkelabstand von im wesentlichen 180° gebildet. Jedes Durchgangsloch
hat die Form eines Fächers,
der durch radiale Kanten, welche sich mit einem Winkelabstand von
im wesentlichen 90° erstrecken,
und eine gebogene Kante begrenzt wird, die sich zwischen den radial äußeren Enden
der radialen Kanten erstreckt. In dem Verschlusselement werden zwei
Durchgangsöffnungen
mit einem Winkelabstand von im wesentlichen 180° gebildet. Diese Durchgangsöffnungen
haben im wesentlichen die gleiche Fächerform wie die oben beschriebenen
Durchgangslöcher.
Das Verschlusselement ist an dem Hauptelement so angebracht, um
in bezug zu dem Hauptelement um die Mittelachse des Behälters zwischen
einer Öffnungsposition
und einer Schließposition
drehbar zu sein.
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Wenn das Verschlusselement an der Schließposition
angeordnet ist, sind die beiden in dem Hauptelement ausgebildeten
Durchgangslöcher und
die beiden in dem Verschlusselement gebildeten Durchgangsöffnungen
abwechselnd angeordnet, um den Behälter von außen zu verschließen. Um
einen Toner der Entwicklungseinrichtung zuzuführen, wird der Verschlussmechanismus
mit dem erforderlichen Empfängerteil
der Entwicklungseinrichtung ausgerichtet, und die Tonerpatrone wird
an der Entwicklungseinrichtung angebracht. Dann wird das Verschlusselement
des Verschlussmechanismus in bezug zu dem Hauptelement gedreht,
um es an der Öffnungsposition
anzuordnen. Durch diesen Arbeitsgang werden die beiden Durchgangsöffnungen
des Verschlusselements mit den beiden Durchgangslöchern des
Hauptelements ausgerichtet, so dass in dem Behälter enthaltener Toner aus
der Abgabeöffnung
des Behälters
durch die Durchgangslöcher
und die Durchgangsöffnungen
abgegeben wird. Der abgegebene Toner wird in die Entwicklungseinrichtung durch
eine Annahmeöffnung
fließen
gelassen, die in dem Empfängerteil
der Entwicklungseinrichtung vorliegt.
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Die folgenden zu lösenden Probleme
existieren bei der oben beschriebenen konventionellen Tonerpatrone.
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Erstens werden bei der Tonerpatrone
des oben beschriebenen Typs die Abmessungen des Verschlussmechanismus,
dementsprechend die Abmessungen des Bodenendes des Behälters, durch die
Abmessungen des Empfängerteils
in der Entwicklungseinrichtung begrenzt. Um das Tonerfassungsvermögen der
Tonerpatrone groß genug
zu gestalten, ist es deshalb gewöhnliche
Praxis, einen oberen Teil des Behälters wie einen Zylinder eines
relativ großen
Durchmessers zu formen, und einen unteren Teil des Behälters wie
einen Kegelstumpf zu formen, der einen Innendurchmesser aufweist,
der demjenigen des oberen Teil entspricht und sich nach unten zum
Bodenende hin verjüngt,
welches den kleinsten erforderlichen Durchmesser aufweist. Unserer
Erfahrung zufolge, verursacht der Toner jedoch, wenn der untere
Teil des Behälters
in Form eines Kegelstumpfes vorliegt, ein sogenanntes Brückenphänomen in
dem abgestumpften konischen unteren Teil. Das heißt, der
Toner bildet eine dornförmiger
untere Oberfläche,
wird blockiert und hat die Neigung, weniger glatt zu fließen.
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Zweitens befindet sich in dem Hauptelement des
Verschlussmechanismus eine Abschirmwand in der Querschnittfläche unter
Ausnahme der Durchgangslöcher.
Es besteht die Neigung, dass eine beträchlicht Menge Toner sich an
Abschirmwand ansammelt. Der sich an der Abschirmwand ansammelnde
Toner fließt
nicht in die Entwicklungseinrichtung, sondern verbleibt innerhalb
der Tonerpatrone, um von der Entwicklungseinrichtung getrennt zu
werden. Deshalb wird eine beträchtliche
Menge Toner nicht zur Entwicklung verwendet, sondern als Abfall verbraucht.
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Zum Verhindern, dass sich der Toner
als der Abschirmwand ansammelt, kann beabsichtigt werden, die Abschirmwand
so auszubilden, dass sie sich nach oben von den Kanten der Durchgangslöcher in einem
relativ großen
Neigungswinkel, zum Beispiel 45 Grad oder mehr, im bezug zur Horizontalen
erstreckt. Indem man jedoch die gesamte Abschirmwand sich mit einem
relativ großen
Neigungswinkel nach oben erstrecken lässt, nimmt die Höhe des Hauptelements,
d. h. die Abmessung in der axialen Richtung, notwendigerweise zu.
Gewöhnlich
führt die Vergrößerung der
Höhe des
spritzgegossenen oder formgepressten Hauptelements zu einer beträchtlichen
Erhöhung
seiner Produktionskosten, und dementsprechend der Herstellungskosten
der Tonerpatrone. Außerdem
wird bei der gewöhnlichen
Herstellung einer Tonerpatrone ein Toner in den Behälter durch
seine Abgabeöffnung
eingefüllt,
und dann wird der Verschlussmechanismus an dem Behälter angebracht,
um die Tonerpatrone fertig zu stellen. Deshalb wird das Tonerfassungsvermögen der
Tonerpatrone durch die Kapazität
des Behälters
selbst bestimmt, und die Masse des Verschlussmechanismus steht in absolut
keiner Beziehung zu dem Tonerfassungsvermögen. Folglich vergrößert die
Vergrößerung in
der Höhe
des Hauptelements des Verschlussmechanismus nicht das Tonerfassungsvermögen, sondern führt zu einer
Vergrößerung der
Masse der Tonerpatrone.
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Aus JP-A-59 102262 ist eine Tonerpatrone bekannt,
die einen Behälter
aufweist, dessen Abgabeöffnung
an seinem Bodenende eine einfache halbkreisförmige Form im Querschnitt aufweist.
Der untere Teil des Behälters,
der zu der Abgabeöffnung
führt, hat
auch eine einfache halbkreisförmige
Form im Querschnitt. Es besteht daher eine Tendenz für den Toner,
ein sogenanntes Brückenphänomen oberhalb und über der
Abgabeöffnung
zu erfahren, wodurch die letztere Öffnung effektiv blockiert wird
und der Fluss von Toner behindert wird.
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Eine erste Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Tonerpatrone,
in der, obwohl der untere Teil des Behälters wie ein Kegelstumpf geformt
ist, dessen Innendurchmesser sich nach unten hin verjüngt, die
Blockierung des Toners in dem unteren Teil des Behälters verhindert
wird.
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Eine zweite Aufgabe der Erfindung
besteht in der Verbesserung der Tonerpatrone, so dass, ohne eine
bedeutsame Erhöhung
in den Herstellungskosten der Tonerpatrone oder ohne eine übermäßige Vergrößerung in
der Masse der Tonerpatrone verglichen mit dem Tonerfassungsvermögen, eine
ausreichende Senkung in der Menge des Toners erreicht wird, der
in der Tonerpatrone verbleibt, ohne in die Entwicklungseinrichtung
zu fließen.
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Einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung zufolge, wird eine Tonerpatrone geschaffen, die einen
Behälter
mit einer Mittelachse aufweist, die vertikal ausgerichtet ist, wenn
die Patrone sich in ihrer betriebsbereiten Position befindet, wobei
der Behälter
eine Abgabeöffnung
an einem unteren Ende desselben und einen Verschlussmechanismus
angebracht an dem genannten unteren Ende aufweist, und der Verschlussmechanismus
ein Verschlusselement mit einer Durchgangsöffnung aufweist, wobei das
Verschlusselement in Bezug zu dem Behälter zwischen einer Öffnungsposition,
wo die Abgabeöffnung
veranlasst wird, mit der Außenseite
durch die Durchgangsöffnung
zu kommunizieren, und einer Schließposition bewegbar ist, wo
die Abgabeöffnung von
der Außenseite
abgeschnitten ist, wobei die Abgabeöffnung des Behälters nicht
in der gesamten Bodenendfläche
des Behälters
vorhanden ist, sondern nur in einem Teil derselben, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bodenendfläche
des Behälters
kreisförmig
ist und zwei der genannten Abgabeöffnungen in einem Winkelabstand
von im wesentlichen 180° angeordnet
sind, wobei jede der Abgabeöffnungen
einen fächerförmigen Aufbau
hat, der durch zwei radiale Kanten, die sich mit einem Winkelabstand
von im wesentlichen 90° erstrecken,
und eine gebogene Kante begrenzt wird, die sich zwischen den radial äußeren Enden
der beiden radialen Kanten erstrecken, und dass mit der gebogenen
Kante jeder der Abgabeöffnungen
eine gekrümmte
Wand verbunden ist, die in ihrer Querschnittform gebogen ist und
die einen Teil eines Kegelstumpfes bildet, der sich nach oben zu
einem oberen Ende des Behälters
hin in einem Neigungswinkel α von
wenigstens 45 Grad zu der Horizontalen zu einer der radialen Kanten
erstreckt, und eine aufrechtstehende Wand verbunden ist, die sich
im wesentlichen vertikal erstreckt, wobei die radial innere Kante
der aufrechtstehenden Wand radial nach außen zum oberen Teil des Behälters hin
geneigt ist, das obere Ende der aufrechtstehenden Wand mit der gekrümmten Wand
verbunden ist, und mit der anderen radialen Kante eine teilweise
flache, teilweise gekrümmte
Wand mit einem flachen Oberflächenteil
verbunden ist, der sich in radial nach außen geneigter Weise zum oberen
Teil des Behälters hin
in der radialen Richtung erstreckt, und glatt mit der gekrümmten Wand
zum Bilden eines gekrümmten
Oberflächenteils
verschmilzt.
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Einem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung zufolge, wird eine Tonerpatrone geschaffen, die einen
Behälter
mit einer Mittelachse aufweist, die vertikal ausgerichtet ist, wenn
die Patrone sich in ihrer betriebsbereiten Position befindet, wobei
der Behälter
eine Abgabeöffnung
an einem unteren Ende desselben und einen Verschlussmechanismus
angebracht an dem genannten unteren Ende aufweist, und der Verschlussmechanismus
ein Verschlusselement mit einer Durchgangsöffnung aufweist, wobei das
Verschlusselement in bezug zu dem Behälter zwischen einer Öffnungsposition,
wo die Abgabeöffnung
veranlasst wird, mit der Außenseite
durch die Durchgangsöffnung
zu kommunizieren, und einer Schließposition bewegbar ist, wo
die Abgabeöffnung von
der Außenseite
abgeschnitten ist, wobei die Abgabeöffnung des Behälters nicht
in der gesamten Bodenendfläche
des Behälters
vorhanden ist, sondern nur in einem Teil derselben, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bodenendfläche
des Behälters
kreisförmig
ist und die Abgabeöffnung,
in Bodenansicht des Behälters,
durch zwei erste gerade Kanten, die sich radial in einer radial
nach innen verlaufenden Richtung von der äußeren Kreisumfangskante der
Bodenendfläche
des Behälters
mit einem Winkelabstand von im wesentlichen 180° erstrecken, und die kürzer als
der Radius der Bodenendfläche
des Behälters sind,
zwei zweite gerade Kanten, die sich von den radial inneren Enden
der ersten geraden Kanten im wesentlichen rechtwinklig zu den ersten
geraden Kanten und in einander entgegengesetzten Richtungen, soweit
wie bis zur äußeren Umfangskante
der Bodenendfläche
des Behälters
erstrecken, eine erste gebogenen Kante, die sich von dem radial äußeren Ende
einer der ersten geraden Kanten zu dem radial äußeren Ende der zweiten geraden
Kante erstreckt, die sich von dem radial inneren Ende der zweiten
der ersten geraden Kanten erstreckt, und eine zweite gebogene Kante
begrenzt wird, die sich von dem radial äußeren Ende der anderen ersten
geraden Kante zu dem radial äußeren Ende
der zweiten geraden Kante erstreckt, welche sich von dem radial
inneren Ende einer ersten der ersten geraden Kanten erstreckt, und
wobei mit jeder der gebogenen Kanten der Abgabeöffnungen eine gekrümmte Wand
verbunden ist, die eine gebogene Querschnittform aufweist und die einen
Teil eines Kegelstumpfes darstellt, der sich nach oben in einem
Neigungswinkel α von
wenigstens 45 Grad zu der Horizontalen erstreckt; mit jeder der
ersten geraden Kanten eine aufrechtstehende Wand verbunden ist,
die sich im wesentlichen vertikal erstreckt; die radial innere Kante
jeder aufrechten Wand radial nach außen in Richtung auf den oberen Teil
des Behälters
geneigt ist, das obere Ende jeder aufrechtstehenden Wand mit der
gekrümmten
Wand verbunden ist; und mit jeder der zweiten geraden Kanten eine
teilweise flache, teilweise gekrümmte Wand
mit einem flachen Oberflächenteil
verbunden ist, der sich in einer radial nach außen geneigten Weise in Richtung
auf den oberen Teil des Behälters
in der radialen Richtung erstreckt und mit der gekrümmten Wand
zum Bilden eines gekrümmten
Oberflächenteils
verschmilzt.
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Vorteilhaft umfasst die Tonerpatrone
einen Verschlussmechanismus, der an dem Bodenende des Behälters angebracht
ist, und ist der Verschlussmechanismus aus einem Hauptelement, das
am Bodenende des Behälters
befestigt ist, und einem Verschlusselement aufgebaut, das an dem
Hauptelement angebracht ist, um zwischen einer Schließposition
und einer Öffnungsposition
bewegbar zu sein. Es ist ferner bevorzugt, dass, wenn das Verschlusselement
an der Schließposition
angeordnet ist, ein in dem Hauptelement ausgebildetes Durchgangsloch und
eine in dem Verschlusselement ausgebildete Durchgangsöffnung voneinander
zum Schließen
der Abgabeöffnung
des Behälters
verschoben sind, und dass, wenn das Verschlusselement an der Öffnungsposition
angeordnet ist, das Durchgangsloch und die Durchgangsöffnung miteinander
zum Öffnen
der Durchgangsöffnung
des Behälters über das
Durchgangsloch und die Durchgangsöffnung ausgerichtet sind.
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Vorzugsweise ist der Behälter aus
Kunstharz blasgeformt.
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Die Erfindung ist im folgenden weiter
nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform
einer gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebauten Tonerpatrone ist;
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2 eine
perspektivische Teilansicht, teilweise weggebrochen, eines unteren
Teils eines Behälters
in der in 1 gezeigten
Tonerpatrone ist;
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3 eine
Teilfrontansicht des unteren Teils des Behälters in der in 1 gezeigten Tonerpatrone ist;
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4 eine
Querschnittansicht entlang Linie A-A von 3 ist;
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5 eine
Bodenansicht des Behälters
in der in 1 gezeigten
Tonerpatrone ist;
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6 eine
vertikale Schnittansicht entlang Linie B-B von 4 ist;
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7 eine
perspektivische Teilansicht, teilweise weggebrochen, eines modifizierten
Beispiels des unteren Teils des Behälters in einer zweiten Ausführungsform
einer gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebauten Tonerpatrone ist;
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8 eine
Teilfrontansicht des unteren Teils des in 7 gezeigten Behälters ist;
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9 eine
Querschnittansicht entlang Linie C-C von 8 ist;
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10 eine
Bodenansicht des unteren Teils des in 7 gezeigten
Behälters
ist; und
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11 eine
vertikale Schnittansicht entlang Linie D-D von 9 ist.
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
einer gemäß dieser
Erfindung aufgebauten Tonerpatrone gezeigt. Die Tonerpatrone, die
als ganzes durch die Ziffer 102 angezeigt ist, umfasst
einen Behälter 104 und
einen Verschlussmechanismus 106.
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Vorteilhaft wird der Behälter 104 als
ganzes einstückig
aus geeignetem Kunstharz blasgeformt. Der Behälter 104 umfasst einen
zylindrischen Hauptteil 108 und im wesentlichen kegelstumpfförmigen unteren
Teil 110. Die obere Endfläche des Hauptteils 108,
d. h. die obere Endfläche
des Behälters 104,
ist durch eine obere Wand 112 geschlossen. An dem unteren
Teil 110 ist ein sich nach unten erstreckender Verbindungsvorsprungsring 114 befestigt.
Der Verbindungsvorsprungsring 114 ist wie ein Zylinder
mit einem kleinen Durchmesser geformt. Auf seiner äußeren Umfangsfläche sind
vier Vorsprünge 116 mit einem
Winkelabstand von 90° ausgebildet.
Jeder Vorsprung 116 liegt in Form eines Bands vor, das
sich in die Umfangsrichtung erstreckt.
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Unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 zusammen mit 1, ist die Bodenendfläche des Behälters 104 (d. h. die
obere Oberfläche
des Verbindungsvorsprungsrings 114) kreisförmig. An
dem Verbindungsvorsprungsring 114 sind vier Rippen 118 ausgebildet,
die sich radial mit 90° Winkelabstand
erstrecken. Wie deutlich durch Bezugnahme auf die 4 und 5 zu
sehen ist, unterteilen die vier Rippen 118 die kreisförmige untere
Endfläche
in vier fächerförmige Bereiche.
Zwei der vier fächerförmigen Bereiche
sind offen, um fächerförmige Abgabeöffnungen 120 zu
begrenzen. Die verbleibenden zwei fächerförmigen Bereiche werden mit
fächerförmigen unteren
Oberflächenwänden 122 verschlossen,
die sich im wesentlichen horizontal erstrecken. Die Abgabeöffnungen 120 und
die unteren Oberflächenwände 122 sind
abwechselnd angeordnet. Deshalb sind die beiden in dem Bodenende
des Behälters 104 ausgebildeten
Abgabeöffnungen 120 mit
einem Winkelabstand von im wesentlichen 180° angeordnet.
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Jede im Bodenende des Behälters 104 angeordnete
Abgabeöffnung 120 ist
fächerförmig, wie oben
beschrieben ist. Sie wird durch zwei radiale Kanten 124 und 126,
die sich mit einem Winkelabstand von im wesentlichen 90° erstrecken,
und eine gebogene Kante 128 begrenzt, die sich zwischen
den radial äußeren Enden
der radialen Kanten 124 und 126 erstreckt. Es
ist wichtig, dass mit den radialen Kanten 124 und 126 und
der gebogenen Kante 12R, jeder Abgabeöffnung 120 eine Wand
verbunden ist, die sich nach oben bei einem Neigungswinkel von α von wenigstens
45° zur
Horizontalen erstreckt. Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel 50° oder mehr,
insbesondere nicht weniger als der Ruhewinkel (gewöhnlich etwa
60°) des
in den Behälter 104 gefüllten Toners.
Wie deutlich durch Bezugnahme auf die 2 und 6 verstanden werden wird,
ist mit der gebogenen Kante 128 jeder Abgabeöffnung 120 eine
gekrümmte
Wand 130 verbunden, deren Querschnittsform gebogen ist
und die einen Teil eines Kegelstumpfes mit einem Radius darstellt,
der sich nach und nach in der Aufwärtsrichtung vergrößert. Diese gekrümmte Wand 130 erstreckt
sich aufwärts
radial nach außen
bei einem Neigungswinkel α von
etwa 70 Grad zur Horizontalen. Mit einer der beiden radialen Kanten 124 und 126 ist
eine aufrechtstehende Wand 132 verbunden, die sich im wesentlichen
vertikal nach oben erstreckt, das heißt bei einem Neigungswinkel
von im wesentlichen 90 Grad zur Horizontalen. Die radial innere
Kante 134 dieser aufrechtstehenden Wand 132 ist
nach oben in der radial nach außen
verlaufenden Richtung geneigt, und verschmilzt glatt mit dem oberen
Ende der gekrümmten Wand 130.
Mit der anderen Kante 126 der beiden radialen Kanten 124 und 126 ist
eine teilweise flache – teilweise
gekrümmte
Wand verbunden, die einen flachen Oberflächenteil aufweist, der sich
in einer radial nach außen
geneigten Weise zur Oberseite des Behälters hin in der radiale Richtung
erstreckt, und dann glatt mit der gekrümmten Wand 130 verschmilzt,
um einen gekrümmten
Oberflächenteil
zu bilden. Der Neigungswinkel α3,
den der flache Teil der teilweise flachen – teilweise gekrümmten Wand 136 mit
der Horizontalen bildet, ist ungefähr 50 Grad. Wie durch Bezugnahme
auf die 2 und 6 zusammen mit 1 verstanden werden wird,
wird der beinahe kegelstumpfförmige
untere Teil 110 in dem Behälter 104 durch die
gekrümmte
Wand 130, die aufrechtstehende Wand 132 und die
teilweise flache, teilweise gekrümmte
Wand 136 begrenzt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1, ist der Verschlussmechanismus 106 aus
einem Hauptelement 138 und einem Verschlusselement 140 aufgebaut.
Das Hauptelement 138 und das Verschlusselement 140 können vorzugsweise
aus geeignetem Kunstharz durch Spritzgießen oder Pressformen gebildet
werden. Das Hauptelement 138 umfasst einen zylindrischen
Hauptteil 142 und einen Verbindungsvorsprungsring 144,
der mit dem oberen Ende dieses Hauptteils 142 verbunden
ist. Der Innendurchmesser des Hauptteils 142 ist im wesentlichen
der gleiche wie der Innendurchmesser des Vorsprungsrings 114 am
Behälter 104,
während
der Innendurchmesser des Vorsprungsrings 144 im wesentlichen
der gleiche wie der Außendurchmesser
des Vorsprungsrings 114 am Behälter 104 ist (daher
ist der Innenradius des Vorsprungsrings 144 größer als
der Innenradius des Hauptteils 142 um die Länge, die
der Wanddicke des Vorsprungsrings 114 des Behälters 104 entspricht). An
der inneren Umfangsfläche
des Vorsprungsrings 144 sind vier Vertiefungen 146 mit
einem Winkelabstand von 90° ausgebildet.
Jede Vertiefung 146 ist bandförmig in Übereinstimmung mit jedem Vorsprung 116,
der auf der äußeren Umfangsfläche des Vorsprungsrings
114 am Behälter 104 ausgebildet
ist. Im Hauptteil 142 befinden sich zwei Durchgangslöcher 148,
die mit einem Winkelabstand von im wesentlichen 180° gebildet
sind. Jedes Durchgangsloch 148 ist im wesentlichen das
gleiche wie jede der Abgabeöffnungen 120,
die in der Bodenfläche
des Behälters 104 ausgebildet
sind (oder hat eine ähnliche Form
wie die Form jeder der beiden Abgabeöffnungen 120, hat
jedoch eine etwas kleinere Größe). Jedes
Durchgangsloch 148 wird durch zwei radiale Kanten 150 und 152,
die sich mit einem Winkelabstand von im wesentlichen 90° erstrecken,
und eine gebogene Kante 154 begrenzt, die sich zwischen
den radial äußeren Enden
der radialen Kanten 150 und 152 erstreckt. Im
Raum außer
den Durchgangslöchern 148 in
dem kreisförmigen
Bereich, der in dem zylindrischen Hauptteil 142 begrenzt
ist, befindet sich eine Abschirmwand 156. Die obere Oberfläche dieser
Abschirmwand 156 wird durch eine geneigte Oberfläche 157 begrenzt,
die sich nach unten von einer sich diametral erstreckenden Steglinie 155 zu den
jeweiligen radialen Kanten 150 und 152 der Durchgangslöcher 148 hin
neigt. Auf der äußeren Umfangsfläche des
Hauptteils 142 sind zwei Führungsnuten 158 mit
einem Winkelabstand von 180° ausgebildet.
Jede Führungsnut 158 erstreckt
sich in der Umfangsrichtung im wesentlichen horizontal.
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Das Verschlusselement 140 des
Verschlussmechanismus 106 weist eine Bodenflächenwand 160,
die sich im wesentlichen horizontal erstreckt, und einen Verbindungsvorsprungsring 162 auf,
der nach oben von der Umfangskante dieser Bodenflächenwand 160 vorsteht.
In der Bodenflächenwand 160 sind
zwei Durchgangsöffnungen 164 mit
einem Winkelabstand von im wesentlichen 180° ausgebildet. Jede Durchgangsöffnung 164 ist
auch im wesentlichen die gleiche wie jede der beiden Abgabeöffnungen 120,
die in der Bodenendfläche
des Behälters 104 ausgebildet
sind (oder hat eine ähnliche Form
zu der Form jeder der beiden Abgabeöffnungen 120, hat
jedoch eine etwas kleinere Größe). Jede Durchgangsöffnung 164 wird
durch zwei radiale Kanten 166 und 168, die sich
mit einem Winkelabstand von im wesentlichen 90° erstrecken, und eine gebogene
Kante 170 begrenzt, die sich zwischen den radial äußeren Enden
der radialen Kanten 166 und 168 erstrecken. Der
Innendurchmesser des Vorsprungsrings 162 des Verschlusselements 140 wird
festgelegt, um im wesentlichen der gleiche wie der Außendurchmesser
des Hauptteils 142 des Hauptelements 138 zu sein.
An der inneren Umfangskante des Vorsprungsrings 162 sind
zwei Eingriffsrippen 172 mit einem Winkelabstand von 180° ausgebildet.
Jede der beiden Eingriffsrippen 172 erstreckt sich in der
Umfangsrichtung im wesentlichen horizontal.
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Der Vorsprungsring 162 des
Verschlusselements 140 ist außerhalb des Hauptteils 142 des Hauptelements 138 angeordnet,
und die Eingriffsrippen 172, die auf der inneren Umfangsfläche des
Vorsprungsrings 162 ausgebildet sind, stehen mit den Führungsnuten 158 in
Eingriff, die in der äußeren Umfangsfläche des
Hauptteils 142 des Hauptelements ausgebildet sind (bei
diesem Eingriff wird/werden der Vorsprungsring 162 und/oder
der Hauptteil 142 elastisch verformt). Durch diese Maßnahme wird das
Verschlusselement 140 an dem Hauptelement 138 drehbar
um die Mittelachse des Hauptelements 138 und des Verschlusselements 140 angebracht (daher
wird die Mittelachse des Behälters 104 auf
einer später
angeführten
Beschreibung deutlich werden). Das Verschlusselement 140 wird
im Uhrzeigersinn wie von oben betrachtet in Bezug zu dem Hauptelement 138 gedreht,
um ein Ende der Eingriffsrippe 172 mit einem Ende der Führungsnut 158 zu
berühren.
Daher wird das Verschlusselement 140 daran gehemmt, sich
weiter relativ im Uhrzeigersinn zu drehen, und das Verschlusselement 140 wird
an der Schließposition
angeordnet. Hierdurch werden die Durchgangsöffnungen 164 des Verschlusselements 140 und
die Durchgangslöcher 148 des
Hauptelements 138 abwechselnd angeordnet. Dies bewirkt ein
Verschließen
der Durchgangslöcher 148 des Hauptelements 138 mit
der Bodenflächenwand 160 des
Verschlusselements 140, und bewirkt Schließen der
Durchgangsöffnungen 164 des
Verschlusselements 140 mit der Abschirmwand 156 des
Hauptelements 138. Wenn das Verschlusselement 140 um 90° gegen den
Uhrzeigersinn in bezug zum Hauptelement 138 gedreht wird,
wird das andere Ende der Eingriffsrippe 172 mit dem anderen
Ende der Führungsnut 158 berührt, um
das Verschlusselement 140 daran zu hindern, sich weiter
relativ gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, und das Verschlusselement 140 wird
an der Öffnungsposition
angeordnet. Daher werden die Durchgangsöffnungen 164 des Verschlusselements 140 und
die Durchgangslöcher 148 des
Hauptelements 138 miteinander ausgerichtet.
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In der Baugruppe der oben beschriebenen Tonerpatrone 102 wird
der Behälter 104 zuerst
in einen umgedrehten Zustand gesetzt (d. h. einen Zustand, in dem
der an seiner Bodenendfläche
befestigte Vorsprungsring 114 nach oben vorsteht), um eine erforderliche
Menge von Toner in den Behälter 104 durch
seine Abgabeöffnung 120 einzufüllen. Dann wird
der Verschlussmechanismus 106, dessen Verschlusselements 140 an
dem Hauptelement 138 wie erforderlich angebracht wurde
und an der Schließposition
angeordnet wurde, an dem Vorsprungsring 114 des Behälters 104 angebracht,
um die Abgabeöffnung 120 des
Behälters 104 zu
verschließen.
Die Anbringung des Verschlussmechanismus 106 an dem Behälter 104 wird
durch Presseinpassen des Vorsprungsrings 114 des Behälters 104 in
den Vorsprungsring 144 erreicht, der in dem Hauptelement 138 des
Verschlussmechanismus 106 ausgebildet ist, um das Hauptelement 138 an
dem Vorsprungsring 114 des Behälters 104 zu befestigen.
Zu diesem Zeitpunkt sind die an der äußeren Umfangsfläche des
Vorsprungsrings 114 ausgebildeten vier Vorsprünge 116 mit
den vier Vertiefungen 146 ausgerichtet, die auf der inneren
Umfangsfläche
des Vorsprungsrings 144 gebildet sind. Durch diese Maßnahme werden
die beiden Abgabeöffnungen 120 des Behälters 104 mit
den beiden Durchgangslöchern 148 ausgerichtet,
die in dem Hauptelement 138 des Verschlussmechanismus 106 gebildet
sind.
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Für
die Zuführung
des Toners durch die Tonerpatrone 102 zu einer Entwicklungseinrichtung (nicht
gezeigt), wird die Tonerpatrone in einen richtig aufrechten Zustand
gesetzt (d. h. einen Zustand, in dem der Verschlussmechanismus 106 unter
dem Behälter 104 wie
in 1 gezeigt angeordnet
ist), der Verschlussmechanismus 106 wird mit einem Empfängerteil
der Entwicklungseinrichtung ausgerichtet, und die Tonerpatrone 102 wird
an der Entwicklungseinrichtung angebracht. Durch Anbringung der
Tonerpatrone 102 an dem Empfängerteil der Entwicklungseinrichtung
wie erforderlich, wird ein Paar vorstehender Stifte (nicht gezeigt),
die auf der unteren Oberfläche
des Verschlusselements 140 ausgebildet sind, in ein Paar
in dem Empfängerteil
ausgebildeter Löcher
eingeführt,
wodurch das Verschlusselement 140 daran gehindert wird,
sich in bezug zur Entwicklungseinrichtung zu drehen. Dann werden
der Behälter 104 und
das Hauptelement 138 des Verschlussmechanismus 106 um
90° im Uhrzeigersinn
in bezug zu der Entwicklungseinrichtung gedreht, wodurch das Verschlusselement 140 um
90° gegen
den Uhrzeigersinn in bezug zu dem Hauptelement 138 in dem
Verschlussmechanismus 106 gedreht wird, um es an der Öffnungsposition
anzuordnen. Infolgedessen werden die Durchgangsöffnungen 164 des Verschlusselements 140 in
dem Verschlussmechanismus 106 mit dem Durchgangsloch 148 des
Hauptelements 138 in dem Verschlussmechanismus 106 ausgerichtet,
der mit der Abgabeöffnung 120 in
dem Behälter 104 ausgerichtet
wurde. Auf diese Weise wird der Toner in dem Behälter 104 nacheinander
durch die Abgabeöffnung 120,
Durchgangslöcher 148 und Durchgangsöffnungen 164,
die miteinander ausgerichtet sind, ausgegeben, und der Toner fließt aus dem
Empfängerteil
in die Entwicklungseinrichtung. Wenn der Toner in den unteren Teil 110 der
beinahe kegelstumpfartigen Form im Behälter 104 fließt, wird der
Toner durch die gekrümmte
Wand 130, aufrechtstehende Wand 132 und flache-gekrümmte Wand 136 zur
Abgabeöffnung 120 geführt, und
anschließend
ausreichend gut durch die Abgabeöffnung 120, die
Durchgangslöcher 148 und
die Durchgangsöffnungen 164 ausgegeben.
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Allgemein kommt es nicht vor, dass
der Toner auf die Abschirmwand 156 tropft, die an dem Hauptelement 138 des
Verschlussmechanismus existiert. Da die gekrümmte Wand 130, aufrechtstehende
Wand 132 und flache-gekrümmte Wand 136 des
Behälters 104 sich
nach oben bei Neigungswinkeln α1, α2 und α3 (mindestens
45 Grad) zur Horizontalen erstrecken, fließt der Toner ausreichend glatt
an der gekrümmten
Wand 130, der aufrechtstehenden Wand 132 und der
teilweise flachen – teilweise
gekrümmten
Wand 136. Daher ist es im wesentlichen unwahrscheinlich,
dass der Toner auf der gekrümmten
Wand 130, aufrechtstehenden Wand 132 und teilweise
flachen – teilweise
gekrümmten
Wand 136 verbleibt.
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Die folgenden Fakten sollten in bezug
zu der oben beschriebenen, gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebauten Tonerpatrone 102 beachtet werden.
Der Behälter 104 kann
vorzugsweise durch Blasformen gebildet werden, so dass die Ausbildung der
oben beschriebenen gekrümmten
Wand 130, aufrechtstehenden Wand 132 und teilweise
flachen – teilweise
gekrümmten
Wand 136 im unteren Teil 110 nicht zu einer bemerkenswerten
Erhöhung
in den Produktionskosten führt.
Außerdem,
wenn die axiale Länge
des unteren Teils des Behälters 104 relativ groß gestaltet
wird, um ausreichend große
Neigungswinkel α1, α2 und α3 der gekrümmten Wand 130,
aufrechtstehenden Wand 132 und teilweise flachen – teilweise
gekrümmten
Wand 136 festzulegen, nimmt das Tonerfassungsvermögen des
Behälters 140 notwendigerweise
zu. Daher wird die Masse der Tonerpatrone 102 in bezug
zu dem Tonerfassungsvermögen
nicht übermäßig vergrößert. In
der dargestellten Ausführungsform
ist der untere Teil des Behälters 104,
in dem die gekrümmte
Wand 130, die aufrechtstehende Wand 132 und die
teilweise flache – teilweise
gekrümmte
Wand 136 angeordnet sind, beinahe kegelstumpfförmig. Wenn
gewünscht,
kann dem unteren Teil des Behälters 104 jedoch
eine jegliche andere geeignete Form wie z. B. eine beinahe zylindrische
Form (in diesem Fall bildet die gekrümmte Wand 130 einen
Teil des Zylinders), eine beinahe stumpfe Pyramidenform oder eine
im wesentlichen quadratisch-prismatische Form gegeben werden.
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In den 7 bis 11 ist ein modifiziertes
Beispiel des kegelstumpfartigen unteren Teils des Behälters dargestellt.
In dem unteren Teil 210 des in den 7 bis 11 gezeigten
Behälters 204 ist
eine einzige Abgabeöffnung 220 in
der Bodenendfläche
ausgebildet (streng gesagt, ist die Öffnung 220 in zwei
Teile durch eine aufrechtstehende Verbindungswand 233 getrennt,
die im folgenden beschrieben werden soll). Diese Abgabeöffnung 220 ist
in Bodenansicht, das heißt
in 14, durch zwei erste gerade Kanten 224a und 224b,
die sich in einer radialen Form von der äußeren Umfangskante der Bodenendfläche in der
radial inneren Richtung mit einem Winkelabstand von im wesentlichen
180° erstrecken,
zwei zweite gerade Kanten 226a und 226b, die sich
von den radial inneren Enden der ersten geraden Kanten 224a und 224b im
wesentlichen senkrecht zu den ersten geraden Kanten 224a und 224b und
in entgegengesetzte Richtung zueinander erstrecken (das heißt, eine Kante
nach rechts und die andere nach links in 10), eine gebogene Kante 228a,
die sich von dem radial äußeren Ende
einer der ersten geraden Kanten 224a zu dem radial äußeren Ende
der zweiten geraden Kante 226b erstreckt, die sich von
dem radial inneren Ende der anderen ersten geraden Kante 224b erstreckt,
und eine gebogene Kante 228b begrenzt, die sich von dem
radial äußeren Ende
der anderen ersten geraden Kante 224b zu dem radial äußeren Ende
der zweiten geraden Kante 226a erstreckt, die sich von
dem radial inneren Ende der einen ersten geraden Kante 224 erstreckt.
Es ist bevorzugt, dass die Länge
jeder der beiden ersten geraden Kanten 224a und 224b etwa
eine Hälfte
des Radius der kreisförmigen
Bodenendfläche
darstellt.
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Ferner ist es in dem in den 7 bis 11 gezeigten modifizierten Beispiel wichtig,
dass mit der gesamten Kante der Abgabeöffnung 220 eine Wand verbunden
ist, die sich nach oben bei einem Neigungswinkel α von mindestens
45° , vorzugsweise
50 Grad oder mehr, insbesondere nicht weniger als dem Ruhewinkel
des in den Behälter
gefüllten
Toners, zur Horizontalen erstreckt. Mit den gebogenen Kanten 228a und 228b sind
gekrümmte
Wände 230a und 230b verbunden,
deren Querschnittsformen gebogen sind und die einen Teil eines Kegelstumpfes
mit einem Radius bilden, der nach und nach nach oben hin zunimmt.
Solche gekrümmten
Wände 230a und 230b erstrecken
sich nach oben in der radial nach außen verlaufenden Richtung bei
einem Neigungswinkel α1
von beinahe 70 Grad zur Horizontalen. Mit den ersten geraden Kanten 224a und 224b sind
aufrechtstehende Wände 232a und 232b verbunden, die
sich im wesentlichen vertikal nach oben erstrecken, das heißt bei einem
Neigungswinkel α2
von im wesentlichen 90° zur
Horizontalen. Eine aufrechtstehende Verbindungswand 233,
die die aufrechtstehenden Wände 232a und 232b miteinander
verbindet, wird befestigt. Auf diese Weise wird die Innenseite des
unteren Teils 210 des Behälters 204 in zwei Teile
durch die aufrechtstehende Verbindungswand 233 unterteilt,
die sich diametral erstreckt. Mit den zweiten geraden Kanten 226a und 226b sind
teilweise flache – teilweise
gekrümmte
Wände 236a und 236b verbunden,
die flache Teile aufweisen, welche sich in einer radial nach außen geneigten
Weise in der radial nach oben verlaufenden Richtung erstrecken und
sich glatt zu den gekrümmten
Wänden 230a und 230b fortsetzen.
Ein Neigungswinkel α3, den
die flachen Wandteile der teilweise flachen – teilweise gekrümmten Wände 236a und 236b mit
der Horizontalen bilden, beträgt
etwa 50 Grad.
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Außerdem sind in dem in den 7 bis 11 gezeigten modifizierten Beispiel,
wie durch Bezugnahme auf die 8 und 11 verstanden werden wird,
insbesondere geneigte Wände 222a und 222b, die
sich nicht horizontal, sondern in einer nach unten geneigten Weise
von den zweiten geraden Kanten 226a und 226b der
Abgabeöffnung 220 zur äußeren Umfangskante
hin erstrecken, in einem anderen Bereich als die Abgabeöffnung 220 in
der Bodenendfläche
des Behälters 204 vorhanden.
Ein Neigungswinkel γ,
den die geneigten Wände 222a und 222b mit der
Horizontalen bilden, kann etwa 10 bis 30 Grad betragen.
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In dem in den 7 bis 11 gezeigten
modifizierten Beispiel ist die in der Bodenendfläche des Behälters 204 ausgebildete
Abgabeöffnung 220 nur
eine, und der Mittelbereich der Bodenendfläche ist offen. Die in anderen
Bereichen als der Abgabeöffnung 220 in
der Bodenendfläche
vorhandenen Wände
sind nicht horizontal, sondern erstrecken sich in einer nach unten
geneigten Weise von den ersten geraden Kanten 224a und 224b der
Abgabeöffnung 220 zu der äußeren Umfangskante
hin. Mit anderen Worten, diese Wände
sind die geneigten Oberflächen 222a und 222b,
die sich in einer nach oben geneigten Weise von der äußeren Umfangskante
zu den zweiten geraden Kanten 226a und 226b der
Abgabeöffnung 220 hin
erstrecken. Daher kann die Zuführung
von Toner in den Behälter 204 durch
die Abgabeöffnung 220 ausreichend
einfach erreicht werden. Außerdem ist
die Innenseite des kegelstumpfförmigen
unteren Teils 210 des Behälters 204 in zwei
Teile durch die aufrechtstehende Verbindungswand 233 unterteilt. Daher
wird, wenn die Tonerpatrone an dem Empfängerteil der Entwicklungseinrichtung
zum Abgeben des Toners in den Behälter 204 durch die
Abgabeöffnung 220 angebracht
wird, die Situation, dass der Toner in dem kegelstumpfartigen unteren
Teil 210 eine sogenannte Brücke zwischen den gekrümmten Wänden 230a und 230b bildet
und einen glatten Fluss behindert, zuverlässig verhindert.
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Wenn andererseits der in 1 gezeigte Verschlussmechanismus 106 für den in
den 7 bis 11 gezeigten Behälter 204 angewendet
wird, befindet sich der Mittelbereich der Abgabeöffnung 220, der in
der Bodenendfläche
des Behälters 204 ausgebildet
ist, nicht gegenüberliegend
der Durchgangslöcher 148,
die in dem Hauptelement 138 in dem Verschlussmechanismus 106 ausgebildet
sind, sondern gegenüberliegend
des Mittelbereichs der Abschirmwand 156. Daher tropft der
Toner, der durch die Abgabeöffnung 220 des
Behälters 204 fließen gelassen wird,
auf den Mittelbereich der Abschirmwand 156. Um ausreichend
zuverlässig
zu verhindern, dass der Toner, der auf den Mittelbereich der Abschirmwand 156 getropft
ist, dort verbleibt, wird der Mittelbereich der Abschirmwand 156 vorzugsweise
veranlasst, sich von den Durchgangslöchern 148 bei einem
Neigungswinkel β von
mindestens 45 zur Horizontalen nach oben zu erstrecken. Um die Abschirmwand 156 zu
einer geneigten Oberfläche
zu machen, die in ihrem Breitenbereich bei dem Neigungswinkel β von mindestens
45° geneigt
ist, ist es erforderlich, dass die Höhe des Hauptelements 138 in
dem Verschlussmechanismus 106 groß ist. Wenn der Neigungswinkel β nur in seiner
begrenzten Mitte als 45 Grad oder mehr gestaltet wird, sollte berücksichtigt
werden, dass die Höhe
des Hauptelements 138 in dem Verschlussmechanismus 106 nicht übermäßig groß sein muss;
daher werden die Produktionskosten der Tonerpatrone nicht übermäßig erhöht, oder
die Masse der Tonerpatrone wird nicht übermäßig vergrößert.