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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Tonerbehälter
oder eine Tonerkartusche gemäß den Oberbegriffen
der unabhängigen
Patentansprüche 1 und 5.
Die Tonerkartusche ist vorgesehen zum Nachfüllen von Tonermaterial einer
bestimmten Farbe in einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln
eines latenten elektrostatischen Bildes in ein sichtbares Bild.
Die Entwicklungseinrichtung ist in einer Bilderzeugungseinrichtung
vom elektrofotografischen Typ ausgebildet, z. B. in einem Kopierer,
in einem Drucker oder dergleichen, und zwar zum Entwickeln eines
latenten elektrostatischen Bildes in ein sichtbares Bild auf einem
Aufzeichnungsmedium. Eine derartige Tonerkartusche oder ein derartiger
Tonerbehälter
sind aus der JP-A-08-044174 bekannt, die der später veröffentlichten Druckschrift US-A-5,652,944 entspricht.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bilderzeugungsvorrichtungen vom elektrofotografischen
Typ, z. B. Kopierer, Drucker oder dergleichen, sind so ausgebildet,
dass sie ein latentes elektrostatisches Bild ausbilden, welches
mit einem Bild korrespondiert, welches auf einer Oberfläche eines
fotoempfindlichen oder lichtempfindlichen Materials als Aufzeichnungsmedium
zu reproduzieren ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung weist eine Entwicklungseinrichtung
auf zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes in ein
sichtbares Bild. Die Entwicklungseinrichtung ist so ausgebildet,
dass sie einen Entwickler, z. B. ein Tonermaterial einer bestimmten
Farbe, dem fotoempfindlichen oder lichtempfindlichen Material zuführt und
bewirkt, dass dass Tonermaterial am fotoempfindlichen oder lichtempfindlichen
Material anhaftet.
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Dies bedeutet insbesondere, dass
bei der Bilderzeugungsvorrichtung die Oberfläche des lichtempfindlichen
Materials zunächst
gleichmäßig aufgeladen
und dann mit einem Lichtbild bestrahlt wird, welches mit dem wiederzugebenden
Bild korrespondiert, wodurch elektrische Ladungen auf der Oberfläche des
fotoempfindli chen Materials in einer Region oder Bereichen entfernt
werden, welche mit dem Lichtbild bestrahlt werden. Im Ergebnis davon
wird ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt, welches mit dem
zu reproduzierenden Bild korrespondiert. Zum Entwickeln des latenten
elektrostatischen Bildes in ein sichtbares Bild bewirkt die Entwicklungseinrichtung,
dass der Toner an der Oberfläche
des lichtempfindlichen Materials anhaftet. Somit wird der in der Entwicklungseinrichtung
enthaltene Toner nach und nach aufgebraucht, und zwar bei jeder
Erzeugung eines gedruckten Bildes.
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Um die Qualität der durch die Bilderzeugungsvorrichtung
erzeugten Bilder auf einem bestimmten Niveau zu halten, muss bei
der Entwicklungseinrichtung der Toner nachgefüllt werden, um den Verbrauch
auszugleichen. Zusätzlich
ist die Bilderzeugungsvorrichtung ausgebildet, eine bestimmte konstante
Menge an Tonermaterial zu jeder Zeit zu enthalten. Aus diesem Grund
enthält
die Entwicklungseinrichtung eine Tonerzuführeinrichtung, die dafür verantwortlich
ist, eine Verknappung des Tonermaterials, welches in der Entwicklungseinrichtung enthalten
ist, zu detektieren, und zwar zum automatischen Zuführen von
Tonermaterial zur Entwicklungseinrichtung. Dies gewährleistet,
dass eine konstante Menge Tonermaterial in der Entwicklungseinrichtung konstant
gehalten wird, wodurch ein geeignetes Qualitätsniveau der wiedergegebenen
Bilder konstant aufrechterhalten werden kann.
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Die Tonerzuführeinrichtung wird zuvor mit
einer ausreichenden Menge Tonermaterial versorgt. Wenn in der Tonerzuführeinrichtung
das darin enthaltene Tonermaterial verknappt, z. B. wegen der Erzeugung
einiger tausend bis einiger zigtausend Bilder, ist ein Nachfüllen des
Tonermaterials notwendig. Das Nachfüllen des Tonermaterials wird
normalerweise durch eine Person durchgeführt, z. B. durch einen Benutzer
des Geräts,
und zwar durch bestimmte Tätigkeiten
einer Bilderzeugungsvorrichtung. In diesem Zusammenhang ist es vorgesehen,
dass die Tonerzuführeinrichtung
ein Tonerbehältersystem
oder ein Tonerkartuschensystem aufnimmt oder aufweist, um dem Benutzer
auf bequeme Art und Weise ein Wiederbefüllen der Tonerzuführeinrichtung
mit Tonermaterial zu ermöglichen.
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9 zeigt
einen typischen Aufbau eines Tonerbehälters oder einer Tonerkartusche
für die Verwendung
in einer Bilderzeugungsvorrichtung vom elektrofotografischen Typ,
z. B. in Kopierern, Druckern oder dergleichen. Eine Tonerkartusche
100 aus
einem Behälter,
z. B. aus einem Harzmaterial, ist mit Tonermaterial 101 gefüllt. Die
Tonerkartusche 100 weist eine Tonerausgabeöffnung 103 zum
Zuführen
des Tonermaterials 101 zu einem Trichter 110 der in
der Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehenen Tonerzuführeinrichtung 102 auf.
Die Tonerausgabeöffnung 103 ist
gewöhnlich
mit einem Verschlusselement oder Versiegelungselement verschlossen
oder versiegelt, um eine Leckage in Bezug auf den Toner zu vermeiden.
Folglich ist das Innere des Tonerbehälters oder der Tonerkartusche 100 hermetisch
abgeschlossen.
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Um ein Wiederbefüllen der Entwicklungseinrichtung
mit Tonermaterial in der Tonerkartusche 100 zu ermöglichen,
befestigt ein Benutzer zunächst
die Tonerkartusche 100 an der Tonerzuführeinrichtung derart, dass
die Tonerausgabeöffnung 103 an
eine Einlassöffnung 104 der
Tonerzuführeinrichtung 102 angepasst
ist. Nachfolgend entfernt der Benutzer das Versiegelungselement
oder Verschlusselement, welches die Tonerausgabeöffnung 103 verschließt. Folglich
wird die Tonerausgabeöffnung 103 derart
geöffnet,
dass eine Verbindung mit der Einlassöffnung 104 derart
hergestellt wird, dass das Tonermaterial in der Tonerkartusche 100 oder
am Tonerbehälter 100 dem Trichter 110 der
Tonerzuführeinrichtung 102 zugeführt wird.
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Dieser Vorgang muss auf sanfte oder
regelmäßige Art
und Weise ausgeführt
werden, wobei gewährleistet
werden muss, dass das gesamte Tonermaterial 101 des Tonerbehälters 100 dem
Trichter 110 auf schnelle Art und Weise zugeführt wird.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass dieser Vorgang besonders
sicher vom Benutzer durchgeführt
werden muss, wobei zusätzlich
der Arbeitsaufwand für
das Nachfüllen
des Toners reduziert werden soll, wodurch die Zeit im Zusammenhang
mit den Tätigkeiten an
der Bilderzeugungsvorrichtung eingespart werden kann.
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Unglücklicherweise ist die Tonerkartusche 100 jedoch
auf dem Boden eines Aufbewahrungsplatzes zum Aufbewahren plaziert,
z. B. indem dieser Behälter
auf seiner Unterseite 105 steht, welche der Tonerauslabsöffnung 103 gegenüberliegt.
Entsprechend bewirkt die Schwerkraft, wenn die Tonerkartusche für eine bestimmte
Zeitspanne aufrecht stehend gelagert wird, dass das zurückbleibende
Tonermaterial 101, welches im Behälter enthalten ist, aggregiert aufgrund
der zwischen Tonerpartikeln wirkenden Kräfte, z. B. aufgrund von Van-der-Waals-Kräften, Coulomb-Kräften, aufgrund
von statischer Elektrizität,
aufgrund von Flüssigkeitsvernetzungskräften oder
dergleichen. Daher ist es beim Stand der Technik gewöhnlich notwendig,
das aggregierte Tonermaterial 101, welches im Tonerbehälter 100 enthalten ist,
ausreichend aufzulösen
oder aufzulockern, wenn der Behälter
für eine
ausgedehntere Zeitspanne gelagert wurde, um das Tonermaterial 101 in
besonders wirkungsvoller Art und Weise dem Trichter 110 der Tonerzuführeinrichtung 102 zuzuführen.
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Feine Teilchen, wie Tonerteilchen
oder Tonerpartikel, die ein Aggregat oder eine Aggregation bilden,
zeigen ein ähnliches
Verhalten wie Festkörper oder
feste Stoffe. Falls daher ein Tonerbehälter 100 mit darin
enthaltenem aggregiertem Tonermaterial vom Trichter 110 der
Tonerzuführeinrichtung 102 befestigt
wird und falls dann das Versiegelungselement entfernt wird, fließt das Tonermaterial
nicht in geeigneter Art und Weise durch die Auslassöffnung 103, wodurch
verhindert wird, dass das Tonermaterial dem Trichter 110 in
wirkungsvoller Art und Weise zugeführt werden kann. Des Weiteren
ist es möglich, dass
das aggregierte Tonermaterial die Tonerauslassöffnung 103 oder die
Einlassöffnung 104 blockiert oder
verstopft, wodurch es schwierig wird, das Tonermaterial 100 zuzuführen. In
diesem Zustand ist es notwendig, dass der Benutzer die Tonerkartusche oder
den Tonerbehälter 100 vom
Trichter 110 entfernt, wenn er fälschlicherweise feststellt,
dass das Zuführen
des Toners abgeschlossen ist. In diesem Zustand wird das blockierende
Tonermaterial oder verstopfende Tonermaterial überall verteilt, und eine große Menge
des Tonermaterials, welches in der Tonerkartusche 100 verblieben
ist, fällt
dann aus der Kartusche heraus.
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Aus diesem Grund ist es notwendig,
dass der Benutzer die Tonerkartusche oder den Tonerbehälter 100 vertikal
und lateral schüttelt,
falls die Tonerkartusche längere
Zeit gelagert wurde, um das aggregierte Tonermaterial in geeigneter
Art und Weise vor dem Befestigen der Tonerkartusche am Trichter 110 und vor
dem Entfernen des Versiegelungselements aufzulockern. Da jedoch
die Art und Weise des Schüttelns
der Tonerkartusche von Benutzer zu Benutzer variiert, kann es passieren,
dass das aggregierte Tonermaterial manchmal nicht in ausreichendem
Maße aufgelockert
ist oder wird. In diesen Fällen
kann es dann passieren, dass Tonerteilchen verteilt werden oder
dass sie aus dem Behälter
herausfallen, wodurch sich eine Verschmutzung der Hände und
der Kleidung des Benutzers ergeben können.
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Des Weiteren ist es möglich, dass
das Schütteln
der Tonerkartusche nicht dazu führt,
dass das gesamte aggregierte Tonermaterial derart aufgelockert wird,
dass es in seinen Teilchenzustand zurückkehrt. Folglich liegt gegebenenfalls
ein Teil des aggregierten Tonermaterials so vor, dass dieses noch weiter
aufgelockert werden muss. Wenn derartiges Tonermaterial der Zuführeinrichtung 102 zugeführt wird,
kann ein größerer Anteil
des Tonermaterials in der Tonerkartusche 100 verbleiben,
wodurch sich wiederum die zuvor bereits beschriebenen Probleme ergeben.
Das heißt,
dass der Benutzer fälschlicherweise
die Tonerkartusche 100 entfernt, obwohl noch nicht das
gesamte Tonermaterial über
den Trichter 110 der Tonerzuführeinrichtung 102 übertragen
wurde, wodurch wiederum bewirkt wird, dass unter Umständen das
Tonermaterial verteilt wird.
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Folglich besteht weiterhin die Notwendigkeit, Tonermaterial
aufzulösen
oder aufzulockern, welches aufgrund der Schwerkraft oder dergleichen
in der Tonerkartusche 100 aggregiert ist, bevor das Tonermaterial
der Tonerzuführeinrichtung 102 zugeführt wird.
Obwohl die Hersteller Anweisungen geben, dass der Benutzer die Tonerkartusche 100 in
geeigneter Weise schüttelt,
um das Material aufzulockern, geschieht es häufig, dass bestimmte Benutzer nicht
in der Lage sind, ein geeignetes Schütteln der Tonerkartusche zum
Auflockern des Tonermaterials auszuführen, wie das oben im Detail
beschrieben wurde. In diesem Fall, bei welchem das Schütteln zum
Auflockern des Tonermaterials nicht in geeigneter Weise durchgeführt wird,
kann es geschehen, dass, wenn die Tonerkartusche 100 am Trichter 110 der
Tonerzuführeinrichtung
angebracht und das Versiegelungselement oder Verschlusselement von
der Tonerkartusche entfernt wird, um mit dem Zuführen des Tonermaterials zur
Tonerzuführeinrichtung
zu beginnen, das nicht ausreichend durch Schütteln aufgelockerte Tonermaterial
in diesen Fällen
entweder nicht vollständig
von der Tonerkartusche in die Tonerzuführeinrichtung 102 übertragen
wird oder das Auffüllen
des Tonermaterials in der Tonerzuführeinrichtung eine Zeitspanne
in Anspruch nimmt, die länger ist
als üblich.
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In diesem Zusammenhang wurde eine
Tonerzuführeinrichtung
in der ungeprüften
japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-A-164458 (1989) offenbart,
die dazu ausgebildet sein soll, auf wirkungsvolle Art und Weise
eine Aggregation von Tonermaterial aufzulösen oder aufzulockern und ein
geeignetes und schnelles Zuführen
des Toners zu ermöglichen. Wie
in 9 dargestellt ist,
weist diese Tonerzuführenrichtung
eine Einrichtung 106 zum Entfernen restlichen Toners auf,
die drehbar in der Tonerkartusche 100 angeordnet ist. Die
Einrichtung 106 zum Entfernen restlichen Toners weist ein
Trägerelement 107 auf,
dessen eines Ende an der Tonerkartusche 100 fixiert ist.
Des Weiteren ist ein Gewicht 109 vorgesehen, welches am
Trägerelement
mittels eines Kopplungselements oder Verbindungselements 108 in Form
einer Spule, Schraube oder Spirale angebracht ist.
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Das Schütteln der Tonerkartusche 100 führt dazu,
dass die Einrichtung 109 zum Entfernen des restlichen Toners
in eine Schwingung oder Oszillation versetzt wird, und zwar mittels
einer Vorspannungskraft oder Federkraft der Spulenfeder oder Schraubenfeder,
die im Wesentlichen den Hauptteil des Verbindungselements oder Kopplungselements 108 bildet.
Dadurch wird bewirkt, dass das Gewicht 109 das Tonermaterial 101 in
der Tonerkartusche 100 rührt oder durchmischt, wodurch
das aggregierte Tonermaterial aufgelöst oder gelockert wird. Folglich
ergibt sich somit ein einfaches und schnelles Zuführen des
Toners von der Tonerkartusche 100 zur Tonerzuführeinrichtung 102.
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Wie oben beschrieben wurde, weist
die in der japanischen ungeprüften
Patentoffenlegungsschrift JP-A-1-164458 (1989) eine Schraubenfeder oder
Spulenfeder als Federn des Elements sowie ein Gewicht zum Rühren und
Auflösen
oder Auflockern des Tonermaterials in der Tonerkartusche auf. Folglich
wird somit eine Lösung
des Problems angeboten, das darin besteht, dass das Zuführen von
Toner dazu führt,
dass ein großer
Anteil an Tonermaterial in der Tonerkartusche verbleibt.
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Jedoch ergibt sich, dass, wenn ein
stärkeres Schütteln oder
Oszillieren an der Tonerkartusche durchgeführt wird, dass die Einrichtung 106 zum
Entfernen restlichen Toners das Versiegelungselement oder Verschlusselement,
welches die Tonerausgabeöffnung 103 oder
Tonerauslassöffnung 103 der
Tonerkartusche 100 verschließt oder versiegelt, durchbricht.
Des Weiteren kann es passieren, dass in einem Fall, bei welchem
Tonerpartikel in Verbindung treten mit der Schraubenfeder oder Spulenfeder
des Verbindungselements 108, um dort zu aggregieren, eine
nicht ausreichende Federcharakteristik der Spulenfeder oder Schraubenfeder
erreicht wird. Dies führt
dann dazu, dass ein geeignetes Durchmischen oder Durchrühren des
Tonermaterials nicht erreicht werden kann. Daraus folgt, dass ein
Teil des Tonermaterials im aggregierten Zustand verbleibt. Da die Schraubenfeder
oder Spulenfeder dazu verwendet wird, das Gewicht in Schwingungen
oder Oszillationen zu versetzen, verbleiben Tonerteilchen zwi schen benachbarten
Windungen der Schraubenfeder oder Spulenfeder und bilden dort eine
Aggregation, wodurch sich wiederum ein verbleibendes Tonermaterial
ausbilden kann.
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Die Druckschrift JP-A-08-044174,
die oben bereits erwähnt
wurde, zeigt ein Pendel 71, welches mit einer Drehachse 71a verbunden
ist, wodurch der Abschnitt 71b als Stab oder Stange (rod)
bezeichnet werden kann. Wie sich aus 7 dieses
Dokuments ergibt, ist der Drehpunkt 71a an dem Ende des
Tonerbehälters
angeordnet, welches der Ausgabeöffnung
oder Auslassöffnung
gegenüberliegt.
Es ist zu bemerken, dass das Lager des Tonerrührelements bei diesem Dokument
keine Anordnung aufweist, gemäß welcher
dem Tonerrührelement
eine Schwingbewegung wie bei einem konischen Pendel ermöglicht wird.
Die Tonerkartusche dieses Dokuments weist des Weiteren keine Begrenzungsplatte
oder Restriktionsplatte zur Einschränkung oder Beschränkung des
Bereichs der Drehbewegung der Rührplatte auf.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Tonerkartusche oder einen Tonerbehälter bereitzustellen,
welche durch einfache Einrichtungen oder Mittel ein schnelles und
wirkungsvolles Auflockern oder Lösen
einer Aggregation von Tonermaterial, die in einer Tonerkartusche
oder am Tonerbehälter
ausgebildet ist, durchführen,
wodurch sich ein schnelles Zuführen
des Toners ergibt.
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Es ist eine weitere Zielsetzung der
vorliegenden Erfindung, eine Tonerkartusche oder einen Tonerbehälter bereitzustellen,
die in der Lage sind, ein schnelles und wirkungsvolles Auflösen oder
Auflockern von Aggregationen des Tonermaterials, die im Tonerbehälter ausgebildet
sind, durchzuführen,
wodurch das aggregierte Tonermaterial in den Teilchenzustand oder
Partikelzustand zurücküberführt wird.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Tonerkartusche geschaffen, die einen Behälter aufweist
zum Aufnehmen eines Tonermaterials zum Zuführen des Tonermaterials in eine
Entwicklungseinrichtung einer Bilderzeugungsvorrichtung vom elektrofotografischen
Typ. Die Tonerkartusche weist auf: ein Tonerrührelement, welches im Behälter enthalten
ist, ein Lageroder Trageelement, welches an der Innenseite des Behälters und
an der Oberflä the
des Behälters
angebracht ist, zum Lagern oder Tragen eines proximalen Endes des
Tonerrührelements,
um zumindest einem Ende des Rührelements
eine Drehung zu ermöglichen, und
eine Auslassöffnung
zum Ausgeben oder Auslassen des Tonermaterials aus dem Behälter heraus, wobei
die Auslassöffnung
oder Ausgabeöffnung
im Behälter
dem Trägerelement
gegenüberliegend
ausgebildet ist. Gekennzeichnet ist die Tonerkartusche dadurch,
dass das Tonerrührelement
eine plattenartige Rührplatte
aufweist und dass das Trageelement angeordnet und ausgebildet ist,
das Tonerrührelement
an seinem proximalen Ende zu haltern oder zu tragen, und zwar in
einer Art und Weise, dass bewirkt wird, dass die Rührplatte
mit ihrem distalen Ende sich wie ein konisches Pendel dreht, wobei
ein Schütteln des
Behälters
um das Trägerelement
bewirkt, dass das distale Ende der Rührplatte sich dreht, wobei
das proximale Ende als Drehpunkt oder Stützpunkt fungiert.
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Gemäß diesem ersten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird die Tonerkartusche in die Lage versetzt,
auf schnelle Art und Weise im Behälter vorliegendes aggregiertes
Tonermaterial aufzulockern oder aufzulösen, und zwar aufgrund des
darin vorgesehenen und ausgebildeten Tonerrührelements. Das Tonerrührelement
hat einen einfachen Aufbau, es ist insbesondere in Form einer flachen
Platte oder in Form eines flachen Plättchens ausgebildet, welche
in geeigneter Art und Weise dazu dienen, das aggregierte Tonermaterial
in wirkungsvoller Art und Weise aufzulösen oder aufzulockern. In diesem
Fall ist das Tonerrührelement,
welches eine plattenförmige Struktur
besitzt, sehr wirksam zu verhindern, dass Tonermaterial in der Nähe des Tonerrührelements verbleibt.
Entsprechend ist bei dieser erfindungsgemäßen Tonerkartusche eine kürzere Zeitspanne
als beim Stand der Technik, bei welchem eine Schraubenfeder verwendet
wird, ausreichend, um den Toner zuzuführen oder nachzufüllen.
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Da das Trägerelement einen Aufbau derart besitzt,
dass bewirkt wird, dass die Rührplatte
sich mit ihrem distalen Ende wie ein konischen Pendel um das Trägerelement
bewegt, kann die Verwendung des Trägerelements oder Lagerelements
mit einem einfachen Aufbau dazu führen, dass das Tonerrührelement
in eine Bewegung eines konischen Pendels versetzt wird, wodurch
die Wirkung oder der Effekt des Auflösens oder Auflockerns des aggregierten
Tonermaterials verstärkt
werden. Dies bedeutet insbesondere, dass, da das Tonerrührelement
so gelagert wird, dass es wie ein konisches Pendel in Drehbewegung
versetzt wird, die Verwendung des Trägerelements mit einem einfachen
Aufbau ein wirkungs volles Lösen
oder Auflockern aggregierten Tonermaterials bewirken kann, und zwar
unabhängig
davon, dass die Rührplatte
eine plattenartige Struktur oder einen plattenartigen Aufbau besitzt.
Dadurch wird zur Einsparung von Zeit beigetragen, die benötigt wird, damit
die Rührplatte
das aggregierte Tonermaterial auflöst oder auflockert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung besitzt die Rührplatte Seitenenden oder Seitenkanten
in einer Richtung der Breite der Platte, die dünner und schärfer ausgebildet
sind als ein Zentralbereich oder mittlerer Bereich der Rührplatte.
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Auf diese Art und Weise ist die Rührplatte
in der Lage, Tonermaterial auf rasche Art und Weise zu zerkleinern,
und zwar aufgrund der Seitenenden oder scharfen Bereiche davon,
während
sich die Platte durch das Tonermaterial bewegt. Dies bedeutet insbesondere,
dass zu Beginn des Schüttelns
der Tonerkartusche es schwierig ist, die Rührplatte in Schwingungen zu
versetzen, weil die Rührplatte möglicherweise
durch aggregiertes Tonermaterial festgehalten oder zurückgehalten
wird. Aufgrund der scharfen Bereiche der Rührplatte gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Bewegung der Rührplatte in einer Richtung
unterstützt,
in welcher die scharfen Bereiche sich in das Tonermaterial hineindrücken. Dadurch
wird eine einfache Zerkleinerung des aggregierten Tonermaterials
erreicht, wodurch eine gesteigerte Wirksamkeit der Drehbewegung
der Rührplatte
resultiert. Folglich kann das Tonermaterial in geeigneter Art und
Weise in einer kurzen Zeit aufgelockert oder gelöst werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Teil der Rührplatte mit einer Ausnehmung
versehen.
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Dadurch wird der Widerstand des Tonermaterials
im Behälter,
der in Kontakt tritt mit der Rührplatte,
während
der Drehbewegung davon derart vermindert, dass die Wirkung der Drehbewegung
weiter gesteigert werden kann. Zusätzlich können Seitenenden der Rührplatte
in Richtung der Breite scharfkantig und dünner ausgebildet sein, als
ein Zentralbereich oder Mittelbereich davon. Dies bewirkt weiter eine
gesteigerte Wirksamkeit der Drehbewegung der Rührplatte.
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Gemäß einem vierten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird die Rührplatte an ihren distalen Enden
mit einem größeren Gewicht
oder schwerer ausgebildet als an ihren proximalen Enden.
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Auf diese Art und Weise wird eine
Drehbewegung der Rührplatte
in Form eines konischen Pendels unterstützt. Dies bedeutet insbesondere,
dass die Rührplatte
an demjenigen Ende schwerer ausgebildet ist, welches dem anderen
Ende gegenüberliegt,
welches den Trägerbereich
oder Halterungsbereich bildet, und zwar derart, dass die Drehbewegung unterstützt wird.
Auf diese Art und Weise wird eine gesteigerte Wirkung in Bezug auf
den Effekt des Auflösens
oder Auflockerns des aggregierten Tonermaterials bewirkt.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Tonerkartusche geschaffen mit einem Behälter zum
Aufnehmen eines Tonermaterials darin zum Zuführen des Tonermaterials zu
einer Entwicklungseinrichtung einer Bilderzeugungsvorrichtung vom
elektrofotografischen Typ. Die Tonerkartusche weist auf: ein Tonerrührelement,
welches im Behälter
aufgenommen ist, ein Trägerelement
oder Lagerelement, welches an der Innenseite oder im Inneren des
Behälters
und an der Oberfläche des
Behälters
angebracht ist, zum Haltern oder Lagern eines proximalen Endes des
Tonerrührelements derart,
dass diesem ermöglicht
wird, das sich zumindest ein Ende des Rührelements dreht, und eine
Auslassöffnung
oder Ausgabeöffnung
zum Ausgeben oder Auslassen des Tonermaterials aus dem Behälter, wobei
die Auslassöffnung
oder Ausgabeöffnung in
dem Behälter
ausgebildet ist, und zwar gegenüberliegend
dem Trägerelement
oder Lagerelement. Die Tonerkartusche ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Tonerrührelement
eine plattenartige Rührplatte aufweist
und dass das Trageelement angeordnet und ausgebildet ist, das Tonerrührelement
für den
Toner an seinem proximalen Ende derart zu haltern oder zu lagern,
dass bewirkt wird, dass sich die Rührplatte mit ihrem distalen
Ende wie ein konisches Pendel um das Trägerelement oder Lagerelement
dreht. Die Tonerkartusche weist des Weiteren eine Beschränkungsplatte
oder Restriktionsplatte auf zum Beschränken oder Einschränken eines
Bereichs der Drehbewegung der Rührplatte,
wobei beim Schütteln des
Behälters
bewirkt wird, dass das distale Ende der Rührplatte sich dreht, wobei
das proximale Ende des Tonerrührelements
als Drehpunkt oder Stützpunkt
in dem Bereich fungiert, der durch die Restriktionsplatte oder Beschränkungsplatte
definiert wird. Die Beschränkungsplatte
oder Restriktionsplatte beschränkt
den Bewegungsbereich der Rührplatte
derart, dass, wenn das Schütteln
der Tonerkartusche begonnen wird, die Bewegung der Rührplatte
auf eine gegebene Richtung oder in einer gegebenen Richtung eingeschränkt und konzentriert
wird. Dadurch wird die Wirkung des Zerteilens oder Zerkleinerns
der Aggregationen des Tonermaterials derart gesteigert, dass ein
fortdauerndes Schütteln
der Tonerkartusche eine wirkungsvolle Drehbewegung der Rührplatte
bewirkt. Dies führt
zu einer gesteigerten Wirkung des Auflösens oder Auflockerns des aggregierten
Tonermaterials, wodurch ein schnelles Auflösen oder Auflockern des Tonermaterials
möglich
wird.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird das Tonerrührelement in einer Art und
Weise gelagert, gehaltert oder gestützt, dass eine Breitenrichtung
der Rührplatte
orthogonal angeordnet ist zu einer Längsrichtung der Auslassöffnung oder
Ausgabeöffnung,
welche eine längere
longitudinale Ausdehnung und eine kürzere Querausdehnung oder geringere
Querausdehnung besitzt. Dabei schränkt die Begrenzungsplatte den
Bereich derart ein, dass der Rührplatte
eine Bewegung in ihrer Breitenrichtung ermöglicht wird.
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Bei einer derartigen Anordnung tritt
keine Anordnung des zuvor erwähnten
distalen Endes der Rührplatte
mit der Auslassöffnung
auf, so dass verhindert wird, dass die Rührplatte die Ausgabe des Tonermaterials
behindert. Dadurch wird weiter das Ausgeben des Tonermaterials unterstützt, wodurch
die Zeit des Zuführens
des Tonermaterials verringert wird.
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Gemäß einem siebten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird das Tonerrührelement derart gehaltert
oder gestützt,
dass, wenn sich das Tonerrührelement
in Ruhe befindet, das andere Ende der Rührplatte einem Bereich der
Ausgabeöffnung
oder Auslassöffnung
gegenübersteht,
der vom Zentrum oder der Mitte der Ausgabeöffnung oder Auslassöffnung verschoben
ist.
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Dadurch wird verhindert, dass das
distale Ende der Rührplatte
die Auslassöffnung
oder Ausgabeöffnung
blockiert, wodurch die bevorzugten Bedingungen zum Ausgeben oder
Auslassen des Tonermaterials aufrechterhalten werden können.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Durchgangsloch in der Nähe des proximalen Endes der
Rührplatte
ausgebildet, wobei das Durchgangsloch die Rührplatte in Richtung ihrer
Stärke
durchdringt oder penetriert.
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Dadurch wird der Widerstand gegenüber dem
Tonermaterial im Behälter
reduziert, der während
der Drehbewegung der Rührplatte
ausgeübt wird.
Zusätzlich verschiebt
sich der zentrale Bereich (centroid) der Rührplatte stärker in die Nähe des distalen
Endes, wodurch folglich die Wirkung der Drehbewegung gesteigert
werden kann.
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Gemäß einem neunten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine Ausnehmung in einem zentralen Längsbereich
der Seitenenden der Rührplatte vorgesehen,
wobei die Ausnehmung oder wobei der Ausnehmungsbereich die Rührplatte
in Richtung ihrer Stärke
durchdringen oder penetrieren.
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Auf diese Art und Weise wird der
Widerstand des Tonermaterials im Container vermindert, der während der
Drehbewegung auf die Rührplatte
ausgeübt
wird. Folglich wird dadurch die Wirkung der Drehbewegung gesteigert.
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Gemäß einem zehnten Aspekt der
vorliegenden Erfindung besitzt der Behälter einen Querschnitt, der
sich schrittweise oder stufenweise auf die Auslassöffnung oder
Ausgabeöffnung
hin verringert, wenn man den Behälter
parallel zur Auslassöffnung
oder Ausgabeöffnung
betrachtet.
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Dadurch wird der Bewegungsbereich
für das Tonerrührelement
so ausgebildet, dass er einen gesteigerten Anteil des Gesamtvolumens
des Behälters im
Vergleich zu dem Fall einnehmen kann, bei welchem der Behälter die
Form eines rechteckigen Parallelepipeds besitzt. Auf diese Art und
Weise kann die Wirksamkeit oder Wirkung des Rührens des Rührelements gesteigert werden.
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Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird das Tonerrührelement
derart gelagert, gestützt
oder gehaltert, dass sich die Rührplatte
derart dreht, dass das digitale Ende der Rührplatte sich am Behälter abstützt.
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Dadurch wird bewirkt, dass sich das
distale Ende der Rührplatte
während
der Drehbewegung der Rührplatte
gegen die Innenseitenwand des Behälters abstützt, wodurch die Schwingung
oder Vibration an den Behälter übertragen
wird.
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Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden
Erfindung weist das Tonerrührelement
des Weiteren eine Trägerplatte
auf, die an dem einen Ende der Rührplatte
befestigt ist und die ein Trägerloch
aufweist, welches die Trägerplatte
in Richtung ihrer Stärke
penetriert oder durchdringt. Dabei weist das Trägerelement oder Lagerelement
einen Trägerstift
oder Lagerstift auf, dessen eines Ende an der Oberfläche des
Behälters
angebracht ist, und zwar der Ausgabeöffnung oder Auslassöffnung gegenüberliegend.
Ferner weisen das Trägerelement
oder Lagerelement ein Eingriffselement auf, welches am anderen Ende
des Trägerstifts
oder Lagerstifts angebracht ist. Der Trägerstift oder Lagerstift besitzen
einen Außendurchmesser,
der geringer ist als der Innendurchmesser des Trägerlochs oder Lagerlochs. Seine
Länge ist
größer als
die Stärke
der Trägerplatte oder
Lagerplatte.
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Die Verwendung des Trägerelements
oder Lagerelements und des Tonerrührelements mit einem derartig
einfachen Aufbau ermöglicht,
dass sich die Rührplatte
wie ein konisches Pendel dreht. Entsprechend ist eine einfache Konstruktion
für die
Tonerkartusche gegeben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Diese und weitere Zielsetzungen,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Detailbeschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, welche einen Aufbau einer Tonerkartusche 1 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2A ist
eine Querschnittsansicht einer Tonerkartusche 1 entlang
der Schnittlinie A-A aus 1.
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2B ist
eine Querschnittsansicht der Tonerkartusche aus 1 entlang der Linie B-B aus 1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, bei welchem
die Tonerkartusche 1 auf einer Lagerfläche steht.
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4A ist
eine Vorderansicht, welche ein Tonerrührelement 4a zeigt,
welches am Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 anstelle eines Tonerrührelements 3 der Tonerkartusche 1 aus 1 anzubringen ist.
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4B ist
eine Seitenansicht des Tonerrührelements 4a.
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4C ist
eine Querschnittsansicht des Tonerrührelements 4a entlang
der Linie C-C in 4A;
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5A ist
eine Vorderansicht, welche ein Tonerrührelement 4b zeigt,
welches am Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 anstelle des Tonerrührelements 4 der Tonerkartusche 1 aus 1 anzubringen ist.
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5B ist
eine Seitenansicht des Tonerrührelements 4b.
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6A ist
eine Vorderansicht, welche ein Tonerrührelement 4c zeigt,
welches am Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 anstelle des Tonerrührelements 4 der Tonerkartusche 1 aus 1 anzubringen ist.
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6B ist
eine Seitenansicht des Tonerrührelements 4c.
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7 ist
eine Draufsicht, welche den Aufbau einer Schütteleinrichtung zeigt, die
bei einem Test zur Untersuchung des Effekts des Auflockerns des
Toners bei einer Tonerkartusche gemäß 1 verwendet wird, wobei diese ausgebildet
ist, eine Oszillation oder Schwingung der Tonerkartusche zum Auflockern
des Tonermaterials unter bestimmten Bedingungen auszubilden.
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8 ist
eine graphische Darstellung charakteristischer Kurven für Tonerkartuschen
der vorliegenden Erfindung und des Standes der Technik, wobei jede
Kurve den Zusammenhang beschreibt zwischen der Zeitspanne des Rührens des
Toners und derjenigen Zeit, die benötigt wird zum Zuführen des Toners
von der Tonerkartusche zu einer Tonerzuführeinrichtung.
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9 ist
eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau einer Tonerkartusche
aus dem Stand der Technik und einen Zustand zeigt, bei welchem ein
Tonermaterial von der Tonerkartusche an eine Tonerzuführeinrichtung
zugeführt
wird.
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DETAILBESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren
werden nun bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung erläutert.
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Es wird nun eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert. 1 ist eine perspektivische
Ansicht, die eine erfindungsgemäße Tonerkartusche
beschreibt. In 1 ist
Tonermaterial nicht dargestellt, um das Tonerrührelement deutlicher zu beschreiben,
welches an der Innenseite der Kartusche zum Auflockern oder Lösen von
Aggregationen des Tonermaterials angebracht ist. Das Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 ist perspektivisch dargestellt. Die 2A und 2B illustrieren eine Tonerkartusche 1 im
Querschnitt, und zwar entlang der Linien A-A bzw. B-B aus 1. Es ist zu bemerken, dass die 2A und 2B Querschnittsansichten sind, wobei
jede dieser Zeichnungen einen Zustand illustriert, bei welchem das
Rührelement 4 aus 1 ersetzt wird durch ein
Tonerrührelement 4c mit
dem in 6 gezeigten Aufbau.
Es wird eine Beschreibung in Bezug auf die 1, 2A und 2B gegeben. Die Tonerkartusche 1 weist
ein Gehäuse 1a,
das Tonerrührelement 4,
ein Träger-
oder Lagerelement 1b sowie ein Restriktionselement 10 auf.
Das Trägerelement 1b weist
einen Trägerstift
oder Lagerstift 6 sowie ein Eingriffselement 7 auf.
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Wie in 1 dargestellt
ist, ist das Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 ein Behälter, der aus einem Harzmaterial
ausgebildet ist und die Form einer Box oder eines Kastens besitzt.
Das Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 ist mit einer Auslassöffnung oder Ausgabeöffnung 3 an
der obersten Oberfläche 2 davon ausgebildet,
wobei diese dazu dient, eine Tonerzuführeinrichtung mit Tonermaterial
zu versorgen, welches im Gehäuse 1a der
Tonerkartusche 1 geladen ist. Wie sich aus 1 ergibt, ist das Gehäuse 1a der Tonerkartusche 1 so
aufgebaut, dass sich dieses schrittweise in seiner Breite auf die
Auslassöffnung oder
Ausgabeöffnung 3 zu
verringert. Folglich ist bei der Befestigung an einem Trichter einer
Tonerzuführeinrichtung
die Tonerkartusche 1 so angepasst, dass das Tonermaterial
in effektiver und wirkungsvoller Art und Weise zugeführt werden
kann. Die Kapazität oder
das Volumen 1a der Tonerkartusche 1 ist so definiert
oder ausgebildet, dass das Gehäuse
ein bestimmtes Volumen oder einen bestimmten Raum zur Verfügung stellen,
d. h. einen Raum ohne Toner mit 600 cm3 Tonermaterial
darin geladen. In diesem Zusammenhang bedeutet Raum einen Volumenanteil ohne
Tonermaterial.
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Das Gehäuse 1a der Tonerkartusche 1 enthält zusätzlich zum
Tonermaterial ein Tonerrührelement 4 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Tonerrührelement 4 wird
von einer rechteckigen Platte gebildet, die im Wesentlichen in einer
L-Fom gebogen ist, und zwar im Querschnitt und in Richtung parallel
zur Längsachse
der Platte. Vorausgesetzt, dass die Platte in zwei Bereiche entlang
einer Linie geteilt ist, entlang welcher die Platte gebogen ist,
wird derjenige Bereich mit der geringeren Länge in Richtung parallel zur
zuvor beschriebenen Achse als Lageroder Trägerplatte 41 bezeichnet,
wohingegen der andere Bereich mit der größeren Länge in der zuvor erwähnten Richtung
als Rührplatte 43 bezeichnet
wird. Die Trägerplatte 41 ist
an einer Unterfläche
des Gehäuses
der Tonerkartusche 1 angebracht, d. h. an einer unteren
Oberfläche 5,
welche der Oberfläche 2 mit
der Öffnung,
in welcher die Auslassöffnung 3 ausgebildet
ist, gegenübersteht,
wobei dort auch das Trägerelement
oder Lagerelement 1b vorgesehen ist.
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Das Tonerrührelement 4 wird also
derart gehaltert oder gelagert, dass es sich um den Lagerstift 6 nach
Art eines konischen Pendels drehen kann. Das Tonerrührelement 4 wird
also derart gehaltert oder gelagert, dass es sich in Richtung parallel
zur Achse des Lagerstifts 6 bewegen und sich also in ein konisches
Pendel innerhalb eines Bereiches eines Innendurchmessers des Durchgangslochs 42 drehen kann.
Dies bedeutet insbesondere, dass das Tonerrührelement 4 derart
positioniert oder angeordnet ist, dass die plattenartige Rührplatte 43,
die einen longitudinalen Bereich der L-förmigen Anordnung bildet, aufrecht
steht innerhalb des Gehäuses
der Tonerkartusche 1. Das distale Ende 50 der
Rührplatte 43 ist an
einer vorbestimmten Distanz oder in einem vorbestimmten Abstand
von der Ausgabeöffnung
oder Auslassöffnung 3 angeordnet.
Des Weiteren ist das Tonerrührelement 4 derart
angeordnet, dass die gegenüberliegenden
Seitenenden der Rührplatte 43 jeweils
sich gegen die gegenüberliegenden
Seitenwände
des Gehäuses 1a der
Tonerkartusche 1 abstützen,
wenn sich das Tonerrührelement 4 nach
Art eines konischen Pendels dreht. Also wird durch das Abstützen gegen
die inneren Seitenwände
durch die gegenüberliegenden
Seitenenden der Rührplatte eine
Schwingung oder Vibration an das Gehäuse 1a der Tonerkartusche 1 übertragen.
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Es wird nun ein Aufbau zum Lagern
oder Haltern des Tonerrührelements 4 beschrieben.
Der Lagerstift 6, der an der unteren Oberfläche 5 angebracht
ist, erstreckt sich durch das Durchgangsloch 42, welches
auf oder in der Lagerplatte oder Trägerplatte 41 des Tonerrührelements
ausgebildet ist. Am distalen Ende des Lagerstifts 6 ist
ein Eingriffselement 7 angebracht zum Verhindern, dass
das Tonerrührelement 4 außer Eingriff
gebracht wird oder außer
Eingriff gerät.
Der Innendurchmesser des Durchgangslochs 42 ist in geeigneter
Weise größer gewählt als
der Außendurchmesser
des Lagerstifts 6.
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Der Lagerstift 6 ist an
einer Position oder Stelle angebracht, wo das distale Ende 50 der
Rührplatte 43 des
Tonerrührelements 4 nicht
mit der Ausgabeöffnung 3 oder
Auslassöffnung 3 angeordnet
ist, und zwar in einem Zustand des Tonerrührelements 4 zum Ausgeben
oder Zuführen
des Toners, d. h. in einem Zustand, in welchem die Ausgabeöffnung 3 oder Auslassöffnung 3 sich
nach unten erstreckt oder nach unten zeigt und das Tonerrührelement 4 sich
in einem Ruhezustand befindet. Da das distale Ende 50 des
Tonerrührelements 4 nicht
mit der Mitte oder dem Zentrum der Ausgabeöffnung 3 oder Auslassöffnung 3 während des
Zuführens
von Toner angeordnet ist, kann das Tonermaterial gleichmäßig von
der Ausgabeöffnung 3 ausgegeben
werden, um in die Tonerzuführeinrichtung
hineinzufliegen. Dies bedeutet insbesondere, dass, falls das distale
Ende 50 der plattenartigen Rührplatte 43 des Tonerrührelements 4 relativ vom
Zentrum oder der Mitte der Ausgabeöffnung oder Auslassöffnung 3 verschoben
ist, die Ausgabeöffnung
oder Auslassöffnung 3 nicht
in zwei Teile unterteilt ist. Daher wird der Ausgabeöffnung oder
Auslassöffnung 3 ermöglicht,
das Tonermaterial auszugeben, und zwar ohne dass ihre mögliche Aperturgröge oder Öffnungsgröße reduziert
wird. Dadurch wird verhindert, dass sich eine Verlängerung
der Zeit des Zuführens
des Tonermaterials aufgrund von Behinderungen durch die Rührplatte 43 ergeben.
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Des Weiteren ist das Tonerrührelement 4 derart
vorgesehen und ausgebildet, wie dies in 1 dargestellt ist, dass eine longitudinale
Richtung oder Längsrichtung
der längeren
Dimension oder Ausdehnung eines Abschnitts oder Bereichs der Rührplatte 43 parallel
zur Öffnungsoberfläche 2 (d.
h. eine Breitenrichtung d2 der Rührplatte)
orthogonal ausgerichtet ist zu einer Längsrichtung oder longitudinalen Richtung
der längeren
Dimension oder Ausdehnung der Ausgabeöffnung oder Auslassöffnung 3,
wenn der Toner über
die Ausgabeöffnung
oder Auslassöffnung 3 zugeführt wird.
Dies verhindert, dass das distale Ende 50 der Rührplatte 53 die
Ausgabeöffnung oder
Auslassöffnung 3 in
zwei Hälften
unterteilt oder diese verschließt
oder verdeckt. Auf diese Art und Weise wird die für das Zuführen des
Toners notwendige Zeitspanne reduziert.
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Dem Tonerrührelement wird ermöglicht,
um den Lagerstift 6 zu rotieren und sich in der Richtung parallel
zur Achse des Lagerstifts 6 zu bewegen. Zusätzlich ist
das Tonerrührelement 4 derart
ausgebildet, dass es innerhalb des möglichen Bereichs eine große Drehung
um den Lagerstift 6 vollführt. Also deckt der Drehbereichs
des Tonerrührelements 4 oder
der Bewegungsbereich davon nicht weniger als 33% des gesamten Volumenumfangs
des Gehäuses der
Tonerkartusche 1 ab. Dies bedeutet insbesondere, dass das
Gehäuse
der Tonerkartusche 1 mit einem Aufbau, der sich in der
Größe auf die
Ausgabeöffnung 3 zu
schrittweise verringert, auf natürliche
Art und Weise ermöglicht,
dass der Bewegungsbereich des Tonerrührelements 4 mehr
als 33% des gesamten Volumenausmaßes des Gehäuses abdeckt oder überstreicht.
Auf diese Art und Weise wird die Wirkung des Rührens verbessert.
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Obwohl dies in 1 nicht dargestellt ist, wird die Ausgabeöffnung oder
Auslassöffnung 3 mit einem
Versiegelungselement oder Verschlusselement derart versiegelt oder
verschlossen, dass das darin enthaltene Tonermaterial in der Tonerkartusche 1 eingeschlossen
und versiegelt ist. Wenn das Tonermaterial zur Tonerzuführeinrichtung
mit dem in 9 gezeigten
Aufbau zugeführt
wird, richtet der Benutzer zunächst
die Öffnungsoberfläche 2 mit
der Ausgabeöffnung 3 oder
Auslassöffnung 3 nach
unten, um eine Anpassung mit der Ausgabeöffnung oder Auslassöffnung 3 in
einer Einlassöffnung
oder Zugabeöffnung der
Tonerzuführeinrichtung
zu schaffen. Während
die Tonerkartusche in diesem Zustand gehalten wird, bewegt der Benutzer
das Verschlusselement oder Versiegelungselement, welches die Ausgabeöffnung oder
Auslassöffnung 3 verschließt. Dadurch
wird dem Tonermaterial ermöglicht,
dass es durch die Ausgabeöffnung
oder Auslassöffnung 3 in
den Trichter der Tonerzuführeinrichtung
hinüberströmt oder -fließt.
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Während
des Lagerns oder Speicherns der Tonerkartusche 1 mit dem
oben beschriebenen Aufbau wird die Tonerkartusche 1 auf
einer Lagerfläche 9 plaziert
oder angeordnet, und zwar derart, dass die Kartusche auf ihrer unteren
Fläche 5 steht.
Daher ist die Ausgabeöffung 3 oberhalb
der unteren Fläche 5 positioniert
oder angeordnet. Verbleibt die Tonerkartusche 1 nunmehr
in diesem Zustand über
eine längere
Zeitspanne, so ergibt sich, dass das in der Tonerkartusche 1 enthaltene
Tonermaterial 8 aggregiert. Um ein derartig aggregiertes
Tonermaterial 8 von der Tonerkartusche 1 in die
Tonerzuführeinrichtung
zu überführen, muss
das aggregierte Tonermaterial zunächst aufgelockert werden, damit
dieses seine inhärenten
Eigenschaften oder ursprünglichen Eigenschaften
wieder er hält,
insbesondere seine Fluidität.
Es ist im Allgemeinen bekannt, dass Tonermaterial, wenn es bereits
aggregiert ist, sich verhält
wie ein Feststoff oder Festkörper,
wogegen es sich in einem hinreichend gelockerten oder auch aufgelösten Zustand
wie eine Flüssigkeit
verhält.
Daher besteht die Notwendigkeit, das Tonermaterial in hinreichender
Art und Weise aus dem Aggregationszustand aufzulösen oder zu lockern, um ein
einfaches und schnelles Überführen des
Toners oder Zuführen
des Toners zu ermöglichen.
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Um das aggregierte Tonermaterial
in geeigneter und hinreichender Art und Weise aufzulockern oder
zu lösen,
schüttelt
der Benutzer die Tonerkartusche 1 oder den Tonerbehälter vertikal
und lateral, bevor er die Tonerkartusche 1 an der Tonerzuführeinrichtung
anbringt oder befestigt. Dadurch wird das Tonerrührelement und insbesondere
die Rührplatte 43 davon
in der Tonerkartusche 1 gedreht, um das aggregierte Tonermaterial
schrittweise aufzulockern oder aufzulösen, wodurch die Partikelzustandseigenschaften
oder Teilchenzustandseigenschaften des Tonermaterials ohne Aggregation
und somit die bevorzugte Eigenschaft der Fluidität wiedererlangt werden können. Da
die Rührplatte 63 ausgebildet
ist in Form einer flachen Platte oder in Form eines flachen Plättchens,
wird deren Bewegung in einer Richtung des Pfeils d2 orthogonal zur
Richtung d1 der Stärke oder
Dicke, d. h. in einer Breitenrichtung der Rührplatte 43, in 1 dargestellt und betrachtet,
unterstützt.
Dies bedeutet insbesondere, dass, da die Rührplatte 43 in Form
einer flachen Platte oder in Form eines flachen Plättchens
ausgebildet ist, eine Oberfläche
oder Fläche,
mit welcher die Rührplatte 43 auf
das Tonermaterial 8 während
der Bewegung in der Breitenrichtung d2 trifft, oder einer Seitenfläche davon,
schmaler sind als eine Oberfläche 49,
mit welcher die Rührplatte 43 auf
das Tonermaterial 8 trifft, während es sich in einer Richtung
d1 der Dicke oder Stärke
bewegt. Entsprechend ist am Anfang des Schüttelns der Tonerkartusche 1 oder
des Tonerbehälters 1,
welcher das aggregierte Tonermaterial 8 enthält, die
Bewegung der Rührplatte
in der Richtung d1 der Stärke
oder Dicke durch das Tonermaterial eingeschränkt, beschränkt oder behindert, wogegen eine
gleichmäßige Bewegung
davon in der Richtung d2 der Breite aufgrund ihrer geringen Stärke oder
Dicke ermöglicht
ist. Das bedeutet, dass durch die plattenartige Konfiguration oder
den plattenartigen Aufbau des Tonerrührelements 4 eine
größere Wirkung beim
Auflösen
oder Auflockern des aggregierten Tonermaterials im Vergleich mit
der Einrichtung zum Entfernen verbliebenen oder restlichen Toners
bei der Tonerzuführeinrichtung
aus dem Stand der Technik erreicht werden kann.
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Aus diesem Grund kann das Tonerrührelement 4 aus 1 ersetzt werden durch ein
Tonerrührelement 4a,
welches in den 4A bis 4C dargestellt ist und welches
drehbar an der unteren Oberfläche
oder unteren Fläche 5 des
Gehäuses 1a der
Tonerkartusche 1 mit dem Lagerelement 1b angebracht ist.
In Bezug auf das Tonerrührelement 4a werden Bereiche
mit derselben Form wie beim Tonerrührelement 4 mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet, ihre jeweiligen Beschreibungen werden
fortgelassen. Die Rührplatte 43a ist
eine rechteckige Platte, wenn sie von vorne betrachtet wird.
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Wie in 4C z.
B. dargestellt ist, ist die Rührplatte 43a des
Tonerrührelements 4a derart
ausgebildet, dass die Stärke
oder Dicke gegenüberliegender
Endseiten 44a davon in der Richtung d2 der Breite sich
schrittweise auf die gegenüberliegenden Seitenkanten 48a davon
verringert. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Rührplatte 43a gegenüberliegende
Seitenenden 44a aufweist, die sich scharf verjüngen oder
stark verjüngen.
Dies ermöglicht
eine gleichmäßige Bewegung
der Rührplatte 43a in
der Richtung d2 der Breite und erhöht somit die Wirkung des Auflösens oder
Auflockerns des aggregierten Tonermaterials.
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Wie in den 1, 2A und 2B dargestellt ist, kann
eine Restriktionsplatte 10 oder Begrenzungsplatte 10 einstückig an
der unteren Oberfläche
oder unteren Fläche 5 vorgesehen
sein zum wirksamen Bewegen der Rührplatte 43 des
Tonerrührelemens 4 in
der Richtung d2 der Breite. Dies bedeutet insbesondere, dass die
Restriktionsplatte 10 parallel zu einer Ebene der Rührplatte 43 angeordnet
ist, und zwar in dem Fall, bei welchem das Tonerrührelement 4 in
dem in 1 gezeigten Zustand
positioniert oder angeordnet ist. Die Restriktionsplatte ist in
einem vorgegebenen Abstand von derjenigen Position oder Stelle vorgesehen
oder ausgebildet, an welcher der Lagerstift 6 befestigt
ist. Folglich schränkt
die Restriktionsplatte 10 den Drehbereich des Tonerrührelements 4 teilweise
ein. Die Restriktionsplatte 10 ist derart ausgebildet und
angeordnet, dass der Rotationsbereich oder Drehbereich des Tonerrührelements 4 auf
z. B. etwa 90° eingeschränkt wird.
Daher wird der Rührplatte 43 ermöglicht,
im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um den Lagerstift 6 jeweils
um einen Winkel von 45° zu
rotieren. Im Ergebnis davon bewegt sich die Rührplatte 43 effektiv
in der Richtung d2 der Breite, wodurch das aggregierte Tonermaterial
mittels der gegenüberliegenden
Seitenenden davon wirkungsvoll zerkleinert, aufgelöst und gelockert
wird. In diesem Fall sind die Seitenenden 44a der Rührplatte 43a scharf
oder stark verjüngt ausgebildet,
wie das in 4A bis 4C gezeigt ist. Auf diese
Art und Weise wird eine effiziente oder wirkungsvolle Bewegung der
Rührplatte 43a in
der Richtung d2 der Breite ermöglicht,
insbesondere wird eine effiziente Drehbewegung ermöglicht,
wenn der Benutzer mit dem Schütteln
der Tonerkartusche 1 oder des Tonerbehälters 1 beginnt. Folglich
kann die Wirkung des Lösens
oder Auflockerns des aggregierten Tonermaterials weiter verbessert
werden.
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Falls die zuvor genannte Aggregation
des Tonermaterials zu einem bestimmten Grad aufgelöst oder
gelockert ist, rotiert das Tonerrührelement um den Lagerstift 6.
Das bedeutet, dass eine Drehbewegung vorliegt, wie sie durch ein
konisches Pendel beschrieben wird. Diese Drehbewegung wird der Bewegung
des Tonerrührelements 4 in
der Richtung d2 der Breite hinzugefügt. Daher ist zu erwarten,
dass der ebene Bereich 49 der Rührplatte 43 gegen
das Tonermaterial 8 stößt oder
auf dieses trifft, welches infolge der Bewegung des Tonerrührelements 4 in Richtung
dl der Dicke widersteht oder dieser entgegentritt, so dass der Bewegungsbereich
des Tonerrührelements 4 in
der Richtung dl der Dicke reduziert oder vermindert wird. Eine Lösung dieses
Problems besteht darin, die Rührplatte 43 teilweise
mit einer Ausnehmung auszubilden.
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Folglich kann das Tonerrührelement 4 aus 1 ersetzt werden durch ein
Tonerrührelement 4b,
wie es in den 5A und 5B gezeigt ist und welches
drehbar an der unteren Fläche 5 des
Gehäuses 1a der
Tonerkartusche 1 mit dem Lagerelement oder Trägerelement 1b angebracht
ist. Bei diesem Tonerrührelement 4b sind
diejenigen Bereiche, die die gleiche Form aufweisen wie beim Tonerrührelement
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, ihre jeweilige Beschreibung
wird fortgelassen. Eine Rührplatte 43b des
Tonerrührelements 4b ist
eine rechteckig geformte Platte. Durchgangslöcher 45 sind in der
Rührplatte 43b in
der Nähe
der Lagerplatte oder Trägerplatte 41 ausgebildet.
Die Durchgangslöcher
oder Passierlöcher 45 erstrecken
sich durch die Rührplatte 43b in
der Richtung d1 der Dicke oder Stärke, wodurch die Passage von
Tonermaterial ermöglicht wird.
Dies bedeutet insbesondere, dass die Rührplatte 43b Durchgangslöcher oder
Passierlöcher 45 aufweist,
und zwar in der Nähe
des Lagerstifts 6. Diese dienen dazu, dem Tonermaterial
das Passieren durch diese Löcher
zu ermöglichen.
Da die Ebene 49 der plattenartigen Rührplatte 43b teilweise
ausgenommen oder weggeschnitten ist, ist der durch das Tonermaterial
ausgeübte
Widerstand derart reduziert, dass die Bewegung der Rührplatte 43b in
der Richtung dl der Stärke
unterstützt
oder verbessert wird. Folglich wird dem Tonerrührelement 4b ermög licht,
in besonders wirkungsvoller Art und Weise zu rotieren, um dadurch
eine verbesserte Wirkung in Bezug auf das Lösen oder Auflockern des aggregierten Tonermaterials
zu schaffen.
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Eine Möglichkeit des Ausnehmens oder
Herausschneidens eines Teils der Rührplatte 43 besteht darin,
Durchgangslöcher
(45 in 5) in
der Rührplatte
oder auf andere Weise auszubilden. Ausnehmungsbereiche (46 in 6) können auch durch teilweises
Ausnehmen oder Wegschneiden gegenüberliegender Seitenenden der
Rührplatte 43 ausgebildet werden,
um die Breite der Rührplatte 43 in
ihrem zentralen Längsbereich
oder longitudinalen Zentralbereich zu vermindern.
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Dies bedeutet insbesondere, dass
das Tonerrührelement
aus 1 ersetzt werden
kann durch ein Tonerrührelement 4c,
wie es in den 6A und 6B gezeigt ist und welches
drehbar an der unteren Fläche 5 des
Gehäuses 1a der
Tonerkartusche 1 mit dem Lagerelement 1b oder
Trägerelement 1b angebracht
ist. Bei dem Tonerrührelement 4c werden Bereiche,
die die gleiche Form aufweisen, wie bei dem Tonerrührelement 4,
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, ihre diesbezügliche Beschreibung wird
fortgelassen. Eine Rührplatte 43c des
Tonerrührelements 4c ist
eine rechteckförmige
Platte, welche Ausnehmungsbereiche 46 an ihren gegenüberliegenden
Seitenenden aufweist. Da der Ausnehmungsbereich 46 sich
in der Richtung d1 der Stärke oder
Dicke der Rührplatte 43c erstreckt,
wird dem Tonermaterial ermöglicht,
durch diese Ausnehmung zu passieren. Aufgrund eines ähnlichen
Zusammenhangs, wie beim Fall der Rührplatte 43b mit den Durchgangslöchern 45 beschrieben
wurde, wird durch das Tonerrührelement 4c eine
gesteigerte Wirkung des Lösens
oder Auflockerns des aggregierten Tonermaterials geschaffen.
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Um eine wirkungsvollere Bewegung
der Rührplatte 43c bereitzustellen,
kann das Tonerrührelement 4c ein
Gewicht aufweisen, welches an dem Ende angebracht ist, welches der
Trägerplatte
oder Lagerplatte 41 gegenüberliegt. Aus diesem Grund
ist der distale Endbereich der Rührplatte 43c des
Tonerrührelements 4c zurückgeführt oder
zurückgefaltet, um
dort das Gewicht zu erhöhen,
so dass sich ein Gewicht 47 am distalen Ende der Rührplatte 43c ausbildet.
An dem vom distalen Endbereich der Rührplatte 43 verschiedenen
Bereich ist die Rührplatte 43c in ihrer
Breite in einen longitudinalen Zentralbereich in ihrer Breite reduziert,
um eine wirkungsvolle Bewegung in der Richtung d1 der Stärke oder
Dicke zu bewirken, wie das oben bereits beschrieben wurde. Das bedeutet,
dass die Rührplatte 43c durch
symmetrisches Wegschneiden oder Ausnehmen eines Teils des gegenüberliegenden
Seitenendes des longitudinalen Zentralbereichs davon mit Ausnehmungsbereichen 46 ausgebildet
ist.
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Also unterstützt das Gewicht 47 die
Bewegung der Rührplatte 43c,
während
der Ausnehmungsbereich 46 den Widerstand des Tonermaterials
gegen die Bewegung der Rührplatte 43c reduziert.
Im Ergebnis davon wird der Rührplatte 43c ermöglicht,
besonders wirkungsvoll zu rotieren, wodurch die Wirkung in Bezug
auf das Lösen
oder Lockern des aggregierten Tonermaterials verbessert wird.
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Die Tonerkartusche 1 des
in 2 gezeigten Aufbaus
wurde hergestellt, um den nachfolgend beschriebenen Test durchzuführen, um
zu überprüfen, wie
wirkungsvoll die Tonerkartusche 1 der vorliegenden Erfindung
das Tonermaterial lockern oder auflösen kann. Eine experimentelle
Tonerkartusche 1 wurde mit 600 cm3 eines Tonermaterials 8 im
Gehäuse 1a davon
befällt.
Obwohl 1 und dergleichen
eine Ausgabeöffnung 3 zeigen,
die geringer ist als die Öffnungsoberfläche oder Öffnungsfläche 2,
war bei der experimentellen Tonerkartusche 1 die Ausgabeöffnung 3 mit
der Öffnungsoberfläche 2 hinsichtlich
ihrer Form und Größe identisch.
Die Innenausdehnungen der Ausgabeöffnung 3 besaßen eine
große
Länge von
40 mm und eine kleine Länge
von 27 mm. Wie sich aus 2 ergibt,
ist die Tonerkartusche 1 mit einem Tonerrührelement 4c des
in 6 gezeigten Aufbaus
versehen.
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Es wurde auch eine Tonerkartusche
für ein Vergleichsbeispiel
ausgebildet, wobei ausschließlich das
Gehäuse 1a ohne
Tonerrührelement
ausgebildet wurde. Es wurde ein Zustand gelockerten oder aufgelösten Tonermaterials
in der Tonerkartusche als Vergleichsbeispiel untersucht und mit
demjenigen der experimentellen Tonerkartusche verglichen. Es wurde
eine Schütteleinrichtung,
wie sie in 7 dargestellt
ist, verwendet, um die oben beschriebenen zwei Tonerkartuschen zu
schütteln.
Zunächst
wurde die Tonerkartusche 1 an einem Ende eines 40 cm langen
Hebels oder Arms 11 befestigt, und zwar mit der jeweiligen
Ausgabeöffnung 3 nach
oben zeigend. Ein Hebel oder Arm 11 hielt oder stützte dabei
das andere Ende auf einem Schaft oder einer Welle 12, um
eine Rotation um die Welle oder den Schaft 12 zu ermöglichen.
Der Arm oder Hebel 11 war so ausgebildet, dass eine Drehung
um die Welle oder den Schaft 12 möglich war, und zwar mit einem
Zyklus von 2 Sekunden zu und von einer Stellung zwischen einer horizontalen
Stellung und einer vertikalen Stellung, die jeweils durch eine Win kelbewegung
oder Winkelverschiebung erreicht wurden.
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Die zwei oben erwähnten Tonerkartuschen wurden
jeweils fünf
Oszillationszyklen durch Verwendung der Schütteleinrichtung aus 7 ausgesetzt und dann bei
15 Sekunden in einem Ruhezustand gehalten. Nachfolgend wurde dann
jede der Tonerkartuschen mit einer Tonerzuführeinrichtung verbunden. Dann
wurde das Übertragen
oder Zuführen
des Tonermaterials gestartet, und es wurde das jeweilige Ergebnis
untersucht. Die Tonerkartusche des Vergleichsbeispiels ohne Tonerrührelement 4 benötigte 65
Sekunden, um das gesamte Tonermaterial, welches in der Tonerkartusche
enthalten war, an die Tonerzuführeinrichtung
zu übertragen.
Im Gegensatz dazu benötigte
die experimentelle Tonerkartusche 1 mit dem Tonerrührelement 4c nur
etwa 4 Sekunden, um ein vollständiges
Zuführen
des Toners in die Tonerzuführeinrichtung
zu bewirken.
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Selbst in dem Fall, bei welchem die
Tonerkartusche eines der Tonerrührelemente 4, 4a bis 4c gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wurde und bei welchem dann
ein Ruhezustand für
eine ausgedehnte Zeitspanne durchgeführt wurde, zeigte die Tonerkartusche
eine starke Wirkung im Hinblick auf ein Lösen oder Auflockern des Tonermaterials,
und zwar im Vergleich zur Tonerkartusche ohne das Tonerrührelement.
Folglich konnte so eine schnelle und geeignete Lockerung oder Auflösung des
Tonermaterials erreicht werden. Zusätzlich benötigte die Tonerkartusche der
jeweils vorliegenden Ausführungsform
eine weitaus geringere Zeit, um das Tonermaterial an die Tonerzuführeinrichtung
zu übertragen,
und zwar jeweils verglichen mit der Tonerkartusche ohne Tonerrührelement. Folglich
war es dem jeweiligen Benutzer möglich,
ein Übertragen
oder Überführen des
Toners in schneller Art und Weise und ohne die Befürchtung
von Verschmutzungen vollständig
durchzuführen.
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Eine Mehrzahl Tonerkartuschen 1 des
Ausführungsbeispiels
und von Tonerkartuschen 1 ohne Tonerrührelement wurden jeweils hergestellt.
Jede der Tonerkartuschen 1 und der weiteren Tonerkartuschen
ohne Rührelement
wurden in Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen Schütteleinrichtung
verwendet, um das Tonermaterial aufzulockern oder zu lösen. 8 ist eine graphische Darstellung
des Zusammenhangs zwischen der Zeit, die zum Zuführen des Toners benötigt wurde
(Ordinate), und den Zyklen des Schüttelns der Tonerkartusche (Abszisse). Dabei
wurden insbesondere drei Kartuschen ex1, ex2 und ex3 ohne Tonerrührelement
und zwei Tonerkartuschen ex4 und ex5 mit Tonerrührelement gemäß der Ausführungsform
hergestellt und verwendet. Der Graph zeigt die Ergebnisse eines
Tests, der gemäß der zuvor
beschriebenen Testprozedur durchgeführt wurde, wobei jede der Tonerkartuschen
einem Vorgang des Schüttelns
mit einer unterschiedlichen Anzahl von Schüttelzyklen ausgesetzt wurde. Es
wurde jeweils die Zeit gemessen, die zu einem vollständigen Übertragen
oder voll-ständigen Zuführen des
Toners notwendig war. Die Linien L1 bis L5 bezeichnen die zuvor
beschriebenen Zusammenhänge
in Bezug auf die Tonerkartuschen ex1 bis ex5.
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Es ergibt sich aus 8, dass, falls die Schütteleinrichtung
von 7 für eine ausreichende Zeitspanne
verwendet wurde, um eine entsprechend adäquate Oszillation zu bewirken,
selbst bei den Tonerkartuschen ex1 bis ex3 ohne Tonerrührelement eine
angemessene und geeignete Auflösung
oder Auflockerung des aggregierten Tonermaterials erreicht werden
kann. Das bedeutet jedoch, dass die Anzahl der Schüttelzyklen
ansteigt, wenn die Zeit, die zum vollständigen Übertragen notwendig ist, sinken soll.
In dem Fall jedoch, bei welchem eine kurze Zeitspanne des Oszillierens
der Tonerkartusche eingestellt wird, konnte die Aggregation des
Tonermaterials nicht in angemessener oder adäquater Art und Weise aufgelöst oder
gelockert werden, sondern es war hier eine verlängerte Zeitspanne zum Zuführen des
Tonermaterials notwendig. Daher besteht die Gefahr, dass bestimmte
Benutzer irrtümlicherweise die
Tonerkartusche vom Trichter der Tonerzuführeinrichtung beim Zuführen des
Toners entfernen, so dass sich dann eine Verteilung des Tonermaterials und
eine entsprechende Verschmutzung ergeben.
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Wie sich aus 8 ergibt, ist die Tonerkartusche 1 mit
einem Tonerrührelement 4, 4a bis 4c gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsbeispiele in
der Lage, durch eine kurze Schüttelphase
bei Verwendung der in 7 gezeigten
Schütteleinrichtung ein
adäquates
Auflösen
oder Auflockern des aggregierten Tonermaterials zu realisieren.
Dadurch ergibt sich eine merkliche Verminderung der zum Zuführen des
Toners benötigten
Zeit. 8 zeigt ebenfalls, dass
unabhängig
von der Zeitdauer des Vorgangs des Schüttelns die Tonerkartusche 1 gemäß der beschriebenen
Ausführungsbeispiele
eine im Wesentlichen konstante Zeitspanne zum Zuführen des
Toners benötigt.
Daher kann auch bei einer kurzen Zeitspanne des Vorgangs des Schüttelns die
erfindungsgemäße Tonerkartusche
ein adäquates
oder angemessenes Durchmischen oder Rühren des Tonermaterials bewirken,
so dass sich eine verminderte Zeit zum Zuführen des Toners ergibt.
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Obwohl die Stärke des Schüttelns bei den jeweiligen Benutzern
stark variiert, ist nur eine kurze Zeitspanne notwendig, um das
Tonermaterial zuzuführen
oder zu übertragen,
und zwar selbst dann, wenn das Tonermaterial nur für eine kurze
Zeitspanne geschüttelt
wurde. Das heilst, die Zeitspanne zum Zuführen oder Übertragen des Toners ist unabhängig von
der Schüttelzeit
konstant.
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Wie zuvor beschrieben wurde, verwendet
die Tonerkartusche zum Wiederauffüllen von Tonermaterial in einer
Tonerzuführeinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen einfachen, preisgünstigen und problemarmen Mechanismus
zum schnellen Auflösen
oder Lockern von Aggregationen im Tonermaterial, welche sich aufgrund
der Schwere oder Schwerkraft während
des Lagerns der Tonerkartusche für
eine längere
Zeitspanne ergeben haben. Dadurch wird ein schnelles Zuführen oder Übertragen des
Toners in die Tonerzuführeinrichtung
sichergestellt, wobei darüber
hinaus auch Fehler vermieden werden. Im Ergebnis davon ergibt sich
eine merklich verminderte Zeitspanne zum Übertragen des Tonermaterials
in die Tonerzuführeinrichtung,
wodurch der Aufwand für
den Benutzer merklich reduziert wird. Dies führt des Weiteren auch zur Vermeidung
von Schwierigkeiten und Problemen, z. B. des Problems des Verteilens
des Toners oder dergleichen. Folglich kann auch eine Verschmutzung
der Hände
des Benutzers oder der Kleidung mit Tonermaterial vermieden werden.