JP3950504B2

JP3950504B2 - トナー容器

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Publication number: JP3950504B2
Application number: JP31166696A
Authority: JP
Inventors: キュインティン・ティー・フィリップス; ケー・トレント・クリステンセン; リチャード・エフ・ビューフォート; ロビン・ピー・ヤージェンソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: JPH09179395A; US5887232A; EP0778504A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー投与システムに関するもので、特に電子写真印刷システムにおいて枯渇したトナー・サプライの補充を可能にするトナー投与システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
媒体上に永久画像を作成するための電子写真プロセスは周知であり、広く使用されている。このプロセスは一般的にすべて以下のステップを含む。すなわち、
１)光伝導性性材料を帯びたドラムまたは連続ベルトである光受容体を荷電し、
２)荷電された領域を光画像または発光ダイオード・アレイに露出させるかまたは荷電された領域をレーザー光線で走査することによって静電気潜像を作成し、
３)トナー分子が静電気潜像へ転移されるように、静電気潜像が配置された光受容体表面上にトナー分子を投与し、４)光受容体ドラムに形成された画像形状を維持しながら光受容体から媒体へトナー分子を転移させ、５)媒体上でトナー分子を画像の形状に溶解または固着させ、６)次の印刷のため光受容体を清掃または元の状態に戻す。
【０００３】
図１は、従来技術の電子写真印刷装置３００であって、印刷用紙カセット３１１ならびに３１２に積まれた印刷用紙を供給する給紙ローラ３２１ならびに３２２、印刷用紙カセット３１１または３１２から供給される印刷用紙を搬送する一対のローラ３２３、感光性ドラム５２上に静電気潜像を形成するため感光性ドラム５２へ光を放射する露出アレイ３７６、光伝導性ドラム５２から印刷用紙にトナーを転移させる転移静電荷電器３２７、トナーを印刷用紙上に固着させる一対の加熱ローラ３２８、および従来技術の電子写真カートリッジ５０を備える。従来技術の電子写真カートリッジ５０は、トナー・サプライの補充を行えるようには設計されてない。
【０００４】
電子写真カートリッジ５０には、光伝導性ドラム５２を静電子的に均一に荷電させる静電荷電器８４、露出アレイ３７６への露出の後、光伝導性ドラム５２上に形成された静電気潜像にトナーを適合させる現像アセンブリ５４、および転移処理の後光伝導性ドラム５２上に残存する未転移トナーを除去するクリーナー７６が含まれる。未転移トナーは廃物ホッパ８５に貯められる。静電荷電器８４は、荷電ローラ・アセンブリまたはコロナ・アセンブリである。電子写真プロセスに関する各種実施技術に関する情報は、Williams M. Edgar氏著の"The Physics and Technology of Xerographic Processes"(1984, Wiley-interscience Publication of John Wiley & Sons)に記載されている。
【０００５】
レーザ・プリンタ、コピー機、ファクシミリ機等多くの画像形成装置は、電子写真印刷プロセスを活用する。上述のように、これらの画像形成装置は、トナーを使用して紙または媒体上へ所望の画像または文字を印刷またはコピーする。トナーは、印刷の結果トナーが枯渇することとなる貯蔵室に保有される。例えば、レーザー・プリンタのトナーは、貯蔵室におけるトナーの初期量および印刷されるテキストまたは図形画像の範囲にもよるが、一般的には２,０００から１０,０００ページを印刷すると枯渇する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コピー機のような一部の電子写真印刷システムは、トナー貯蔵室の補充を可能にするように設計されている。そのような電子写真印刷システムでは、操作員がトナー貯蔵室を補充できるようにトナー貯蔵室へのアクセス・ポートが備えられている。典型的には、トナーはビンの形態で供給され、操作員は印刷システムに補充するためトナーをトナー貯蔵室へ注入しなければならない。この方法は、補充されるトナーの汚染および補充の間のトナーのこぼれを潜在的に発生させる。補充されるトナーの汚染は、汚染の直接的結果として、あるいは、電子写真印刷コンポーネントに対する影響を通して、印刷システムによって実現される印刷品質の劣化の原因となり得る。こぼれたトナーは、手、服、紙およびオフィス機器を汚す可能性があり、使用者の不満を生む。
【０００７】
典型的電子写真印刷装置は、実際に電子写真印刷を実行することに関係するコンポーネントが使い捨て可能な電子写真印刷カートリッジに含まれるように設計される。カートリッジに通常含められるコンポーネントには、光伝導性ドラム、荷電ローラ・アセンブリまたはコロナ・アセンブリのようなドラム荷電アセンブリ、現像アセンブリ、ドラム・クリーニング・ブレードおよび印刷テキストまたは印刷画像を形成するために使用されるトナー・サプライが含まれる。トナー・サプライはトナー貯蔵室に収納される。カートリッジの使用可能期間は、トナー貯蔵室の中のトナー・サプライの量および特に光伝導性ドラム、現像アセンブリおよびドラム荷電アセンブリ等のカートリッジ・コンポーネントの耐用期間によって制限される。実際には、トナー・サプライの量を制約するカートリッジの重量に関する制限が、カートリッジの使用可能期間を制約する。カートリッジ・コンポーネントは、トナーが消費尽くされる回数を越えた印刷サイクルを十分許容できるように設計される。印刷中に媒体と接触する機構的光伝導性ドラムが、通常、磨耗のため最初に故障するカートリッジ・コンポーネントである。典型的には、カートリッジのトナー貯蔵室を再補充する仕組みはカートリッジの設計に含められない。カートリッジ中のトナーが枯渇すれば、その空のカートリッジをトナーがいっぱいに詰められた貯蔵室を持つカートリッジと交換する必要がある。
【０００８】
トナー貯蔵室を容易に補給しトナーのこぼれの危険性を大幅に減少させることを可能にする電子写真印刷装置があれば、耐用期間を一層延ばした電子写真コンポーネントの開発に対する動機が与えられるであろう。電子写真カートリッジは比較的高価であるので、使用期間の延長によって、印刷されるページ当たりの平均コストが大幅に減少するという効果が生まれるであろう。
【０００９】
枯渇した電子写真カートリッジの処分は、利用できる土地空間の消費につながる。更に、トナー再補充機能は、電子写真カートリッジの使用を通して生成される固体浪費量の減少に貢献するという長所を持つ。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明の課題を解決する手段として、トナー・サプライを補給するためにトナー投与装置に取り付けられるべき第１のトナー容器は、側壁、第１の開口部を持つ上部および第２の開口部を持つ底部を有する。第１の開口部は第１のトナー容器に装着される上部シールによって覆われ、第２の開口部は第１のトナー容器に装着されるトナー・ダム・シールによって覆われる。第１のトナー容器の第１の開口部の寸法は、本質的に同一の第２のトナー容器の底部が第１のトナー容器の第１の開口部を通り抜けることができるような大きさであって、これによって、第１のトナー容器のトナーが枯渇した時第２のトナー容器の底部開口部が第１のトナー容器の中に組み付けられ、トナー投与装置のトナー・サプライが補充されることができる。
【００１１】
本発明のトナー投与装置は、トナーを収納する格納体を持つ。格納体は、第１の側壁、第１の開口部を持つ第１の上部および第２の開口部を持つ第１の底部を有する。第１の開口部は格納体に装着される上蓋によって覆われ、第２の開口部は格納体に装着される除去可能な格納体トナー・シールによって覆われる。格納体のトナーが枯渇した時、第２の側壁、第３の開口部を持つ第２の上部および第４の開口部を持つ第２の底部を有する第１のトナー容器が、格納体の第１の開口部を通して取り付けられ、トナー・サプライが補給される。第１のトナー容器は、第３の開口部を密封する上部シールおよび第４の開口部を密封するトナー・ダム・シールを有する。第１のトナー容器の第３の開口部の寸法は、格納体に取り付けられた第１のトナー容器のトナーが枯渇した時第１のトナー容器と本質的に同一の第２のトナー容器の第２の底部が第１のトナー容器の第３の開口部を通して挿入されることが可能となるような大きさにされる。トナー投与装置におけるトナー・サプライの補給は、トナー容器を格納体の上蓋に押しつけ、それによって、上蓋の弱い縫い目の位置で上蓋を２つに分割することによって達成される。トナー容器は上蓋を通過するように押しつけられ格納体の内部へ組み付けられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、本明細書で例示される特定の典型的な実施形態に限定されるものではない。図２は、電子写真印刷装置３００に装着される本実施形態のトナー投与装置を収納した電子写真カートリッジ２００を示す簡略図である。図３は、トナー２を投与する本実施形態の装置を含む電子写真カートリッジ２００の簡略図である。トナー２を投与する本実施形態の装置は、現像アセンブリ８２へトナー・サプライを補給するため実質的に同一のトナー容器４ａ、４ｂが取り付けられる格納体３を含む。トナー２を投与する本実施形態の装置のトナー容器の数は任意であり、本明細書の２つのトナー容器の記述が例示の目的のためにすぎない点は認められるべきである。トナーは、格納体３の底部開口部３３を通して現像アセンブリ８２に供給される。
【００１３】
図３は、格納体３に取り付けられたトナー容器４ａ，４ｂを示している。トナー容器４ａの取り付けの前には初期的に格納体３にはトナーが入れられている。この状態が、電子写真カートリッジ２００がエンド・ユーザに届けられる構成である。印刷は格納体３に保持されるトナーを使用して、それが枯渇するまで実行される。格納体３のトナーが枯渇すると、格納体の今や空となった内部区域へ第１のトナー容器４ａを取り付けることによってトナー・サプライが補給される。補給トナー容器の中のトナーの量は、格納体３に初期的に入れられた量より少ない。トナー容器４ａが枯渇すると、トナー容器４ａの今や空となった内部区域へ第２のトナー容器４ｂが取り付けられることによってトナー・サプライが補給される。トナー容器４ａおよびトナー容器４ｂに加えて、後続の複数の補給トナー容器を、トナー２を投与する本実施形態の装置に取り付けることは可能である。
【００１４】
トナー２を投与する本実施形態の装置は、３個の補給トナー容器を保持できるように設計されている。トナー容器４ａ、４ｂは、格納体３に一旦取り付けられると、そのまま残るように設計されている。電子写真カートリッジ２００の耐用期限が過ぎた時、トナー容器４ａ、４ｂを含めその電子写真カートリッジ２００は、電子写真印刷装置３００から取り外され、リサイクルに回される。電子写真カートリッジ２００に収納可能な補給トナー容器の実用上の総数が、トナー容器の物理的サイズ、電子写真カートリッジ２００の中の使用可能なスペースの合計および電子写真コンポーネントの動作耐用期間によって制限される点は当業者に認められることであろう。トナー２を投与する本実施形態の装置が、電子写真印刷装置に加えて、ファックスまたは写真複写器のようないかなる電子写真印刷システムに関しても使用可能である点もまた当業者に認められることであろう。
【００１５】
図１０は、トナー容器４ａの格納の前の格納体３の透視図である。電子写真カートリッジ２００に取り付けられるべき図１０の格納体３がユーザに届けられる構成である。格納体３は、提供されたトナーの初期量およびトナーが入れられた補給トナー容器(複数)を包み込むための側壁１３を備える。上蓋７は、格納体３の上部からトナーがこぼれるのを防止する。電子写真カートリッジ２００においてトナー２を投与する本実施形態の装置を印刷のため使用する前に、格納体トナー・シール３１をはがして、トナーが格納体３から流れ出て現像アセンブリ８２へ達するようにしなければならない。本発明の好ましい実施形態においては、格納体トナー・シール３１は、マイラーのようなフレキシブル・プラスチック材料からなる。好ましい実施形態において、また、格納体トナー・シール３１は、ポリエチレンのような硬質プラスチック材料でできたタブ３２を付着した第１の長さに延伸したフレキシブル・プラスチック物質３８を含む。電子写真カートリッジ２００のスロットから突き出ているタブ３２を引っ張ることによって格納体トナー・シール３１は格納体３から切り離される。
【００１６】
格納体３において提供されたトナーの初期量が枯渇すると、トナー容器４ａを上蓋７の上に置きトナー容器４ａを上蓋７に押しつけることによってトナー・サプライが補給される。この押しつけ動作によって、上蓋７は弱く作られた縫い目８の箇所で２つの部分に割れる。トナー容器４ａが上蓋７に押しつけられ、上蓋が割れるにつれ、上蓋７の２つの部分は、蝶番９および１０の箇所で格納体３の内部方向に曲がる。蝶番９および１０は、上蓋７の溝によって形成される。本発明の好ましい実施形態においては、格納体３および補充トナー容器は、ポリエチレンかポリスチレンのようなプラスチック材料で製造される。しかし、アルミニウムまたは鉄のようなその他の材料を使用して格納体３および補充トナー容器を製造することができる点は当業者に理解されることであろう。補充トナー容器４ａは、格納体に収納された初期トナー量が枯渇した時のみ取りつけられるので、格納体３へのトナー容器４ａの取り付けによってトナーの圧縮は発生しない。
【００１７】
図６は、トナー容器４ａを取り付けた本実施形態のトナー投与装置の詳細な断面図である。格納体３は、底部開口部３３および上部開口部３４を持つ。トナー容器４ａは、底部開口部３５および上部開口部３６を持つ。この図では、トナー容器４ａを格納体３に押しつけた結果として上蓋７の２つに分割された部分が蝶番９および１０の箇所で下方向に曲げられている。トナー容器４ａは、上蓋７の内側フランジ１２ａ、１２ｂの上方でロック用リッジ(すなわち隆起部材)１１ａ、１１ｂの底部を過ぎた位置に置かれる。ロック用リッジ１１ａ、１１ｂは、トナー容器４ａを格納体３にロックする役目をする。加えて、上蓋７の２つに割られた部分は柔軟であって、トナー容器４ａによって格納体３の側壁１３に押しつけられる時トナー容器４ａを適切な位置に保持するのに役立つ。好ましい実施形態では、弱く作られた縫い目８が上蓋７を２つの等しいサイズの部分に分割する。また、好ましい実施形態において、ロック用リッジ１１ａ、１１ｂおよび内側フランジ１２ａ、１２ｂは、格納体３の上蓋７に一体成形され、上蓋７の長さと同じで、内側フランジ１２ａ、１２ｂがロック用リッジ１１ａ、１１ｂより縫い目８に近くに置かれる形で縫い目８の両側に対称的に配置される。しかしながら、ロック用リッジ１１ａ、１１ｂおよび内側フランジ１２ａ、１２ｂは、加熱処理または超音波処理によって上蓋７へ接合することができる点は当業者に認められることであろう。ロック用リッジ１１ａ、１１ｂおよび内側フランジ１２ａ、１２ｂを必ずしも上蓋７の全体の長さと同じにする必要はなく、上蓋７の一部にかかるリッジ部分を使用することができる点もまた当業者に認められることであろう。更に、縫い目８を上蓋の中心線に沿って配置する必要はなく、内側フランジ１２ａ、１２ｂおよびロック用リッジ１１ａ、１１ｂを必ずしも縫い目８の両側に対称的に配置する必要もない点も当業者に認められることであろう。好ましい実施形態において、熱接合処理を使用して、上蓋７が上部格納体フランジ１９に接合される。代替的には、超音波処理を使用して、上蓋７を上部格納体フランジ１９に接合することもできる。
【００１８】
図６において、底部格納体フランジ３７に接着している格納体トナー・シール３１が示されている。トナー２を投与する本実施形態の装置の通常の操作によって、トナー容器４ａを格納体３に取り付ける時に格納体トナー・シール３１が取り外される点は当業者に認められることであろう。図示されている格納体トナー・シール３１は例示の目的のためにすぎない。好ましい実施形態において、格納体トナー・シール３１は、超音波処理を使用して底部格納体フランジ３７に接合される。代替的方法として、熱接合処理を使用して格納体トナー・シール３１を底部格納体フランジ３７に接着することもできるし、あるいは、粘着させることもできる。
【００１９】
上部シール１４は、トナーがトナー容器４ａの上部から流出することを防止するようにトナー容器４ａを覆う。トナー容器４ａの底部は、トナー容器４ａの底部からトナーが流出するのを防ぐトナー・ダム・シール１５によって覆われている。トナー・ダム・シール１５は取りはがすことが可能である。トナー・ダム・シール１５は格納体３へトナー容器４ａが取り付けられ際に取りはがされ、トナーが重力によって現像アセンブリ８２へ流入する。底部の断面におけるトナー容器４ａの寸法がトナー容器４ａの上部の断面の対応する寸法より小さくなるように、トナー容器４ａの内壁１６は、トナー容器４ａの上部からトナー容器４ａの底部方向へ内側に傾斜している。上部と底部のこのような寸法上の関係によって、トナー・サプライを現像アセンプリ８２に補充するため、既に枯渇したトナー容器の内側に次ぎ次ぎとトナー容器を置くことが可能とされる。
【００２０】
好ましい実施形態において、トナー容器４ａは、図６に示されるように台形の垂直断面を持ち、光伝導性ドラム８３上へトナーを投与するために使用される現像アセンブリ８２の長さに十分対応できる長さであり、結果として全体的にくさび形状をしている。しかしながら、種々の垂直断面形状をした補充トナー容器を使用して、補充トナー容器の底部開口部が既に枯渇した補充トナー容器の上部開口部を通過して格納体の内部に収納できるようにすることができる点は当業者に認められることであろう。
【００２１】
本明細書において使用される「積み上げられる」という用語は、第２のトナー容器が第２のトナー容器と形状が本質的に同一である第１のトナー容器の内部に配置され、第２のトナー容器の側面の外部表面のすべてが第１のトナー容器の内側を覆うように第２のトナー容器の側壁の外面が第１のトナー容器の側壁の内面に近接する状態を指す。本質的に同一形状のトナー容器を連続的に積み上げる機能を提供するためには、トナー容器の上部と底部の間の所与の水平断面位置において、トナー容器の相対する側壁上の２つの位置の間の距離に関する限り、外側のトナー容器に関して計測した距離が、内側のトナー容器に関して計測した距離より小さいことが必要とされる。本明細書で使用する「本質的に同一なトナー容器」という用語は、複数のトナー容器の重要な特性の関して設計が同一であり、それらの特性の相違が製造上の正規分布誤差に収まる程度の相違にすぎないようなトナー容器を意味する。
【００２２】
本実施形態のトナー投与装置が積み上げられるトナー容器によって占められる容積を最小にするため積み上げ可能なトナー容器を利用するけれども、本明細書で定義する意味において積み上げ可能なトナー容器を必ずしも使用する必要がない点は当業者が認めることであろう。本質的に同一形状の別のトナー容器の上部開口部を通り抜けることができる十分な寸法の底部開口部を備えたトナー容器であればどのようなものでも、トナー２を投与するための装置において使用することができるであろう。トナーの投与を実行する上で、第２のトナー容器の側面の外部表面のすべてが第１のトナー容器の内側を覆うように第２のトナー容器の側壁の外面が第１のトナー容器の側壁の内面に必ずしも近接する必要はない。
【００２３】
図６に示されるように、トナー容器４ａの側壁１６は、外側フランジ１７を持つ。好ましい実施形態においては、外側フランジ１７は、側壁１６と一体成形される。外側フランジ１７の底面に上部トナー・シール１８が接着される。外側フランジ１７がロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部より下に位置するようにトナー容器４ａが格納体３に取り付けられると、上部トナー・シール１８が内側フランジ１２ａ、１２ｂの位置に置かれる。これによって、内側フランジ１２ａ、１２ｂと外側フランジ１７の間でのトナーの流出が防止される。
【００２４】
好ましい実施形態においては、上部トナー・シール１８は、フェルト材からなり、外側フランジ１７の底面に接着される。しかし、例えばウレタンフォーム等の種々の弾力的材質が上部トナー・シール１８に適切である点は当業者が認めることであろう。好ましい実施形態では、上部トナー・シールは外側フランジ１７の底面に粘着される。しかし、上部トナー・シール１８を作成するために使用された材質に応じて、超音波処理または熱接合処理によって接合する場合もある。
【００２５】
上部トナー・シール１８は、外側フランジ１７の底面の実質的全体を覆う。上部トナー・シール１８は、トナーが外側フランジ１７と内側フランジ１２ａ、１２ｂの間で移動することを防止する密閉機能を提供する。好ましい実施形態において、フェルト材の帯からなる底部トナー・シール２０が、トナー容器４ａの周辺部を包み込む側壁６の底部稜線に隣接してトナー容器４ａに接着される。好ましい実施形態では、底部トナー・シール２０が側壁１６に粘着される。例えばウレタンフォーム等の種々の弾力的材質が底部トナー・シール２０に適切である点は当業者が認めることであろう。しかし、底部トナー・シール２０を作成するために使用された材質に応じて、超音波処理または熱接合処理によって接合する場合もある。底部トナー・シール２０は、側壁１６の底部稜線に隣接したトナー容器４ａの周辺部を包み込む。底部トナー・シール２０は、トナーが側壁１６の外側と格納体３の側壁１３の内側に流入するのを防止する。
【００２６】
上部シール１４は、フレキシブルな材料、好ましくはマイラーのような透明なプラスチック材料で作成される。格納体３に取り付けられたトナー容器４ａのトナーが枯渇すると、トナー容器４ｂを取り付けて、図３に示されるように現像アセンブリ８２に対してトナー・サプライを補給することができる。側壁１６部分の底部稜線に付けられる鋭利なエッジ２１を使用して、補充トナー容器４ｂの取り付けが支援される。好ましい実施形態においては、鋭いエッジ２１は側壁１６と一体成形されるが、超音波処理、接着剤まてゃ熱接合処理を使用して接合することもできる。
【００２７】
既に格納体３に取り付けられているトナー容器４ａへのトナー容器４ｂの組み込みは、トナー容器４ｂの底部をトナー容器４ａの上部シール１４上に置き、トナー容器４ｂの鋭利なエッジ２１を上部シール１４に押しつけることによって実施される。補充トナー容器４ｂはトナー容器４ａのトナーが枯渇した場合にのみ組み込まれるので、トナー容器４ｂをトナー容器４ａに組み込んでもトナーの圧縮は発生しない。上部シール１４に鋭利なエッジ２１を押しつけることによって、トナー容器４ａの上部シール１４が引き裂かれ、トナー容器４ｂがトナー容器４ａに積み重ねられる。好ましい実施形態において、鋭利なエッジ２１の長さは、図４に示されるように、側壁１６の長さに及ぶ。しかし、上部シールを引き裂くために鋭利なエッジ２１の長さが必ずしもトナー容器４ｂの全体の長さにまで及ぶ必要がない点は当業者によって認められることであろう。鋭利なエッジ２１は、トナー容器４ｂの長さにわたって間隔をおいて配置されたいくつかのセグメントで構成することも、あるいは、トナー容器４ｂの長さの中心に置いた単一のセグメントまたは鋭利な点で実施することも可能である。更に、鋭利なエッジ２１はトナー容器４ｂの経度軸に対して種々の方向に向くように配置して上部シール１４の引き裂きを実行することもできる点は当業者によって認められることであろう。加えて、トナー容器４ｂが上部シール１４に十分な力で押しつけられるならば、上部シール２１を引き裂くため鋭利なエッジ２１が存在する必要はない。
【００２８】
図１１に示されるように、好ましい実施形態において、上部シール１４は、相互に熱的に接合される第１の層２２および第２の層２３で構成され、第１の層２２はポリカーボネートのようなフレキシブルな透明プラスチック材料で、第２の層２３はマイラーのようなフレキシブルな透明プラスチック材料でそれぞれ作成される。２つの層は、また、超音波または接着剤を使用して接合することもできる。第１の層２２は、第２の層２３より大きい引張強度を持つ材料で作成される。好ましい実施形態において、取り付けのため上部シール上に鋭利なエッジ２１が置かれる位置に対応する線に沿って、第１の層２２は穿孔２４される。トナー容器４ｂの鋭利なエッジ２１が穿孔部２４に押しつけられると穿孔部２４の箇所で上部１４が引き裂かれる。好ましい実施形態において、トナー容器４ｂがトナー容器４ａに挿入されるにつれ、引き裂かれた上部シール１４が側壁１６に接触してトナーが上部開口部３６を通してトナー容器４ａから流出するのを防止する。第１の層２２より引っ張り強度の小さい材料で作成された上部シール１４の第２の層２３は、鋭利なエッジ２１によって引き裂かれる強度であるため穿孔を必要としないので、トナーのこぼれを防止する穿孔部を持たない。上部シール１４の第２の層２３の縁は、外側フランジ１７の上部表面に接合される。接合を実行するため種々の接合方法を使用することができる点は当業者によって認められることであろう。上部シール１４の第２の層２３は、外側フランジ１７の上部表面に、接着剤、超音波処理または熱処理を使用して接合される。
【００２９】
フレキシブル材料からなるトナー・ダム・シール１５が側壁１６に接合される。好ましい実施形態において、トナー・ダム・シール１５は、マイラーのようなフレキシブルで透明なプラスチックの材料で作成されるシートを含む。接合を実行するため種々の接合方法を使用することができる点は当業者によって認められることであろう。トナー・ダム・シール１５の側壁１６の底部端部への接合は、接着剤、超音波処理または熱処理を使用して実施することができる。
【００３０】
図５には、トナー容器４ａの側面が示されている。本発明の好ましい実施形態において、トナー・ダム・シール１５の除去を援助するため、長いフレキシブル材料２５がトナー・ダム・シール１５に含まれている。長いフレキシブル材料２５は、折り重なって後戻りしてトナー容器４ａの底部を這ってトナー容器４ａの底部の隅を曲がり側壁２６に沿ってトナー容器４ａの外側フランジ１７を過ぎるまで延伸することができる長さを持つ。好ましい実施形態においては、長いフレキシブル材料２５は、マイラーのようなフレキシブル・プラスチックの材料を含み、トナー・ダム・シール１５と一体成形される。
【００３１】
図４はトナー容器４ａの透視図である。外側フランジ１７は、切り目シール２８によって埋められる切り目２７を含む。トナー容器４ａが格納体３に取り付けられる時、(図５の)長いフレキシブル材料２５が、折り重なって後戻りしてトナー容器４ａの底部を這ってトナー容器４ａの底部の隅を曲がり側壁１６に沿って切り目シール２８を越えてトナー容器４ａの外側フランジ１７を過ぎるまで延伸される。外側フランジ１７の切り目２７は、長いフレキシブル材料を通過させることができるギャップを提供する。切り目シール２８は、トナー・ダム１５の除去の後外側フランジ１７の切り目２７を通してトナーがこぼれるのを防止する。
【００３２】
トナー容器４ａが格納体３に取り付けられ上部トナー・シール１８が内側フランジ１２ａ、１２ｂ上に位置づけられた後、あるいは、トナー容器４ｂが格納体３に取り付けられ上部トナーシール１８が既に組み付けられているトナー容器４ａの外側フランジ１７の上部表面に位置づけられた後、トナー・ダム・シール１５の除去が実行される。トナー・ダム・シール１５の除去は長いフレキシブル材料２５をしっかりと引っ張ることによって実行され、その結果トナー・ダム・シール１５が格納体３の底部からはぎ取られる。トナー・ダム・シールの除去によって作成される開口部を通してトナーが現像アセンブリ８２へ流れる。
【００３３】
図７には、トナー・ダム・シール１５の別の実施形態が示されている。トナー・ダム・シール１５は、トナー・ダム・シール１５に接合したフレキシブル・プラスチック材料の帯２９を含む。フレキシブル・プラスチック帯２９が切り目シール２８の反対側でトナー容器４ａの末端から突き出るようにトナー・ダム・シール１５はトナー容器４ａに接合される。格納体３へのトナー容器４ａの組み付けの間、フレキシブル・プラスチック帯２９は、トナー容器４ａの下を回りこみ、トナー容器４ａの底部に沿って進み、トナー容器４ａの底部の隅を曲がり、側面１６に沿って切り目シール２８を越え外側フランジ１７を過ぎるまで延ばされる。フレキシブル・プラスチック帯２９に接着される長いトナー・ダム・シール１５を越えてフレキシブル・プラスチック帯２９の両側に弱い縫い目３０が存在するように、フレキシブル・プラスチック帯２９はトナー・ダム・シール１５と接合される。フレキシブル・プラスチック帯２９をしっかりと引っ張り、弱い縫い目３０の位置でフレキシブル・プラスチック帯２９をトナー・ダム・シール１５から破り取ることによって、トナー・ダム・シール１５が開けられる。フレキシブル・プラスチック帯２９が破り取られると、トナー・ダム・シール１５が割れて、現像アセンブリ８２にトナーが流入する。
【００３４】
トナーを投入する装置の代替実施形態が図１２に示されている。格納体切断刃３９が側壁１３の底部稜線において格納体３に取り付けられている。トナー容器切断刃４０が側壁１６の底部稜線においてトナー容器４ａに取り付けられている。図１２は、トナー投入装置の代替実施形態の断面図であって、格納体切断刃３９およびトナー容器切断刃４０を示している。トナー容器４ａが格納体３に取り付けられる時、格納体切断刃３９がトナー・ダム・シール１５に孔を切り開け、それによってトナーが現像アセンブリ８２に到達することが可能とされる。格納体切断刃３９およびトナー容器切断刃４０の複数ペアが、トナー容器４ａに備えられているトナー・ダム・シールを切り開くことができるように格納体４およびトナー容器４ａの長さに対応した長さを持つ。トナー投入装置の代替実施形態においては、トナー・ダム・シール１５は、それを除去するためのフレキシブル材料２５を装着していない。格納体切断刃３９およびトナー容器切断刃４０は、好ましくは、側壁１３および側壁１６とそれぞれ一体成形される。
【００３５】
図８に示されているように、トナー２を投与する装置へトナー容器４ａを取り付ける方法は、好ましくは次のように実施される。(図５に示されている)長いフレキシブル材料２５が、トナー容器４ａの下で折りたたまれ、トナー容器４ａの底部に沿って送られ、トナー容器４アの底部の隅で曲げられ、側壁１６に沿ってはわされ、切り目シール２８を越え外側フランジ１７を過ぎるまで送られる(ステップ１００)。トナー容器４ａは、格納体３の上蓋７の上に置かれる(ステップ１０１)。上蓋７が縫い目８で割れ、蝶番９、１０の箇所で格納体３の内部へ曲がり落ちるように、トナー容器４ａは上蓋７を格納体の中へ押し込まれる(ステップ１０２)。上部トナー・シール１８が内側フランジ１２ａ、１２ｂの箇所に配置され、一方長いフレキシブル材料２５が適切な位置に保持されるように、外側フランジ１７が、ロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部の下側に置かれる(ステップ１０３)。ロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部が上部トナー・シールを内側フランジ１２ａ、１２ｂへ押しつけ、コンンテナ４ａをしかるべき位置に保持する。トナー・ダム・シール１５を除去するため長いフレキシブル材料２５がしっかりと引き抜かれ、それによってトナーが現像アセンブリ８２に到達することが可能とされる(ステップ１０４)。
【００３６】
図９に示されるように、トナー２を投与する装置へトナー容器４ｂを取り付ける方法は好ましくは次のように実施される。(図５に示されている)長いフレキシブル材料２５が、トナー容器４ｂの下で折りたたまれ、トナー容器４ｂの底部に沿って送られ、トナー容器４ａの底部の隅で曲げられ、側壁１６に沿ってはわされ、切り目シール２８を越え外側フランジ１７を過ぎるまで送られる(ステップ４００)。鋭利なエッジ２１がトナー容器４ａの上部シール１４の穿孔２４へ押しつけられそれによって上部シール４が穿孔２４の箇所で２つに分割される(ステップ４０１)。上部トナー・シール１８がトナー容器４ａの外側フランジ１７に対して配置され、一方長いフレキシブル材料２５が適切な位置に保持されるように、外側フランジ１７が、ロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部の下側に置かれる(ステップ４０２)。ロック用リッジ１１ａ、１１ｂによって、上部トナー・シール１８がトナー容器４ｂの外側フランジ１７へ押しつけられる。トナー・ダム・シール１５を除去するため長いフレキシブル材料２５がしっかりと引き抜かれ、それによってトナーが現像アセンブリ８２に到達することが可能とされる(ステップ４０３)。
【００３７】
図１３に示されるように、代替実施形態のトナー２を投与する装置において格納体切断刃３９およびトナー容器切断刃４０を使用する方法は、好ましくは次のように実施される。トナー容器４ａが格納体３の上蓋７の上に置かれる(ステップ５００)。上蓋７が弱い縫い目８の位置で割れて蝶番９、１０の位置で格納体３の内部へ曲がり込むように、トナー容器４ａが上蓋７を通して格納体３へ押しつけられる(ステップ５０１)。上部トナー・シール１８が内側フランジ１２ａ、１２ｂに対して配置されるように、外側フランジ１７が、ロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部の下側に置かれる(ステップ５０２)。この操作によって、格納体切断刃３９がトナー・ダム・シール１５に孔を切り開け、それによってトナーが現像アセンブリ８２に到達することが可能とされる。ロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部が上部トナー・シールを内側フランジ１２ａ、１２ｂへ押しつけ、コンンテナ４ａをしかるべき位置に保持する。
【００３８】
図１４に示されるように、格納体切断刃３９およびトナー容器切断刃４０を使用する代替実施形態のトナー２を投与する装置にトナー容器４ｂを取り付ける方法は好ましくは次のように実施される。鋭利なエッジ２１がトナー容器４ａの上部シール１４の穿孔部２４に押しつけられ、それによって上部シール１４が穿孔部２４の箇所で引き裂かれる(ステップ６００)。上部トナー・シール１８がトナー容器４ａの外側フランジ１７に対して配置されるように、外側フランジ１７がロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部の下側に置かれる(ステップ６０１)。この操作によって、トナー容器切断刃４０がトナー・ダム・シール１５に孔を切り開け、それによってトナーが現像アセンブリ８２に到達することが可能とされる。ロック用リッジ１１ａ、１１ｂの底部が上部トナー・シール１８をトナー容器４ａの外側フランジ１７へ押しつける。
【００３９】
以上、本発明の１つの実施形態を記述したが、本発明の精神を逸脱することなく種々の修正を加えることが可能であることは当業者に容易に理解されることであろう。
【００４０】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）トナー投与装置に取り付けられるトナー容器であって、側壁と、第１の開口部を持つ上部と、第２の開口部を持つ底部と、上記第１の開口部を密封する開口可能な上部シールと、上記第２の開口部を密封する開口可能なトナー・ダム・シールと、を備え、上記第１の開口部の寸法が該トナー容器と本質的に同一の第２のトナー容器の底部を上記第１の開口部へ挿入することが可能な大きさである、トナー容器。
（２）上記側壁が上部の縁および底部の縁を含み、上記トナー・ダム・シールが上記側壁の上記底部の縁に接着された上記（１）に記載のトナー容器。
（３）上記側壁が上記トナー容器の内部区域を規定し、上記側壁の上記上部の縁に接着され、上記内部区域から突き出ている外側フランジを更に備え、上記上部シールが、第１の材料で作成された第１のシートおよび第２の材料で作成され第１のシートと接着された第２のシートを含み、上記第１の材料の引張強度が第２の材料の引張強度より大きく、第１のシートは第１のシートを引き裂くことを可能にする穿孔を有し、第２のシートが上記外側フランジに接着された、上記（２）に記載のトナー容器。
（４）上記穿孔部の位置で上記上部シールを引き裂く手段を更に備える、上記（３）に記載のトナー容器。
（５）上記引き裂き手段が、上記側壁の上記底部の縁に接続され、上記側壁の上記底部の縁から突き出た縁を持つリブを含む、上記（４）に記載のトナー容器。
【００４１】
（６）電子写真印刷システムにおいて現像アセンブリへトナーを投与する装置であって、第１の内部区域を規定する第１の側壁、第１の開口部を持つ第１の上部、および第２の開口部を持つ第１の底部を有し、上記現像アセンブリの上方に配置され、上記トナーを保持する格納体と、上記格納体に接着され、上記第１の開口部を密閉する開口可能な上蓋と、上記格納体に接着され、上記第２の開口部を密閉する開口可能な格納体トナー・シールと、第２の側壁、第３の開口部を持つ第２の上部、第４の開口部を持つ第２の底部を有し、上記第１の内部区域のトナーが枯渇した時トナーを補充するため上記第１の開口部を通して上記格納体に組み付けられる第１のトナー容器ーと、を備え、上記第２の底部の寸法が上記格納体の第１の開口部を通して上記第２の底部を挿入することが可能な大きさであり、更に、上記第１のトナー容器に装着され、上記第３の開口部を密閉した開口可能な上部シールと、上記第１のトナー容器に装着され、上記第１のトナー容器の上記第４の開口部を密閉した開口可能なトナー・ダム・シールと、を備えるトナー投与装置。
（７）第１のトナー容器と本質的に同一な第２のトナー容器を更に備え、上記第１のトナー容器の第３の開口部の寸法が、上記第１のトナー容器がトナーを枯渇させた時上記第２のトナー容器の上記底部を上記第１のトナー容器の上記第３の開口部に挿入させることができるような大きさである、上記（６）に記載のトナー投与装置。
【００４２】
（８）上記上蓋が下に押しつけらた時上記上蓋を２つに分割する弱い縫い目と、上記上蓋に接続され、それぞれ上記弱い縫い目の両側に配置された一対の内側フランジと、上記上蓋に接続され、半分が上記弱い縫い目の両側の上記上蓋の上に配置された少なくとも一対のロック用リッジと、それぞれが上記弱い縫い目の両側に配置され、上記上蓋を上記弱い縫い目の位置で上記第１の内部区域へ押し下げて２つに分割するために上記上蓋に付加された一対の蝶番と、を備え、上記一対の内側フランジの各々が上記弱い縫い目に対して左右対称となるように上記上蓋の上に配置され、上記ロック用リッジの両半分が上記弱い縫い目に対して左右対称となり、上記弱い縫い目からの距離が上記一対の内側フランジの距離より大きくなるように配置され、上記一対の蝶番の各々が上記弱い縫い目に対して左右対称となり、上記弱い縫い目からの距離が上記ロック用リッジの距離より大きくなるように上蓋の上に配置された、上記（７）に記載のトナー投与装置。
（９）上記第１の側壁が第１の上部縁部および第１の底部縁部を含み、上記格納体が上記第１の側壁の上記第１の底部縁部に付けられた底部格納体フランジを含み、上記格納体トナー・シールが上記底部格納体フランジに接着され、上記格納体が上記第１の側壁の上記第１の上部縁部に付けられた上部格納体フランジを含み、上記上蓋が上記上部格納体フランジに接着され、上記第２の側壁が第２の内部区域を規定し、上記第２の側壁が第２の上部縁部および第２の底部縁部を含み、上記第１のトナー容器が上記第２の側壁の上記第２の上部縁部に付けられた外側フランジを含み、上記上部シールが上記外側フランジに接着された、上記（８）に記載のトナー投与装置。
（１０）上記格納体に上記第１のトナー容器が組付けられる時上記第１のトナー容器の上記トナー・ダム・シールを切り裂くため、上記第１の内部区域において上記格納体の上記第１の側壁に配置される第１の切断刃と、上記第１のトナー容器に上記第２のトナー容器が組付けられる時上記第２のトナー容器の上記トナー・ダム・シールを切り裂くため、上記第２の内部区域において上記第１のトナー容器の上記第２の側壁に配置される第２の切断刃と、を更に備える上記（９）に記載のトナー投与装置。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によって、電子写真印刷装置におけるトナー貯蔵室のトナーを容易に補給しかつトナーのこぼれの危険性を大幅に減少させることが可能となると共に、それによって、電子写真カートリッジの耐用期間が延長し、印刷ページ当たりの平均コストが大幅に減少するという効果が生じる。本発明は、また、枯渇した電子写真カートリッジの処分による土地空間および部材資源の浪費の減少にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷装置に装着された従来技術の電子写真カートリッジを示す電子写真印刷装置の概略図である。
【図２】トナー投与装置の１つの実施形態を含む電子写真カートリッジを示す電子写真印刷装置の概略図である。
【図３】電子写真カートリッジの内部に装着された複数の補充トナー容器を使用するトナー投与装置の１つの実施形態を示す断面図である。
【図４】トナー投与装置の１つの実施形態において使用されるトナー容器の透視図である。
【図５】トナー投与装置の１つの実施形態において使用されるトナー容器の側面図である。
【図６】トナー投与装置の１つの実施形態の断面図である。
【図７】トナー・ダム・シールの実施形態を示す図である。
【図８】トナー投与装置へ補充トナー容器を最初に装着する方法の流れ図である。
【図９】トナー投与装置へ補充トナー容器を装着する２回目以降の方法の流れ図である。
【図１０】補充トナー容器が最初に装着される前の状態を示すトナー投与装置の透視図である。
【図１１】補充用トナー容器のための上部シールの透視図である。
【図１２】トナー投与装置の代替実施形態の１つの断面図である。
【図１３】トナー投与装置へ代替実施形態の補充トナー容器を最初に装着する方法の流れ図である。
【図１４】トナー投与装置へ代替実施形態の補充トナー容器を装着する２回目以降の方法の流れ図である。
【符号の説明】
２トナー
３格納体
４トナー容器
７上蓋
８、３０縫い目
９、１０蝶番
１１ロック用リッジ
１２内側フランジ
１３格納体側壁
１４上部シール
１５トナー・ダム・シール
１６トナー容器側壁
１７外側フランジ
１８上部トナー・シール
１９上部格納体フランジ
２０底部トナー・シール
２１エッジ
２２第１の層
２３第２の層
２４穿孔部
２９帯
３１格納体トナー・シール
３２タブ
３３格納体底部開口部
３４格納体上部開口部
３５トナー容器底部開口部
３６トナー容器上部開口部
３７底部格納体フランジ
３８フレキシブル・プラスチック材料
３９格納体切断刃
４０トナー容器切断刃
５０従来技術術の電子写真カートリッジ
５２感光性ドラム
５４現像アセンブリ
７６クリーナー
８４静電荷電器
８５廃物ホッパ
３００電子写真印刷装置
３１１、３１２印刷用紙カセット
３２１、３２２給紙ローラ
３２３印刷用紙搬送ローラ
３２７転移静電荷電器
３２８加熱ローラ
３７６露出アレイ

Claims

電子写真方式の画像形成装置に装着され、現像アセンブリへトナーを投与するためのトナー投与装置であって、
トナーを収容する第１の内部区域を規定する第１の側壁を有し、上部に第１の開口部を持ち、底部に第２の開口部を持つ格納体であって、前記現像アセンブリの上方に配置される格納体と、
前記格納体に接着され、前記第１の開口部を密閉する上蓋と、
前記格納体に接着され、前記第２の開口部を密閉する格納体トナー・シールであって、該格納体が前記現像アセンブリの上方に配置された時に該格納体トナー・シールを外すことによって前記第１の内部区域内のトナーが前記現像アセンブリに供給されるようにする、格納体トナー・シール（３１）と、
トナーを収容する第２の内部区域を規定する第２の側壁を有し、上部に第３の開口部を持ち、底部に第４の開口部を持つ第１のトナー容器とを備え、
前記格納体の前記第１の内部区域内のトナーが枯渇したときトナーを補充するために前記第１のトナー容器を前記格納体に収容することができるよう、該第１のトナー容器の底部の寸法は、該第１の開口部を通って前記第１の内部区域内に挿入されることができる大きさを有しており、
前記第１のトナー容器は、さらに、
前記第１のトナー容器（４ａ）に装着され、前記第３の開口部を密閉する上部シール（１４）と、
前記第１のトナー容器に装着され、前記第４の開口部を密閉するトナー・ダム・シール（１５）と、を備え、
前記上蓋は、さらに、
縫い目と（８）と、
前記縫い目の各側に配置された一対の内側フランジ（１２）と、
前記縫い目の各側に配置された一対のロック用リッジ（１１）と、
前記縫い目の各側に配置された一対の蝶番（９，１０）であって、前記縫い目からの距離が、前記内側フランジおよび前記ロック用リッジの距離より大きくなるように配置された一対の蝶番と、を備えており
前記第１のトナー容器によって前記上蓋が押しつけられて下に押されることによって、前記上蓋は前記縫い目の位置で２つに分割されて、該２つの部分のそれぞれが前記蝶番の所で前記第１の内部区域内へ押し下げられて該第１のトナー容器を該第１の内部区域内に挿入し、該第１のトナー容器は、該第１のトナー容器の前記第２の側壁の上部縁部に取り付けられた外側フランジ（１７）が前記内側フランジに達した所で位置付けられると共に、前記ロック用リッジにより前記格納体にロックされ、
前記第１の格納体にロックされた前記第１のトナー容器の前記トナー・ダム・シールを除去または切り裂くことにより、該第１のトナー容器の前記第２の内部区域内のトナーが前記現像アセンブリに供給されるようにした、
トナー投与装置。
さらに、前記第１のトナー容器と同一形状の第２のトナー容器を備え、
前記第１のトナー容器の上部の前記第３の開口部の寸法が、前記第１のトナー容器がトナーを枯渇させたときに前記第２のトナー容器の底部を該第３の開口部に挿入させることができるような大きさである、
請求項１に記載のトナー投与装置。
前記内側フランジは、前記縫い目に対して左右対称となるよう配置され、
前記一対のロック用リッジは、前記縫い目に対して左右対称となるよう配置されると共に、該縫い目からの距離が前記内側フランジの距離より大きくなるよう配置され、
前記一対の蝶番は、前記縫い目に対して左右対称となるよう配置されると共に、該縫い目からの距離が、前記ロック用リッジの距離より大きくなるように配置される、
請求項１または２に記載のトナー投与装置。
前記格納体が、前記第１の側壁の底部縁部に取り付けられた底部格納体フランジ（３７）を有し、前記格納体トナー・シール（３１）が該底部格納体フランジに接着され、
前記格納体が、前記第１の側壁の上部縁部に取り付けられた上部格納体フランジ（１９）を有し、前記上蓋が該上部格納体フランジに接着される、
請求項１から３のいずれかに記載のトナー投与装置。
前記上部シール（１４）が前記外側フランジ（１７）に接着された、
請求項１から４のいずれかに記載のトナー投与装置。
前記第１のトナー容器の前記外側フランジ（１７）の底辺に接着された上部トナーシール（１８）と、
前記第１のトナー容器の前記第２の内部区域の外側であって、該第１のトナー容器の前記第２の側壁の底部縁部に隣接するよう該第２の側壁に接着された底部トナーシール（２０）と、
を備える、請求項１から５のいずれかに記載のトナー投与装置。
前記格納体に収容された前記第１のトナー容器の前記上部シールを引き裂く手段（２１）を備える、
請求項１から６のいずれかに記載のトナー投与装置。
前記格納体は、さらに、前記第１の内部区域において前記第１の側壁に取り付けられた第１の切断刃（３８）を備え、
前記第１の格納体にロックされた該第１のトナー容器の底部の前記第４の開口部を密閉したトナー・ダム・シールを切り裂くことは、該格納体に前記第１のトナー容器が収容されたときに、前記第１の切断刃によって該トナー・ダム・シールを切り裂くことにより実現され、
前記第１のトナー容器は、さらに、前記第１のトナー容器に第２のトナー容器が収容されたときに、前記第２のトナー容器の底部の開口部を密閉する第２のトナー・ダム・シールを切り裂くため、前記第２の内部区域において前記第２の側壁に取り付けられた第２の切断刃（３９）を備え、該第２の切断刃で該第２のトナー容器の第２のトナー・ダム・シールを切り裂くことにより、該第２のトナー容器に収容されたトナーが前記現像アセンブリに供給されるようにする、
請求項１から７のいずれかに記載のトナー投与装置。
前記第１のトナー容器の前記トナー・ダム・シールは、前記第１のトナー容器に取り外し可能なように接着されており、
前記トナー・ダム・シールは、前記第１のトナー容器に接着することなく前記第４の開口部を超えて伸長するフレキシブル材料を含む、
請求項１から８のいずれかに記載のトナー投与装置。
前記第１のトナー容器の前記外側フランジに設けられた切り目（２７）と、
前記切り目において前記第１のトナー容器の第２の側壁に接着するトナー切り目シール（２８）と、
を備える、請求項１から９のいずれかに記載の装置。