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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Tonerbehälter und einen Mechanismus
zum Detektieren der Restmenge an Toner.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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25 zeigt
eine herkömmliche
Tonerkammer und einen darin bereitgestellten Tonerrührer.
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26 zeigt
eine Tonerkammer und einen herkömmlichen
Tonerbehälter,
wenn die Tonerkammer nahezu von Toner entleert ist.
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27 zeigt
die Tonerkammer des herkömmlichen
Tonerbehälters,
wenn die Tonerkammer eine ausreichende Menge an Toner enthält.
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28 zeigt
das Ausgangssignal eines Tonersensors, das den Resttoner in der
Tonerkammer anzeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 25 dreht ein Tonerrührer 92 frei
in einer Tonerkammer 91. Die Tonerkammer 91 hat
ein Zahnrad, nicht dargestellt, das drehbar daran befestigt ist.
Das Zahnrad 95 hat einen Fortsatz 94, der den
Tonerrührer 92 anschiebt,
wenn das Zahnrad 95 dreht. Wenn das Zahnrad 95 in
eine Richtung dreht, die durch einen Pfeil dargestellt ist, schiebt
der Fortsatz 94 den Tonerrührer 92 so an, dass
der Tonerrührer 92 gemeinsam
mit dem Zahnrad 95 dreht. Wenn der Tonerrührer 92 über seine höchste Position
in der Tonerkammer 91 hinaus dreht, fällt der Tonerrührer 92 aufgrund
seines Eigengewichts herab. Wenn die Tonerkammer 91 eine
ausreichende Menge an Toner enthält,
wie in 27 dargestellt ist, trennt sich
der Tonerrührer 92 von
dem Fortsatz 94 und landet und ruht auf einer Toneransammlung.
Wenn die Tonerkammer 91 wenig Toner enthält, wie
in 26 dargestellt ist, und der Tonerrührer 92 über seine
höchste
Position in der Tonerkammer 91 hinaus dreht, fällt der
Tonerrührer 92 und dreht
an seiner untersten Position aufgrund seines Eigengewichts. Nachdem
der Tonerrührer 92 aus
seiner höchsten
Position gefallen ist, dreht sich das Zahnrad 95 weiter,
so dass der Fortsatz 94 den Tonerrührer 92 anschiebt,
so dass er wieder gemeinsam mit dem Tonerrührer 92 dreht. Der Tonerrührer 92 bleibt
für eine
längere
Zeitperiode an seiner untersten Position, wenn die Tonerkammer 91 wenig Toner
enthält,
als wenn die Tonerkammer 91 eine ausreichende Menge an
Toner enthält.
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Ein
magnetempfindlicher Tonersensor, nicht dargestellt, ist außerhalb
der Tonerkammer 91 angeordnet. An dem Tonerrührer 92 ist
ein Magnet befestigt. Während
der Tonerrührer 92 dreht,
läuft der
Magnet an dem Tonersensor vorbei. Der Tonersensor detektiert den
Magnetfluss des Magneten und gibt einen Sensorausgang aus, wie in 28 dargestellt ist.
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Unter
Bezugnahme auf 26, wenn sich der Tonerrührer 92 innerhalb
eines Winkelbereichs α befindet,
ist der Tonerrührer 92 im
Wesentlichen an seiner untersten Position, und der Tonersensor gibt ein
Signal aus, das "wenig
Toner" anzeigt.
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Der
herkömmliche
Tonerrührer 92 hat
das Problem, dass der Tonerrührer 92 dazu
neigt, um seine unterste Position vor und zurück zu schwingen, wenn die Tonerkammer 91 wenig
Toner enthält.
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JP-A-09
015 953 offenbart einen Resttonerdetektor, der imstande ist, die
Restmenge an Toner mit hoher Genauigkeit zu detektieren. Der Resttonerdetektor
umfasst ein drehendes Element, das an einer Vorderseite in die Drehrichtung
eines Tonerrührelements
bereitgestellt ist, beweglich an der Drehwelle des Tonerrührelements
befestigt ist, und dreht, indem es von der Rückseite zu dem Tonerrührelement
gepresst wird, sowie ein Interferenzelement, das die Drehbewegung
beeinflusst, falls das drehende Element nach unten dreht, und eine
Magnetkrafterfassungseinheit, die einen Magnetkörper erfasst, der an einer
Fläche
bereitgestellt ist, wo das drehende Element nach unten dreht und
an dem drehenden Element bereitgestellt ist, so dass die Restmenge
an Toner auf der Basis des Detektionsergebnisses der Magnetkrafterfassungseinheit
bestimmt wird.
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Aus
EP 0 521 530 A2 ist
ein Detektormechanismus für
die Restmenge an Toner bekannt, umfassend eine Rührvorrichtung und einen Photosensor. Der
Photosensor hat einen Fortsatz und dreht gemeinsam mit einer Rührwelle,
während
der Fortsatz mit einem Stift in Kontakt steht, der an der Rührwelle eingesetzt
ist. Die Rührvorrichtung
dreht durch ihre Schwerkraft, wenn sie einen oberen Totpunkt erreicht.
Die Rührvorrichtung
enthält
auch einen magnetischen Rotor, der von einem Permanentmagneten in
einem Sensorhebel angezogen wird, um dadurch den Sensorhebel um
den Drehpunkt des Sensorhebels in eine vorbestimmte Position zu
drehen. Der Sensorhebel wird durch einen Anschlag gestoppt, wenn
die Rührvorrichtung
den unteren Totpunkt erreicht. Der Photosensor kann kein Licht detektieren, wenn
sich der Sensorhebel an dem unteren Totpunkt befindet, da das Licht
von dem Sensorhebel abgeschirmt wird, kann aber das Licht detektieren,
wenn der Sensorhebel die vorbestimmte Position erreicht. Der Mechanismus
kann einen Bediener über
eine Tonerzuleitungszeit informieren, da der Photosensor abhängig von
dem Widerstand des Toners gegen die Rührvorrichtung arbeitet.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist die Behebung der Nachteile des obengenannten
Standes der Technik. Ein Tonerbehälter (17) enthält einen
Tonervorratsabschnitt (10), einen Tonerrührer (12),
einen Dämpfer
(14, 24, 34, 44, 47, 48, 49, 51)
und eine Positionsanzeigeeinrichtung (13b). Der Tonervorratsabschnitt
(10) ist eine Tonerkammer, die Toner enthält. Der
Tonerrührer
ist in dem Tonervorratsabschnitt (10) angeordnet und dreht
frei. Der Tonerrührer
wird in Drehung versetzt, um den Toner aufzurühren, wenn er zur Drehung angeschoben
wird. Der Dämpfer
(14, 24, 34, 44, 47, 48, 49, 51)
dämpft
die Bewegung des Tonerrührers
(12), wenn der Tonerrührer
(12) frei dreht, wobei der Dämpfer im Tonervorratsabschnitt (10)
angeordnet ist. Die Positionsanzeigeeinrichtung (13b) ist
an dem Tonerrührer
(12) befestigt und zeigt die Drehposition des Tonerrührers (12)
an.
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Der
Dämpfer
ist in einem Weg angeordnet, durch den der Tonerrührer (12)
dreht, wobei der Dämpfer
einen Winkelbereich (α)
definiert, durch den der Tonerrührer
dreht, während
die Positionsanzeigeeinrichtung von einer externen Vorrichtung detektiert
wird.
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Der
Dämpfer
ist aus einem nachgiebigen Filmmaterial gebildet und ist zu einem
Basisabschnitt (14b) und einen erhabenen Abschnitt (14a, 24a, 48a, 34a, 49a)
gebogen. Der Basisabschnitt (14b) ist an einer Innenfläche des
Tonervorratsabschnitts (10) befestigt, und der erhabene
Abschnitt erstreckt sich in den Weg.
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Der
erhabene Abschnitt weist einen ersten Widerstand gegen eine erste
Kraft auf, die den erhabenen Abschnitt nach innen relativ zu dem
Winkelbereich (α)
deformiert, und einen zweiten Widerstand gegen eine zweite Kraft,
die den erhabenen Abschnitt nach außen relativ zu dem Winkelbereich
(α) deformiert.
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Der
Dämpfer
ist einer von zwei Dämpfern (14, 24, 34, 44, 47, 48, 49, 51).
Ein erster (24, 34, 44, 48, 49, 51)
der zwei Dämpfer
ist an einem stromauf liegenden Ende des Winkelbereichs in Bezug
auf die Drehung des Tonerrührers
(12) angeordnet. Ein zweiter (14) der zwei Dämpfer ist
an einem stromab liegenden Ende des Winkelbereichs (α) in Bezug
auf die Drehung des Tonerrührers
(12) angeordnet. Der erhabene Abschnitt des zweiten der
zwei Dämpfer liegt
in einer Ebene in einem Winkel (β)
zu einer Ebene, in der der erhabene Abschnitt des ersten der zwei Dämpfer liegt.
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Der
Tonerrührer
(12) bleibt in dem Winkelbereich für eine kürzere Zeit, wenn der Tonerbehälter (17)
eine größere Menge
an Toner enthält,
als wenn der Tonerbehälter
(17) nahezu von Toner entleert ist.
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Der
erhabene Abschnitt (44a) hat eine Vielzahl von Schlitzen,
die sich in eine Richtung erstrecken, in die der erhabene Abschnitt
verläuft.
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Der
Tonerrührer
(12) wird von einem Antriebselement angeschoben, so dass
er um eine im Wesentlichen horizontale Achse dreht. Wenn der Tonerrührer (12) über seine
vertikal höchste
Position gedreht wird, fällt
der Tonerrührer
(12) aus der vertikal höchsten
Position aufgrund seines Eigengewichts. Wenn sich der Tonerrührer (12)
im Winkelbereich befindet, detektiert die externe Vorrichtung das
Magnetfeld.
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Die
Positionsanzeigeeinrichtung (13b) ist ein Magnet, der an
dem Tonerrührer
befestigt ist. Der Magnet strahlt ein Magnetfeld aus, das von der
externen Vorrichtung detektiert wird.
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Ein
Resttonerdetektor zum Detektieren einer Restmenge an Toner in einem
Tonerbehälter
(17) ist an einer Bilderzeugungseinheit (70) befestigt
und der Detektor enthält
einen Tonerrührer
(12), eine Positionsanzeigeeinrichtung (13b) und
einen Dämpfer
(14, 24, 34, 47, 48, 49, 51).
Der Tonerrührer
(12) ist in dem Tonerbehälter (17) angeordnet
und dreht frei um eine Achse. Der Tonerrührer (12) wird zum
Aufrühren
des Toners in Drehung versetzt. Der Dämpfer dämpft die Bewegung des Tonerrührers (12),
wenn der Tonerrührer
(12) frei dreht. Die Positionsanzeigeeinrichtung (13b)
ist an dem Tonerrührer
(12) befestigt und überträgt ein Signal,
das eine Drehposition des Tonerrührers
(12) anzeigt. Ein externer Detektor (15) ist an
der Bilderzeugungseinheit (70) bereitgestellt und detektiert
das Signal, wenn der Tonerrührer
gedreht wird.
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Der
Dämpfer
ist in einem Weg angeordnet, durch den der Tonerrührer (12)
dreht, wobei der Dämpfer
die Bewegung des Tonerrührers
dämpft, wenn
sich der Tonerrührer
innerhalb eines Bereichs (α)
des Drehwinkels befindet.
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Der
Dämpfer
ist aus einem nachgiebigen Filmmaterial gebildet, das zu einem Basisabschnitt, der
an einer Innenfläche
des Tonerbehälters
(17) befestigt ist, und einen erhabenen Abschnitt, der
sich in den Weg erstreckt, gebogen ist.
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Der
Dämpfer
ist einer von zwei Dämpfern (14, 24, 34, 44, 48, 49, 51).
Ein erster (24, 34, 44, 48, 49, 51)
der zwei Dämpfer
ist an einem stromauf liegenden Ende des Bereichs (α) des Drehwinkels
in Bezug auf die Drehung des Tonerrührers (12) angeordnet.
Ein zweiter (14) der zwei Dämpfer ist an einem stromab
liegenden Ende des Bereichs (α)
des Drehwinkels in Bezug auf die Drehung des Tonerrührers (12)
angeordnet.
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Der
erhabene Abschnitt des ersten (44) der zwei Dämpfer hat
eine Vielzahl von Schlitzen, die in eine Richtung gebildet sind,
in die der erhabene Abschnitt des ersten der zwei Dämpfer verläuft.
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Der
zweite der zwei Dämpfer
ist so angeordnet, dass der erhabene Abschnitt in einer Ebene mit einem
Winkel (β)
zu der Achse liegt.
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Der
Tonerrührer
ist frei um die Achse drehbar. Der zweite Abschnitt arbeitet derart,
dass, wenn der Tonerrührer
frei in dem Bereich (α)
des Drehwinkels dreht, der zweite Abschnitt den Tonerrührer zurückstößt, so dass
er in dem Bereich (α)
des Drehwinkels bleibt. Der zweite Abschnitt arbeitet so, dass, wenn
der Tonerrührer
von dem Antriebselement gedreht wird, der zweite Abschnitt dem Tonerrührer ermöglicht,
sich aus dem Bereich (α)
des Drehwinkels zu bewegen.
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Der
Tonerrührer
(12) wird von einem Antriebselement angeschoben, so dass
er um eine im Wesentlichen horizontale Achse dreht. Wenn der Tonerrührer (12) über seine
vertikale höchste
Position hinaus gedreht wird, fällt
der Tonerrührer
(12) aufgrund seines Eigengewichts aus der vertikal höchsten Position
herab und dreht um die im Wesentlichen horizontale Achse. Wenn der
Tonerrührer
(12) im Wesentlichen im Bereich (α) des Drehwinkels ist, wird
das Signal detektiert.
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Die
Positionsanzeigeeinrichtung (13b) ist ein Magnet, der an
dem Tonerrührer
befestigt ist und ein Magnetfeld abstrahlt. Der Detektor (15)
ist ein magnetoresistives Element und detektiert das Magnetfeld.
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Der
Tonerrührer
(12) bleibt in dem Bereich (α) des Drehwinkels für eine kürzere Zeit,
wenn der Tonerbehälter
(17) eine größere Menge
an Toner enthält,
als wenn der Tonerbehälter
(17) nahezu von Toner entleert ist.
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Eine
Bilderzeugungseinheit (70) nimmt einen daran befestigten
Tonerbehälter
(17) auf. Der Tonerbehälter
(17) enthält
einen Tonerrührer
(12), der frei zur Drehung ist, und eine Positionsanzeigeeinrichtung
(13), die eine Drehposition des Tonerrührers (12) anzeigt.
Der Tonerrührer
(12) wird in Drehung versetzt, wenn er zur Drehung angeschoben
wird. Die Bilderzeugungseinheit (70) enthält einen
Raum, der den Tonerbehälter
(17) aufnimmt, und einen Detektor, der die Positionsanzeigeeinrichtung
detektiert, wenn sich die Position an einer bestimmten Drehposition
befindet.
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Die
Positionsanzeigeeinrichtung (13b) ist ein Magnet, der ein
Magnetfeld abstrahlt, und der Detektor ist ein magnetoresistives
Element, das das Magnetfeld detektiert.
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Der
Tonerrührer
(12) wird von einem Antriebselement angeschoben, so dass
er um eine im Wesentlichen horizontale Achse dreht. Wenn der Tonerrührer über seine
vertikale höchste
Position hinaus gedreht wird, fällt
der Tonerrührer
(12) aufgrund seines Eigengewichts aus der vertikal höchsten Position herab.
Wenn der Tonerrührer
(12) im Wesentlichen im Bereich (α) des Drehwinkels ist, detektiert
der Detektor das Magnetfeld.
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Ferner
wird der Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung offensichtlich. Es sollte jedoch klar sein, dass die
ausführliche
Beschreibung und die spezifischen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung zeigen, nur der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und
Modifizierungen für
den Fachmann anhand dieser ausführlichen
Beschreibung naheliegend sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen verständlicher,
die nur der Veranschaulichung dienen, und somit die vorliegende
Erfindung nicht einschränken,
wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines relevanten Abschnitts einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht ist, die
eine Bilderzeugungseinheit der Bilderzeugungsvorrichtung und einen Tonerbehälter gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt;
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3 eine
Modelldarstellung der Bilderzeugungseinheit von 2 ist;
-
4 eine
perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht des Tonerbehälters ist;
-
5 eine
Querschnittsansicht des Tonerbehälters
von 4 ist;
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6 die
Funktion eines Dämpfers
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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7 eine
perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht des Tonerbehälters ist;
-
8 einen
Mechanismus zeigt, der einen Tonerrührer in Drehung versetzt;
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9A das
Positionsverhältnis
zwischen einem Zahnrad und dem Tonerrührer zeigt, wenn der Tonerbehälter eine
ausreichende Menge an Toner enthält;
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9B das
Positionsverhältnis
zwischen einem Zahnrad und dem Tonerrührer zeigt, wenn der Tonerbehälter nahezu
von Toner entleert ist;
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10 eine
Querschnittsansicht eines Tonerbehälters gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
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11 eine
perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht des Tonerbehälters von 10 ist;
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12 bis 14 den
Betrieb von Dämpfern
gemäß der zweiten
Ausführungsform
zeigen;
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15, 16 und 17 Modifizierungen des
Dämpfers
zeigen;
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18 eine
perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht ist, die
einen Tonerbehälter
gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt;
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19 Dämpfer, von
oben betrachtet, gemäß der dritten
Ausführungsform
zeigt;
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20 eine
perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht ist, die
einen Tonerbehälter
gemäß einer
vierten Ausführungsform
zeigt;
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21 Dämpfer, von
oben betrachtet, gemäß der vierten
Ausführungsform
zeigt;
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22 eine
perspektivische Ansicht des Dämpfers
ist;
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23A und 23B Seitenansichten
sind, die eine Modifizierung des Dämpfers zeigen.
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24 eine
Querschnittsansicht ist, die eine andere Modifizierung des Dämpfers zeigt;
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25 eine
herkömmliche
Tonerkammer und einen darin bereitgestellten Tonerrührer zeigen;
-
26 eine
Tonerkammer eines herkömmlichen
Tonerbehälters
zeigt, wenn die Tonerkammer nahezu von Toner entleert ist;
-
27 die
Tonerkammer eines herkömmlichen
Tonerbehälters
zeigt, wenn die Tonerkammer eine ausreichende Menge an Toner enthält; und
-
28 das
Ausgangssignal eines Tonersensors zeigt, das den Resttoner in der
Tonerkammer anzeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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(Allgemeine Konstruktion)
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen relevanten Abschnitt einer
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht,
die eine Bilderzeugungseinheit der Bilderzeugungsvorrichtung und
einen Tonerbehälter
gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt.
-
3 ist
eine Modelldarstellung der Bilderzeugungseinheit von 2.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 hat eine
Bilderzeugungsvorrichtung eine Bilderzeugungseinheit 70 und
eine Tonerkammer 10. Die Bilderzeugungseinheit 70 ist
an einem Seitenrahmen 80 befestigt, der zu der Bilderzeugungsvorrichtung zusammengebaut
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 3 enthält die Bilderzeugungseinheit 70 eine
drehende photoleitende Trommel 72 und zugehörige Drehkonstruktionselemente.
Die photoleitende Trommel 72 dreht in eine Richtung, die
durch den Pfeil A dargestellt ist. Eine Laderolle 75 dreht
in Kontakt mit der photoleitenden Trommel 72, um die Oberfläche der
photoleitenden Trommel 72 gleichförmig zu laden. Ein LED-Kopf 71 beleuchtet
die geladene Oberfläche
der photoleitenden Trommel 72 in Übereinstimmung mit Druckdaten zur
Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der photoleitenden
Trommel 72. Eine Entwicklungsrolle 73 dreht in
Kontakt mit der photoleitenden Trommel 72 zur Entwicklung
des elektrostatischen latenten Bildes mit Toner zu einem Tonerbild.
Eine Tonerzuleitungsrolle 74 dreht in Kontakt mit der Entwicklungsrolle 73,
um den Toner zu der Entwicklungsrolle 73 zu leiten. Eine
Tonerkammer 10 ist über
der Tonerzuleitungsrolle 74 zum Zuleiten von Toner angeordnet.
Eine Neutralisierungs- und Reinigungsrolle 76 dreht in
Kontakt mit der photoleitenden Trommel 72. Eine Übertragungsrolle 77 dreht
in Kontakt mit der photoleitenden Trommel 72, wobei ein
Druckmedium 78 zwischen der Übertragungsrolle 77 und
der photoleitenden Trommel 72 liegt, so dass das Tonerbild elektrostatisch
von der photoleitenden Trommel 72 auf das Druckmedium 78 übertragen
wird.
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(Tonerbehälter)
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Der
Tonerbehälter 10 hält Toner
darin. Der Toner wird von einem unteren Abschnitt der Tonerkammer 10 ausgegeben
und der Tonerzuleitungsrolle 74 zugeführt. Der Tonerbehälter 10 enthält einen Tonerrührer 12 in
Form eines Stabes oder einer Stange, der/die von einem Zahnrad 21 (8)
gedreht wird, das von einer Antriebsquelle, nicht dargestellt, angetrieben
wird. Der Tonerrührer 12 rührt den
Toner auf, so dass ein Verklumpen des Toners verhindert wird, so
dass der Tonerbehälter 10 gleichförmig Tonerpartikel
abgibt.
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Der
Tonerrührer 12 dient
auch als Teil eines Tonerestmengenindikators, der später beschrieben wird,
der einen "geringen
Tonerzustand" detektiert,
in dem nur noch eine geringe Menge an Toner in der Tonerkammer 10 vorhanden
ist.
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Der
Tonerrührer 12 weist
die Form einer Kurbelwelle auf und hat eine Welle 12c,
einen radialen Abschnitt 12b und einen Stab 12a,
die in einer einstückigen
Konstruktion gebildet sind. Der Tonerrührer 12 hat auch einen
kurzen Stab 13a, der radial von der Welle 12c absteht
und an dessen Spitze ein Magnet 13b befestigt ist. Der
Tonerrührer 12 dreht
um die Welle 12c in eine Richtung, die durch einen Pfeil
A dargestellt ist, so dass der Stab 12a einen kreisförmigen Drehpfad
in einem Tonervorratsabschnitt 17 beschreibt. Der radiale
Abschnitt 12b und der kurze Stab 13a sind winkelig
um 90 Grad voneinander beabstandet, so dass, wenn sich der Stab
an seiner untersten Position befindet, der kurze Stab 13a sich
horizontal erstreckt. Ein Magnet detektierender Sensor 15 ist
an dem Seitengestell 80 befestigt, so dass er dem Magneten 13b an
einer Position gegenüberliegt, die
der Magnet einnimmt, wenn sich der Stab 12a an seiner untersten
Position befindet.
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Der
Magnet detektierende Sensor 15 enthält ein magnetoresistives Element,
wie ein Hall-Effekt-Element,
das ein Magnetfeld detektiert, und einen Verbinder, der den Magnet
detektierenden Sensor 15 und das Steuermittel, nicht dargestellt,
der Bilderzeugungsvorrichtung elektrisch verbindet.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht des
Tonerbehälters.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird der Tonervorratsabschnitt
(17) in ein Außengehäuse 16 eingesetzt.
Der Tonervorratsabschnitt 17 hat eine Vielzahl von großen Öffnungen
in seinem oberen Abschnitt, durch die der Toner von dem Außengehäuse 16 in
den Tonervorratsabschnitt 17 fließt. Der Tonervorratsabschnitt 17 hat
eine Vielzahl von Tonerausgabeöffnungen 18,
die in seinem Boden ausgebildet sind. Der Toner wird durch die Tonerausgabeöffnungen 18 zu
der Tonerzuleitungsrolle 74 geleitet.
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Ein
Dämpfer 14 ist
an der Innenfläche
des Tonervorratsabschnitts 17 bereitgestellt und dient
als Vorrichtung, die zunehmend die Vor- und Rückwärtsschwingbewegung des Stabes 12a um
eine Stelle verringert, an der ein Magnet detektierender Sensor 15 angeordnet
ist. Der Dämpfer 14 ist
aus einem nachgiebigen Harzmaterial, wie Polyester, gebildet, und
hat einen Basisabschnitt 14b und einen erhabenen Abschnitt 14a.
Der Basisabschnitt 14a ist an der Innenfläche des
Tonervorratsabschnitts 17 zum Beispiel durch einen Klebstoff
befestigt, der erhabene Abschnitt 14a erstreckt sich in
den Weg des Tonerrührers
und quert im Wesentlichen den kreisförmigen Drehpfad de Stabes 12a.
Der Dämpfer 14 ist
so angeordnet, dass der erhabene Abschnitt 14a am rechten
Ende eines Winkelbereichs α von 5 liegt, d.h.,
der erhabene Abschnitt 14a befindet sich an einem stromab
liegenden Ende des Winkelbereichs (α) in Bezug auf die Drehung des
Tonerrührers.
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(Betrieb der Bilderzeugungseinheit)
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Wenn
ein Druckvorgang zur Bildung eines Bildes auf dem Druckmedium ausgeführt wird,
wird die photoleitende Trommel 72 (2) von einer
Antriebsquelle, nicht dargestellt, wie einem Motor, angetrieben,
so dass sie im Uhrzeigersinn dreht. Dann beleuchtet der LED-Kopf 71 die
Oberfläche
der photoleitenden Trommel 72, die von der Laderolle 75 geladen
wird, um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden. Während die
photoleitende Trommel 72 dreht, wird das elektrostatische
latente Bild mit Toner durch die Entwicklungsrolle 73 zu
einem Tonerbild entwickelt.
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Das
Tonerbild wird dann auf das Druckmedium 78 übertragen,
auf einem Trägerband,
nicht dargestellt, zu einem Übertragungspunkt
vorgeschoben, der zwischen der photoleitenden Trommel 72 und
der Übertragungsrolle 77 definiert
ist.
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Dann
wird das Druckmedium 78 zu einer Fixierungseinheit, nicht
dargestellt, vorgeschoben, wo das Tonerbild in das Druckmedium 78 zu
einem permanenten Bild geschmolzen wird. Dann wird das Druckmedium 78 von
der Bilderzeugungsvorrichtung ausgegeben.
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Die
Reinigungsrolle 76 lädt
die Oberfläche der
photoleitenden Trommel 72, auf der das Tonerbild gebildet
wurde, so dass die Oberfläche
einem elektrischen Feld mit einer Polarität ausgesetzt wird, die jener
der restlichen Tonerpartikel auf der photoleitenden Trommel 72 entgegengesetzt
ist. Somit entfernt die Reinigungsrolle 76 die restlichen
Tonerpartikel auf der photoleitenden Trommel 72 und neutralisiert
die Oberfläche
der photoleitenden Trommel 72. Danach wird die Oberfläche der
photoleitenden Trommel 72 wieder gleichförmig durch
die Laderolle 75 aufgeladen.
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Die
photoleitende Trommel 72 fährt mit der Drehung weiter
fort, um die obengenannten elektrophotographischen Schritte zu wiederholen.
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(Betrieb des Resttonerindikators)
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5 ist
eine Querschnittsansicht des Tonerbehälters von 4.
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6 zeigt
die Funktion eines Dämpfers
gemäß der ersten
Ausführungsform.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht des
Tonerbehälters.
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Wenn
der Stab 12a des Tonerrührers 12 an seiner
untersten Position dreht, nimmt er die Position ein, die in 4 dargestellt
ist. Wenn der Stab 12a des Tonerrührers 12 zu seiner
höchsten
Position dreht, nimmt er die Position ein, die in 7 dargestellt
ist. Wenn sich der Stab 12a in dem Winkelbereich α befindet,
wie in 5 dargestellt ist, detektiert der Magnet detektierende
Sensor 15 den Magneten 3a.
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8 zeigt
einen Mechanismus, der den Tonerrührer in Drehung versetzt.
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Wenn,
wie in 8 dargestellt, das Zahnrad 21 durch die
Antriebsquelle, nicht dargestellt, zur Drehung angetrieben wird,
schiebt ein Fortsatz 20 an dem Zahnrad 21 den
radialen Abschnitt 12b derart an, dass der Tonerrührer in
eine Richtung dreht, die durch den Pfeil dargestellt ist.
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9A zeigt
das Positionsverhältnis
zwischen einem Zahnrad und dem Tonerrührer, wenn der Tonerbehälter 10 eine
ausreichende Menge an Toner enthält.
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Wenn
der Tonerbehälter 10 annähernd mit Toner
gefüllt
ist, schiebt der Fortsatz 20 den Stab 12 an, so
dass er gemeinsam mit dem Stab 12 dreht, bis der Stab 12a über seine
höchste
Position in dem Tonerbehälter 17 hinaus
dreht. Wenn der Stab seine höchste
Position erreicht, fällt
der Stab 12a plötzlich von
seiner höchsten
Position aufgrund seines Eigengewichts, landet und ruht aber auf
der Toneransammlung. In diesem Fall befindet sich der Stab 12a außerhalb
des Winkelbereichs α und
daher erzeugt der Magnet detektierende Sensor 15 keinen
Ausgang. Wenn das Zahnrad 21 dreht, kommt der Fortsatz 20 wieder
gegen den radialen Abschnitt 12b des Tonerrührers 12 zu
liegen, und schiebt diesen an, so dass er gemeinsam mit dem Zahnrad 20 dreht,
wodurch der Toner aufgerührt
wird. Wenn das Zahnrad 21 weiter dreht, läuft der
Stab 12a durch den Winkelbereich α mit derselben Geschwindigkeit
wie das Zahnrad, d.h., einer ziemlich hohen Geschwindigkeit. Daher
ist der Ausgang des Magnet detektierenden Sensors 15 von
kurzer Dauer und zeigt keinen "geringen
Tonerzustand" an.
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9B zeigt
das Positionsverhältnis
zwischen dem Zahnrad und dem Tonerrührer, wenn der Tonerbehälter nahezu
von Toner entleert ist.
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Wenn
der Tonerbehälter 10 nahezu
von Toner entleer ist, schiebt der Fortsatz 20 den Stab 12 an,
so dass dieser gemeinsam mit dem Stab 12 dreht, bis der
Stab 12a über
seine höchste
Position in dem Tonervorratsabschnitt 17 dreht. Wenn der
Stab seine höchste
Position erreicht, fällt
der Stab 12a plötzlich
von seiner höchsten
Position aufgrund seines Eigengewichts auf seine im Wesentlichen
tiefste Position.
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Wenn
daher der Tonerbehälter 10 nahezu von
Toner entleert ist, wird der Stab 12a, der aus seiner höchsten Position
herabgefallen ist, nicht einem sehr hohen Widerstand durch den Toner
ausgesetzt, und bewegt sich daher durch den Winkelbereich bei einer
hohen Geschwindigkeit. Der Stab 12a prallt jedoch gegen
den erhabenen Abschnitt 14a des Dämpfers 14.
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Der
erhabene Abschnitt 14a ist an dem rechten Seitenende des
Winkelbereichs α von 6 angeordnet.
Der Dämpfer 14 hat
eine bestimmte Steifigkeit und Elastizität, so dass der Stab 12a den
erhabenen Abschnitt 14a nicht überwinden kann, sondern zurückgestoßen wird.
Dadurch bleibt der Stab 12a innerhalb des Winkelbereichs α, bis er
von dem Fortsatz 20 des Zahnrades 21 angeschoben
wird. Mit anderen Worten, der Stab 12a bleibt für eine längere Zeitperiode
innerhalb des Winkelbereichs α,
wenn der Tonerbehälter 10 von
Toner entleert ist, als wenn der Tonerbehälter 10 eine große Menge
an Toner enthält.
Somit zeigt der Toner detektierende Sensor 15 den geringen
Tonerzustand an.
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Der
erhabene Abschnitt 14a des Dämpfers 14 hat eine
derartige Steifigkeit, dass der erhabene Abschnitt 14a den
Stab 12a zurückstößt, aber
flexibel nachgibt, so dass der Stab 12a den erhabenen Abschnitt 14a überwinden
kann, wenn der Fortsatz 20 des Zahnrades 21 den
radialen Abschnitt 12b anschiebt.
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10 ist
eine Querschnittsansicht eines Tonerbehälters gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht des
Tonerbehälters
von 10.
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Elemente,
die jenen der ersten Ausführungsform
gleich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und deren
Beschreibung wird unterlassen.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch einen anderen Dämpfer 24 gekennzeichnet,
der an einer inneren Bodenfläche
des Tonervorratsabschnitts 17 befestigt ist. Ein Basisabschnitt 24b ist
an der inneren Bodenfläche
des Tonervorratsabschnitts 17 durch einen Klebstoff befestigt.
Der Dämpfer 24 ist
aus demselben Material wie der Dämpfer 14 gebildet,
und weist dieselbe Struktur wie der Dämpfer 14 auf. Der Dämpfer 24 ist
so positioniert, dass sich ein erhabener Abschnitt 24 am
linken Ende des Winkelbereichs α befindet.
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Mit
anderen Worten, der erhabene Abschnitt 24a und der erhabene
Abschnitt 14a sind in Bezug auf eine vertikale Linie, die
durch die Welle 12c geht, symmetrisch, so dass die flache
Oberfläche
des erhabenen Abschnitts 14a der flachen Oberfläche des erhabenen
Abschnitts 24a gegenüberliegt
und im Wesentlichen zu dieser parallel ist. Der erhabene Abschnitt 24a ist
an einem stromauf liegenden Ende des Winkelbereichs α in Bezug
auf die Drehung des Tonerrührers
angeordnet, und der erhabene Abschnitt 14a ist an einem
stromab liegenden Ende des Winkelbereichs α in Bezug auf die Drehung des Tonerrührers angeordnet.
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(Betrieb der Dämpfer)
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12 zeigt
den Betrieb der Dämpfer 14 und 24.
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13 zeigt
den Betrieb des Dämpfers 24.
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14 zeigt
den Betrieb des Dämpfers 14.
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15, 16 und 17 zeigen
die Modifizierung des Dämpfers 24.
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Wenn
der Tonerbehälter 10 nahe
von Toner entleert ist, prallt der Stab 12a, der aufgrund
seines Eigengewichts herabgefallen ist, gegen den erhabenen Abschnitt 24a.
Der erhabene Abschnitt 24a gibt elastisch so nach, dass
der Stab 12a den erhabenen Abschnitt 24a überwindet
und sich über
den erhabenen Abschnitt 24a hinaus zu dem erhabenen Abschnitt 14a des
Dämpfers 14 bewegt.
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Der
Stab wird dann von dem erhabenen Abschnitt 14a in eine
Richtung, die durch einen Pfeil C dargestellt ist, zurückgestoßen und
prallt gegen den erhabenen Abschnitt 24a. Der Schlag, der
auf den erhabenen Abschnitt 24a durch den Stab 12a ausgeübt wird,
ist schwach, und daher gibt der erhabene Abschnitt 24a nicht
elastisch nach, sondern stößt den Stab 12a zurück. Dadurch
bleibt der Stab 12a innerhalb des Winkelbereichs α, so dass
der Ausgang des Toner detektierenden Sensors 15 von langer
Dauer ist (2), wodurch der geringe Tonerzustand
angezeigt wird.
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Die
Dämpfer 14 und 24 sind
aus einem Harzmaterial, wie Polyester, gebildet. Der erhabene Abschnitt 24a weist
eine geringere Steifigkeit auf, wenn der Stab 12a gegen
den erhabenen Abschnitt 24a in eine solche Richtung prallt,
dass der Dämpfer
geöffnet
wird (13), als wenn der Stab 12a gegen
den erhabenen Abschnitt 24a in eine solche Richtung prallt,
dass der Dämpfer
gefaltet wird (14).
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Unter
Bezugnahme auf 12 sind die Dämpfer 14 und 24 relativ
zueinander derart positioniert, dass, wenn der Stab 12a gegen
den erhabenen Abschnitt 24a prallt, der Abstand X zwischen
dem erhabenen Abschnitt 24a und dem erhabenen Abschnitt 14a viel
größer als
der Durchmesser des Stabes 12a ist. Wenn der Stab 12a den
erhabenen Abschnitt 24a in die B-Richtung überwindet, nimmt der erhabene
Abschnitt 24a schnell wieder seine ursprüngliche
Position nach dem elastischen Nachgeben ein. Wenn daher der Stab 12a in
die C-Richtung von 12 schwingt, überwindet
der Stab 12a den erhabenen Abschnitt 24a nicht.
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Zur
Erhöhung
der Steifigkeit des Dämpfers 47 in
die C-Richtung und zur Herabsetzung der Steifigkeit in die B-Richtung
kann ein Dämpfer 47 so
geformt sein, dass der Winkel γ zwischen
dem erhabenen Abschnitt 47a und dem Basisabschnitt 47b größer als
90 Grad ist, wie in 15 dargestellt ist.
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Als
Alternative kann ein Dämpfer 49 teilweise in
einem Abschnitt geschnitten sein, um den der Dämpfer 49 in einen
erhabenen Abschnitt 49a und einen Basisabschnitt 49b gebogen
wird, um einen Winkel von etwa 90 Grad zu bilden. Der Dämpfer 49 hat eine
geringere Steifigkeit, wenn der Stab 12a gegen den Dämpfer 49 in
die B-Richtung prallt, und eine größere Steifigkeit, wenn der
Stab 12a gegen den Dämpfer 49 in
die C-Richtung prallt. Somit wird der Dämpfer 49 schwer vom
Stab 12a überwunden, wenn
der Stab 12a gegen den Dämpfer 49 in die C-Richtung
prallt.
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Wie
in 17 dargestellt ist, kann der Dämpfer 49 so geformt
sein, dass der erhabene Abschnitt 49a des Dämpfers 49 konisch
verjüngt
ist, und der erhabene Abschnitt 49a einen Winkel θ, der größer als 90
Grad ist, mit dem Basisabschnitt 49b bildet. Auch in diesem
Fall hat der Dämpfer 49,
wie in 17 dargestellt ist, eine geringe
Steifigkeit, wenn der Stab 12a gegen den Dämpfer 49 in
die B-Richtung prallt, und eine große Steifigkeit, wenn der Stab 12a gegen den
Dämpfer 49 in
die C-Richtung prallt.
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Der
Dämpfer 14 kann
auch auf dieselbe Weise modifiziert sein, wie in 15 bis 16 dargestellt
ist.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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18 ist
eine perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht,
die einen Tonerbehälter
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt.
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19 zeigt
Dämpfer,
von oben betrachtet, gemäß der zweiten
Ausführungsform.
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Elemente,
die jenen der ersten Ausführungsform
gleich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und deren
Beschreibung wird unterlassen.
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Ein
Dämpfer 34 ist
wie in 19 dargestellt positioniert,
so dass die flache Oberfläche
des erhabenen Abschnitts 34a in einer Ebene mit einem Winkel β zu einer
Ebene liegt, in der der erhabene Abschnitt 14a liegt, oder
einer vertikalen Ebene, die durch die Welle 12c geht.
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Die
Dämpfer 14 und 34 sind
relativ zueinander so positioniert, dass, wenn der Stab 12a gegen den
erhabenen Abschnitt 34a prallt, der Abstand X zwischen
dem erhabenen Abschnitt 34a und dem erhabenen Abschnitt 14a viel
größer als
der Durchmesser des Stabes 12a ist. Es wird sichergestellt,
dass der Abstand X in dem Winkelbereich α von 1 liegt.
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Wenn
der Tonerbehälter 10 nahezu
von Toner entleert ist, wenn der Stab 12a aufgrund seines Eigengewichts
von seiner höchsten
Position herabfällt,
schwingt der Stab 12a zunächst in die B-Richtung und prallt
gegen den erhabenen Abschnitt 34a an einem Eckabschnitt 34b und
dann zunehmend über
den gesamten erhabenen Abschnitt 34a. Wenn der Stab 12a gegen
den Eckabschnitt 34b prallt, ist die Steifigkeit gering
und nimmt allmählich
zu, während
der Stab 12a gegen den gesamten erhabenen Abschnitt 34a prallt.
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Selbst
wenn daher der Stab 12 eine geringe kinetische Energie
hat, wenn er gegen den Eckabschnitt 34b prallt, wird der
Stab 12a von dem erhabenen Abschnitt 34b nicht
zurückgestoßen, sondern überwindet
den erhabenen Abschnitt 34b in den Winkelbereich α, so dass
der geringe Tonerzustand zuverlässig
detektiert wird.
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Dritte Ausführungsform
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Elemente,
die jenen in der ersten und zweiten Ausführungsform gleich sind, sind
mit denselben Bezugszeichen versehen, und deren Beschreibung wird
unterlassen.
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20 ist
eine perspektivische Ansicht mit einer Teilquerschnittsansicht eines
Tonerbehälters gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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21 zeigt
Dämpfer
gemäß der dritten Ausführungsform.
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22 ist
eine perspektivische Ansicht des Dämpfers.
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Ein
Dämpfer 44 enthält einen
erhabenen Abschnitt 44a und einen Basisabschnitt 44b.
Der Dämpfer 44 ist,
wie in 21 dargestellt, so positioniert, dass
die flache Oberfläche
des erhabenen Abschnitts 44a in einer Ebene mit einem Winkel β zu einer
Ebene liegt, in der der erhabene Abschnitt 14a liegt, oder
einer vertikalen Ebene, die durch die Welle 12c geht. Der
erhabene Abschnitt 44a ist durch Schlitze in eine Vielzahl
von Fingern f1 bis fn geteilt. Die Finger haben Breiten b1, b2,
b3, ... bn, die gleich oder verschieden sein können.
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Wenn
der Tonerbehälter 10 nahezu
von Toner entleert ist, wenn der Stab 12a in die B-Richtung schwingt,
prallt der Stab 12a gegen einen Eckabschnitt 44b des
erhabenen Abschnitts 44a und schwingt dann weiter zu dem
Dämpfer 14,
während er
die Finger zunehmend überwindet.
Der Stab 12a empfängt
zunehmend größere Rückstoßkräfte b1,
b1 + b2, b1 + b2 + b3, b1 + b2 + b3 + b4, ..., b1 + b2 + ......
+ bn.
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Selbst
wenn der Stab 12a eine geringe kinetische Energie hat,
wenn er gegen den Eckabschnitt 44b prallt, wird der Stab 12a somit
nicht von dem Eckabschnitt 44b zurückgestoßen, sondern überwindet
den Eckabschnitt 44b zu dem erhabenen Abschnitt 14.
Der Stab 12a prallt dann gegen den Dämpfer 14 und wird
zu dem erhabenen Abschnitt 44a zurückgestoßen. Der erhabene Abschnitt 44a stößt den Stab 12a so
zurück,
dass der Stab 12a in dem Winkelbereich von 10 bleiben
kann. Auf diese Weise kann der geringe Tonerzustand zuverlässig detektiert
werden.
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In
der ersten bis dritten Ausführungsform sind
die Dämpfer
aus einem Harzmaterial, wie Polyester, gebildet, und sind an der
Innenfläche
des Tonervorratsabschnitts 17 durch einen Klebstoff befestigt.
Die Dämpfer
können
jede Art von Verzögerungselement
sein, vorausgesetzt, dass, wenn der Stab 12a schwingt,
um gegen den Eckabschnitt 44b zu prallen, die Drehung des
Tonerrührers 12 verzögert wird.
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23A und 23b sind
Seitenansichten, die eine Modifizierung des Dämpfers zeigen.
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24 ist
eine Querschnittsansicht, die eine andere Modifizierung des Dämpfers zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 23A und 23B ist
ein Verzögerungselement 51 eine
Flachfeder, die aus einem flexiblen Metallmaterialelement gebildet
ist. Das Verzögerungselement 51 ist
an der Innenfläche
des Tonervorratsabschnitts 17 gebildet. Wie in 23A und 23B dargestellt
ist, wenn der Stab 12a gegen einen gefalteten Abschnitt
des Verzögerungselements 51 prallt,
bewirkt der Stab 12a, dass das Verzögerungselement 51 zu
einer flacheren Form deformiert wird. Die Deformierung des Verzögerungselements 51 absorbiert
die kinetische Energie, wenn der Stab 12a gegen das Verzögerungselement 51 prallt.
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Unter
Bezugnahme auf 24 können Fortsätze 63 und 64 an
der Innenfläche
des Tonervorratsabschnitts 17 gebildet sein, so dass die
Fortsätze 63 und 64 als
Verzögerungselement
dienen. Der radiale Abschnitt 12b des Tonerrührers 12 hat
ein filmartiges Element, das gegen die Fortsätze 63 und 64 prallt, wodurch
er in seiner Schwingbewegung verzögert wird.
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Nach
dieser Beschreibung der Erfindung ist offensichtlich, dass sie auf
viele Weisen variiert werden kann.