УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ ТОНЕРА В ТОНЕР-КАРТРИДЖ
DEVICE FOR AUTOMATIC TONER SUPPLY TO TONER CARTRIDGE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для автоматической подачи тонера в тонер-картридж лазерного принтера или копировальной машины, а именно к автоматическому устройству подачи тонера, в котором тонер автоматически подается с использованием надувного баллона, расширяющегося или сжимающегося при подаче или выпуске из него воздуха для выталкивания тонера в картридж или добавления тонера сверху в нижнюю часть, и в случае определения датчиком окончания тонера отсутствия тонера, контроллер изменяет объем надувного баллона, подавая или выпуская воздух из него заданное число раз.
Предшествующий уровень техники
Главным образом, копировальные машины и лазерные принтеры обеспечивают копирование или печать с помощью тонеров порошкового типа. При этом, как правило, используется картридж, в котором фотобарабан выполнен совместно с заправочным бункером тонера. Также, большинство картриджей, содержащих тонер, являются одноразовыми, имеют высокую стоимость и не обеспечивают возможности заправки тонера. Поэтому, когда заканчивается тонер, находившийся в картридже, картридж необходимо заменять на новый. Из-за этого стоимость технического обслуживания достаточно высока, и затраты на материалы также значительно высоки. Поэтому крайне необходимо автоматическое устройство заправки картриджа с возможностью определения остатка тонера, не требующее вытаскивания картриджа из основного корпуса для заправки недостающего тонера.
В устройстве заправки тонера, известном из уровня техники, для черно-белой печати черный тонер подается только за счет вращения червячного вала. Из-за этого тонер может подаваться недостаточно плавно при таком вращении червячного вала, а также невозможно определить остаточное количество тонера в картридже. К тому же, тонер может быть чрезмерно заправлен и высыпаться. Также, в этом устройстве заправки тонера, известном из уровня техники, в котором сложно определить отсутствие тонера в заправочном бункере тонера, необходимо постоянно проверять заправочный бункер тонера.
Также, в патентной заявке KR 10-0980385 «Автоматический заправщик тонер-картриджа лазерного принтера» этого же заявителя имеется недостаток, связанный со сложностью 100%-й заправки тонера из-за того, что для заправки используется только воздух.
Раскрытие изобретения
Техническая задача
Целью настоящего изобретения является обеспечение устройства для автоматической подачи тонера в тонер-картридж лазерного принтера или копировальной машины, в котором тонер заправляется в картридж без извлечения картриджа из корпуса, а при недостатке тонера, что обнаруживается с помощью датчика окончания тонера, воздух многократно подается или выпускается из надувного баллона такое число раз, которое заранее задано в блоке управления, для подачи тонера за счет изменения объема надувного баллона, то есть надувной баллон здесь выступает в роли поршня, а воздух также дополнительно подается в нижнюю часть направляющего устройства, способствуя пополнению тонера, затем, после того, как нагнетание или выпуск воздуха заданное число раз завершено, следует операция остановки, в результате чего в тонер-картридже всегда может поддерживаться необходимое количество тонера.
Техническое решение
По настоящему изобретению обеспечивается автоматическое устройство подачи тонера для автоматической подачи тонера в тонер-картридж, включающее: контейнер для хранения тонера, служащий для хранения тонера с возможностью его пополнения;
внешний контейнер, служащий для размещения в нем контейнера для хранения тонера;
блок подачи тонера, служащий для подачи тонера, находящегося в контейнере для хранения тонера, в тонер-картридж; и трубку подачи тонера, соединенную с нижней частью контейнера для хранения тонера для подачи тонера в тонер-картридж с помощью блока подачи тонера.
Блок подачи тонера может включать: надувной баллон, сжимающийся или разжимающийся при подаче или выпуске из него воздуха для выталкивания нижней части тонера в направлении картриджа или добавления верхней части тонера в нижнюю часть тонера; воздушный насос для нагнетания воздуха в надувной баллон; воздушную трубку, соединяющую надувной баллон с воздушным насосом; и блок управления для получения сигнала от тонер-картриджа, где блок управления содержит контроллер, управляющий блоком подачи тонера.
Внешний контейнер может включать корпус, формирующий каркас внешнего контейнера, крышку для открытия и закрытия верхней части внешнего контейнера и опору для поддерживания корпуса.
Контейнер для хранения тонера может включать главный корпус для хранения большей части тонера и направляющее устройство, присоединенное к нижней части главного корпуса и внутри которого расположен надувной баллон, при этом нижняя часть направляющего устройства выполнена в виде конуса, угол которого не превышает угла трения тонера для свободного перемещения тонера вниз, а верхняя часть выполнена цилиндрической и служит для подачи тонера, находящегося снизу надувного баллона при расширении надувного баллона.
Отверстие нагнетания воздуха, через которое нагнетается часть воздуха, выходящего из воздушного насоса, и трубка нагнетания воздуха, ответвленная от выходной стороны воздушной трубки воздушного насоса и соединенная с отверстием нагнетания воздуха, могут быть расположены в нижней части направляющего устройства, а электрический клапан может быть расположен в трубке нагнетания воздуха для подачи тонера в тонер-картридж под действием давления воздуха, генерируемого воздухом, нагнетаемым в нижнюю часть контейнера для хранения тонера при расширении надувного баллона, при этом электрический клапан может открываться и закрываться по сигналу от контроллера.
Заправочное отверстие, через которое заправляется тонер, и ручка, служащая для открытия крышки и вытаскивания контейнера для хранения тонера, расположены на верхней части главного корпуса, а выходное отверстие тонера, через которое тонер подается в тонер-картридж, выполнено в нижней части направляющего устройства.
Главный корпус контейнера для хранения тонера может быть заменен новым главным корпусом, когда тонер выпущен и подлежит пополнению, для чего нижняя часть главного корпуса и верхняя часть направляющего устройства свинчены друг с другом по резьбе, и имеется пробка для предотвращения высыпания тонера, расположенная на нижнем конце главного корпуса, и когда главный корпус свинчен с направляющим устройством, пробку главного корпуса поднимают для выпуска тонера из главного корпуса.
Регулирующий клапан может содержать трехходовой клапан для нагнетания воздуха в надувной баллон или для выпуска воздуха из надувного баллона по сигналу от контроллера.
Надувной баллон может многократно расширяться и сжиматься такое число раз, которое предварительно введено в контроллер, для подачи тонера в тонер-картридж.
С помощью этого устройства для автоматической подачи тонера в тонер-картридж могут достигаться цели настоящего изобретения.
Преимущества
В устройстве для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению, когда картридж лазерного принтера или копировальной машины автоматически заправляется тонером без извлечения картриджа из корпуса, обеспечивается преимущество в том, что недостающее количество тонера может быть пополнено заправкой без вытаскивания картриджа из корпуса. Также, при главном способе подачи тонера с использованием изменения объема надувного баллона, вероятность выхода из строя устройства подачи тонера может быть значительно снижена. К тому же, при использовании датчика окончания тонера предотвращаются перебои подачи тонера, что обеспечивает стабильную печать.
Краткое описание фигур чертежей
Фиг.1 - вид спереди устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.2 - схематичный вид, иллюстрирующий блок подачи тонера устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.3 - схематичный вид, иллюстрирующий контейнер для хранения тонера устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.4 - схематичный вид, иллюстрирующий главный корпус и направляющее устройство, отделенные от контейнера для хранения тонера, устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.5 - схематичный вид, иллюстрирующий внешний контейнер устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.6 - виды, подробно иллюстрирующие главный корпус внешнего контейнера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.7 - виды, подробно иллюстрирующие верхнюю часть внешнего контейнера устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.8 - виды, подробно иллюстрирующие верхнюю крышку устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.9 - вид спереди устройства подачи цветного тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.10 - вид сверху устройства подачи цветного тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению.
Фиг.11 - схема линий трубопроводов, иллюстрирующая устройство подачи цветного тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению.
Варианты осуществления изобретения
До начала подробного описания настоящего изобретения отметим, что подробное описание известных функций и элементов будет опущено, чтобы не усложнять понимание предмета настоящего изобретения.
Также, далее, последующие термины используются в настоящем описании с точки зрения их функций, и они могут варьироваться с точки зрения пользователя или техника при использовании устройства. Поэтому каждое определение должно быть сделано на базе всего содержания настоящего описания, в котором раскрывается «Устройство для автоматической подачи тонера в тонер-картридж».
Здесь обеспечивается автоматическое устройство подачи тонера А для автоматической подачи тонера в тонер-картридж лазерного принтера или копировальной машины.
Автоматическое устройство подачи тонера А для подачи только черного тонера, используемое для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, включает: контейнер для хранения тонера 1, служащий для хранения тонера с возможностью его пополнения; внешний контейнер 2, служащий для размещения в нем контейнера для хранения тонера 1; блок подачи тонера 3, служащий для подачи тонера, находящегося в контейнере для хранения тонера 1, в тонер-картридж 5; и трубку подачи тонера 4, соединенную с нижней частью контейнера для хранения тонера 1 для подачи тонера в тонер-картридж 5 с помощью блока подачи тонера 3.
Блок подачи тонера 3 включает: надувной баллон 31, сжимающийся или разжимающийся при подаче или выпуске из него воздуха для выталкивания нижней части тонера или добавления верхней части тонера в нижнюю часть тонера; воздушный насос 32 для нагнетания воздуха в надувной баллон 31; воздушную трубку 33, соединяющую надувной баллон 31 с воздушным насосом 32; регулирующий клапан 34, расположенный в воздушной трубке 33 для подачи воздуха, выходящего из воздушного насоса 32, в надувной баллон 31 или для выпуска воздуха из надувного баллона 31; и блок управления 35, служащий для получения сигнала от тонер-картриджа 5 и включающий контроллер 351 для управления воздушным насосом 32 и регулирующим клапаном 34.
Регулирующий клапан 34 может быть выполнен в виде трехходового клапана. Также, регулирующий клапан 34 имеет конструкцию, позволяющую нагнетать воздух в надувной баллон 31 или выпускать воздух из надувного баллона 31 по сигналу от контроллера 351. Также, датчик окончания тонера 51 обеспечивается в тонер-картридже 5. Таким образом, когда обнаруживается недостаточное количество тонера, надувной баллон 31 может многократно сжиматься и расширяться такое число раз, которое предварительно введено контроллер 351, для подачи тонера в тонер-картридж 5.
Также, отверстие нагнетания воздуха 123, через которое нагнетается часть воздуха из воздушного насоса 32, выполнено в нижней части направляющего устройства 12. Дополнительно, трубка нагнетания воздуха 331, ответвленная от выходной стороны воздушной трубки 33 воздушного насоса 32 и соединенная с отверстием нагнетания воздуха 123, расположенным в нижней части направляющего устройства 12. Электрический клапан 3311 расположен в трубке 331 нагнетания воздуха для подачи тонера в тонер-картридж 5 под действием давления воздуха, генерируемого воздухом, нагнетаемым в нижнюю часть контейнера для хранения тонера 1 при расширении надувного баллона 31. Электрический клапан 3311 открывается и закрывается по сигналу от контроллера 351.
Внешний контейнер 2 включает корпус 21, формирующий его каркас, крышку 22, служащую для открытия и закрытия его верхней части, и опору 23 для поддерживания корпуса 21.
Контейнер для хранения тонера 1 включает главный корпус 11 для хранения большей части тонера и направляющее устройство 12, которое присоединено к нижней части главного корпуса 11 и внутри которого расположен надувной баллон 31. Нижняя часть направляющего устройства 12 выполнена в виде конуса 121, угол которого не превышает угла трения тонера для свободного перемещения тонера вниз, а верхняя часть выполнена цилиндрической. За счет этого тонер, находящийся снизу надувного баллона 31, может подаваться через направляющее устройство 12 при расширении надувного баллона 31.
Заправочное отверстие 111, через которое может заправляться тонер, выполнено в верхней части главного корпуса 11. Дополнительно, ручка 112, служащая для открытия крышки 22 для вытаскивания контейнера для хранения тонера 1, расположена на верхней части главного корпуса 11.
Выходное отверстие тонера 122, через которое тонер подается в тонер-картридж 5, выполнено в нижней части направляющего устройства 12.
Главный корпус 11 контейнера для хранения тонера 1 может быть заменен новым главным корпусом 11, когда тонер выпущен и подлежит пополнению. Для этого нижняя часть главного корпуса 11 может быть соединена с верхней частью направляющего устройства 12 свинчиванием по резьбе. Пробку 113, служащую для предотвращения высыпания тонера, располагают на нижнем конце главного корпуса 11. Когда главный корпус 11 свинчивают с направляющим устройством 12, пробку 113 главного корпуса 11 поднимают для выпуска тонера из главного корпуса 11.
Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг.1 показан вид спереди устройства подачи тонера для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.2 показан схематичный вид, иллюстрирующий блок подачи тонера устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.3 показан схематичный вид, иллюстрирующий контейнер для хранения тонера устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.4 показан схематичный вид, иллюстрирующий главный корпус и направляющее устройство, отделенные от контейнера для хранения тонера, устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.5 показан схематичный вид, иллюстрирующий внешний контейнер устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.6 показаны виды, подробно иллюстрирующие главный корпус внешнего контейнера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.7 показаны виды, подробно иллюстрирующие верхнюю часть внешнего контейнера устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.8 показаны виды, подробно иллюстрирующие верхнюю крышку устройства подачи тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в черно-белый тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.9 показан вид спереди устройства подачи цветного тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению, на фиг.10 показан вид сверху устройства подачи цветного тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению, и на фиг.11 показана схема линий трубопроводов, иллюстрирующая устройство подачи цветного тонера в соответствии с устройством для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению.
Как показано на фиг.1 и 2, автоматическое устройство подачи тонера А для подачи только черного тонера, используемое для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, включает: контейнер для хранения тонера 1, служащий для хранения тонера с возможностью его пополнения; внешний контейнер 2, служащий для размещения в нем контейнера для хранения тонера 1; блок подачи тонера 3, служащий для подачи тонера, находящегося в контейнере для хранения тонера 1, в тонер-картридж 5; и трубку подачи тонера 4, соединенную с нижней частью контейнера для хранения тонера 1 для подачи тонера в тонер-картридж 5 с помощью блока подачи тонера 3.
Блок подачи тонера 3 включает: надувной баллон 31, сжимающийся или разжимающийся при подаче или выпуске из него воздуха для выталкивания нижней части тонера или добавления верхней части тонера в нижнюю часть тонера; воздушный насос 32 для нагнетания воздуха в надувной баллон 31; воздушную трубку 33, соединяющую надувной баллон 31 с воздушным насосом 32; и блок управления 35 для получения сигнала от тонер-картриджа 5, при этом блок управления 35 содержит контроллер 351, управляющий воздушным насосом 32 и регулирующим клапаном 34. Обратный клапан 333 установлен в воздушной трубке 33 для предотвращения протекания воздуха в обратном направлении при остановке воздушного насоса 32. Также, соединительный переходник 332 может быть установлен на воздушной трубке 33 для легкого соединения воздушной трубки 33 с надувным баллоном 31.
Надувной баллон 31 выполнен из специальной силиконовой резины, которая не стареет и не рвется даже при многочисленном расширении и сжатии надувного баллона 31.
Регулирующий клапан 34 может быть выполнен в виде трехходового клапана. Также, регулирующий клапан 34 имеет конструкцию, позволяющую нагнетать воздух в надувной баллон 31 или выпускать воздух из надувного баллона 31 по сигналу от контроллера 351. При нагнетании воздуха в надувной баллон 31, выпускной канал закрывается. Также, при сжатии надувного баллона 31 выпускной канал открывается наружу, чтобы воздух выпускался наружу.
Датчик окончания тонера 51 обеспечен в тонер-картридже 5. Таким образом, когда обнаруживается недостаточное количество тонера, надувной баллон 31 может многократно сжиматься и расширяться такое число раз, которое предварительно введено в контроллер 351, для подачи тонера в тонер-картридж 5.
Здесь имеется трубка нагнетания воздуха 331, ответвленная от выходной стороны воздушной трубки 33 и соединенная с отверстием нагнетания воздуха 123. Электрический клапан 3311 расположен в трубке нагнетания воздуха 331 для подачи тонера в тонер-картридж 5 под действием давления воздуха, генерируемого воздухом, нагнетаемым в нижнюю часть контейнера для хранения тонера 1 при расширении надувного баллона 31. Электрический клапан 3311 открывается и закрывается по сигналу от контроллера 351. Также, соединительный переходник 332 может быть установлен на воздушной трубке 33 для легкого соединения воздушной трубки 33 с надувным баллоном 31.
Блок управления 35 может включать такие элементы управления, как контроллер 351, служащий для управления воздушным насосом и регулирующим клапаном 34, выключатель 352 для подачи питания к блоку подачи тонера 3, кнопку управления 355, индикаторную лампочку состояния 353 и цепь управления 354. Так как конструкции блока управления 35 широко известны, его подробное описание будет опущено.
За счет этого, когда датчик окончания тонера 51 определяет недостаточное количество тонера в тонер-картридже 5, индикаторная лампочка состояния отображает низкое количество тонера, и автоматически срабатывает блок подачи тонера. Если датчик окончания тонера 51 не установлен в тонер-картридже 5, то когда детектируется недостаточное количество тонера по дефектам печати на бумаге, необходимо нажать кнопку управления 355, расположенную на блоке подачи тонера 3, для инициирования многократного расширения и сжатия надувного баллона 31 такое число раз (обычно 5-6 раз), которое предварительно введено в контроллер 351, тем самым подавая тонер из контейнера для хранения тонера 1 в тонер-картридж 5 через трубку подачи тонера 4. Однако настоящее изобретение не ограничено такой автоматической подачей тонера или подачей тонера за счет нажатия кнопки управления 355.
В соответствии с ключевыми аспектами настоящего изобретения, надувной баллон 31 многократно расширяется и сжимается для выталкивания тонера в тонер-картридж из-за изменения объема при таком расширении и сжатии подобно поршню внутри цилиндра, при этом выполняется поступление тонера в направляющее устройство 12, а воздух нагнетается за счет действия воздушного насоса 32 для расширения надувного баллона 31, за счет чего тонер подается в тонер-картридж 5. Также, когда осуществлено расширение, открывается клапан регулирующего клапана 34 для выпуска воздуха наружу и сжатия. Также, сжатие надувного баллона 31 производится для того, чтобы тонер, расположенный выше него, т.е. верхний тонер, мог пополнить тонер, расположенный ниже надувного баллона, т.е. нижний тонер. Затем, вышеописанные операции выполняются многократно заданное число раз (обычно 5-6 раз). Здесь, число повторения операций, задействование воздушного насоса 32 и время его остановки, а также время открывания клапана и т.п., могут задаваться на базе предварительных экспериментов с последующим введением полученных данных в контроллер 351. В результате, устройство подачи тонера может работать с использованием введенных данных.
Электрический клапан 3311, расположенный в трубке нагнетания воздуха 331 для способствования нагнетанию воздуха, открывается для нагнетания воздуха в направляющее устройство 12. Здесь, поскольку воздух нагнетается в направляющее устройство 12 в состоянии, когда верхняя часть тонер-картриджа 5 блокирована надувным баллоном 31, тонер может легко подаваться в тонер-картридж 5.
Когда трубка подачи тонера 4 имеет большую длину, около 50 см и более, то достаточно трудно подать тонер полностью за счет только расширения надувного баллона 31. Поэтому, когда воздух дополнительно нагнетается в направляющее устройство 12 через трубку нагнетания воздуха 331, когда надувной баллон 31 расширен, то даже при длине трубки подачи тонера 4 около 100 см тонер может нормально подаваться. Это подтверждалось серией проведенных экспериментов.
Как показано на фиг.3 и 4, контейнер для хранения тонера 1, используемый для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, включает главный корпус 11 для хранения большей части тонера и направляющее устройство 12, которое присоединено к нижней части главного корпуса 11 и внутри которого расположен надувной баллон 31. Здесь, направляющее устройство 12 имеет нижнюю часть в виде конуса 121, угол которого не превышает угла трения тонера для свободного перемещения тонера вниз, а верхняя часть выполнена цилиндрической. За счет этого, нижний тонер, находящийся снизу надувного баллона 31, может подаваться через направляющее устройство 12 при расширении надувного баллона 31.
Заправочное отверстие 111, через которое может заправляться тонер, выполнено в верхней части главного корпуса 11. Дополнительно, ручка 112, служащая для открытия крышки 22 для вытаскивания контейнера для хранения тонера, также расположена на верхней части главного корпуса 11.
Элемент присоединения направляющего устройства 115, соединяемый с направляющим устройством 12, выполнен на нижней части главного корпуса 11. Внешняя поверхность элемента присоединения направляющего устройства 115 может быть выполнена с резьбой. Альтернативно, элемент присоединения направляющего устройства 115 может также иметь цилиндрическую форму, и на нем может выполняться кольцевая канавка для вставки в нее уплотнительного кольца, когда элемент присоединения направляющего устройства 115 вставляется в направляющее устройство по направлению вниз непосредственно.
Выходное отверстие тонера 122, через которое тонер подается в тонер-картридж 5, выполнено в нижней части направляющего устройства 12.
Элемент присоединения главного корпуса 125, соединяемый с главным корпусом 11, выполнен на верхней части направляющего устройства 12. Резьба или уплотнительное кольцо может располагаться на внутренней поверхности элемента присоединения главного корпуса 125. За счет этого главный корпус 11 может быть свинчен с элементом присоединения главного корпуса 125, или главный корпус 11 может быть вставлен в него по направлению вниз, тем самым соединяясь с элементом присоединения главного корпуса 125.
Главный корпус 1 контейнера для хранения тонера 1 может быть заменен новым главным корпусом, когда весь тонер из него выпущен и подлежит пополнению. Нижняя часть главного корпуса 11 может быть свинчена, при этом с верхней частью направляющего устройства. Альтернативно, уплотнительное кольцо может располагаться внутри элемента присоединения главного корпуса 125 направляющего устройства 12 для предотвращения высыпания тонера с помощью такого уплотнительного кольца при вставке элемента присоединения направляющего устройства 115.
Пробка 113, служащая для предотвращения высыпания тонера, установлена на нижнем конце главного корпуса 11. При этом, когда главный корпус 11 свинчивают или вставляют, толкая по направлению вниз, пробка 113 главного корпуса 11 может быть закрыта для предотвращения высыпания тонера из главного корпуса 11.
Когда направляющее устройство 12 и главный корпус 11 соединены друг с другом, пробка 113 главного корпуса 11 может быть открыта за счет использования способа, согласно которому используют согласующий элемент с пробкой 113, вставленный в элемент присоединения направляющего устройства 115 главного корпуса 11, который приподнимает пробку 113 под действием силы упругости пружины, прикрепленной к направляющему устройству 12.
Отверстие нагнетания воздуха 123, через которое нагнетается часть воздуха из воздушного насоса 32, выполнено в нижней части направляющего устройства 12. Дополнительно, трубка нагнетания воздуха 331 ответвлена от выходной стороны воздушной трубки 33 воздушного насоса 32 и соединена с отверстием нагнетания воздуха 123.
Два вставных выступа 114, вставляемых в корпус 21 внешнего контейнера 2 в определенном направлении, расположены симметрично и вытянуты в продольном направлении па контейнере для хранения тонера 1. Опорная планка 124 в качестве опоры для восприятия части нагрузки от контейнера для хранения тонера расположена на нижней части контейнере для хранения тонера 1. Опорная планка 124 может быть размещена на выступающем участке основного корпуса 211 для восприятия этой нагрузки вместе с отверстием нижней усиливающей шайбы 21112.
Однако в конструкции, в которой главный корпус 11 контейнера для хранения тонера 1 и направляющее устройство свинчены друг с другом, не требуются такие элементы как вставные выступы 114 или направляющие выступы 2122.
Как показано на фиг.5, внешний контейнер для подачи черного тонера, используемый для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, включает корпус 21, формирующий его каркас, крышку 22 для открытия и закрытия его верхней части и опору 23 для поддерживания корпуса 21.
Корпус 21 включает основной корпус 211, вставленный по посадке в контейнер для хранения тонера 1 и включающий блок подачи тонера 3 внутри него и верхний корпус 212, на котором помещена крышка 22 и который соединен с основным корпусом 211.
Как показано на фиг.6, основной корпус 211 для подачи только черного тонера, используемый для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, может быть изготовлен литьем под давлением. Также основной корпус 211 может состоять из двух соединенных друг с другом частей. Т.е. основной корпус 211 может разделяться по линии сечения А-А' (красная линия).
Для упрощения изготовления основного корпуса 211 литьем под давлением основной корпус 211 может быть разделен по двум сечениям. Здесь, раздельные части основного корпуса 211 могут быть усилены использованием ребер усиления. Также, поскольку основной корпус 211 разделен на две части, то в него легко устанавливать элементы управления.
Разделенные по двум сечениям части основного корпуса 211 могут соединяться друг с другом при вставке основного корпуса 211 за одно движение.
Нижняя усиливающая шайба 2111 предназначена для посадки конуса 121, расположенного на нижней части контейнера для хранения тонера 1, верхняя усиливающая шайба служит для направления контейнера для хранения тонера 1 при его вставке, а ребро усиления 2113, расположенное в основном корпусе 211, служит для усиления основного корпуса 211.
Первое и второе смотровые окна 213 и 214 для проверки состояния блока подачи тонера 3, расположенного внутри основного корпуса 211 и в нижней части контейнера для хранения тонера 1, расположены на внешнем участке основного корпуса 211.
Нижняя усиливающая шайба 2111 может состоять из двух шайб. Вертикальный усиливающий каркас 21111 для усиления располагают между этими двумя шайбами.
Отверстие нижней усиливающей шайбы 21112, в которое вставляется контейнер для хранения тонера 1, выполнено в нижней усиливающей шайбе 2111.
В отверстии нижней усиливающей шайбы 21112 сформирован конус 121, диаметр которого постепенно уменьшается по направлению вниз, который соответствует конусу направляющего устройства 12 контейнера для хранения тонера 1, имеющего форму воронки (форму перевернутого конуса). Также, поскольку эти две шайбы имеют различные размеры отверстий, то угол наклона конуса 121 должен быть равным углу конуса отверстия нижней усиливающей шайбы 21112, чтобы усилие прилагалось равномерно к контейнеру для хранения тонера 1 и чтобы контейнер для хранения тонера 1 был точно посажен в эти две шайбы.
Верхняя усиливающая шайба 2112 может состоять из двух шайб. Вертикальный усиливающий каркас 21121 для усиления расположен между двумя этими шайбами. Отверстие верхней усиливающей шайбы 21122, в которое вставляется по посадке контейнер для хранения тонера 1, и направляющий паз 21123, с помощью которого контейнер для хранения тонера 1 вставляется в заданном направлении, выполнены в верхней усиливающей шайбе 2112.
Однако в конструкции, в которой главный корпус 11 контейнера для хранения тонера 1 и направляющее устройство 12 свинчены друг с другом, направляющий паз 21123 не требуется.
Как показано на фиг.7, верхний корпус 212 для подачи только черного тонера, используемый для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, вставляется в посадочные выступы верхнего корпуса 2116 основного корпуса 211 для вставки в него контейнера для хранения тонера 1.
Верхний корпус 212 включает отверстие верхнего корпуса 2121, в которое вставляется контейнер для хранения тонера 1, направляющий выступ 2122, вставляемый в заданном направлении при вставке контейнера для хранения тонера 1 в отверстие верхнего корпуса 2121, и элемент присоединения основного корпуса 2125, выполненный на части посадки крышки 2123, на которую помещается крышка 22, а также посадочные выступы верхнего корпуса 2126 основного корпуса 211.
Когда вставной выступ 114 контейнера для хранения тонера вставляется в направляющий выступ 2122, а затем контейнер для хранения тонера 1 вставляется вниз, направляющий выступ 2122 может направлять вставку контейнера для хранения тонера 1.
С другой стороны, в конструкции, в которой главный корпус 11 контейнера для хранения тонера 1 и направляющее устройство 12 свинчены друг с другом, не требуются такие элементы, как вставной выступ 114 или направляющий выступ 2122.
Как показано на фиг.8, крышка 22 устройства для подачи только черного тонера, используемого для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, включает два симметричных захватных паза 221, используемых для открывания крышки 22. Вставной элемент верхнего корпуса 223 плотно посажен в части посадки крышки 2123 верхнего корпуса 212 для формирования зазора 222.
Как показано на фиг.9 и 10, здесь обеспечивается устройство автоматической подачи тонера А для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж лазерного принтера или копировальной машины.
Это устройство автоматической подачи тонера А для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж включает: контейнер для хранения черного тонера 1а, служащий для хранения черного тонера с возможностью его пополнения; контейнер для хранения красного тонера 1b, служащий для хранения красного тонера с возможностью его пополнения; контейнер для хранения синего тонера 1с, служащий для хранения синего тонера с возможностью его пополнения; контейнер для хранения желтого тонера 1d, служащий для хранения желтого тонера с возможностью его пополнения; внешний контейнер 2, служащий для размещения в нем контейнера для хранения черного тонера 1а, контейнера для хранения красного тонера 1b, контейнера для хранения синего тонера 1с и контейнера для хранения желтого тонера 1d; блок подачи тонера 3, служащий для подачи тонера из контейнера для хранения черного тонера 1а, контейнера для хранения красного тонера 1b, контейнера для хранения синего тонера 1с и контейнера для хранения желтого тонера 1d, в черный, красный, синий и желтый тонер-картриджи 5а, 5b, 5с и 5d соответственно; и трубку подачи тонера 4, соединенную с нижними частями контейнеров для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1а, 1b, 1с и 1d, для подачи черного, красного, синего и желтого тонера в черный, красный, синий и желтый тонер-картриджи 5а, 5b, 5с и 5d, соответственно, с помощью блока подачи тонера 3.
Блок подачи тонера 3 включает: надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d, выполненные с возможностью расширения или сжатия при подаче или выпуске из них воздуха для выталкивания тонера в картриджи или добавления верхней части тонера в нижнюю часть тонера; воздушный насос 32 для нагнетания воздуха в надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d; воздушную трубку 33, соединяющую надувные баллоны 31а, 31b, 31с, 31d с воздушным насосом 32; блок управления 35, содержащий контроллер 351, для получения сигналов от черного, красного, синего и желтого тонер-картриджей 5а, 5b, 5с и 5d и управления блоком подачи тонера 3.
Воздушный насос 32 может быть расположен в каждом из надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d, или один воздухораспределитель 334 располагают на выходной части воздушного насоса 32 для соответствующего распределения воздуха.
Внешний контейнер 2 включает корпус 21, формирующий каркас внешнего контейнера 2, крышку 22, служащую для открытия и закрытия верхней части внешнего контейнера 2, и опору 23 для поддерживания корпуса 21.
Контейнеры для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1a, 1b, 1с и 1d включают главные корпуса 11а, 11b, 11e и 11d для хранения большей части тонера и направляющие устройства 12а, 12b, 12с и 12d, которые присоединены к нижним частям главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d и внутри которых расположены надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d, соответственно. Каждое из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d имеет нижнюю часть, включающую конус 121, угол которого не превышает угла трения тонера для свободного перемещения тонера вниз. Таким образом тонер, находящийся снизу надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d, может подаваться из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d при расширении надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d, соответственно.
Заправочное отверстие 111, через которое заправляется тонер, и ручка 112, служащая для открытия крышки 22 для вытаскивания контейнера для хранения тонера 1, расположено на верхней части каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d.
Выходное отверстие тонера 122, через которое соответствующий тонер подается в черный, красный, синий и желтый тонер-картриджи 5а, 5b, 5с и 5d, выполнено в нижней части каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d.
Главные корпуса 11а, 11b, 11c и 11d контейнеров для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1а, 1b, 1с и 1d выполнены с возможностью замены новыми главными корпусами 11а, 11b, 11c и 11d, соответственно, когда тонер выпущен и подлежит пополнению. Пробка 113 для предотвращения высыпания тонера расположена на нижнем конце каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d.
Когда главные корпуса 11а, 11b, 11c, 11d свинчивают по резьбе с направляющими устройствами 12а, 12b, 12с и 12d, пробку 113 каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c и 11d поднимают для выпуска тонера из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d в нижнем направлении.
Датчики окончания тонера 51а, 51b, 51с и 51d располагаются в черном, красном, синем и желтом тонер-картриджах 5а, 5b, 5с и 5d, соответственно, для выполнения многократного расширения и сжатия надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d такое число раз, которое предварительно введено в контроллер 351, при детекции датчиками окончания тонера минимального количества тонера, для подачи тонера в тонер-картриджи 5а, 5b, 5с и 5d, соответственно.
Это устройство автоматической подачи тонера А для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж имеет тот же самый принцип действия, как и устройство автоматической подачи тонера А для автоматической подачи только черного тонера, используемого для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины. Также, контейнеры для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1а, 1b, 1с и 1d и внешний контейнер 2 устройства автоматической подачи тонера А для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж могут быть такими же или подобными тем, которые используются в устройстве для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины. Таким образом, поскольку устройство автоматической подачи тонера А было описано подробно в описании, относящемуся к устройству автоматической подачи тонера А для автоматической подачи только черного тонера, используемого для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, то будет опущено подробное описание устройство автоматической подачи тонера А для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж за рядом исключений.
В устройстве автоматической подачи тонера А для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж, контейнеры для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1а, 1b, 1с и 1d включают главные корпуса 11а, 11b, 11с и 11d для хранения большей части тонера и направляющие устройства 12а, 12b, 12с и 12d, которые присоединены к нижним частям главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d и внутри которых расположены надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d, соответственно. Каждое из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d имеет нижнюю часть, включающую конус 121, угол которого не превышает угла трения тонера для свободного перемещения тонера вниз. Таким образом тонер, находящийся снизу надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d, может подаваться из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d при расширении надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d, соответственно
Заправочное отверстие 111, через которое может заправляться тонер, расположено на верхней части каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d. Также ручка 112, служащая для открытия крышки 22 для вытаскивания контейнера для хранения тонера 1, расположена на верхней части каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d. Выходное отверстие тонера 122, через которое соответствующий тонер подается в черный, красный, синий и желтый тонер-картриджи 5а, 5b, 5с и 5d, выполнено в нижней части каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d.
Элемент присоединения направляющего устройства 115, соединяемый с каждым из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d, выполнен на нижней части каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d. Элемент присоединения направляющего устройства 115 может иметь цилиндрическую форму, и на нем может выполняться кольцевая канавка для вставки в нее уплотнительного кольца, когда элемент присоединения направляющего устройства 115 непосредственно вставляется в направляющее устройство по направлению вниз. Каждый из главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d, служащий в качестве контейнера для хранения цветного тонера, может иметь верхнюю часть в форме квадратной стойки. При этом четыре контейнера могут быть легко помещены на главные корпуса 11а, 11b, 11с и 11d, соответственно.
Элемент присоединения главного корпуса 125, соединяемый с элементом присоединения направляющего устройства 115 каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c и 11d, выполнен на верхней части каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d. Уплотнительное кольцо может располагаться внутри элемента присоединения главного корпуса 125 для соединения каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c и 11d с элементом присоединения главного корпуса 125 за счет вставки по направлению вниз. Уплотнительное кольцо каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d и кольцевая канавка каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c и 11d могут быт поменяны местами.
Главные корпуса 11а, 11b, 11c и 11d контейнеров для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1a, 1b, 1с и 1d могут быть заменены новыми главными корпусами 11а, 11b, 11c и 11d, когда весь тонер из них выпущен и подлежит пополнению, соответственно. Нижняя часть главного корпуса 11 может быть свинчена при этом с верхней частью направляющего устройства. Здесь, нижняя часть каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d и верхняя часть каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d могут соединяться друг с другом. Также, здесь уплотнительное кольцо может располагаться внутри элемента присоединения главного корпуса 125 каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d. За счет этого, при вставке элемента присоединения направляющего устройства 115 предотвращается высыпание тонера с помощью такого уплотнительного кольца.
Пробка 113 для предотвращения высыпания тонера расположена на нижнем конце каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d. За счет этого, когда главные корпуса 11а, 11b, 11c, 11d свинчиваются по резьбе или вставляются, то пробка 113 каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d может предотвратить высыпание тонера вниз.
Когда направляющее устройство и главный корпус соединены друг с другом, пробка главного корпуса может быть открыта за счет использования способа, согласно которому вместе с пробкой 113 используют согласующий элемент, который приподнимает пробку 113 при вставке главного корпуса с использованием силы упругости пружины.
Когда каждое из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d и каждый из главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d соединяют друг с другом, пробка 113 каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11c, 11d может быть открыта за счет использования способа, согласно которому используют согласующий элемент с пробкой 113, вставленный в элемент присоединения направляющего устройства 115 каждого из главных корпусов 11а, 11b, 11с и 11d, который приподнимает пробку 113, находясь под действием силы упругости пружины, прикрепленной к каждому из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d.
Отверстие нагнетания воздуха 123 для подачи через него части воздуха, нагнетаемого воздушным насосом 32, расположено в нижней части каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d. Также, трубка нагнетания воздуха 331 ответвлена от выходной стороны воздушной трубки 33 воздушного насоса 32 и соединена с отверстием нагнетания воздуха 123.
Два вставных выступа 114, вставляемых в корпус 21 внешнего контейнера 2 в определенном направлении, расположены симметрично и вытянуты в продольном направлении на контейнере для хранения тонера 1. Опорная планка 124 в качестве опоры для восприятия части нагрузки от контейнера для хранения тонера расположена на нижней части контейнере для хранения тонера 1. Опорная планка 124 может быть размещена на выступающем участке основного корпуса 211 для восприятия этой нагрузки вместе с отверстием нижней усиливающей шайбы 21112.
Как показано на фиг.11, блок подачи тонера 3 для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж дополнительно включает регулирующие клапаны 34а, 34b, 34с и 34d, расположенные в воздушной трубке 33 для подачи воздуха, выходящего из воздушного насоса 32 в надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d, или выпуска воздуха из надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d по сигналу от контроллера 351.
Каждый из регулирующих клапанов 34а, 34b, 34с и 34d может быть выполнен в виде электромагнитного клапана. Такие регулирующие клапаны 34а, 34b, 34с и 34d могут электрически открываться или закрываться при получении сигнала от контроллера 351.
Каждое из отверстий нагнетания воздуха 123а, 123b, 123с и 123d для подачи через них части воздуха, нагнетаемого воздушным насосом 32, расположено в нижней части каждого из направляющих устройств 12а, 12b, 12с и 12d. Также, трубка нагнетания воздуха 331 ответвлена от выходной стороны воздушной трубки 33 воздушного насоса 32 и соединена с каждым из отверстий нагнетания воздуха 123а, 123b, 123с и 123d.
Каждый из электрических клапанов 3311а, 3311b, 3311с и 3311d расположен в трубке нагнетания воздуха 331, чтобы воздух мог нагнетаться в нижнюю часть каждого из контейнеров для хранения черного, красного, синего и желтого тонера 1a, 1b, 1с и 1d для подачи тонера в черный, красный, синий и желтый тонер-картриджи 5а, 5b, 5с и 5d под действием давления воздуха при расширении каждого из надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d. Здесь, электрические клапаны 3311а, 3311b, 3311с и 3311d выполнены с возможностью открытия и закрытия по сигналу от контроллера 351.
Воздушный насос 32 может изменять направление вращения за счет использования электродвигателя реверсивного типа для нагнетания воздуха в надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d или выпуска воздуха из надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d.
В вышеописанном варианте осуществления, воздухораспределитель 334 располагают на выходной части воздушного насоса 32 для распределения и нагнетания воздуха в надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d, а также для выпуска воздуха из них. Здесь требуется использование регулирующих клапанов 34а, 34b, 34с и 34d. Например, когда подается черный тонер, для подачи воздуха открывается только регулирующий клапан 34а. Также, когда подается черный тонер, для откачивания воздуха открывается только регулирующий клапан 34а при реверсивном вращении воздушного насоса 32, за счет чего из надувного баллона 31а выпускается воздух. За счет этого надувной баллон 31а может сжиматься для подачи верхнего тонера в направляющее устройство 12а. Этот процесс может выполняться многократно заданное число раз для подачи черного тонера в черный тонер-картридж 5а.
Когда трубка подачи тонера 4 имеет большую длину, около 50 см и более, то достаточно трудно подать тонер полностью за счет только расширения надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d. Поэтому, когда воздух дополнительно нагнетается в направляющие устройства через трубку нагнетания воздуха 331, когда надувные баллоны 31а, 31b, 31с и 31d расширены, то даже при длине трубки подачи тонера 4 около 100 см, тонер может нормально подаваться. Это подтверждалось серией проведенных экспериментов.
Воздушный насос 32 может устанавливаться для каждого из надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d. При этом могут использоваться регулирующие клапаны, а также может использоваться воздушный насос 32 реверсивного типа для нагнетания воздуха в каждый из надувных баллонов 31а, 31b, 31с и 31d или выпуска воздуха из каждого из них.
Блок подачи тонера 3 для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж может иметь такой же принцип действия, как блок подачи тонера 3 для подачи только черного тонера, используемый для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины. Поэтому, т.к. блок подачи тонера 3 был подробно описан при описании автоматической подачи только черного тонера, используемого для черно-белого лазерного принтера или черно-белой копировальной машины, подробное описание блок подачи тонера 3 для автоматической подачи тонера в цветной тонер-картридж будет опущено.
В устройстве для автоматической подачи тонера в тонер-картридж по настоящему изобретению, поскольку активный картридж лазерного принтера или копировальной машины автоматически заправляется тонером без извлечения этого картриджа из корпуса, обеспечивается удобство в том, что недостающее количество тонера может быть пополнено заправкой без вытаскивания картриджа из корпуса. Также, т.к. главный способ подачи тонера заключается в использовании изменения объема надувного баллона, вероятность перебоев в работе устройства подачи тонера может быть значительно снижена. Дополнительно, при использовании датчика окончания тонера необходимое количество тонера всегда подается в картридж, за счет чего предотвращаются перебои подачи тонера, что обеспечивает стабильную печать.