ТОНЕР-КАРТРИДЖ, ИМЕЮЩИЙ ПУТЬ ОБХОДА ЗАТВОРА
TONER CARTRIDGE, WHICH HAS THE WAY OF SHUTTERING

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] 1. Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящее изобретение относится в целом к электрофотографическим печатающим устройствам и, в частности, к тонер-картриджу, имеющему затвор с обходом приведения в действие.
[0003] 2. Описание предшествующего уровня техники
[0004] Для сокращения преждевременной замены компонентов, традиционно размещаемых внутри тонер-картриджа, предназначенного для устройства формирования изображений, производители тонер-картриджей начали отделять компоненты, имеющие более продолжительный срок службы, от тех, которые имеют менее продолжительный срок службы, с образованием отдельных сменных узлов. Компоненты с относительно более длительным сроком службы, такие как проявочный валик, валик для добавления тонера и ракель, расположены в одном сменном узле (блоке проявки). Запас тонера в устройстве формирования изображений, который расходуется довольно быстро по сравнению с компонентами, размещенными в блоке проявки, предусмотрен в резервуаре в отдельном сменном узле в виде тонер-картриджа, который сопрягается с блоком проявки. При данной конфигурации число компонентов, размещенных в тонер-картридже, уменьшается по сравнению с традиционными тонер-картриджами.
[0005] Устройства формирования изображений, имеющие отдельные тонер-картридж и блок проявки, подвержены утечке тонера между выпускным отверстием тонер-картриджа и впускным отверстием блока проявки. С утечкой тонера наиболее часто сталкиваются при отделении тонер-картриджа от блока проявки и извлечении тонер-картриджа из устройства формирования изображений. Когда это происходит, манипулирование устройством формирования изображений, перемещение или перевозка устройства формирования изображений могут вызвать выход тонера из впускного отверстия блока проявки. Кроме того, устройства формирования изображений, имеющие отдельные тонер-картридж и блок проявки, создают дополнительную проблему. Если блок проявки отсутствует при установке тонер-картриджа в устройстве формирования изображений, любой тонер, выходящий из картриджа, будет просачиваться во внутреннюю часть устройства формирования изображений, поскольку блок проявки отсутствует на месте для его приема. Просочившийся тонер может вызвать загрязнение как внутренних, так и наружных поверхностей устройства формирования изображений, что приводит не только к отсутствию чистоты, но в некоторых случаях к проблемам, связанным с надежностью, или дефектам печати. Соответственно, понятно, что желателен механизм, который предотвращает нежелательный выход тонера.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Тонер-картридж, предназначенный для использования вместе с блоком проявки устройства формирования изображений, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления включает в себя корпус, имеющий переднюю сторону, заднюю сторону, верхнюю сторону и нижнюю сторону. Корпус имеет резервуар для удерживания тонера. Выпускное отверстие расположено на передней стороне корпуса для перемещения тонера из резервуара к блоку проявки. Тонер-картридж включает в себя элемент для контактного взаимодействия, имеющий первую поверхность контактного взаимодействия и вторую поверхность контактного взаимодействия. Первая поверхность контактного взаимодействия расположена вблизи задней стороны корпуса и расположена с возможностью восприятия воздействующего усилия от воздействующего элемента устройства формирования изображений, когда тонер-картридж установлен в устройстве формирования изображений. Вторая поверхность контактного взаимодействия расположена вблизи передней стороны корпуса ниже выпускного отверстия и расположена с возможностью контактного взаимодействия с затвором на впускном отверстии блока проявки, когда тонер-картридж установлен в устройстве формирования изображений и сопряжен с блоком проявки. Элемент для контактного взаимодействия выполнен с возможностью перемещения из первого положения во второе положение при восприятии воздействующего усилия. Когда элемент для контактного взаимодействия перемещается из первого положения во второе положение, вторая поверхность контактного взаимодействия выступает от передней стороны корпуса для входа в контактное взаимодействие с затвором блока проявки.
[0007] Тонер-картридж, предназначенный для использования вместе с блоком проявки устройства формирования изображений, в соответствии с другим приведенным в качестве примера вариантом осуществления включает в себя корпус, имеющий переднюю сторону, заднюю сторону, верхнюю сторону и нижнюю сторону. Корпус имеет резервуар для удерживания тонера. Выпускное отверстие на передней стороне корпуса обращено к нижней стороне корпуса для перемещения тонера из резервуара к блоку проявки. Затвор выполнен с возможностью перемещения со скольжением между закрытым положением блокировки выпускного отверстия и открытым положением разблокировки выпускного отверстия. Затвор поджат по направлению к закрытому положению. Тонер-картридж включает в себя элемент для контактного взаимодействия, имеющий задний конец и передний конец. Задний конец находится вблизи задней стороны корпуса и не имеет препятствий для восприятия воздействующего усилия от воздействующего элемента устройства формирования изображений, когда тонер-картридж установлен в устройстве формирования изображений. Передний конец находится вблизи передней стороны корпуса и выполнен с возможностью перемещения между положением, выровненным относительно затвора, и положением, не выровненным относительно затвора. Элемент для контактного взаимодействия выполнен с возможностью перемещения из первого положения во второе положение при восприятии воздействующего усилия. Когда передний конец находится в невыровненном положении и элемент для контактного взаимодействия перемещается из первого положения во второе положение, передний конец элемента для контактного взаимодействия выступает от передней стороны корпуса и обходит затвор. Когда передний конец находится в выровненном положении и элемент для контактного взаимодействия перемещается из первого положения во второе положение, передний конец элемента для контактного взаимодействия выступает от передней стороны корпуса и перемещает затвор из закрытого положения в открытое положение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Сопровождающие чертежи, включенные в описание и образующие часть описания, иллюстрируют ряд аспектов настоящего раскрытия изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов настоящего раскрытия изобретения.
[0009] Фиг.1 представляет собой схематический вид сбоку внутренней части устройства формирования изображений в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0010] Фиг.2 представляет собой вид в перспективе четырех секций, формирующих изображения, каждая из которых имеет тонер-картридж и блок проявки, предназначенные для использования вместе с устройством формирования изображений, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0011] Фиг.3 представляет собой вид в перспективе затвора на впускном отверстии блока проявки в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0012] Фиг.4 представляет собой вид сбоку затвора на блоке проявки, показанном на фиг.3.
[0013] Фиг.5 представляет собой вид в перспективе нижнего уплотнительного элемента и корпуса затвора, предназначенных для использования вместе с блоком проявки, показанным на фиг.3, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0014] Фиг.6 представляет собой вид в перспективе затвора на блоке проявки, показанном на фиг.3, в открытом положении в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0015] Фиг.7 представляет собой вид в перспективе спереди тонер-картриджа, предназначенного для использования вместе с блоком проявки, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0016] Фиг.8 представляет собой вид в перспективе сзади тонер-картриджа, показанного на фиг.7.
[0017] Фиг.9 представляет собой вертикальный вид сбоку тонер-картриджа, показанного на фиг.7, показывающий плунжер в его исходном положении, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0018] Фиг.10 представляет собой вертикальный вид сбоку тонер-картриджа, показанного на фиг.7, показывающий плунжер, вдавленный, когда тонер-картридж не сопряжен с соответствующим блоком проявки, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0019] Фиг.11 и 12 представляют собой последовательные вертикальные виды сбоку тонер-картриджа, показанного на фиг.7, в процессе его установки в устройстве формирования изображений и сопряжения с блоком проявки, показанным на фиг.3, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0020] Фиг.13 представляет собой вертикальный вид сбоку тонер-картриджа, показанного на фиг.7, установленного в устройстве формирования изображений и сопряженного с блоком проявки, показанным на фиг.3, при плунжере, находящемся в его исходном положении, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
[0021] Фиг.14 представляет собой вертикальный вид сбоку тонер-картриджа, показанного на фиг.7, установленного в устройстве формирования изображений и сопряженного с блоком проявки, показанным на фиг.3, при плунжере, вдавленном для открытия затвора тонер-картриджа и затвора блока проявки, в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0022] В нижеследующем описании делается ссылка на сопровождающие чертежи, на которых аналогичные ссылочные позиции показывают аналогичные элементы. Варианты осуществления описаны достаточно подробно, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники реализовать настоящее раскрытие изобретения на практике. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления, и что изменения процесса, электрические и механические изменения и т.д. могут быть выполнены без отхода от объема настоящего раскрытия изобретения. Примеры являются только типичными возможными вариантами. Части и элементы/признаки некоторых вариантов осуществления могут быть включены в другие варианты осуществления или заменены на части и элементы/признаки других вариантов осуществления. Таким образом, нижеследующее описание не следует воспринимать в ограничивающем смысле, и объем настоящего раскрытия изобретения определяется только приложенными пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
[0023] Фиг.1 иллюстрирует схематическое изображение внутренней части приведенного в качестве примера устройства 20 формирования изображений. Устройство 20 формирования изображений включает в себя корпус 22, имеющий верхнюю сторону 24, нижнюю сторону 25, переднюю сторону 26 и заднюю сторону 27. Корпус 22 включает в себя один или более входных лотков 28, расположенных в нем. Лотки 28 выполнены с размерами, обеспечивающими возможность удерживания стопы листовых носителей. В используемом в данном документе смысле термин «носитель» предназначен для охвата не только бумаги, но также этикеток, конвертов, тканей, фотографической бумаги или любой другой желательной основы. Лотки 28 предпочтительно выполнены с возможностью извлечения для пополнения. Панель 30 управления может быть расположена на корпусе 22. Используя панель 30 управления, пользователь может вводить команды и в целом управлять работой устройства 20 формирования изображений. Например, пользователь может вводить команды для переключения режимов (например, цветового режима, монохромного режима), просматривать число отпечатанных изображений и т.д. Путь 32 прохождения носителя проходит через устройство 20 формирования изображений для перемещения листовых носителей через процесс переноса изображения. Путь 32 прохождения носителя включает в себя путь 34 для односторонней печати и может включать в себя путь 36 для двусторонней печати. Листовой носитель вводится на путь 34 для односторонней печати из лотка 28 посредством механизма 38 захвата. В показанном приведенном в качестве примера варианте осуществления механизм 38 захвата включает в себя валик 40, расположенный на конце поворотного рычага 42. Валик 40 вращается для перемещения листового носителя из лотка 28 и на путь 32 прохождения носителя. После этого листовой носитель перемещается вдоль пути 32 прохождения носителя посредством различных транспортирующих роликов. Листовые носители также могут быть введены на путь 32 прохождения носителя посредством механизма 46 ручной подачи, имеющего один или более валиков 48.
[0024] Устройство 20 формирования изображений включает в себя секцию переноса изображений, которая включает в себя одну или более секций 50, формирующих изображения. Каждая секция 50, формирующая изображение, включает в себя картридж 100 и блок 200 проявки, смонтированные на общем фотопроводящем узле 300. Каждый тонер-картридж 100 включает в себя резервуар 102 для удерживания тонера и выпускное отверстие, сообщающееся с впускным отверстием соответствующего блока 200 проявки для перемещения тонера из резервуара 102 в блок 200 проявки, как рассмотрено ниже более подробно. Один или более перемешивающих элементов могут быть расположены внутри резервуара 102, чтобы способствовать перемещению тонера. Каждый блок 200 проявки включает в себя резервуар 202 для тонера и валик 204 добавления тонера, который обеспечивает перемещение тонера из резервуара 202 к проявочному валику 206. Фотопроводящий узел 300 включает в себя зарядный валик 304 и фотопроводящий (РС) барабан 302 для каждой секции 50, формирующей изображение. Фотопроводящие барабаны 302 установлены по существу параллельно друг другу. Для ясности блок 200 проявки, фотопроводящий барабан 302 и зарядный валик 304 обозначены ссылочными позициями только в одной из секций 50, формирующих изображения. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления все секции 50, формирующие изображения, являются по существу одинаковыми, за исключением цвета тонера.
[0025] Каждый зарядный валик 304 образует зону контакта с соответствующим фотопроводящим барабаном 302. Во время операции печати зарядный валик 304 осуществляет зарядку поверхности фотопроводящего барабана 302 до заданного напряжения, например, составляющего -1000 Вольт. Лазерный луч из печатающей головки 52, взаимодействующей с каждой секцией 50, формирующей изображение, направляется затем к поверхности фотопроводящего барабана 302 и избирательно разряжает те зоны, с которыми он «контактирует», для формирования скрытого изображения. В одном варианте осуществления зоны на фотопроводящем барабане 302, облученные лазерным лучом, разряжаются до приблизительно -300 Вольт. Проявочный валик 206, который образует зону контакта с соответствующим фотопроводящим барабаном 302, затем обеспечивает перенос тонера к фотопроводящему барабану 302 для формирования тонерного изображения. Дозирующее устройство, такой как ракельный механизм, может быть использовано для дозирования тонера на проявочный валик 206 и сообщения заданного заряда тонеру перед его переносом на фотопроводящий барабан 302. Тонер притягивается к зонам поверхности фотопроводящего барабана 302, разряженным посредством лазерного луча из печатающей головки 52.
[0026] Промежуточный механизм 54 переноса расположен рядом с секциями 50, формирующими изображения. В данном варианте осуществления промежуточный механизм 54 переноса образован в виде бесконечной ленты, охватывающей приводной ролик 56, натяжной ролик 58 и прижимной ролик 60. Во время операций формирования изображений промежуточный механизм 54 переноса перемещается мимо секций 50, формирующих изображения, в направлении по часовой стрелке, как видно на фиг.1. Один или более фотопроводящих барабанов 302 наносят тонерные изображения с их соответствующими цветами на промежуточный механизм 54 переноса в первой зоне 62 контакта для переноса. В одном варианте осуществления область с положительным напряжением притягивает тонерное изображение с фотопроводящих барабанов 302 к поверхности движущегося промежуточного механизма 54 переноса. Промежуточный механизм 54 переноса вращается и «собирает» данные одно или более тонерных изображений из секций 50, формирующих изображения, и затем переносит тонерные изображения на листовой носитель во второй зоне 64 контакта для переноса, образованной между валиком 66 для переноса и промежуточным механизмом 54 переноса, при этом листовой носитель опирается на прижимной ролик 60. В альтернативном варианте осуществления вместо использования промежуточного механизма 54 переноса для переноса тонера с фотопроводящих барабанов 302 на листовой носитель тонер переносится непосредственно с каждого фотопроводящего барабана 302 на листовой носитель, как известно в данной области техники.
[0027] Листовой носитель, перемещающийся вперед по пути 34 для односторонней печати, принимает тонерное изображение от промежуточного механизма 54 переноса по мере его перемещения через вторую зону 64 контакта для переноса. После этого листовой носитель с тонерным изображением перемещается вдоль пути 32 прохождения носителя и в зону 68 термического закрепления. Зона 68 термического закрепления включает в себя валики или ленты 70 для термического закрепления, которые образуют зону 72 контакта для обеспечения прилипания тонерного изображения к листовому носителю. После этого листовой носитель, подвергнутый термическому закреплению, проходит через выходные валики 74, которые расположены по ходу движения за зоной 68 термического закрепления. Выходные валики 74 могут быть приведены во вращение или в прямом, или в обратном направлениях. При вращении в прямом направлении выходные валики 74 обеспечивают перемещение листового носителя с пути 34 для односторонней печати к выходной зоне 76 на верхней стороне 24 устройства 20 формирования изображений. При вращении в обратном направлении выходные валики 74 обеспечивают перемещение листового носителя на путь 36 для двусторонней печати для формирования изображения на второй стороне листового носителя.
[0028] Устройство 20 формирования одноцветных изображений может включать в себя одну секцию 50, формирующую изображение, в отличие от устройства 20 формирования цветных изображений, которое может включать в себя множество секций 50, формирующих изображения. Фиг.2 иллюстрирует комплект из четырех секций 50, формирующих изображения, каждая из которых включает в себя соответствующий картридж 100, блок 200 проявки и фотопроводящий барабан 302, установленные на раме 306 фотопроводящего узла 300. В одном варианте осуществления рама 306 изготовлена из штампованных металлических пластин, в результате чего обеспечивается прецизионный контроль местоположения фотопроводящих барабанов 302 друг относительно друга и относительно ленты 54 промежуточного механизма переноса, печатающей головки 52 и приводных модулей в устройстве 20 формирования изображений. Рама 306 включает в себя центральное отверстие, выполненное с размерами, обеспечивающими возможность вставки блоков 200 проявки и сопряжения проявочных валиков 206 с соответствующими им фотопроводящими барабанами 302.
[0029] Фиг.3 показывает более детализированный вид в перспективе блока 200 проявки в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления. Блок 200 проявки установлен с возможностью съема в устройстве 20 формирования изображений, например, в раме 306, рассмотренной выше. Резервуар 202, валик 204 для добавления тонера и проявочный валик 206, рассмотренные выше, расположены в корпусе 210 блока 200 проявки. Корпус 210 включает в себя часть 220 для размещения затвора, которая выступает от боковой части 212 корпуса 210 блока проявки. В одном варианте осуществления часть 220 для размещения затвора прикреплена к основной части 214 корпуса, предусмотренной в корпусе 210 блока проявки, соответствующими крепежными деталями, такими как винты (непоказанные). В альтернативном варианте часть 220 для размещения затвора может быть прикреплена к основной части 214 корпуса посредством ультразвуковой сварки или образована как одно целое с основной частью 214 корпуса. Вращающийся шнек (непоказанный) выступает от основной части 214 корпуса в часть 220 для размещения затвора для перемещения тонера из части 220 для размещения затвора в основную часть 214 корпуса. Часть 220 для размещения затвора включает в себя впускное отверстие 222 (фиг.5 и 6), которое позволяет тонеру входить в блок 200 проявки из картриджа 100. Затвор 230 расположен на верхней поверхности 224 части 220 для размещения затвора и выполнен с возможностью перемещения со скольжением между открытым положением (фиг.6) и закрытым положением (фиг.3). В открытом положении затвор 230 обеспечивает возможность прохода тонера из картриджа 100 в блок 200 проявки через впускное отверстие 222. В закрытом положении затвор 230 блокирует впускное отверстие 222, предотвращая выход тонера из блока 200 проявки.
[0030] Нижний уплотнительный элемент 232 прикреплен к нижней поверхности затвора 230 и уплотняет зону контакта между затвором 230 и частью 220 для размещения затвора. Верхний уплотнительный элемент 234 прикреплен к верхней поверхности затвора 230 и уплотняет зону контакта между затвором 230 и картриджем 100, когда картридж 100 установлен. Нижний уплотнительный элемент 232 и верхний уплотнительный элемент 234 выполнены с возможностью перемещения вместе с затвором 230. Когда затвор 230 скользит между закрытым положением и открытым положением, нижний уплотнительный элемент 232 скользит по верхней поверхности 224 части 220 для размещения затвора. В одном варианте осуществления нижний уплотнительный элемент 232 и верхний уплотнительный элемент 234 образованы из эластомерного вспененного материала, такого как PORON, поставляемый Rogers Corporation, Rogers, Коннектикут, США. Однако нижний уплотнительный элемент 232 и верхний уплотнительный элемент 234 могут состоять из любого пригодного материала, который обеспечивает эффективное уплотнение для тонера при условии, что затвор 230 может свободно скользить относительно части 220 для размещения затвора.
[0031] Как показано на фиг.3 и 4, пружины 236, 238 растяжения расположены с противоположных сторон затвора 230 и поджимают затвор 230 по направлению к закрытому положению, показанному на фиг.3. Пружины 236, 238 присоединены на одном конце к ножкам, которые выступают от затвора 230. Фиг.3 показывает конец 236а пружины 236, присоединенный к ножке 240, выступающей от затвора 230; соединение для пружины 238 по существу такое же, но оно скрыто на фиг.3. Другие концы пружин 236, 238 присоединены к соответствующему анкерному элементу 244, 246, закрепленному на части 220 для размещения затвора. Конец 236b пружины 236 также показан на фиг.3, но пружина 238 не показана. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления анкерные элементы 244, 246 прикреплены к части 220 для размещения затвора посредством крепежных деталей, таких как соответствующие винты 248, 250; тем не менее, может быть использован любой пригодный способ крепления, такой как приваривание анкерных элементов 244, 246 к части 220 для размещения затвора или образование анкерных элементов 244, 246 за одно целое с частью 220 для размещения затвора. Пружины 236, 238 поджимают затвор 230 к анкерным элементам 244, 246. Помимо обеспечения места крепления для пружин 236, 238 анкерные элементы 244, 246 служат в качестве упоров для ограничения скольжения затвора 230 при его возврате в закрытое положение, показанное на фиг.3.
[0032] На фиг.4 показан вид сбоку части 220 для размещения затвора с затвором 230, смонтированным на ней. Анкерные элементы 244, 246 удалены с фиг.4 для того, чтобы более четко показать элементы затвора 230 и части 220 для размещения затвора. Как показано, часть 220 для размещения затвора включает в себя два выступа 226, 227 на противоположных сторонах впускного отверстия 222. Затвор 230 включает в себя верхнюю часть 252 и две боковые части 254, 256, которые проходят вниз от верхней части 252. Ножки 240, 242 образованы из соответствующего участка каждой боковой части 254, 256 вблизи основной части 214 корпуса. Затвор 230 также включает в себя две лапки 258, 260, которые выступают от соответствующих боковых частей 254, 256. Лапки 258, 260 охватывают снизу соответствующие выступы 226, 227 и контактируют с нижней поверхностью выступов 226, 227. Нижний уплотнительный элемент 232 расположен между верхней частью 252 затвора 230 и верхней поверхностью 224 части 220 для размещения затвора. В одном варианте осуществления расстояние от верхней поверхности 224 части 220 для размещения затвора до нижней поверхности верхней части 252 затвора 230 меньше номинальной толщины нижнего уплотнительного элемента 232, так что нижний уплотнительный элемент 232 сжимается для гарантирования того, что зона контакта между затвором 230 и частью 220 для размещения затвора будет уплотнена. Затвор 230 включает в себя кромку 264, образованную на крае верхней части 252, наиболее удаленном от основной части 214 корпуса. Кромка 264 расположена с возможностью восприятия воздействующего усилия от элемента для контактного взаимодействия на тонер-картридже 100 для открытия затвора 230, когда тонер-картридж 100 установлен и дверца для доступа к устройству 20 формирования изображений закрыта, как рассмотрено ниже более подробно.
[0033] Фиг.5 показывает часть 220 для размещения затвора при затворе 230 и верхнем уплотнительном элементе 234, удаленными для того, чтобы более ясно проиллюстрировать нижний уплотнительный элемент 232. Впускное отверстие 222 показано пунктирными линиями для иллюстрации его положения на верхней поверхности 224 части 220 для размещения затвора под нижним уплотнительным элементом 232. Нижний уплотнительный элемент 232 показан в закрытом положении, при этом его корпус закрывает и блокирует впускное отверстие 222. Нижний уплотнительный элемент 232 включает в себя сквозное отверстие 233 во внутренней части его корпуса, которое имеет размер и форму, аналогичные размеру и форме впускного отверстия 222. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления верхняя поверхность 224 части 220 для размещения затвора включает в себя выступающий участок 224а, который окружает впускное отверстие 222 для гарантирования того, что нижний уплотнительный элемент 232 будет в достаточной степени сжат для уплотнения впускного отверстия 222. Высота верхней поверхности 224 с каждой стороны впускного отверстия 222 на участках 224b и 224с, которые находятся на траектории скольжения затвора 230, ниже высоты выступающего участка 224а, поскольку уплотнение имеет менее существенное значение в данных зонах по сравнению с впускным отверстием 222. Наклонные участки 224d, 224е обеспечивают постепенный переход от соответствующих участков 224b, 224с к выступающему участку 224а. Уменьшение высоты верхней поверхности 224 на участках 224b и 224с приводит к уменьшению сжатия нижнего уплотнительного элемента 232 в данных зонах. Это уменьшает нежелательное тормозящее усилие, действующее на нижний уплотнительный элемент 232 со стороны верхней поверхности 224 во время приведения в действие/срабатывания затвора 230 и уменьшает общее количество энергии, требуемое для приведения в действие затвора 230. В одном варианте осуществления высота выступающего участка 224а приблизительно на 0,25 мм выше высоты участков 224b и 224с, и номинальное сжатие нижнего уплотнительного элемента составляет приблизительно 0,6 мм.
[0034] Фиг.6 показывает вид в перспективе сверху затвора 230 в открытом положении. Затвор 230 и верхний уплотнительный элемент 234 включают в себя соответствующие отверстия 231, 235, которые выполнены с размерами и формой, аналогичными размерам и форме отверстия 233 в нижнем уплотнительном элементе 232. Когда затвор 230 открывается, затвор 230 скользит влево, как видно на фиг.6, до тех пор, пока отверстия 231, 233, 235 не окажутся расположенными над впускным отверстием 222 для обеспечения возможности прохода тонера из тонер-картриджа 100 в часть 220 для размещения затвора так, чтобы впоследствии тонер мог быть втянут в основную часть 214 корпуса. Часть 220 для размещения затвора включает в себя выступ или полку 228 на крае части 220 для размещения затвора, наиболее удаленном от основной части 214 корпуса. Как рассмотрено ниже более подробно, полка 228 расположена с возможностью подъема элемента для контактного взаимодействия на тонер-картридже 100 для обеспечения возможности контакта элемента для контактного взаимодействия с кромкой 264 и приведения в действие затвора 230, когда тонер-картридж 100 установлен и дверца для доступа к устройству 20 формирования изображений закрыта.
[0035] Фиг.7 показывает вид в перспективе тонер-картриджа 100. Тонер-картридж 100 включает в себя корпус 104, который имеет верхнюю сторону 105, нижнюю сторону 106, переднюю сторону 107, заднюю сторону 108 и две боковые стороны 109, 110 и в котором образован резервуар 102. В одном варианте осуществления корпус 104 состоит из торцевой крышки 111, закрепленной, например, посредством ультразвуковой сварки, на основном корпусе 112 с задней стороны 108 картриджа 100. Корпус 104 включает в себя основную секцию 114 и выступающую секцию 116. Выступающая секция 116 расположена с нижней стороны 106 корпуса 104. Как проиллюстрировано на фиг.7, глубина W’ выступающей секции 116, измеренная между передней стороной 107 и задней стороной 108, меньше глубины W основной части 114. Тонер-картридж 100 имеет общую высоту, измеренную между верхней стороной 105 и нижней стороной 106. В одном варианте осуществления выступающая часть 116 имеет меньшую высоту, чем основная часть 114.
[0036] Тонер-картридж 100 включает в себя выпускное отверстие 118, предназначенное для перемещения тонера в блок 200 проявки через впускное отверстие 222. Выпускное отверстие 118 образовано как обращенное вниз отверстие на основной части 114 на передней стороне 107 корпуса 104. Затвор 120 расположен на нижней части основной секции 114 корпуса 104 и выполнен с возможностью перемещения со скольжением между открытым положением и закрытым положением (показанным на фиг.7). В открытом положении затвор 120 позволяет тонеру проходить из выпускного отверстия 118 картриджа 100 через отверстие 121 в затворе 120. В закрытом положении затвор 120 блокирует выпускное отверстие 118 для предотвращения выхода тонера из картриджа 100.
[0037] Уплотнительный элемент 122 расположен на верхней поверхности затвора 120 и уплотняет зону контакта между затвором 120 и нижней стороной основной секции 114 корпуса 104. Уплотнительный элемент 122 выполнен с возможностью перемещения вместе с затвором 120. Уплотнительный элемент 122 может состоять из такого же материала, как материал нижнего уплотнительного элемента 232, или верхнего уплотнительного элемента 234, или из другого пригодного материала. Аналогично нижнему уплотнительному элементу 232 и верхнему уплотнительному элементу 234, уплотнительный элемент 122 включает в себя отверстие 123, которое выполнено с размерами и формой, обеспечивающими возможность прохода тонера из выпускного отверстия 118 во впускное отверстие 222. Затвор 120 поджат по направлению к закрытому положению блокировки выпускного отверстия 118. Например, одна или более пружин 124 растяжения поджимают затвор 120 по направлению к закрытому положению. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления пружины 124 присоединены на одном конце к соответствующей ножке, которая выступает от затвора 120. Фиг.7 показывает конец 124а пружины 124, присоединенный к ножке 126, выступающей от затвора 120; соединение для второй пружины на противоположной стороне затвора 120 по существу такое же, но оно скрыто на фиг.7. Другие концы пружин 124 присоединены к соответствующему анкерному элементу 128 на корпусе 104. Конец 124b пружины 124 также показан на фиг.7, но вторая пружина не показана. Пружины 124 поджимают затвор 120 к анкерным элементам 128. Помимо обеспечения места крепления для пружин 124 анкерные элементы 128 служат в качестве упоров для ограничения скольжения затвора 120 при его возврате в закрытое положение. Дополнительные упоры 129 могут быть предусмотрены вблизи концов 124а пружин 124 для ограничения скольжения затвора 120, когда он открывается.
[0038] В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления нижняя сторона основной секции 114 корпуса 104 включает в себя два выступа 130 с противоположных сторон выпускного отверстия 118. На фиг.7 показан только один из двух выступов 130; другой скрыт. Затвор 120 включает в себя нижнюю часть 132 и две боковые части 134, которые проходят вверх от нижней части 132. Фиг.7 также показывает только одну из двух боковых частей 134. Ножки 126 образованы из соответствующего участка каждой боковой части 134 вблизи передней стороны 107 корпуса 104. Затвор 120 также включает в себя две лапки 136, которые выступают от соответствующих боковых частей 134. Одна из двух лапок 136 показана на фиг.7. Лапки 136 охватывают верхние поверхности и проходят вдоль верхних поверхностей соответствующих выступов 130. Уплотнительный элемент 122 расположен между нижней частью 132 затвора 120 и нижней стороной основной секции 114 корпуса 104. В одном варианте осуществления расстояние от нижней стороны основной секции 114 до верхней поверхности нижней части 132 затвора 120 меньше номинальной толщины уплотнительного элемента 122, так что уплотнительный элемент 122 сжимается для гарантирования того, что зона контакта между затвором 120 и корпусом 104 будет уплотнена. Затвор 120 включает в себя кромку 138, образованную на крае нижней части 132, наиболее удаленном от передней стороны 107. Кромка 138 расположена с возможностью восприятия воздействующего усилия от элемента для контактного взаимодействия на тонер-картридже 100 для открытия затвора 120, когда тонер-картридж 100 установлен и дверца для доступа к устройству 20 формирования изображений закрыта, как рассмотрено ниже более подробно. В одном варианте осуществления нижняя сторона основной секции 114 корпуса 104 включает в себя выступающий участок, окружающий выпускное отверстие 118 аналогично выступающему участку 224а предназначенной для размещения затвора части 220 блока 200 проявки, и наклонные участки, ведущие к выступающему участку и аналогичные наклонным участкам 224d, 224е предназначенной для размещения затвора части 220 блока 200 проявки.
[0039] Тонер-картридж 100 также включает в себя элемент для контактного взаимодействия, такой как плунжер 140, который расположен с возможностью открытия затворов 230, 120, когда тонер-картридж 100 установлен и сопряжен с блоком 200 проявки и дверца для доступа к устройству 20 формирования изображений закрыта. Плунжер 140 проходит по каналу 142 в корпусе 104. Канал 142 проходит от задней стороны 108 корпуса 104 до передней стороны 107 корпуса 104 ниже выпускного отверстия 118. Канал 142 имеет заднее отверстие 142а и переднее отверстие 142b. Как показано на фиг.8, задний конец 140а плунжера 140 открыт для воздействия в заднем отверстии 142а канала 142 для восприятия воздействующего усилия от воздействующего элемента, такого как плунжер, ребро, выступ, рычаг и т.д., функционально соединенного с дверцей для доступа в устройстве 20 формирования изображений, как разъяснено ниже более подробно. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления задний конец 140а плунжера 140 имеет поверхность 144 контактного взаимодействия, такую как зона, подобная кнопке, или поверхность контакта, которая входит в контактное взаимодействие с воздействующим элементом устройства 20 формирования изображений. Как показано на фиг.7, передний конец 140b плунжера 140 открыт для воздействия в переднем отверстии 142b канала 142 для обеспечения возможности контакта плунжера 140 с затворами 120, 230 и толкания затворов 120, 230 из их закрытых положений в их открытые положения, как разъяснено ниже более подробно. Передний конец 140b плунжера 140 выполнен с возможностью перемещения (например, в вертикальном направлении к верхней стороне 105 и нижней стороне 106 и от верхней стороны 105 и нижней стороны 106) между положением, выровненным относительно затвора 120, и положением, не выровненным относительно затвора 120. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления передний конец 140b плунжера 140 имеет поверхность 146 контактного взаимодействия, такую как по существу плоская поверхность контакта, которая обеспечивает достаточный контакт с затворами 120, 230. Плунжер 140 поджат посредством одного или более поджимающих элементов, таких как пружина 148 растяжения, по направлению к задней стороне 108 корпуса 104, при этом задний конец 140а плунжера 140 открыт для воздействия для восприятия воздействующего усилия от воздействующего элемента устройства 20 формирования изображений. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления пружина 148 присоединена на одном конце к плунжеру 140 и на другом конце к части корпуса 104 внутри канала 142. Пружина 148 также может поджимать передний конец 140b плунжера 140 по направлению к невыровненному положению относительно затвора 120 (опущенному положению в проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления). В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления направляющая 150, расположенная внутри канала 142, включает в себя верхний и нижний упоры 150а, 150b, которые определяют границы вертикального перемещения переднего конца 140b плунжера 140.
[0040] Тонер-картридж 100 дополнительно включает в себя ведущую шестерню 152, расположенную с передней стороны 107 корпуса 104. Ведущая шестерня 152 входит в зацепление с соответствующей шестерней в устройстве 20 формирования изображений и получает крутящий момент от соответствующей шестерни в устройстве 20 формирования изображений для передачи крутящего момента различным лопастям и/или мешалкам и шнеку, расположенным внутри резервуара 102, для перемещения тонера к выпускному отверстию 118. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления ведущая шестерня 152 частично закрыта, при этом только несколько ее зубьев открыты для воздействия на ее нижней части. Ведущая шестерня 152 расположена на основной секции 114 корпуса 104 над выпускным отверстием 118.
[0041] Когда множество тонер-картриджей 100 используются вместе с одним устройством 20 формирования изображений, тонер-картридж 100 может включать в себя конструктивный элемент 154 для крепления, который предотвращает вставку тонер-картриджа 100 в неправильном месте. Например, когда каждый тонер-картридж 100 в устройстве 20 формирования изображений обеспечивает подачу тонера другого цвета, например, в случае использования тонер-картриджей, имеющих тонеры черного, голубого, желтого и пурпурного цветов, конструктивный элемент 154 для крепления предотвращает вставку каждого тонер-картриджа 100 в месте, соответствующем любому другому цвету. Например, конструктивный элемент 154 для крепления может предотвратить размещение тонер-картриджа 100, содержащего тонер голубого цвета, в месте для картриджа с тонером черного, желтого или пурпурного цвета. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления конструктивный элемент 154 для крепления расположен на передней стороне 107 выступающей секции 116 корпуса 104.
[0042] Тонер-картридж 100 также может включать в себя электрический соединитель 156, имеющий схемы обработки данных, предназначенные для соединения с управляющим устройством устройства 20 формирования изображений. Схемы обработки данных могут обеспечивать функции аутентификации, защитные и функциональные блокировки, рабочие параметры и информацию об использовании, относящиеся к тонер-картриджу 100. В проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления электрический соединитель 156 расположен в углублении 158 на нижней стороне 106 корпуса 104. Когда тонер-картридж 100 установлен в устройстве 20 формирования изображений, контакты на электрическом соединителе 156 сопрягаются с соответствующими контактами устройства 20 формирования изображений для установления канала связи с управляющим устройством устройства 20 формирования изображений.
[0043] Тонер-картридж 100 также может включать в себя различные элементы 160 для выравнивания, которые обеспечивают выравнивание тонер-картриджа 100 относительно блока 200 проявки во время вставки тонер-картриджа 100 в направлении, показанном стрелкой А на фиг.7. Например, элементы 160 для выравнивания могут включать в себя комбинацию выступов, которые выступают наружу от боковых сторон 109, 110 и/или от передней стороны 107 корпуса 104, и/или удлиненных пазов, образованных в виде углублений на боковых сторонах 109, 110 и/или на передней стороне 107, которые соответственно сопрягаются с соответствующими пазами и/или выступами для гарантирования точного позиционирования тонер-картриджа 100. Например, элементы 160 для выравнивания способствуют гарантированию того, что выпускное отверстие 118 будет соединяться со впускным отверстием 222 блока 200 проявки, что ведущая шестерня 152 будет сопрягаться с соответствующей ведущей шестерней в устройстве 20 формирования изображений и что электрический соединитель 156 будет сопрягаться с соответствующими электрическими контактами.
[0044] Фиг.9-14 иллюстрируют функционирование затворов 120, 230 в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления. Фиг.9 показывает тонер-картридж 100 с плунжером 140, находящемся в его исходном положении, в котором он поджат по направлению к заднему отверстию 142а пружиной (пружинами) 148. Как показано, в данном положении передний конец 140b плунжера 140 расположен на расстоянии от затвора 120 и ниже его и ближе к задней стороне 108, при этом он не выровнен относительно затвора 120. Задний конец 140а плунжера открыт для воздействия через заднее отверстие 142а канала 142 для восприятия воздействующего усилия от воздействующего элемента, соединенного с дверцей для доступа, предусмотренной в устройстве 20 формирования изображений.
[0045] Фиг.10 показывает тонер-картридж 100 с плунжером 140, вдавленным в направлении, указанном стрелкой, показанной на фиг.10, когда тонер-картридж 100 не сопряжен с блоком 200 проявки. Например, как показано на фиг.10, тонер-картридж 100 может быть не установлен в устройстве 20 формирования изображений, и плунжер 140 может быть вдавлен вручную на заднем конце 140а пользователем. В качестве альтернативы тонер-картридж 100 может быть установлен в устройстве 20 формирования изображений при отсутствии соответствующего ему блока 200 проявки, и плунжер 140 может быть вдавлен на заднем конце 140а посредством воздействующего элемента, соединенного с дверцей для доступа, предусмотренной в устройстве 20 формирования изображений. Как показано, когда тонер-картридж 100 не сопряжен с блоком 200 проявки и плунжер 140 вдавливается при преодолении поджимающего усилия, приложенного пружиной 148, плунжер 140 перемещается вперед (по направлению к передней стороне 107) и обходит затвор 120, оставляя затвор 120 в закрытом положении. В частности, в данном варианте осуществления передний конец 140b плунжера 140 проходит ниже затвора 120, не контактируя с затвором 120. Это предотвращает открытие затвора 120 и выход тонера из выпускного отверстия 118, если тонер-картридж 100 не сопряжен с блоком 200 проявки в его конечном положении в устройстве 20 формирования изображений. Когда дверца для доступа, предусмотренная в устройстве 20 формирования изображений, будет открыта (или пользователь, вдавливающий плунжер 140 вручную, отпустит плунжер 140), поджимающее усилие, приложенное пружиной 148, обеспечит возврат плунжера 140 в его исходное положение, показанное на фиг.9.
[0046] Фиг.11 показывает тонер-картридж 100 с фотопроводящим узлом 300, удаленным для ясности, при приближении тонер-картриджа 100 к блоку 200 проявки во время установки тонер-картриджа 100 в устройстве 20 формирования изображений. Тонер-картридж 100 приближается к блоку 200 проявки сверху по существу в направлении вниз. Например, в показанном приведенном в качестве примера варианте осуществления тонер-картридж 100 поворачивается вперед при его приближении к блоку 200 проявки. Фиг.12 показывает тонер-картридж 100, когда он продолжает перемещаться вперед по направлению к блоку 200 проявки, при этом фотопроводящий узел 300 снова удален для ясности. Как показано на фиг.12, когда тонер-картридж 100 приближается к блоку 200 проявки, полка 228 на части 220 для размещения затвора, предусмотренной в блоке 200 проявки, контактирует с нижней стороной плунжера 140, обеспечивая подъем переднего конца 140b плунжера 140 по направлению к верхней стороне 105 корпуса 104, когда тонер-картридж 100 продолжает перемещаться вперед к блоку 200 проявки.
[0047] Фиг.13 показывает тонер-картридж 100 в его конечном установленном положении, в котором он сопряжен с блоком 200 проявки, при этом фотопроводящий узел 300 снова удален для ясности. Дверца для доступа (непоказанная), предусмотренная в устройстве формирования изображений, открыта, при этом затворы 120, 230 остаются в их закрытых положениях и плунжер 140 остается в его исходном положении. Затвор 120 сопрягается с верхним уплотнительным элементом 234 для предотвращения утечки тонера в зоне между тонер-картриджем 100 и блоком 200 проявки. Отверстие 121 в затворе 120 тонер-картриджа 100 выровнено относительно отверстия 235 в верхнем уплотнительном элементе 234 затвора 230 блока 200 проявки. Передний конец 140b плунжера 140 был поднят полкой 228 в горизонтальное положение выравнивания относительно затворов 120 и 230 так, что передний конец 140b может контактировать с затворами 120, 230 при приведении его в действие воздействующим элементом, соединенным с дверцей для доступа, предусмотренной в устройстве 20 формирования изображений.
[0048] Фиг.14 показывает приведение в действие плунжера 140 воздействующим элементом, соединенным с дверцей для доступа, предусмотренной в устройстве 20 формирования изображений, в направлении, показанном стрелкой. В частности, когда дверца для доступа закрывается, воздействующий элемент, соединенный с дверцей для доступа, входит в контакт с задним концом 140а плунжера 140 и преодолевает поджимающее усилие, создаваемое пружиной 148, для вдавливания плунжера 140 по направлению к передней стороне 107. Когда плунжер 140 перемещается вперед, плунжер 140 входит в контакт с затвором 120 тонер-картриджа 100 и затвором 230 блока 200 проявки. Когда плунжер 140 продвигается дальше, плунжер 140 толкает затворы 120, 230 вперед (влево, как видно на фиг.14) из их закрытых положений в открытые положения затворов 120, 230. При открытых положениях затворов 120, 230 отверстие 121 затвора 120 выровнено относительно выпускного отверстия 118 и отверстие 231 затвора 230 выровнено относительно впускного отверстия 222 для обеспечения возможности прохода тонера из тонер-картриджа 100 в блок 200 проявки. В частности, в проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления передний конец 140b плунжера 140 входит в контакт с кромкой 138 затвора 120 и кромкой 264 затвора 230, когда плунжер 140 давит на соответствующие затворы 120, 230.
[0049] Когда дверца для доступа, предусмотренная в устройстве 20 формирования изображений, открывается, воздействующий элемент отводится от заднего конца 140а плунжера 140, что вызывает отвод плунжера 140 в его исходное положение (подобное показанному на фиг.13) в результате действия поджимающего усилия, приложенного пружиной 148, посредством чего затворы 120 и 230 закрываются, при этом затвор 120 и верхний уплотнительный элемент 234 по-прежнему введены в контактное взаимодействие для предотвращения утечки тонера. При извлечении тонер-картриджа 100 из устройства 20 формирования изображений затвор 120 отделяется от верхнего уплотнительного элемента 234 и передний конец 140b плунжера 140 опускается и отделяется от полки 228, в результате чего он оказывается в невыровненном положении относительно затвора 120, как показано в обратном порядке на фиг.12 и 11.
[0050] Соответственно, конструкция и расположение плунжера 140 предотвращают открытие затвора 120 до тех пор, пока обращенный к тонеру передний конец 140b плунжера 140 не будет поднят в горизонтальное положение выравнивания относительно затвора 120 и задний конец 140а плунжера 140 не будет введен в контактное взаимодействие. Это предотвращает открытие затвора 120, пока картридж 100 не будет установлен в его конечном положении в устройстве 20 формирования изображений и не будет сопряжен с блоком 200 проявки. Если бы затвор 120 был открыт при отсутствии блока 200 проявки, тонер мог бы выходить из тонер-картриджа 100 через выпускное отверстие 118 во внутреннюю зону устройства 20 формирования изображений, потенциально вызывая дефекты печати. Конструкция и расположение плунжера 140 предотвращают возникновение данных явлений. Кроме того, перед вставкой тонер-картриджа 100 в устройство 20 формирования изображений у пользователей может возникнуть желание надавить на поверхность 144 контактного взаимодействия без выполнения ее функции. Конструкция и расположение плунжера 140 предотвращают случайное открытие затвора 120 пользователем, когда тонер-картридж 100 не установлен в устройстве 20 формирования изображений. Аналогичным образом, когда тонер-картридж 100 вставлен в устройство 20 формирования изображений и сопряжен с блоком 200 проявки, затвор 120 будет оставаться закрытым до тех пор, пока дверца для доступа, предусмотренная в устройстве 20 формирования изображений, не будет закрыта, что указывает на то, что устройство готово к печати.
[0051] Вышеприведенное описание иллюстрирует различные аспекты настоящего раскрытия изобретения. Оно не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим. Скорее, оно выбрано для иллюстрации принципов настоящего раскрытия изобретения и его практического применения для того, чтобы дать возможность среднему специалисту в данной области техники использовать настоящее раскрытие изобретения, включая его различные модификации, которые следуют естественным образом. Все модификации и варианты рассматриваются в пределах объема настоящего раскрытия изобретения как определяемые приложенной формулой изобретения. Довольно очевидные модификации включают комбинирование одного или более элементов/признаков различных вариантов осуществления с элементами/признаками других вариантов осуществления.