КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ПОДАЧИ ПРОЯВИТЕЛЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ ПРОЯВИТЕЛЯ
DEVELOPING SOLUTION SUPPLY CONTAINER AND DEVELOPING SOLUTION SUPPLY SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к контейнеру для подачи проявителя, съемно устанавливаемому в устройство заправки проявителем, и к включающей их системе подачи проявителя. Контейнер для подачи проявителя и система подачи проявителя используются с устройством формирования изображения, таким как копировальное устройство, фототелеграфный аппарат, принтер или комплексное устройство, имеющее функции множества таких устройств.
Уровень техники
Обычно в устройстве формирования изображения, таком как электрофотографическое копировальное устройство, используется проявитель из тонких частиц. В таком устройстве формирования изображения проявитель подается из контейнера для подачи проявителя по мере его расходования в ходе операции формирования изображения.
Что касается обычного контейнера для подачи проявителя, пример описан в опубликованной японской патентной заявке на полезную модель Sho 63-6464.
В устройстве, описанном в опубликованной японской патентной заявке на полезную модель Sho 63-6464, проявитель падает в устройство формирования изображения из контейнера для подачи проявителя. Кроме того, в устройстве, описанном в опубликованной японской патентной заявке на полезную модель Sho 63-6464, часть контейнера для подачи проявителя сформирована как подобная сильфону часть, позволяющая подавать весь проявитель в устройство формирования изображения из контейнера для подачи проявителя, даже когда проявитель в контейнере для подачи проявителя слежался. Более конкретно, для выпуска проявителя, слежавшегося в контейнере для подачи проявителя, к стороне устройства формирования изображения, пользователь нажимает на контейнер для подачи проявителя несколько раз для расширения и сжатия (возвратно-поступательное движение) подобной сильфону части.
Таким образом, с устройством, описанном в опубликованной японской заявке полезной модели Sho 63-6464, пользователь должен вручную манипулировать подобной сильфону частью контейнера для подачи проявителя.
В устройстве, описанном в опубликованной заявке на патент Японии № 2006-047811, контейнер для подачи проявителя, снабженный спиральным выступом, вращается вращательным усилием, сообщаемым устройством формирования изображения, посредством чего подается проявитель, содержащийся в контейнере для подачи проявителя. Кроме того, в устройстве, описанном в опубликованной заявке на патент Японии № 2006-047811, проявитель, поданный спиральным выступом посредством вращения контейнера для подачи проявителя, всасывается к стороне устройства формирования изображения всасывающим насосом, расположенным в устройстве формирования изображения, через сопло, вставленное в контейнер для подачи проявителя.
Таким образом, устройство, описанное в опубликованной заявке на патент Японии № 2006-047811, требует привода для вращения контейнера для подачи проявителя и привода для всасывающего насоса.
В связи с этими обстоятельствами, изобретатели рассмотрели следующий контейнер для подачи проявителя.
Контейнер для подачи проявителя снабжен подающей частью, принимающей вращательное усилие для подачи проявителя, и снабжен насосной частью возвратно-поступательного типа для выпуска проявителя, подаваемого подающей частью через выпускное отверстие. Однако когда используется такая конструкция, может возникать проблема.
То есть, проблема возникает в случае, когда контейнер для подачи проявителя снабжен частью для приема приводного усилия для вращения подающей части и также снабжен частью для приема приводного усилия для возвратно-поступательного движения насосной части. В таком случае, требуется, чтобы две приводные части контейнера для подачи проявителя должным образом вводились в приводное соединение с двумя выходными приводными частями стороны устройства формирования изображения, соответственно.
Однако насосная часть не может должным образом совершать возвратно-поступательное движение в случае, когда контейнер для подачи проявителя извлечен из устройства формирования изображения и затем повторно установлен.
Более конкретно, в зависимости от состояния расширения и сжатия насосной части, то есть, положения остановки части для приема приводного усилия для насоса относительно направления возвратно-поступательного движения, входная часть для приема приводного усилия для насоса не может взаимодействовать с выходной частью для приема приводного усилия для насоса.
Например, когда входной привод для насосной части остановлен в состоянии, когда насосная часть сжимается относительно нормальной длины, насосная часть восстанавливается самопроизвольно до нормальной длины, когда контейнер для подачи проявителя извлечен. В этом случае, положение части для приема приводного усилия для насосной части изменяется, в то время как контейнер для подачи проявителя извлечен, несмотря на то, что положение остановки выходной приводной части стороны устройства формирования изображения остается неизменным.
В результате, приводное соединение не устанавливается должным образом между выходной частью для выдачи приводного усилия стороны устройства формирования изображения и входной частью для приема приводного усилия стороны контейнера для подачи проявителя, и, таким образом, возвратно-поступательное движение насосной части будет заблокировано. В таком случае, подача проявителя в устройство формирования изображения не осуществляется, и формирование изображений рано или поздно станет невозможным.
Такая проблема может также возникать, когда состояние расширения и сжатия насосной части изменяется пользователем, в то время как контейнер для подачи проявителя находится вне устройства.
Как будет понятно из указанного выше, необходимо усовершенствование для исключения проблемы, когда контейнер для подачи проявителя снабжен частью для приема приводного усилия для вращения подающей части и также частью для приема приводного усилия для возвратно-поступательного движения насосной части.
Сущность изобретения
Соответственно, основной целью настоящего изобретения является получение контейнера для подачи проявителя и системы подачи проявителя, в которой подающая часть и насосная часть контейнера для подачи проявителя могут действовать должным образом.
Другой целью настоящего изобретения является получение контейнера для подачи проявителя и системы подачи проявителя, в которой проявитель, содержащийся в контейнере для подачи проявителя, может подаваться должным образом, и проявитель, содержащийся в контейнере для подачи проявителя, может выпускаться должным образом.
Эти и другие цели настоящего изобретения станут более очевидными после рассмотрения следующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Согласно объекту настоящего изобретения, получен контейнер для подачи проявителя, съемно устанавливаемый в устройство заправки проявителем, причем указанный контейнер для подачи проявителя содержит камеру для содержания проявителя для расположения проявителя; подающую часть для подачи проявителя в указанной камере для содержания проявителя при ее вращении; камеру для выпуска проявителя, снабженную выпускным отверстием для выпуска проявителя, подаваемого указанной подающей частью; часть для приема приводного усилия для приема вращательного усилия для вращения указанной подающей части от указанного устройства заправки проявителем; насосную часть для воздействия, по меньшей мере, на указанную камеру для выпуска проявителя, причем указанная насосная часть имеет объем, который изменяется при возвратно-поступательном движении; и часть для преобразования привода для преобразования вращательного усилия, полученного указанной частью для приема приводного усилия, в силу для работы указанной насосной части.
Согласно другому объекту настоящего изобретения, получена система подачи проявителя, содержащая устройство заправки проявителем, контейнер для подачи проявителя, съемно устанавливаемый в указанное устройство заправки проявителем, причем указанная система подачи проявителя содержит указанное устройство заправки проявителем, включающее установочную часть для съемной установки указанного контейнера для подачи проявителя, часть для приема проявителя для приема проявителя из указанного контейнера для подачи проявителя, привод для приложения движущей силы к указанному контейнеру для подачи проявителя; и указанный контейнер для подачи проявителя включает камеру для содержания проявителя для расположения проявителя, подающую часть для подачи проявителя, находящегося в указанной камере для содержания проявителя, при ее вращении, камеру для выпуска проявителя, снабженную выпускным отверстием для выпуска проявителя, подаваемого указанной подающей частью, часть для приема приводного усилия для приема вращательного усилия для вращения указанной подающей части от указанного привода, насосную часть для воздействия, по меньшей мере, на указанную камеру для выпуска проявителя, причем указанная насосная часть имеет объем, который изменяется при возвратно-поступательном движении, и часть преобразования привода для преобразования вращательного усилия, полученного указанной частью для приема приводного усилия, в силу для работы указанной насосной части.
Эти и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после рассмотрения следующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в сечении, показывающий общий вид устройства формирования изображения.
Фиг. 2(a) - частичный вид в сечении устройства заправки проявителем, фиг. 2(b) - вид спереди установочной и фиг. 2(c) - частичный увеличенный вид в перспективе внутренней части установочной части.
Фиг. 3 - увеличенный вид в сечении, показывающий контейнер для подачи проявителя и устройство заправки проявителем.
Фиг. 4 - блок-схема, показывающая последовательность операции подачи проявителя.
Фиг. 5 - увеличенный вид в сечении модифицированного примера устройства заправки проявителем.
Фиг. 6(a) - вид в перспективе, показывающий контейнер для подачи проявителя согласно Варианту 1 осуществления изобретения, фиг. 6(b) - вид в перспективе, показывающий состояние вокруг выпускного отверстия, фиг. 6(c) и фиг. 6(d) - вид спереди и вид в сечении, показывающие состояние, в котором контейнер для подачи проявителя установлен на установочной части устройства заправки проявителем.
Фиг. 7(a) - вид в перспективе части для размещения проявителя, фиг. 7(b) - вид в перспективе в сечении контейнера для подачи проявителя, фиг. 7(c) - вид в сечении внутренней поверхности фланцевой части и фиг. 7(d) - вид в сечении контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 8(a) - вид в перспективе лопасти, используемой с устройством, для измерения энергии текучести и фиг. 8(b) - схематический вид устройства.
Фиг. 9 - диаграмма, показывающая соотношение между диаметром выпускного отверстия и величиной выпуска.
Фиг. 10 - диаграмма, показывающая соотношение между количеством в контейнере и величиной выпуска.
Фиг. 11(a) и фиг. 11(b) - виды в сечении, показывающие операции всасывания и выпуска насосной части контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 12 - увеличенный вертикальный вид, показывающий конфигурацию кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 13 - иллюстрация изменения внутреннего давления контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 14(a) - блок-схема, показывающая систему подачи проявителя (Вариант 1 осуществления изобретения), использованную в контрольных экспериментах, и фиг. 14(b) - схематический вид, показывающий явление, происходящее внутри контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 15(a) - блок-схема, показывающая систему подачи проявителя (сравнительный пример), использованную в контрольных экспериментах, и фиг. 15(b) показывает явление, происходящее внутри контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 16 - увеличенный вертикальный вид, показывающий конфигурацию кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 17 - увеличенный вертикальный вид примера конфигурации кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 18 - увеличенный вертикальный вид примера конфигурации кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 19 - увеличенный вертикальный вид примера конфигурации кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 20 - увеличенный вертикальный вид примера конфигурации кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 21 - увеличенный вертикальный вид примера конфигурации кулачкового паза контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 22 - диаграмма, показывающая изменение внутреннего давления контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 23(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 2 осуществления изобретения, и фиг. 23(b) - вид в сечении, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 24 - вид в сечении, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 3 осуществления изобретения.
Фиг. 25(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 4 осуществления изобретения, фиг. 25(b) - вид в сечении контейнера для подачи проявителя, фиг. 25(c) - вид в перспективе, показывающий кулачковый механизм, и фиг. 25(d) - увеличенное изображение вращательной зацепляющейся части для кулачковой и зубчатой передачи.
Фиг. 26(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 5 осуществления изобретения, и фиг. 26(b) - вид в сечении, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 27(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 6 осуществления изобретения, и фиг. 27(b) - вид в сечении, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 28(a)-(d)  показывают работу механизма преобразования привода.
Фиг. 29(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию согласно Варианту 7 осуществления изобретения, и фиг. 29(b) и фиг. 29(c) показывают работу механизма преобразования привода.
Фиг. 30(a) - вид в перспективе с сечением, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 8 осуществления изобретения, и фиг. 30(b) и фиг. 30(c) - виды в сечении, показывающие операции всасывания и выпуска насосной части.
Фиг. 31(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 8 осуществления изобретения, и фиг. 31(b) – вид соединительной части контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 32(a) - вид в перспективе, показывающий контейнер для подачи проявителя согласно Варианту 9 осуществления изобретения, и фиг. 32(b) и фиг. 32(c) - виды в сечении, показывающие операции всасывания и выпуска насосной части.
Фиг. 33(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 10 осуществления изобретения, фиг. 33(b) - вид в перспективе с сечением, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя, фиг. 33(c) - вид конструкции конца цилиндрической части, и фиг. 33(d) и фиг. 33(e) показывают операции всасывания и выпуска насосной части.
Фиг. 34(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 11 осуществления изобретения, фиг. 34(b) - вид в перспективе, показывающий конструкцию фланцевой части, и фиг. 34(c) - вид в перспективе, показывающий конструкцию цилиндрической части.
Фиг. 35(a) и (b) - виды в сечении, показывающие операции всасывания и выпуска насосной части.
Фиг. 36 - вид конструкции насосной части.
фиг. 37(a) и (b) - виды в сечении, схематично показывающие конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 12 осуществления изобретения.
Фиг. 38(a) и (b) - виды в перспективе, показывающие цилиндрическую часть и фланцевую часть контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 13 осуществления изобретения.
Фиг. 39(a) и (b) - виды в перспективе с частичным сечением контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 13 осуществления изобретения.
Фиг. 40 - временная диаграмма, показывающая соотношение между рабочим состоянием насоса согласно Варианту 13 осуществления изобретения и синхронизацией открывания и закрывания вращающегося затвора.
Фиг. 41 - вид в перспективе с частичным сечением, показывающий контейнер для подачи проявителя согласно Варианту 14 осуществления изобретения.
Фиг. 42(a)-(c) - виды с частичным сечением, показывающие рабочее состояние насосной части согласно Варианту 14 осуществления изобретения.
Фиг. 43 - временная диаграмма, показывающая соотношение между рабочим состоянием насоса согласно Варианту 14 осуществления изобретения 14 и синхронизацией открывания и закрывания запорного клапана.
Фиг. 44(a) - вид в перспективе с частичным сечением контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 15 осуществления изобретения, фиг. 44(b) - вид в перспективе фланцевой части, и фиг. 44(c) - вид в сечении контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 45(a) - вид в перспективе, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 16 осуществления изобретения, и фиг. 45(b) - вид в перспективе с сечением контейнера для подачи проявителя.
Фиг. 46 - вид в перспективе с частичным сечением, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 16 осуществления изобретения.
Фиг. 47(a) - вид в перспективе с сечением, показывающий конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 17 осуществления изобретения, и фиг. 47(b) и фиг. 47(c) - виды с частичным сечением, показывающие контейнер для подачи проявителя.
Фиг. 48(a) и (b) - виды в перспективе с частичным сечением, показывающие конструкцию контейнера для подачи проявителя согласно Варианту 18 осуществления изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Далее приведено подробное описание контейнера для подачи проявителя и системы подачи проявителя согласно настоящему изобретению. В нижеследующем описании различные конструкции контейнера для подачи проявителя могут быть замещены другими известными конструкциями, имеющими подобные функции в рамках замысла изобретения, если не указано иначе. Другими словами, настоящее изобретение не ограничено конкретными конструкциями вариантов его осуществления, которые будут описаны далее, если не указано иначе.
Вариант 1 осуществления изобретения
Сначала будут описаны базовые структуры устройства формирования изображения, и затем будет описана система подачи проявителя, то есть, устройство заправки проявителем и контейнер для содержания проявителя, используемые в устройстве формирования изображения.
Устройство формирования изображения
Со ссылками на фиг. 1 будет дано описание конструкций копировального устройства (электрофотографического устройства формирования изображения) с использованием процесса электрофотографического типа, например, с использованием устройства формирования изображения с устройством заправки проявителем, в котором съемно устанавливается контейнер для подачи проявителя (так называемый тонер-картридж).
На фигуре ссылочной позицией 100 обозначен основной узел копировального устройства (основной узел устройства формирования изображения или основной узел устройства). Ссылочной позицией 101 обозначен оригинал, который размещен на удерживающем оригинал оригиналодержателе 102. Световое изображение, соответствующее графической информации оригинала, отображается на электрофотографическом фоточувствительном элементе 104 (фоточувствительном элементе) посредством множества зеркал М оптической части 103 и линзы Ln, таким образом, чтобы было сформировано электростатическое скрытое изображение. Электростатическое скрытое изображение визуализируется тонером (однокомпонентным магнитным тонером), как проявителем (сухой порошок), при помощи устройства 201a сухого проявления (однокомпонентным устройством проявления).
В этом варианте осуществления изобретения используется однокомпонентный магнитный тонер, как проявитель, который подается из контейнера 1 для подачи проявителя, но настоящее изобретение не ограничено этим примером и включает другие примеры, которые будут описаны далее.
В частности, в случае, когда используется однокомпонентное устройство проявления с использованием однокомпонентного немагнитного тонера, однокомпонентный немагнитный тонер подается как проявитель. Кроме того, в случае, когда используются двухкомпонентное устройство проявления с использованием двухкомпонентного проявителя, содержащего смешанные магнитный носитель и немагнитный тонер, немагнитный тонер подается как проявитель. В этом случае, немагнитный тонер и магнитный носитель могут совместно подаваться как проявитель.
Ссылочными позициями 105-108 обозначены кассеты, содержащие материал S для записи изображения (листы). В отношении листов S, сложенных стопкой в кассетах 105-108, выбирают оптимальную кассету на основе размера листа оригинала 101 или информации, введенной оператором (пользователем) при помощи жидкокристаллической части для управления копировального устройства. Материал для записи не ограничен листом бумаги, но могут использоваться лист прозрачной пленки для проектора или другой материал, как необходимо.
Один лист S, подаваемый устройством 105A-108A отделения и подачи, подается к фиксирующим роликам 110 вдоль подающей части 109 и подается с синхронизацией при вращении фоточувствительного элемента 104 и со сканированием оптической частью 103.
Ссылочными позициями 111, 112 обозначены электризатор для переноса и электризатор для отделения. Изображение, сформированное проявителем на фоточувствительном элементе 104, переносится на лист S электризатором 111 для переноса. Затем лист S, несущий проявленное изображение (изображение тонером), перенесенное на него, отделяется от фоточувствительного элемента 104 электризатором 112 для отделения.
После этого лист S, поданный подающей частью 113, подвергается воздействию тепла и давления в фиксирующей части 114 таким образом, что проявленное изображение на листе фиксируется, и затем проходит через выдающую/реверсирующую часть 115 в случае с односторонним режимом копирования, и впоследствии лист S выдается в выдающий лоток 117 выдающими роликами 116.
В случае с режимом двустороннего копирования лист S входит в выдающую/реверсирующую часть 115, и его часть выдается из устройства выдающим роликом 116. Задний его конец проходит заслонку 118, и заслонкой 118 управляют, когда он еще зажат выдающими роликами 116, и выдающие ролики 116 вращаются в обратном направлении, таким образом, что лист S повторно подается в устройство. Затем лист S подается к фиксирующим роликам 110 посредством частей 119, 120 для повторной подачи и затем передается вдоль пути аналогично случаю с режимом одностороннего копирования и выдается в выдающий лоток 117.
По существу узле устройства 100 вокруг фоточувствительного элемента 104 расположены средства формирования изображения, такие как устройство 201a проявления, как средство проявления, очищающая часть 202, как очищающее средство, основной электризатор 203, как заряжающее средство. Устройство 201a проявления проявляет электростатическое скрытое изображение, сформированное на фоточувствительном элементе 104 оптической частью 103 в соответствии с графической информацией 101, осаждая проявитель на скрытое изображение. Основной электризатор 203 равномерно заряжает поверхность фоточувствительного элемента с целью формирования желаемого электростатического изображения на фоточувствительном элементе 104. Очищающая часть 202 удаляет проявитель, остающийся на фоточувствительном элементе 104.
Устройство заправки проявителем
Со ссылками на фиг. 1-4 будет описано устройство 201 заправки проявителем, которое является составляющим элементом системы подачи проявителя. Фиг. 2(а) является частичным видом в сечении устройства 201 заправки проявителем, фиг. 2(b) является видом спереди установочной части 10 в виде в направлении установки контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 2(с) является увеличенным видом в перспективе внутренней части установочной части 10. Фиг. 3 представляет собой частичные увеличенные виды в сечении системы управления контейнера 1 для подачи проявителя и устройства 201 заправки проявителем. Фиг. 4 представляет собой блок-схему, показывающую последовательность операций подачи проявителя системой управления.
Как показано на фиг. 1, устройство 201 заправки проявителем содержит установочную часть (установочное пространство) 10, в которой прикреплен контейнер 1 для подачи проявителя с возможностью извлечения, бункер 10a для временного содержания проявителя, выпускаемого из контейнера 1 для подачи проявителя, и устройство 201a проявления. Как показано на фиг. 2(с), контейнер 1 для подачи проявителя может устанавливаться в направлении, обозначенном ссылочной позицией М, в установочной части 10. Таким образом, продольное направление (направление оси вращения) контейнера 1 для подачи проявителя по существу аналогично направлению М. Направление М по существу параллельно направлению, обозначенным ссылочной позицией X фиг. 7(b), которая будет описана далее. Кроме того, направление удаления контейнера 1 для подачи проявителя из установочной части 10 противоположно направлению М.
Как показано на фиг. 1(а) и 2(а), устройство 201a проявления содержит проявляющий ролик 201f, перемешивающий элемент 201c и подающие элементы 201d, 201e. Проявитель, подаваемый из контейнера 1 для подачи проявителя, перемешивается перемешивающим элементом 201c, подается к проявляющему ролику 201f подающими элементами 201d, 201e и подается к фоточувствительному элементу 104 проявляющим роликом 201f.
Проявляющая пластина 201g для регулирования количества проявителя, покрывающего ролик, расположена относительно проявляющего ролика 201f, и пластина 201h для предотвращения утечки расположена в контакте с проявляющим роликом 201f для предотвращения утечки проявителя между проявляющим устройством 201a и проявляющим роликом 201f.
Как показано на фиг. 2(b), установочная часть 10 снабжена частью 11 для регулирования вращения (удерживающим механизмом) для ограничения движения фланцевой части 3 в направлении вращательного движения посредством упора во фланцевую часть 3 (фиг. 6) контейнера 1 для подачи проявителя, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен. Кроме того, как показано на фиг. 2(c), установочная часть 10 снабжена регулирующей частью (удерживающим механизмом) 12 для ограничения движения фланцевой части 3 в направлении оси вращения посредством зацепления с фланцевой частью 3 контейнера 1 для подачи проявителя, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен. Регулирующая часть 12 является защелкивающимся механизмом из полимерного материала, который упруго деформируется при взаимодействии с фланцевой частью 3 и после этого восстанавливается после освобождения от фланцевой части 3, запирая фланцевую часть 3.
Кроме того, установочная часть 10 снабжена отверстием 13 для приема проявителя (отверстием для приема проявителя) для приема проявителя, выпущенного из контейнера 1 для подачи проявителя, и отверстие для приема проявителя сообщается по текучей среде с выпускным отверстием (выпускным отверстием) 3a (фиг. 6) контейнера 1 для подачи проявителя, который будет описан далее, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в ней. Проявитель подается из выпускного отверстия 3a контейнера 1 для подачи проявителя к проявляющему устройству 201a через отверстие 13 для приема проявителя. В этом варианте осуществления изобретения диаметр φ отверстия 13 для приема проявителя составляет приблизительно 2 мм (точечное отверстие) аналогично выпускному отверстию 3a с целью предотвращения в максимально возможной степени загрязнения проявителем установочной части 10.
Как показано на фиг. 3, бункер 10a содержит подающий винт 10b для подачи проявителя к проявляющему устройству 201a, отверстие 10c, сообщающееся по текучей среде с проявляющим устройством 201a, и датчик 10d проявителя для определения количества проявителя, содержащегося в бункере 10a.
Как на фиг. 2(b) и фиг. 3(b), установочная часть 10 снабжена ведущим зубчатым колесом 300, действующим как приводной механизм (привод). Ведущее зубчатое колесо 300 принимает вращательное усилие от приводного электродвигателя 500 через приводную зубчатую передачу и действует для приложения вращательного усилия к контейнеру 1 для подачи проявителя, который установлен в установочной части 10.
Как показано на фиг. 3, приводным электродвигателем 500 управляет управляющее устройство (центральный процессор) 600. Как показано на фиг. 3, управляющее устройство 600 управляет работой приводного электродвигателя 500 на основе информации, отражающей количество оставшегося проявителя, поступающей от датчика 10d остающегося количества.
В этом примере ведущее зубчатое колесо 300 вращается в одном направлении для упрощения управления приводным электродвигателем 500. Управляющее устройство 600 управляет только включением (работа) и выключением (остановка) приводного электродвигателя 500. Это упрощает приводной механизм для устройства 201 заправки проявителем по сравнению с конструкцией, в которой прилагаются движущие силы вперед и назад посредством периодического вращения приводного электродвигателя 500 (ведущего зубчатого колеса 300) в направлении вперед и в обратном направлении.
Способ установки/извлечения контейнера
для подачи проявителя
Далее будет описан способ установки/извлечения контейнера 1 для подачи проявителя.
Сначала оператор открывает крышку для замены и вставляет и устанавливает контейнер 1 для подачи проявителя в установочной части 10 устройства 201 заправки проявителем. В результате операции установки фланцевая часть 3 контейнера 1 для подачи проявителя удерживается и фиксируется в устройстве 201 заправки проявителем.
После этого оператор закрывает крышку для замены, завершая этап установки. После этого управляющее устройство 600 управляет приводным электродвигателем 500, который вращает ведущее зубчатое колесо 300 с надлежащей синхронизацией.
С другой стороны, когда контейнер 1 для подачи проявителя опустошается, оператор открывает крышку для замены и извлекает контейнер 1 для подачи проявителя из установочной части 10. Оператор вставляет и устанавливает подготовленный заранее новый контейнер 1 для подачи проявителя и закрывает крышку для замены, чем операция от извлечения до повторной установки контейнера 1 для подачи проявителя завершается.
Управление подачей проявителя устройством
заправки проявителем
Со ссылками на блок-схему на фиг. 4 будет описано управление подачей проявителя устройством 201 заправки проявителем. Управление подачей проявителя осуществляется посредством управления различными средствами управляющим устройством (центральным процессором) 600.
В этом примере управляющее устройство 600 управляет включением/выключением приводного электродвигателя 500 в соответствии с выходным сигналом датчика 10d проявителя, согласно которому проявитель не содержится в бункере 10a в предопределенном количестве.
Более конкретно, сначала датчик 10d проявителя определяет количество проявителя, содержащегося в бункере 10a. Когда содержащееся количество проявителя, определенное датчиком 10d проявителя, отличается от заданного количества и меньше его, то есть, когда проявитель не обнаружен датчиком 10d проявителя, приводной электродвигатель 500 приводится в действие (S101) для выполнения операции подачи проявителя в течение заданного периода времени.
Количество содержащегося проявителя, определенное датчиком 10d проявителя, распознается как достижение заданного количества, то есть, когда проявитель обнаружен датчиком 10d проявителя в результате операции подачи проявителя, приводной электродвигатель 500 выключается для прекращения (S102) операции подачи проявителя. При прекращении операции подачи серия этапов подачи проявителя завершена.
Такие этапы подачи проявителя неоднократно выполняются всякий раз, когда количество проявителя, содержащегося в бункере 10a, становится меньше заданного количества в результате расхода проявителя при операциях формирования изображения.
В этом примере проявитель, выпускаемый из контейнера 1 для подачи проявителя, временно содержится в бункере 10a и затем подается в устройство 201a проявления, но может использоваться следующая конструкция устройства 201 заправки проявителем.
Более конкретно, как показано на фиг. 5, описанный выше бункер 10a исключен из конструкции, и проявитель подается прямо в устройство 201a проявления из контейнера 1 для подачи проявителя. На фиг. 5 показан пример использования двухкомпонентного устройства 800 проявления, как устройства 201 заправки проявителем. Устройство 800 проявления содержит смесительную камеру, в которую подается проявитель, и камеру для проявителя для подачи проявителя к проявочному барабану 800a, причем смесительная камера и камера для проявителя снабжены смесительными винтами 800b, вращающимися в таких направлениях, что проявитель подается в противоположных направлениях. Смесительная камера и камера для проявителя сообщаются друг с другом противоположными продольными оконечными частями, и двухкомпонентный проявитель циркулирует в двух камерах. Смесительная камера снабжена магнитометрическим датчиком 800c для определения содержания тонера проявителя, и на основе результата определения магнитометрическим датчиком 800c управляющее устройство 600 управляет работой приводного электродвигателя 500. В таком случае проявитель, подаваемый из контейнера для подачи проявителя, является немагнитными тонером или немагнитным тонером с магнитным носителем.
В этом примере, как будет описано далее, проявитель, содержащийся в контейнере 1 для подачи проявителя, не будет выпускаться через выпускное отверстие 3a только под действием силы тяжести, но проявитель выдается посредством операции выпуска насосной части 2b, и, таким образом, колебания величины выпуска могут сдерживаться. Таким образом, контейнер 1 для подачи проявителя, который будет описан далее, может использоваться в примере, показанном на фиг. 5, не имеющем бункера 10a.
Контейнер для подачи проявителя
Со ссылками на фиг. 6 и 7 будет описана конструкция контейнера 1 для подачи проявителя, который является составляющим элементом системы подачи проявителя. Фиг. 6(a) представляет вид в перспективе всего контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 6(b) представляет частичный увеличенный вид вокруг выпускного отверстия 3a контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 6(c) и (d) представляют вид спереди и вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, установленного в установочной части 10. Фиг. 7(a)  представляет вид в перспективе, показывающий часть 2 для содержания проявителя, фиг. 7(b) представляет вид в перспективе с сечением, показывающий внутреннюю часть контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 7(c) представляет вид в сечении фланцевой части 3, и фиг. 7(d) представляет вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя.
Как показано на фиг. 6(a), контейнер 1 для подачи проявителя включает часть 2 для содержания проявителя (корпус контейнера), имеющую полое цилиндрическое внутреннее пространство для содержания проявителя. В этом примере цилиндрическая часть 2k и насосная часть 2b выполняют функцию части 2 для содержания проявителя. Кроме того, контейнер 1 для подачи проявителя снабжен фланцевой частью 3 (невращающаяся часть) на одном конце части 2 для содержания проявителя относительно продольного направления (направления подачи проявителя). Часть 2 для содержания проявителя может вращаться относительно фланцевой части 3. Конфигурация поперечного сечения цилиндрической части 2k может не быть круглой, если некруглая форма не оказывает негативное влияние на операцию вращения на этапе подачи проявителя. Например, это может быть овальная конфигурация, многоугольная конфигурация и т.п.
3
В этом примере, как показано фиг. 7(d), полная длина L1 цилиндрической части 2k, функционирующей как камера для содержания проявителя, составляет приблизительно 300 мм, и наружный диаметр R1 составляет приблизительно 70 мм. Полная длина L2 насосной части 2b (в состоянии, когда она максимально расширена в диапазоне расширения при использовании) составляет приблизительно 50 мм, и длина L3 района, в котором расположена зубчатая передача 2a фланцевой части 3, составляет приблизительно 20 мм. Длина L4 района выпускной части 3h, функционирующей как камера для выпуска проявителя, составляет приблизительно 25 мм. Максимальный наружный диаметр R2 (в состоянии максимального расширения в диапазоне расширения при использовании в диаметральном направлении) составляет приблизительно 65 мм, и полная емкость для содержания проявителя контейнера 1 для подачи проявителя составляет 1250 см. В этом примере проявитель может быть размещен в цилиндрической части 2k и насосной части 2b и, кроме того, в выпускной части 3h, то есть, они функционируют как часть для содержания проявителя.
Как показано на фиг. 6, 7, в этом примере в состоянии, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем, цилиндрическая часть 2k и выпускная часть 3h, по существу выровнены вдоль горизонтального направления. Таким образом, цилиндрическая часть 2k имеет достаточно большую длину в горизонтальном направлении по сравнению с длиной в вертикальном направлении, и одна оконечная часть относительно горизонтального направления соединена с выпускной частью 3h. Таким образом, количество проявителя, существующего над выпускным отверстием 3a, которое будет описано далее, может быть меньшим по сравнению со случаем, когда цилиндрическая часть 2k находится над выпускной частью 3h в состоянии, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем. Таким образом, проявитель вблизи выпускного отверстия 3a менее сжат, таким образом, обеспечивая ровное всасывание и выпуск.
Материал контейнера для подачи проявителя
В этом примере, как будет описано далее, проявитель выдается через выпускное отверстие 3a посредством изменения давления (внутреннего давления) контейнера 1 для подачи проявителя насосной частью 2b. Таким образом, материал контейнера 1 для подачи проявителя, предпочтительно, таков, что он обеспечивает достаточную жесткость для исключения соударений или чрезмерного расширения.
Кроме того, в этом примере контейнер 1 для подачи проявителя сообщается по текучей среде с внешней средой только через выпускное отверстие 3a и уплотнен за исключением выпускного отверстия 3a. Такое свойство герметичности достаточно для поддержания стабилизированных характеристик выпуска в ходе операции выпуска проявителя через выпускное отверстие 3a, обеспечиваемого повышением и снижением давления контейнера 1 для подачи проявителя насосной частью 2b.
При этих обстоятельствах в этом примере используется полистирольная смола, как материал части 2 для содержания проявителя и выпускной части 3h, и используется полипропиленовая смола, как материал насосной части 2b.
Что касается материала для части 2 для содержания проявителя и выпускной части 3h, могут использоваться другие смолы, например, такие как АБС (сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола), полиэфир, полиэтилен, полипропилен, если они имеют достаточную устойчивость к давлению. В альтернативном варианте они могут быть металлическими.
Что касается материала насосной части 2b, может использоваться любой материал, если он является достаточно расширяемым и сжимаемым для изменения внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя посредством изменения объема. Примеры включают тонкий формованный АБС (сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола), полистирол, полиэфир, полиэтилен. В альтернативном варианте могут использоваться другие расширяемые и сжимаемые материалы, такие как резина.
Они могут формоваться как единое целое из одного материала способом литья под давлением, способом выдувного формования и т.п., если толщины должным образом приспособлены для насосной части 2b, части 2 для содержания проявителя и выпускной части 3h, соответственно.
Существует возможность того, что во время транспортировки (воздушной перевозки) контейнера 1 для подачи проявителя и/или за длительный срок без использования внутреннее давление контейнера может резко изменяться вследствие резких изменений условий окружающей среды. Например, когда устройство используется в районе на большой высоте, или когда контейнер 1 для подачи проявителя, хранившийся при низкой температуре окружающей среды, переносят помещение с высокой температурой окружающей среды, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя может повышаться по сравнению с давлением окружающего воздуха. В таком случае, контейнер может деформироваться, и/или проявитель может выбрызгиваться, когда контейнер распечатывают.
Ввиду этого, контейнер 1 для подачи проявителя снабжен отверстием диаметром 3 мм, и отверстие снабжено фильтром. Фильтром является TEMISH (зарегистрированная торговая марка), доступный в Японии от Nitto Denko Kabushiki Kaisha, который имеет свойство предотвращения утечки проявителя наружу, но пропускает воздух между внутренним пространством контейнера и внешней средой. Здесь в этом примере, несмотря на то, что предпринята такая мера, ее влияние на операцию всасывания и операцию выпуска через выпускное отверстие 3a насосной частью 2b можно игнорировать, и, таким образом, герметическое свойство контейнера 1 для подачи проявителя остается в действии.
Далее будет дано описание фланцевой части 3, цилиндрической части 2k и насосной части 2b.
Фланцевая часть
Как показано на фиг. 6(b), фланцевая часть 3 снабжена полой выпускной частью (камерой для выпуска проявителя) 3h для временного содержания проявителя, поданного из части 2 для содержания проявителя (из камеры для содержания проявителя) (см. фиг. 7(b) и (c)). Нижняя часть выпускной части 3h снабжена малым выпускным отверстием 3a для выпуска проявителя наружу из контейнера 1 для подачи проявителя, то есть, для подачи проявителя в устройство 201 заправки проявителем. Размер выпускного отверстия 3a будет описан далее.
Внутренняя форма нижней части внутренней части выпускной части 3h (внутри камеры для выпуска проявителя) подобна воронке, сходящейся к выпускному отверстию 3a для уменьшения в максимально возможной степени количества остающегося там проявителя (см. фиг. 7(b) и (c)).
Фланцевая часть 3 снабжена затвором 4 для открывания и закрывания выпускного отверстия 3a. Затвор 4 расположен таким образом, что когда контейнер 1 для подачи проявителя устанавливают в установочной части 10, он упирается в упорную часть 21 (см. фиг. 2(c)), расположенную в установочной части 10. Таким образом, затвор 4 скользит относительно контейнера 1 для подачи проявителя в направлении оси вращения (противоположном направлению М) части 2 для содержания проявителя при операции установки контейнера 1 для подачи проявителя в установочную часть 10. В результате, выпускное отверстие 3a открывается затвором 4, таким образом, заканчивая операцию разгерметизации.
В этот момент выпускное отверстие 3a позиционно совмещается с отверстием 13 для приема проявителя установочной части 10, и, таким образом, они сообщаются по текучей среде друг с другом, таким образом, обеспечивая подачу проявителя из контейнера 1 для подачи проявителя.
Фланцевая часть 3 сконструирована таким образом, что когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в установочной части 10 устройства 201 заправки проявителем, он по существу неподвижен.
Более конкретно, как показано на фиг. 6(c), фланцевая часть 3 фиксируется (с предотвращением вращения) от вращения во вращательном направлении вокруг оси вращения части 2 для содержания проявителя частью 11 для предотвращения движения во вращательном направлении, расположенной в установочной части 10. Другими словами, фланцевая часть 3 удерживается таким образом, что она по существу не вращается устройством 201 заправки проявителем (хотя вращение в пределах люфта возможно).
Кроме того, фланцевая часть 3 блокирована частью 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения, расположенной в установочной части 10 при операции установки контейнера 1 для подачи проявителя. Более конкретно, фланцевая часть 3 упирается в часть 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения в ходе операции установки контейнера 1 для подачи проявителя для упругой деформации части 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения. После этого фланцевая часть 3 упирается во внутреннюю стеночную часть 10f (фиг. 6(d)), которая является стопором, расположенным в установочной части 10, таким образом, заканчивая этап установки контейнера 1 для подачи проявителя. По существу одновременно с завершением установки взаимодействие с фланцевой частью 3 освобождается таким образом, что упругая деформация части 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения восстанавливается.
В результате, как показано на фиг. 6(d), часть 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения блокируется кромочной частью фланцевой части 3 (функционирующей как захватывающая часть) таким образом, что по существу устанавливается состояние, в котором движение в направлении оси вращения части 2 для содержания проявителя предотвращается (регулируется). В этот момент допускается небольшое незначительное движение из-за допуска.
Когда оператор демонтирует контейнер 1 для подачи проявителя из установочной части 10, часть 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения упруго деформируется фланцевой частью 3, освобождаясь от фланцевой части 3. Направление оси вращения части 2 для содержания проявителя по существу соответствует направлению оси вращения зубчатой передачи 2a (фиг. 7).
Как описано выше, в этом примере фланцевая часть 3 снабжена удерживающей частью, удерживаемой удерживающим механизмом 12 фиг. 2(c) устройства 201 заправки проявителем, для предотвращения перемещения в направлении оси вращения части 2 для содержания проявителя. Кроме того, фланцевая часть 3 снабжена удерживающей частью, удерживаемой удерживающим механизмом 11 фиг. 2(c) устройства 201 заправки проявителем, для предотвращения вращения в направлении вращательного движения части 2 для содержания проявителя.
Таким образом, в состоянии, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем, выпускная часть 3h, расположенная во фланцевой части 3, по существу не может перемещаться в части 2 для содержания проявителя и в направлении оси вращения, и в направлении вращательного движения (движение в пределах люфта допускается).
С другой стороны, часть 2 для содержания проявителя не ограничена в направлении вращательного движения устройством 201 заправки проявителем и, таким образом, может вращаться на этапе подачи проявителя. Однако движение части 2 для содержания проявителя в направлении оси вращения по существу предотвращается фланцевой частью 3 (хотя движение в пределах люфта допускается).
Выпускное отверстие фланцевой части
В этом примере размер выпускного отверстия 3a контейнера 1 для подачи проявителя подобран таким образом, что в ориентации контейнера 1 для подачи проявителя для подачи проявителя в устройство 201 заправки проявителем, проявитель не выдается в достаточной степени только под действием силы тяжести. Размер просвета выпускного отверстия 3a настолько мал, что выпуск проявителя из контейнера для подачи проявителя недостаточен только под действием силы тяжести, и, таким образом, отверстие далее называется точечным отверстием. Другими словами, размер отверстия задан таким образом, что выпускное отверстие 3a по существу забивается. Это, как ожидается, дает преимущество в следующем.
(1) проявитель легко не просачивается через выпускное отверстие 3a.
(2) чрезмерный выпуск проявителя во время открывания выпускного отверстия 3a может сдерживаться.
(3) выпуск проявителя может по существу основываться на операции выпуска насосной частью.
Изобретатели исследовали вопрос о том, что размер выпускного отверстия 3a недостаточен для выпуска тонера в достаточной степени только под действием силы тяжести. Будут описаны контрольный эксперимент (способ измерения) и критерии.
3
Был подготовлен прямоугольный параллелепипедальный контейнер заданного объема, в котором выпускное отверстие (круглое) сформировано в центральной части нижней части, и заправлен 200 г проявителя; затем заправочное отверстие было закупорено, и выпускное отверстие заткнуто; в этом состоянии контейнер встряхивали достаточно для разрыхления проявителя. Прямоугольной параллелепипедальный контейнер имеет объем 1000 см, длину 90 мм, ширину 92 мм и высоту 120 мм.
После этого выпускное отверстие как можно скорее распечатали в состоянии, когда выпускное отверстие направлено вниз, и количество проявителя, выпущенного через выпускное отверстие, измерили. В этот момент прямоугольный параллелепипедальный контейнер уплотнен полностью за исключением выпускного отверстия. Кроме того, были выполнены контрольные эксперименты в условиях температуры 24°C и относительной влажности 55%.
При использовании этих процессов измерялись выпускаемые количества при изменении вида проявителя и размера выпускного отверстия. В этом примере, когда количество выпущенного проявителя не больше 2 г, количество незначительно, и, таким образом, размер выпускного отверстия считается недостаточным для выпуска проявителя в достаточном количестве только под действием силы тяжести.
Проявители, используемые в контрольном эксперименте, показаны в Таблице 1. Видами проявителя являются однокомпонентный магнитный тонер, немагнитный тонер для двухкомпонентного проявочного устройства и смесь немагнитного тонера и магнитного носителя.
Что касается значений характеристик, показательных для свойств проявителя, были сделаны измерения относительно углов естественного откоса, указывающих текучести, и энергии текучести, указывающей легкость разрыхления слоя проявителя, которую измеряли при помощи устройством анализа текучести порошка (порошковый реометр FT4, доступный от Freeman Technology).
<b>Таблица 1</b>
Проявители
Средний размер частиц тонера (мкм)
Компонент проявителя
Угол естественного откоса (°)
Энергия текучести (объемная плотность 0,5 г/см<sup>3</sup>
А
7
Двухкомпонентныйнемагнитный
18
2,09×10<sup>-3</sup> Дж
В
6,5
Двухкомпонентныйнемагнитныйтонер +носитель
22
6,80×10<sup>-4</sup> Дж
С
7
Однокомпон.магнитныйтонер
35
4,30×10<sup>-4</sup> Дж
D
5,5
Двухкомпон.немагнитныйтонер +носитель
40
3,51×10<sup>-3</sup> Дж
Е
5
Двухкомпон.немагнитныйтонер +носитель
27
4,14×10<sup>-3</sup> Дж
Со ссылками не фиг. 8 будет описан способ измерения относительно энергии текучести. Здесь на фиг. 8 показан схематический вид устройства для измерения энергии текучести.
Принцип действия порошкового устройства анализа текучести состоит в том, что в образце порошка движется лопасть, и измеряется энергия, требуемая для движения лопасти в порошке, то есть, энергия текучести. Лопасть представляет собой лопасть пропеллерного типа, и когда она вращается, она одновременно движется в направлении оси вращения и, таким образом, свободный конец лопасти движется спирально.
Лопасть 54 пропеллерного типа выполнена из нержавеющей стали (типа C210) и имеет диаметр 48 мм и равномерно вращается в направлении против часовой стрелки. Более конкретно, от центра лопасти размером 48 мм × 10 мм проходит вращающийся вал в направлении, перпендикулярном плоскости вращения лопасти, угол закручивания лопасти в противоположных крайних кромочных частях (на удалении 24 мм от вращающегося вала) составляет 70°, и угол закручивания в 12 мм от вращающегося вала составляет 35°.
Энергия текучести представляет собой полную энергию, полученную интегрированием со временем полной суммы крутящего момента и вертикальной нагрузки, когда спирально вращающаяся лопасть 54 входит в слой порошка и продвигается в слое порошка. Полученная таким образом величина показывает легкость разрыхления слоя порошка проявителя, и большая энергии текучести означает меньшую легкость, и малая энергии текучести означает большую легкость.
3
При этом измерении, как показано на фиг. 8, проявитель Т заправлен до уровня поверхности порошка, составляющего 70 мм (L2 на фиг. 8), в цилиндрический контейнер 53, имеющий диаметр ϕ 50 мм (объем=200 см, L1 (фиг. 8)=50 мм), который является стандартной частью устройства. Величину заправки регулируют в соответствии с объемной плотностью измеряемого проявителя. Лопасть 54 диаметром ϕ 48 мм, которая является стандартной частью, продвигается в слой порошка, и энергия, требуемая для продвижения от глубины 10 мм к глубине 30 мм, отображается.
Заданные условия во время измерения составляют следующие.
Угловая скорость лопасти 54 (окружная скорость лопасти = окружной скорости крайней кромочной части лопасти) составляет 60 мм/с.
Скорость продвижения лопасти в вертикальном направлении в слой порошка является такой скоростью, что угол θ (угол наклона винтовой линии), сформированный между траекторией крайней кромочной части лопасти 54 во время продвижения и поверхностью порошкового слоя, составляет 10°.
Скорость продвижения в слой порошка в перпендикулярном направлении составляет 11 мм/с (скорость продвижения лопасти в слое порошка в вертикальном направлении = (угловой скорости лопасти) × тангенс (угол наклона винтовой линии × п/180)).
Измерение осуществляется в условиях температуры 24°C и относительной влажности 55%.
3
Объемная плотность проявителя, когда измеряют энергию текучести проявителя, близка к плотности при экспериментах для проверки соотношения между величиной выпуска проявителя и размером выпускного отверстия, менее изменяется и устойчива и, более конкретно, задана на уровне 0,5 г/см.
Контрольные эксперименты были выполнены для проявителя (Таблица 1) с измерениями энергии текучести таким образом. На фиг. 9 изображена диаграмма, показывающая соотношения между диаметрами выпускных отверстий и выпускаемыми количествами относительно соответствующих проявителей.
2
Результатами проверки, показанными на фиг. 9, было подтверждено, что выпускаемые количества через выпускное отверстие составляют не больше 2 г для каждого из проявителей А-Е, если диаметр ϕ выпускного отверстия составляет не больше 4 мм (площадь отверстия 12,6 мм (отношение круга=3,14)). Когда диаметр ϕ выпускного отверстия превышает 4 мм, выпускаемое количество резко увеличивается.
2
3
-4
2
2
-3
2
2
Диаметр ϕ выпускного отверстия, предпочтительно, не больше 4 мм (площадь отверстия 12,6 мм), когда энергия текучести проявителя (объемная плотность 0,5 г/см) не меньше 4,3×10 кг·м/с (Дж) и не больше 4,14×10 кг·м/с(Дж).
Что касается объемной плотности проявителя, проявитель был достаточно разрыхлен и псевдоожижен в ходе контрольных экспериментов и, таким образом, его объемная плотность ниже, чем ожидаемая в условиях нормальной эксплуатации (состояние слева), то есть, измерения выполнялись в условиях, когда проявитель более легко выпускается, чем в условиях нормальной эксплуатации.
Контрольные эксперименты выполнялись относительно проявителя А, с которым выпускаемое количество является самым большим в результатах, показанных на фиг. 9, причем величина заправки в контейнере изменялось в диапазоне 30-300 г, в то время как диаметр ϕ выпускного отверстия оставался постоянным 4 мм. Контрольные результаты показаны на фиг. 10. Результаты на фиг. 10 подтверждают, что выпускаемое количество через выпускное отверстие едва изменяется, даже если величина заправки проявителем изменяется.
2
На основе указанного выше было подтверждено, что при использовании диаметра ϕ выпускного отверстия не больше 4 мм (площадью 12,6 мм) проявитель не выдается достаточно только под действием силы тяжести через выпускное отверстие в состоянии, когда выпускное отверстие направлено вниз (предполагаемое положение подачи в устройство 201 заправки проявителем), независимо от вида проявителя или состояния объемной плотности.
С другой стороны, величина нижнего предела размера выпускного отверстия 3a, предпочтительно, такова, что проявитель, подаваемый из контейнера 1 для подачи проявителя (однокомпонентный магнитный тонер, однокомпонентный немагнитный тонер, двухкомпонентный немагнитный тонер или двухкомпонентный магнитный носитель), может, по меньшей мере, пройти через него. Более конкретно, выпускное отверстие, предпочтительно, больше размера частиц проявителя (объемно-усредненный размер частиц в случае с тонером, среднечисленный размер частиц в случае с носителем), содержащегося в контейнере 1 для подачи проявителя. Например, в случае, когда подаваемый проявитель содержит двухкомпонентный немагнитный тонер и двухкомпонентный магнитный носитель, предпочтительно, чтобы выпускное отверстие было больше, чем больший размер частиц, то есть, среднечисленный размер частиц двухкомпонентного магнитного носителя.
В частности, в случае, когда подаваемый проявитель содержит двухкомпонентный немагнитный тонер, имеющий объемно-усредненный размер частиц 5,5 мкм, и двухкомпонентный магнитный носитель, имеющий среднечисленный размер частиц 40 мкм, диаметр выпускного отверстия 3a, предпочтительно, составляет не меньше 0,05 мм (площадь отверстия 0,002 мм).
Однако если размер выпускного отверстия 3a слишком близок к размеру частиц проявителя, энергия, требуемая для выпуска желаемого количества из контейнера 1 для подачи проявителя, то есть, энергия, требуемая для работы насосной части 2b, будет большой. Это может быть причиной внесения ограничений при производстве контейнера 1 для подачи проявителя. Для формования выпускного отверстия 3a в части из полимерного материала с использованием способа литья под давлением используется металлическая часть формы для формирования выпускного отверстия 3a, и долговечность металлической части формы будет проблемой. Исходя из указанного выше, диаметр φ выпускного отверстия 3a, предпочтительно, составляет не меньше 0,5 мм.
2
В этом примере конфигурация выпускного отверстия 3a является круглой, но это не является обязательным. Могут использоваться квадратная, прямоугольная, эллиптическая формы или комбинация линий и кривых и т.п., если площадь отверстия составляет не больше 12,6 мм, что является площадью отверстия, соответствующей диаметру 4 мм.
Однако круглое выпускное отверстие имеет минимальную круговую длину кромки среди конфигураций, имеющих такую же площадь отверстия, при том, что кромка загрязняется осаждением проявителя. Таким образом, количество проявителя, рассеивающегося в ходе операций открывания и закрывания затвора 4, небольшое, и, таким образом, загрязнение уменьшается. Кроме того, с круглым выпускным отверстием сопротивление при выпуске также небольшое, и характеристики выпуска высокие. Таким образом, конфигурация выпускного отверстия 3a, предпочтительно, является круглой, что дает отличный баланс между величиной выпуска и предотвращением загрязнения.
2
2
2
2
Исходя из указанного выше, размер выпускного отверстия 3a, предпочтительно, таков, что проявитель не выдается достаточно только под действием силы тяжести в состоянии, когда выпускное отверстие 3a направлено вниз (предполагаемое положение подачи в устройство 201 заправки проявителем). Более конкретно, диаметр ϕ выпускного отверстия 3a составляет не меньше 0,05 мм (площадь отверстия 0,002 мм) и не больше 4 мм (площадь отверстия 12,6 мм). Кроме того, диаметр ϕ выпускного отверстия 3a, предпочтительно, составляет не меньше 0,5 мм (площадь отверстия 0,2 мм)и не больше 4 мм (площадь отверстия 12,6 мм). В этом примере на основе предшествующего исследования выпускное отверстие 3a является круглым, и диаметр ϕ отверстия составляет 2 мм.
В этом примере применено одно выпускное отверстие 3a, но это не является обязательным, и пригодно множество выпускных отверстий 3a с суммарной площадью отверстий, соответствующей указанному выше диапазону. Например, вместо одного отверстия 13 для приема проявителя, имеющего диаметр ϕ 2 мм, можно использовать два выпускных отверстия 3a, каждое из которых имеет диаметр ϕ 0,7 мм. Однако в этом случае выпускаемое количество проявителя за единицу времени имеет тенденцию уменьшаться, и, таким образом, одно выпускное отверстие 3a, имеющее диаметр ϕ 2 мм, предпочтительно.
Цилиндрическая часть
Со ссылками на фиг. 6, 7 будет описана цилиндрическая часть 2k, функционирующая как камера для содержания проявителя.
Как показано на фиг. 6, 7, часть 2 для содержания проявителя включает полую цилиндрическую часть 2k, проходящую в направлении оси вращения части 2 для содержания проявителя. Внутренняя поверхность цилиндрической части 2k снабжена подающей частью 2c, которая выступает и проходит по спирали, причем подающая часть 2c функционирует как средство подачи проявителя, содержащегося в части 2 для содержания проявителя, к выпускной части 3h (выпускному отверстию 3a), функционирующей как камера для выпуска проявителя при вращении цилиндрической части 2k.
Цилиндрическая часть 2k прикреплена к насосной части 2b одним ее продольным концом клеевым материалом таким образом, что они вращаются совместно друг с другом. Цилиндрическая часть 2k сформирована способом выдувного формования из указанного выше полимерного материала.
Для увеличения заправочной емкости посредством увеличения объема контейнера 1 для подачи проявителя можно предусматривать увеличение высоты фланцевой части 3, как части для содержания проявителя, чтобы увеличить ее объем. Однако с такой конструкцией сила тяжести проявителя вблизи выпускного отверстия 3a увеличивается вследствие увеличения веса проявителя. В результате, проявитель вблизи выпускного отверстия 3a имеет тенденцию уплотняться, в результате чего блокируется всасывание/выпуск через выпускное отверстие 3a. В этом случае, для разрыхления уплотненного проявителя всасыванием через выпускное отверстие 3a или для выпуска проявителя посредством операции выпуска внутреннее давление (пиковые значения давления ниже атмосферного, давления выше атмосферного) части для содержания проявителя должно быть увеличено посредством увеличения величины изменения объема насосной части 2b. В результате движущая сила для привода насосной части 2b должна быть увеличена, и нагрузка на основной узел устройства 100 формирования изображения может быть увеличена до крайней степени.
В этом примере цилиндрическая часть 2k проходит в горизонтальном направлении от фланцевой части 3, и, таким образом, толщина слоя проявителя на выпускном отверстии 3a в контейнере 1 для подачи проявителя может быть небольшой по сравнению с описанной выше высокой конструкцией. Благодаря этому, проявитель не имеет тенденции уплотнения силой тяжести и, таким образом, проявитель может выдаваться устойчиво без большой нагрузки на основной узел устройства 100 формирования изображения.
Насосная часть
Со ссылками на фиг. 7, 11 будет описана насосная часть (возвратно-поступательный насос) 2b, в которой объем изменяется с возвратно-поступательным движением. Фиг. 11(a)  представляет вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, в котором насосная часть 2b расширена до максимальной степени в ходе операции подачи проявителя, и фиг. 11(b) представляет вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, в котором насосная часть 2b сжимается до максимальной степени в ходе операции подачи проявителя.
Насосная часть 2b в этом примере работает как всасывающий и выпускающий механизм для поочередного повторения операции всасывания и операции выпуска через выпускное отверстие 3a. Другими словами, насосная часть 2b работает как механизм генерирования воздушного потока для многократного и поочередного генерирования воздушного потока в контейнер для подачи проявителя и воздушного потока из контейнера для подачи проявителя через выпускное отверстие 3a.
Как показано на фиг. 7(b), насосная часть 2b расположена между выпускной частью 3h и цилиндрической частью 2k и неподвижно соединена с цилиндрической частью 2k. Таким образом, насосная часть 2b может вращаться как единое целое с цилиндрической частью 2k.
В насосной части 2b этого примера может быть размещен проявитель. Пространство для содержания проявителя в насосной части 2b имеет значительную функцию псевдоожижения проявителя при операции всасывания, как будет описано далее.
3
В этом примере насосная часть 2b является насосом объемного типа (насосом сильфонного типа) из полимерного материала, в котором объем изменяется с возвратно-поступательным движением. Более конкретно, как показано на фиг. 7(a)-(b), насос сильфонного типа включает гребни и основания периодически и поочередно. Насосная часть 2b поочередно повторяет сжатие и расширение движущей силой, полученной от устройства 201 заправки проявителем. В этом примере изменение объема расширением и сжатием составляет 15 см. Как показано на фиг. 7(d), полная длина L2 (наиболее расширенное состояние в пределах диапазона расширения и сжатия при работе) насосной части 2b составляет приблизительно 50 мм, и максимальный наружный диаметр (самое большое состояние в пределах диапазона расширения и сжатия при работе) R2 насосной части 2b составляет приблизительно 65 мм.
С использованием такой насосной части 2b внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя (части 2 для содержания проявителя и выпускной части 3h) выше, чем окружающее давление, и внутреннее давление ниже, чем окружающее давление, производится поочередно и неоднократно с предопределенным циклическим периодом (приблизительно 0,9 сек. в этом примере). Окружающее давление представляет собой давление окружающей среды, в которой размещен контейнер 1 для подачи проявителя. В результате, проявитель в выпускной части 3h может эффективно выдаваться через выпускное отверстие 3a малого диаметра (диаметра приблизительно 2 мм).
Как показано на фиг. 7(b), насосная часть 2b соединена с выпускной частью 3h с возможностью вращения относительно нее в состоянии, когда конец стороны выпускной части 3h прижат к кольцевому уплотнительному элементу 5, расположенному на внутренней поверхности фланцевой части 3.
При этом насосная часть 2b вращается со скольжением на уплотнительном элементе 5, и, таким образом, проявитель не просачивается из насосной части 2b, и герметическое свойство сохраняется во время вращения.
Таким образом, впуск и выпуск воздуха через выпускное отверстие 3a выполняется должным образом, и внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя (насосной части 2b, части 2 для содержания проявителя и выпускной части 3h) изменяются должным образом во время операции подачи.
Механизм приема приводного усилия
Далее будет описан механизм приема приводного усилия (часть для приема приводного усилия, часть для получения движущей силы) контейнера 1 для подачи проявителя для приема вращательного усилия для вращения подающей части 2c от устройства 201 заправки проявителем.
Как показано на фиг. 7(a), контейнер 1 для подачи проявителя снабжен зубчатой передачей 2a, которая работает как механизм приема приводного усилия (часть для приема приводного усилия, часть получения движущей силы), входящий в зацепление (приводное соединение) с ведущим зубчатым колесом 300 (функционирующим как приводной механизм) устройства 201 заправки проявителем. Зубчатая передача 2a прикреплена к одной продольной оконечной части насосной части 2b. Таким образом, зубчатая передача 2a, насосная часть 2b и цилиндрическая часть 2k вращаются как единое целое.
Таким образом, вращательное усилие, сообщаемое зубчатой передаче 2a от ведущего зубчатого колеса 300, передается цилиндрической части 2k (подающей части 2c) от насосной части 2b.
Другими словами, в этом примере насосная часть 2b работает как передаточный механизм привода для передачи вращательного усилия, сообщаемого зубчатой передаче 2a, к подающей части 2c части 2 для содержания проявителя.
С этой целью подобная сильфону насосная часть 2b этого примера выполнена из полимерного материала, имеющего высокую стойкость к скручиванию или допускающего кручение вокруг оси в пределах, не оказывающих негативное влияние на операцию расширения и сжатия.
В этом примере зубчатая передача 2a расположена на одном продольном конце (в направлении подачи проявителя) части 2 для содержания проявителя, то есть, на стороне выпускной части 3h, но это не является обязательным, и зубчатая передача 2a может быть расположена на другой продольной стороне части 2 для содержания проявителя, то есть, в задней оконечной части. В таком случае, ведущее зубчатое колесо 300 также расположено в соответствующем положении.
В этом примере зубчатая передача используется как механизм приводного соединения между частью для приема приводного усилия контейнера 1 для подачи проявителя и приводом устройства 201 заправки проявителем, но это не является обязательным, и может использоваться, например, известный соединительный механизм. Более конкретно, в таком случае конструкция может быть такова, что некруглый паз расположен в нижней поверхности одной продольной оконечной части (правой оконечной поверхности на фиг. 7(d)), как часть для приема приводного усилия, и, соответственно, применен выступ, имеющий конфигурацию, соответствующую пазу, как привод для устройства 201 заправки проявителем, таким образом, что они находятся в приводном соединении друг с другом.
Механизм преобразования привода
Далее будет описан механизм преобразования привода (часть для преобразования привода) для контейнера 1 для подачи проявителя. В этом примере принят кулачковый механизм, как пример механизма преобразования привода, но это необязательно, и могут использоваться другие механизмы, которые будут описаны далее, и другие известные механизмы.
Контейнер 1 для подачи проявителя снабжен кулачковым механизмом, который действует как механизм преобразования привода (часть для преобразования привода) для преобразования вращательного усилия для вращения подающей части 2c, принимаемого зубчатой передачей 2a, в силу в направлениях возвратно-поступательного движения насосной части 2b.
В этом примере одна часть для приема приводного усилия (зубчатая передача 2a) принимает движущую силу для привода подающей части 2c и насосной части 2b, и вращательное усилие, полученное зубчатой передачей 2a, преобразуется в силу возвратно-поступательного движения на стороне контейнера 1 для подачи проявителя.
Благодаря этой конструкции, конструкция механизма приема приводного усилия для контейнера 1 для подачи проявителя упрощена по сравнению со случаем снабжения контейнера 1 для подачи проявителя двумя отдельными частями для приема приводного усилия. Кроме того, приводное усилие принимается единственным ведущим зубчатым колесом устройства 201 заправки проявителем, и, таким образом, приводной механизм устройства 201 заправки проявителем также упрощается.
В случае, когда сила возвратно-поступательного движения принимается от устройства 201 заправки проявителем, существует вероятность того, что приводное соединение между устройством 201 заправки проявителем и контейнером 1 для подачи проявителя не является надлежащим, и, таким образом, насосная часть 2b не приводится. Более конкретно, когда контейнер 1 для подачи проявителя извлечен из устройства 100 формирования изображения и затем установлен снова, насосная часть 2b может не совершать должным образом возвратно-поступательное движение.
Например, когда входной привод для насосной части 2b остановлен в состоянии, когда насосная часть 2b сжимается относительно нормальной длины, насосная часть 2b восстанавливается самопроизвольно до нормальной длины, когда контейнер для подачи проявителя извлечен. В этом случае, положение части для приема приводного усилия для насосной части изменяется, когда контейнер 1 для подачи проявителя извлечен, несмотря на то, что положение остановки выходной приводной части стороны устройства 100 формирования изображения остается неизменным. В результате, приводное соединение должным образом не устанавливается между частью для выдачи приводного усилия стороны устройства 100 формирования изображения и частью для приема приводного усилия стороны насосной части 2b контейнера 1 для подачи проявителя, и, таким образом, насосная часть 2b не может совершать возвратно-поступательное движение. В таком случае, подача проявителя не выполняется, и, рано или поздно, формирование изображений становится невозможным.
Такая проблема может аналогично возникать, когда состояние расширения и сжатия насосной части 2b изменяется пользователем, в то время как контейнер 1 для подачи проявителя находится вне устройства.
Такая проблема аналогично возникает, когда контейнер 1 для подачи проявителя заменяют новым.
Конструкция этого примера по существу не вызывает такой проблемы. Это будет описано подробно.
Как показано на фиг. 7, 11, наружная поверхность цилиндрической части 2k части 2 для содержания проявителя снабжена множеством кулачковых выступов 2d, функционирующих как вращающиеся части, расположенные по существу равномерно в круговом направлении. Более конкретно, два кулачковых выступа 2d расположены на наружной поверхности цилиндрической части 2k в диаметрально противоположных положениях, то есть, противоположных положениях, отнесенных друг от друга приблизительно на 180°.
Может применяться, по меньшей мере, один кулачковый выступ 2d. Однако существует вероятность, что будет произведен момент в механизме преобразования привода и так далее из-за сопротивления во время расширения или сжатия насосной части 2b и, таким образом, плавное возвратно-поступательное движение нарушается, в результате чего предпочтительно применять множество выступов таким образом, чтобы поддерживать соотношение с конфигурацией кулачкового паза 3b, который будет описан далее.
С другой стороны, во внутренней поверхности фланцевой части 3 по всей окружности сформирован кулачковый паз 3b, зацепляющийся с кулачковыми выступами 2d и работающий как следящая часть. Со ссылками на фиг. 12 будет описан кулачковый паз 3b. На фиг. 12 стрелка A указывает направление вращательного движения цилиндрической части 2k (направление движения кулачкового выступа 2d), стрелка B указывает направление расширения насосной части 2b, и стрелка C указывает направление сжатия насосной части 2b. Здесь угол α сформирован между кулачковым пазом 3c и направлением А вращательного движения цилиндрической части 2k, и угол β сформирован между кулачковым пазом 3d и направлением A вращательного движения. Кроме того, амплитуда (равная длине расширения и сжатия насосной части 2b) в направлениях расширения и сжатия B, C насосной части 2b кулачкового паза составляет L.
Как показано на фиг. 12, иллюстрирующей кулачковый паз 3b в развернутом виде, часть 3c паза, наклоненная от стороны цилиндрической части 2k к стороне выпускной части 3h, и часть 3d паза, наклоненная от стороны выпускной части 3h к стороне цилиндрической части 2k, поочередно соединяются. В этом примере α=β.
Таким образом, в этом примере кулачковый выступ 2d и кулачковый паз 3b функционируют как передаточный механизм привода к насосной части 2b. Более конкретно, кулачковый выступ 2d и кулачковый паз 3b функционируют как механизм для преобразования вращательного усилия, полученного зубчатой передачей 2a от ведущего зубчатого колеса 300, в силу (силу в направлении оси вращения цилиндрической части 2k) в направлениях возвратно-поступательного движения насосной части 2b и для передачи силы к насосной части 2b.
Более конкретно, цилиндрическая часть 2k вращается с насосной частью 2b вращательным усилием, сообщаемым зубчатой передаче 2a ведущим зубчатым колесом 300, и кулачковые выступы 2d вращаются вращением цилиндрической части 2k. Таким образом, благодаря кулачковому пазу 3b, сцепленному с кулачковым выступом 2d, насосная часть 2b совершает возвратно-поступательное движение в направлении оси вращения (направлении X на фиг. 7) вместе с цилиндрической частью 2k. Направление X по существу параллельно направлению М на фиг. 2, 6.
Другими словами, кулачковый выступ 2d и кулачковый паз 3b преобразовывают вращательное усилие, сообщаемое ведущим зубчатым колесом 300, таким образом, что состояние, в котором насосная часть 2b расширена (фиг. 11(а)), и состояние, в котором насосная часть 2b сжимается (фиг. 11(b)), поочередно повторяются.
Таким образом, в этом примере насосная часть 2b вращается с цилиндрической частью 2k, и, таким образом, когда проявитель в цилиндрической части 2k движется в насосной части 2b, проявитель может перемешиваться (разрыхляться) вращением насосной части 2b. В этом примере насосная часть 2b расположена между цилиндрической частью 2k и выпускной частью 3h, и, таким образом, перемешивающее действие может сообщаться проявителю, подаваемому к выпускной части 3h, что дает дополнительное преимущество.
Кроме того, как описано выше, в этом примере цилиндрическая часть 2k совершает возвратно-поступательное движение вместе с насосной частью 2b и, таким образом, возвратно-поступательное движение цилиндрической части 2k может перемешивать (разрыхлять) проявитель в цилиндрической части 2k.
Заданные состояния механизма преобразования привода
В этом примере механизм преобразования привода производит преобразование привода таким образом, что количество (за единицу времени) проявителя, подаваемого к выпускной части 3h вращением цилиндрической части 2k, больше выпускаемого количества (за единицу времени) к устройству 201 заправки проявителем от выпускной части 3h действием насоса.
Это связано с тем, что если мощность при выпуске проявителя насосной частью 2b выше, чем мощность при подаче проявителя подающей частью 2c к выпускной части 3h, количество проявителя, существующего в выпускной части 3h, постепенно уменьшается. Другими словами, можно исключать то, что интервал времени, заданный для подачи проявителя из контейнера 1 для подачи проявителя в устройство 201 заправки проявителем, увеличивается.
В механизме преобразования привода этого примера количество подаваемого проявителя подающей частью 2c к выпускной части 3h составляет 2,0 г/с, и количество проявителя, выпускаемое насосной частью 2b, составляет 1,2 г/с.
Кроме того, в механизме преобразования привода этого примера преобразование привода таково, что насосная часть 2b совершает возвратно-поступательное движение множество раз за один полный оборот цилиндрической части 2k. Это осуществляется со следующими целями.
В случае с конструкцией, в которой цилиндрическая часть 2k вращается внутри устройства 201 заправки проявителем, предпочтительно, чтобы приводной электродвигатель 500 работал в режиме, необходимом для вращения цилиндрической части 2k всегда стабильно. Однако с точки зрения сокращения потребления энергии устройством 100 формирования изображения в максимально возможной степени, предпочтительно минимизировать выходную мощность приводного электродвигателя 500. Выход, требуемый для приводного электродвигателя 500, вычисляют на основе крутящего момента и частоты вращения цилиндрической части 2k, и, таким образом, для уменьшения выходной мощности приводного электродвигателя 500 частота вращения цилиндрической части 2k должна быть минимизирована.
Однако в случае с этим примером, если частота вращения цилиндрической части 2k снижается, количество операций насосной части 2b за единицу времени уменьшается, и, таким образом, количество проявителя (за единицу времени), выпущенного из контейнера 1 для подачи проявителя, уменьшается. Другими словами, существует возможность того, что количество проявителя, выпущенного из контейнера 1 для подачи проявителя, будет недостаточным для быстрого приспособления к подаваемому количеству проявителя, требуемому основным узлом устройства 100 формирования изображения.
Если величина изменения объема насосной части 2b увеличивается, количество выпускаемого проявителя за циклический период насосной части 2b может увеличиваться, и, таким образом, требование для основного узла устройства 100 формирования изображения может быть удовлетворено, но это создает следующую проблему.
Если величина изменения объема насосной части 2b увеличивается, пиковое значение внутреннего давления (давления выше атмосферного) контейнера 1 для подачи проявителя на этапе выпуска увеличивается, и, таким образом, нагрузка, требуемая для возвратно-поступательного движения насосной части 2b увеличивается.
Таким образом, в этом примере насосная часть 2b совершает множество циклических периодов за один полный оборот цилиндрической части 2k. Благодаря этому количество выпускаемого проявителя за единицу времени может быть увеличено по сравнению со случаем, когда насосная часть 2b совершает один циклический период за один полный оборот цилиндрической части 2k, не увеличивая величины изменения объема насосной части 2b. В соответствии с увеличением количества выпускаемого проявителя, частота вращения цилиндрической части 2k может быть уменьшена.
3
Были выполнены контрольные эксперименты относительно результатов множества циклических операций за один полный оборот цилиндрической части 2k. В экспериментах проявитель заправили в контейнер 1 для подачи проявителя, и были измерены количество выпускаемого проявителя и крутящий момент цилиндрической части 2k. Затем выход (равный крутящему моменту, умноженному на частоту вращения) приводного электродвигателя 500, требуемый для вращения цилиндрической части 2k, был вычислен на основе крутящего момента цилиндрической части 2k и заданной частоты вращения цилиндрической части 2k. Экспериментальные условия состоят в том, что количество операций насосной части 2b за один полный оборот цилиндрической части 2k равно двум, частота вращения цилиндрической части 2k составляет 30 об./мин., и изменение объема насосной части 2b составляет 15 см.
В результате контрольного эксперимента количество выпускаемого проявителя из контейнера 1 для подачи проявителя составило приблизительно 1,2 г/с. Крутящий момент цилиндрической части 2k (средний вращающий момент в нормальном состоянии) составил 0,64 Нм, и выход приводного электродвигателя 500 составил приблизительно 2 Вт (нагрузка электродвигателя (Вт)=0,1047 x крутящий момент (Нм) x частота вращения (об./мин.), где 0,1047 это коэффициент преобразования) в результате вычисления.
Были выполнены сравнительные эксперименты, в которых количество операций насосной части 2b за один полный оборот цилиндрической части 2k равно одному, частота вращения цилиндрической части 2k составляла 60 об./мин., и другие условия были такими же, как в описанных выше экспериментах. Другими словами, количество выпускаемого проявителя было таким же, как в описанных выше экспериментах, то есть, приблизительно 1,2 г/с.
В результате сравнительных экспериментов крутящий момент цилиндрической части 2k (средний вращающий момент в нормальном состоянии) составил 0,66 Нм, и выход приводного электродвигателя 500 составил приблизительно 4 Вт согласно вычислению.
Этими экспериментами было подтверждено, что насосная часть 2b, предпочтительно, выполняет циклическую операцию множество раз за один полный оборот цилиндрической части 2k. Другими словами, было подтверждено, что в результате этого выпускные характеристики контейнера 1 для подачи проявителя могут поддерживаться при низкой частоте вращения цилиндрической части 2k. С конструкцией этого примера заданный выход приводного электродвигателя 500 может быть низким, и, таким образом, потребление энергии основного узла устройства 100 формирования изображения можно снизить.
Положение механизма преобразования привода
Как показано на фиг. 7, 11, в этом примере механизм преобразования привода (кулачковый механизм, составленный кулачковым выступом 2d и кулачковым пазом 3b) расположен снаружи части 2 для содержания проявителя. Более конкретно, механизм преобразования привода находится в положении, отделенном от внутренних пространств цилиндрической части 2k, насосной части 2b и фланцевой части 3, таким образом, что механизм преобразования привода не входит в контакт с проявителем, размещенным в цилиндрической части 2k, насосной части 2b и фланцевой части 3.
Таким образом, проблема, которая может возникать, когда механизм преобразования привода расположен во внутреннем пространстве части 2 для содержания проявителя, может быть исключена. Более конкретно, проблема состоит в том, что из-за попадания проявителя в части механизма преобразования привода, где происходят скользящие движения, частицы проявителя подвергаются воздействию тепла и давления, размягчаясь и, таким образом, собираясь в массы (крупные частицы), или они попадают в механизм преобразования, увеличивая вращающий момент. Проблему можно устранить.
Этап подачи проявителя
Со ссылками на фиг. 11 будет описан этап подачи проявителя насосной частью.
В этом примере, как будет описано далее, преобразование приводного вращательного усилия выполняется механизмом преобразования привода таким образом, что этап всасывания (операция всасывания через выпускное отверстие 3a) и этап выпуска (операция выпуска через выпускное отверстие 3a) поочередно повторяются. Далее будут описаны этап всасывания и этап выпуска.
Этап всасывания
Сначала будет описан этап всасывания (операция всасывания через выпускное отверстие 3a).
Как показано на фиг. 11(a), операция всасывания осуществляется насосной частью 2b, расширяемой в направлении ω описанным выше механизмом преобразования привода (кулачковым механизмом). Более конкретно, при операции всасывания объем части контейнера 1 для подачи проявителя (насосной части 2b, цилиндрической части 2k и фланцевой части 3), которая может содержать проявитель, увеличивается.
В этот момент контейнер 1 для подачи проявителя по существу герметично уплотнен за исключением выпускного отверстия 3a, и выпускное отверстие 3a по существу забито проявителем Т. Таким образом, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя уменьшается с увеличением объема части контейнера 1 для подачи проявителя, способной содержать проявитель Т.
В этот момент внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя ниже окружающего давления (давления внешнего воздуха). Таким образом, воздух вне контейнера 1 для подачи проявителя входит в контейнер 1 для подачи проявителя через выпускное отверстие 3a благодаря перепаду давлений между пространствами внутри и за пределами контейнера 1 для подачи проявителя.
В этот момент воздух всасывается из пространства за пределами контейнера 1 для подачи проявителя, и, таким образом, проявитель Т вблизи выпускного отверстия 3a может быть разрыхлен (псевдоожижен). Более конкретно, воздух, внедренный в порошок проявителя, существующий вблизи выпускного отверстия 3a, таким образом, снижает объемную плотность порошка T проявителя и псевдоожижает его.
Так как воздух всасывается в контейнер 1 для подачи проявителя через выпускное отверстие 3a, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя изменяется вблизи окружающего давления (давления внешнего воздуха), несмотря на увеличение объема контейнера 1 для подачи проявителя.
Таким образом, посредством псевдоожижения проявителя Т, проявитель Т не слеживается и не забивает выпускное отверстие 3a, в результате чего проявитель может равномерно выдаваться через выпускное отверстие 3a при операции выпуска, которая будет описана далее. Таким образом, количество проявителя Т (за единицу времени), выпускаемого через выпускное отверстие 3a, может поддерживаться по существу на постоянном уровне в течение длительного срока.
Этап выпуска
Далее будет описан этап выпуска (операция выпуска через выпускное отверстие 3a).
Как показано на фиг. 11(b), операция выпуска осуществляется насосной частью 2b, сжимаемой в направлении γ описанным выше механизмом преобразования привода (кулачковым механизмом). Более конкретно, посредством операции выпуска объем части контейнера 1 для подачи проявителя (насосной части 2b, цилиндрической части 2k и фланцевой части 3), который может содержать проявитель, уменьшается. В этот момент контейнер 1 для подачи проявителя по существу герметично уплотнен за исключением выпускного отверстия 3a, и выпускное отверстие 3a по существу забито проявителем Т, пока проявитель не выдается. Таким образом, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя повышается с уменьшением объема части контейнера 1 для подачи проявителя, способной содержать проявитель Т.
Поскольку внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя выше окружающего давления (давления внешнего воздуха), проявитель Т выталкивается перепадом давлений между давлениями внутри и снаружи от контейнера 1 для подачи проявителя, как показано на фиг. 11(b). Таким образом, проявитель Т выдается из контейнера 1 для подачи проявителя в устройство 201 заправки проявителем.
Кроме того, воздух в контейнере 1 для подачи проявителя также выпускается с проявителем Т, и, таким образом, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя уменьшается.
Как описано выше, согласно этому примеру, выпуск проявителя может осуществляться эффективно с использованием одного насоса возвратно-поступательного типа, и, таким образом, механизм для выпуска проявителя может быть упрощен.
Изменение внутреннего давления контейнера
для подачи проявителя
Были выполнены контрольные эксперименты относительно изменения внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя. Далее будут описаны контрольные эксперименты.
3
Проявитель заправили таким образом, что пространство для содержания проявителя в контейнере 1 для подачи проявителя заправлено проявителем; и изменение внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя измеряли, когда насосная часть 2b расширялась и сжималась в диапазоне 15 см изменения объема. Внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя измеряли с использованием манометра (AP-C40, доступного от Kabushiki Kaisha KEYENCE), соединенного с контейнером 1 для подачи проявителя.
На фиг. 13 показано изменение давления, когда насосная часть 2b расширялась и сжималась в состоянии, когда затвор 4 контейнера 1 для подачи проявителя, заправленный проявителем, открыт, и, таким образом, в состоянии сообщения с внешним воздухом.
На фиг. 13 абсцисса представляет время, и ордината представляет относительное давление в контейнере 1 для подачи проявителя относительно окружающего давления (исходная точка (0)) (+ это сторона давления выше атмосферного, и - это сторона давления ниже атмосферного).
Когда внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя становится отрицательным относительно внешнего давления посредством увеличения объема контейнера 1 для подачи проявителя, воздух всасывается через выпускное отверстие 3a перепадом давлений. Когда внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя становится положительным относительно внешнего давления посредством уменьшения объема контейнера 1 для подачи проявителя, давление передается внутреннему проявителю. В этот момент внутреннее давление снижается в соответствии с выпуском проявителя и воздуха.
Контрольными экспериментами было подтверждено, что посредством увеличения объема контейнера 1 для подачи проявителя, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя становится отрицательным относительно внешнего давления, и воздух всасывается перепадом давлений. Кроме того, было подтверждено, что посредством уменьшения объема контейнера 1 для подачи проявителя, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя становится положительным относительно внешнего давления, и давление передается внутреннему проявителю, в результате чего проявитель выпускается. В контрольных экспериментах абсолютная величина давления ниже атмосферного составляла 0,5 кПа, и абсолютная величина давления выше атмосферного составляло 1,3 кПа.
Как описано выше, с конструкцией контейнера 1 для подачи проявителя согласно этому примеру, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя колеблется между давлением ниже атмосферного и давлением выше атмосферного поочередно посредством операции всасывания и посредством операции выпуска насосной части 2b, и выпуск проявителя осуществляется должным образом.
Как описано выше, может применяться простой и легкий насос, способный осуществлять операцию всасывания и операцию выпуска из контейнера 1 для подачи проявителя, посредством чего выпуск проявителя воздухом может осуществляться устойчиво благодаря эффекту разрыхления проявителя воздухом.
Другими словами, с конструкцией примера, даже когда размер выпускного отверстия 3a крайне мал, могут обеспечиваться высокие характеристики выпуска без сообщения большого напряжения проявителю, так как проявитель может проходить через выпускное отверстие 3a в состоянии, когда объемная плотность небольшая благодаря псевдоожижению.
Кроме того, в этом примере внутреннее пространство насосной части 2b объемного типа используется как пространство для содержания проявителя, и, таким образом, когда внутреннее давление уменьшается посредством увеличения объема насосной части 2b, может быть сформировано дополнительное пространство для содержания проявителя. Таким образом, даже когда внутреннее пространство насосной части 2b заправлено проявителем, объемная плотность может быть уменьшена (проявитель может быть псевдоожижен) посредством внедрения воздуха в порошок проявителя. Таким образом, проявитель может быть заправлен в контейнер 1 для подачи проявителя с более высокой плотностью, чем согласно обычному уровню техники.
Эффект разрыхления проявителя на этапе всасывания
Была выполнена проверка относительно эффекта разрыхления проявителя посредством операции всасывания через выпускное отверстие 3a на этапе всасывания. Когда эффект разрыхления проявителя посредством операции всасывания через выпускное отверстие 3a значительный, низкое давление на выходе (небольшое изменение объема насоса) достаточно на последующем этапе выпуска, чтобы немедленно начать выпуск проявителя из контейнера 1 для подачи проявителя. Эта проверка имела целью продемонстрировать значительное повышение эффекта разрыхления проявителя в конструкции этого примера. Это будет описано подробно.
фиг. 14(a) и фиг. 15(a) представляют блок-схемы, схематично показывающие конструкцию системы подачи проявителя, используемой в контрольном эксперименте. Фиг. 14(b) и фиг. 15(b) представляют схематические виды, показывающие явление, происходящее в контейнере для подачи проявителя. Система, показанная на фиг. 14, аналогична этому примеру, и контейнер C для подачи проявителя снабжен частью С1 для содержания проявителя и насосной частью P. Посредством операции расширения и сжатия насосной части Р операция всасывания и операция выпуска через выпускное отверстие (диаметр ϕ составляет 2 мм (не показано)) контейнера С для подачи проявителя выполняются поочередно для выпуска проявителя в бункер H. С другой стороны, система, показанная на фиг. 15, представляет собой сравнительный пример, в котором насосная часть P расположена на стороне устройства заправки проявителем, и посредством операции расширения и сжатия насосной части P, операция подачи воздуха в часть С1 для содержания проявителя и операция всасывания из части С1 для содержания проявителя выполняются поочередно для выпуска проявителя в бункер H. На фиг. 14, 15 части С1 для содержания проявителя имеют одинаковые внутренние объемы, бункеры H имеют одинаковые внутренние объемы, и насосные части Р имеют одинаковые внутренние объемы (величины изменения объема).
Сначала 200 г проявителя заправили в контейнер С для подачи проявителя.
Затем контейнер С для подачи проявителя встряхивали в течение 15 минут, учитывая состояние последующей транспортировки, и после этого его соединили с бункером H.
3
3
Насосная часть P была приведена в действие, и пиковое значение внутреннего давления при операции всасывания измеряли как состояние этапа всасывания, требуемое для немедленного выпуска проявителя на этапе выпуска. В случае, показанном на фиг. 14, исходное положение для работы насосной части Р соответствует 480 см объема части С1 для содержания проявителя, и в случае, показанном на фиг. 15, исходное положение для работы насосной части Р соответствует 480 см объема бункера H.
В экспериментах с конструкцией, показанной на фиг. 15, бункер H заправлен 200 г проявителя заранее для получения условий относительно объема воздуха, аналогичных конструкции, показанной на фиг. 14. Внутренние давления части С1 для содержания проявителя и бункера H измеряли манометром (AP-C40, доступным от Kabushiki Kaisha KEYENCE), соединенным с частью С1 для содержания проявителя.
В результате проверки согласно системе, аналогичной этому примеру, показанному на фиг. 14, если абсолютная величина пикового значения (давления ниже атмосферного) внутреннего давления во время операции всасывания составляет, по меньшей мере, 1,0 кПа, выпуск проявителя может немедленно начинаться на последующем этапе выпуска. С другой стороны, в системе сравнительного примера, показанной на фиг. 15, если абсолютная величина пикового значения (давления выше атмосферного) внутреннего давления во время операции всасывания не составляет, по меньшей мере, 1,7 кПа, выпуск проявителя не может немедленно начинаться на последующем этапе выпуска.
Было подтверждено, что с использованием системы, показанной на фиг. 14, подобной примеру, всасывание выполняется с увеличением объема насосной части Р, и, таким образом, внутреннее давление части С1 для содержания проявителя может быть ниже (сторона давления ниже атмосферного), чем окружающее давление (давление снаружи от контейнера), таким образом, что эффект разрыхления проявителя был заметно высоким. Это связано с тем, что, как показано на фиг. 14(b), увеличение объема части С1 для содержания проявителя с расширением насосной части Р обеспечивает состояние снижения давления (относительно окружающего давления) насыщенной воздухом верхней части слоя проявителя T. Таким образом, силы прилагаются в направлениях для увеличения объема слоя проявителя T вследствие декомпрессии (волнистые стрелки), и, таким образом, слой проявителя может быть эффективно разрыхлен. Кроме того, в системе, показанной на фиг. 14, воздух всасывается снаружи в часть С1 для содержания проявителя декомпрессией (белая стрелка), и слой проявителя T разжижается также когда воздух достигает воздушного слоя R, и, таким образом, это очень хорошая система.
В случае с системой в сравнительном примере, показанной на фиг. 15, внутреннее давление части С1 для содержания проявителя повышается операцией подачи воздуха в часть С1 для содержания проявителя до давления выше атмосферного (выше окружающего давления), и, таким образом, проявитель уплотняется, и эффект разрыхления проявителя не достигается. Это связано с тем, что, как показано на фиг. 15(b), воздух подается принудительно снаружи от части С1 для содержания проявителя, и, таким образом, давление воздушного слоя R над слоем проявителя T становится положительным относительно окружающего давления. Таким образом, силы прилагаются в направлениях уменьшения объема слоя проявителя T вследствие давления (волнистые стрелки), и, таким образом, слой проявителя T уплотняется. Соответственно, с системой, показанной на фиг. 15, существует вероятность того, что уплотнение слоя проявителя T блокирует надлежащее выполнение последующего этап выпуска проявителя.
Для предотвращения уплотнения слоя проявителя T давлением воздушного слоя R предполагается, что воздушный канал с фильтром и т.п. расположен в положении против воздушного слоя R, таким образом, снижающем повышение давления. Однако в таком случае сопротивление потоку фильтром и т.п. приводит к повышению давления воздушного слоя R. Даже если повышение давления исключается, эффект разрыхления состоянием снижения давления воздушного слоя R, указанный выше, не может обеспечиваться.
Согласно указанному выше, подтверждена важность функции операции всасывания через выпускное отверстие с увеличением объема насосной части с использованием системы этого примера.
Модифицированный пример заданного состояния кулачкового паза
Со ссылками на фиг. 16-21 будут описаны модифицированные примеры заданного состояния кулачкового паза 3b. На фиг. 16-21 показаны развернутые виды кулачковых пазов 3b. Со ссылками на развернутые виды на фиг. 16-21 будет описано влияние на рабочее состояние насосной части 2b, когда конфигурация кулачкового паза 3b изменена.
Здесь на каждой из фиг. 16-21 стрелка A указывает направление вращательного движения части 2 для содержания проявителя (направление движения кулачкового выступа 2d); стрелка B указывает направление расширения насосной части 2b; и стрелка C указывает направление сжатия насосной части 2b. Кроме того, часть кулачкового паза 3b для сжатия насосной части 2b обозначена как кулачковый паз 3c, и часть паза для расширения насосной части 2b обозначено как кулачковый паз 3d. Кроме того, угол, сформированный между кулачковым пазом 3c и направлением вращательного движения части 2 для содержания проявителя, обозначен позицией α; угол, сформированный между кулачковым пазом 3d и направлением A вращательного движения, обозначен позицией β; и амплитуда (длина расширения и сжатия насосной части 2b) в направлениях расширения и сжатия B, C насосной части 2b кулачкового паза обозначена позицией L.
Сначала будет описана длина L расширения и сжатия насосной части 2b.
Когда длина L расширения и сжатия сокращается, величина изменения объема насосной части 2b уменьшается, и, таким образом, перепад давления относительно внешнего давления воздуха уменьшается. В этом случае, давление, переданное проявителю в контейнере 1 для подачи проявителя, уменьшается, в результате чего количество проявителя, выпускаемого из контейнера 1 для подачи проявителя за один циклический период (одно возвратно-поступательное движение, то есть, одна операция расширения и сжатия насосной части 2b), уменьшается.
В результате, как показано на фиг. 16, количество выпускаемого проявителя, когда насосная часть 2b совершает возвратно-поступательное движение один раз, может быть уменьшено по сравнению с конструкцией на фиг. 12, если амплитуда L' выбрана так, чтобы удовлетворять условию L'<L при условии, что углы α и β постоянны. Напротив, если L'>L, количество выпускаемого проявителя может быть увеличено.
Что касается углов α и β кулачкового паза, когда углы увеличены, например, интервал перемещения кулачковой выступа 2d, когда часть 2 для содержания проявителя вращается в течение постоянного времени, увеличивается, если угловая скорость части 2 для содержания проявителя постоянна, и, таким образом, в результате скорость расширения и сжатия насосной части 2b увеличивается.
С другой стороны, когда кулачковый выступ 2d движется в кулачковом пазу 3b, сопротивление кулачкового паза 3b большое, и, таким образом, вращающий момент, требуемый для вращения части 2 для содержания проявителя, в результате увеличивается.
Таким образом, как показано на фиг. 17, если угол β' кулачкового паза 3d выбран так, чтобы удовлетворять условию α'>α и β'>β без изменения длины L расширения и сжатия, скорость расширения и сжатия насосной части 2b может быть увеличена по сравнению с конструкцией на фиг. 12. В результате число операций расширения и сжатия насосной части 2b за один оборот части 2 для содержания проявителя может быть увеличено. Кроме того, поскольку скорость потока воздуха, входящего в контейнер 1 для содержания проявителя через выпускное отверстие 3a, увеличивается, эффект разрыхления проявителя вблизи выпускного отверстия 3a увеличивается.
Напротив, если выбор удовлетворяет α'<α и β'<β, крутящий момент части 2 для содержания проявителя может быть уменьшен. Когда, например, используется проявитель, имеющий высокую текучесть, расширение насосной части 2b имеет тенденцию продувать проявитель, существующий вблизи выпускного отверстия 3a, воздухом, поступившим через выпускное отверстие 3a. В результате, существует возможность того, что проявитель не может быть накоплен достаточно в выпускной части 3h, и, таким образом, количество выпускаемого проявителя уменьшается. В этом случае, посредством уменьшения скорости расширения насосной части 2b в соответствии с этим выбором, продувание проявителя может сдерживаться, и, таким образом, выпускная производительность может быть улучшена.
Если, как показано на фиг. 18, угол кулачкового паза 3b выбран так, чтобы удовлетворить α<β, скорость расширения насосной части 2b может быть увеличена по сравнению со скоростью сжатия. Напротив, как показано на фиг. 20, если угол α>угла β, скорость расширения насосной части 2b можно уменьшить по сравнению со скоростью сжатия.
Благодаря этому, например, когда проявитель находится в сильно уплотненном состоянии, рабочее усилие насосной части 2b больше в такте сжатия насосной части 2b, чем в такте ее расширения, в результате чего крутящий момент для части 2 для содержания проявителя имеет тенденцию быть более высоким в такте сжатия насосной части 2b. Однако в этом случае, если кулачковый паз 3b выполнен как показано на фиг. 18, эффект разрыхления проявителя в ходе расширения насосной части 2b может быть увеличен по сравнению с конструкцией на фиг. 12. Кроме того, сопротивление, испытываемое кулачковой выступом 2d от кулачкового паза 3b в такте сжатия насосной части 2b, небольшое, и, таким образом, увеличение крутящего момента при сжатии насосной части 2b может сдерживаться.
Как показано на фиг. 19, между кулачковыми пазами 3c, 3d может быть расположен кулачковый паз 3e, по существу параллельный направлению вращательного движения (стрелка А на фигуре) части 2 для содержания проявителя. В этом случае, кулачок не действует, когда кулачковый выступ 2d движется в кулачковом пазу 3e, и, таким образом, может быть получен этап, на котором насосная часть 2b не выполняет операцию расширения и сжатия.
Благодаря этому, если получен процесс, в ходе которого насосная часть 2b неподвижна в расширенном состоянии, эффект разрыхления проявителя улучшается, поскольку в начальной стадии выпуска, в которой проявитель всегда присутствует вблизи выпускного отверстия 3a, состояние снижения давления в контейнере 1 для подачи проявителя сохраняется во время периода неподвижности.
С другой стороны, в последней части выпуска проявитель не содержится в достаточном количестве в выпускной части 3h, поскольку количество проявителя в контейнере 1 для подачи проявителя небольшое и поскольку проявитель, существующий вблизи выпускного отверстия 3a, продувается воздухом, поступающим через выпускное отверстие 3a.
Другими словами, количество выпускаемого проявителя имеет тенденцию постепенно уменьшаться, но даже в таком случае, благодаря продолжению подачи проявителя вращением части 2 для содержания проявителя во время периода остановки в расширенном состоянии, выпускная часть 3h может быть достаточно заправлена проявителем. Таким образом, стабилизационное количество выпускаемого проявителя может поддерживаться, пока контейнер 1 для подачи проявителя не опустошается.
Кроме того, в конструкции на фиг. 12 посредством увеличения длины L расширения и сжатия кулачкового паза количество выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b может быть увеличено. Однако в этом случае, величина изменения объема насосной части 2b увеличивается, и, таким образом, перепад давления относительно внешнего давления воздуха также увеличивается. Таким образом, движущая сила, требуемая для привода насосной части 2b, также увеличивается, и, таким образом, существует вероятность того, что нагрузка привода, требуемая устройством 201 заправки проявителем, является чрезмерно большой.
При этих обстоятельствах для увеличения количества выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b без возникновения такой проблемы угол кулачкового паза 3b выбирают так, чтобы удовлетворять условию α>β, посредством чего скорость сжатия насосной части 2b может быть увеличена по сравнению со скоростью расширения.
Были выполнены контрольные эксперименты относительно конструкции, показанной на фиг. 20.
3
3
3
В экспериментах проявитель заправили в контейнер 1 для подачи проявителя, имеющий кулачковый паз 3b, показанный на фиг. 20; изменение объема насосной части 2b осуществлялось в последовательности операции сжатия и затем операции расширения для выпуска проявителя; и выпускаемые количества были измерены. Экспериментальные условия состоят в том, что величина изменения объема насосной части 2b составляет 50 см, скорость сжатия насосной части 2b составляет 180 см/с, и скорость расширения насосной части 2b составляет 60 см/с. Циклический период операции насосной части 2b составляет приблизительно 1,1 секунды.
3
Количества выпускаемого проявителя измеряли в случае с конструкцией, показанной на фиг. 12. Однако скорость сжатия и скорость расширения насосной части 2b составляли 90 см/с, и величина изменения объема насосной части 2b и один циклический период насосной части 2b были такими же, как в примере, показанном на фиг. 20.
Далее будут описаны результаты контрольных экспериментов. Фиг. 22(a) показывает изменение внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя при изменении объема насоса 2b. На фиг. 22(a) абсцисса представляет время, и ордината представляет относительное давление в контейнере 1 для подачи проявителя (+ представляет сторону давления выше атмосферного, - представляет сторону давления ниже атмосферного) относительно окружающего давления (исходная точка (0)). Сплошные линии и пунктирные линии относятся к контейнеру 1 для подачи проявителя, имеющему кулачковый паз 3b, показанный на фиг. 20, и кулачковый паз, показанный на фиг. 12, соответственно.
При операции сжатия насосной части 2b внутреннее давление повышается со временем и достигает пиков после завершения операции сжатия в обоих примерах. В этот момент давление в контейнере 1 для подачи проявителя изменяется в пределах положительного диапазона относительно окружающего давления (давления внешнего воздуха), и, таким образом, внутренний проявитель сжимается, и проявитель выдается через выпускное отверстие 3a.
Впоследствии в ходе операции расширения насосной части 2b объем насосной части 2b увеличивается для снижения внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя в обоих примерах. В этот момент давление в контейнере 1 для подачи проявителя изменяется от давления выше атмосферного до давления ниже атмосферного относительно окружающего давления (давления внешнего воздуха), и давление продолжает прилагаться к внутреннему проявителю, пока воздух не будет поступать через выпускное отверстие 3a, и, таким образом, проявитель выдается через выпускное отверстие 3a.
То есть, при изменении объема насосной части 2b, когда контейнер 1 для подачи проявителя находится под давлением выше атмосферного, то есть, когда внутренний проявитель сжимается, проявитель выдается, и, таким образом, количество выпускаемого проявителя при изменении объема насосной части 2b увеличивается с увеличением со временем величины давления.
Как показано на фиг. 22(a), пиковое давление во время завершения операции сжатия насоса 2b составляет 5,7 кПа с конструкцией, показанной на фиг. 20, и составляет 5,4 кПа с конструкцией, показанной на фиг. 12, и оно выше в конструкции, показанной на фиг. 20, несмотря на тот факт, что величина изменения объема насосной части 2b такая же. Это связано с тем, что посредством увеличения скорости сжатия насосной части 2b внутреннее пространство контейнера 1 для подачи проявителя резко сжимается, и проявитель сразу концентрируется у выпускного отверстия 3a, в результате чего сопротивление выпуску при выпуске проявителя через выпускное отверстие 3a становится большим. Так как выпускные отверстия 3a имеют малые диаметры в обоих примерах, тенденция значительна. Так как время, требуемое для того, чтобы один циклический период насосной части был одинаковым в обоих примерах, как показано на фиг. 22(a), величина интегрированного по времени давления больше в примере, показанном на фиг. 20.
Следующая Таблица 2 показывает данные измерений количества выпускаемого проявителя за один циклический период работы насосной части 2b.
<b>Таблица 2</b>
Количество выпускаемого проявителя (г)
Фиг. 12
3,4
Фиг. 20
3,7
Фиг. 21
4,5
Как показано в Таблице 2, количество выпускаемого проявителя составляет 3,7 г в конструкции, показанной на фиг. 20, и составляет 3,4 г в конструкции, показанной на фиг. 12, то есть, оно больше в случае с конструкцией, показанной на фиг. 20. На основе этих результатов и результатов на фиг. 22(a) было подтверждено, что количество выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b увеличивается с величиной интегрированного по времени давления.
Из указанного выше следует, что увеличение количества выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b может быть достигнуто посредством увеличения скорости сжатия насосной части 2b по сравнению со скоростью расширения и повышения пикового давления в ходе операции сжатия насосной части 2b.
Будет описан другой способ увеличения количества выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b.
С кулачковым пазом 3b, показанным на фиг. 21, подобно случаю, показанному на фиг. 19, между кулачковым пазом 3c и кулачковым пазом 3d расположен кулачковый паз 3e, по существу параллельный направлению вращательного движения части 2 для содержания проявителя. Однако в случае с кулачковым пазом 3b, показанным на фиг. 21, кулачковый паз 3e находится в таком положении, что в циклический период насосной части 2b работа насосной части 2b останавливается в состоянии, когда насосная часть 2b сжимается, после операции сжатия насосной части 2b.
3
С конструкцией, показанной на фиг. 21, количество выпускаемого проявителя было измерено подобным образом. В контрольных экспериментах для этого скорость сжатия и скорость расширения насосной части 2b составляли 180 см/с, и другие условия были аналогичны примеру, показанному на фиг. 20.
Далее будут описаны результаты контрольных экспериментов. Фиг. 22(b) показывает изменения внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя в ходе операции расширения и сжатия насоса 2b. Сплошные линии и пунктирные линии относятся к контейнеру 1 для подачи проявителя, имеющему кулачковый паз 3b, показанный на фиг. 21, и на фиг. 20 соответственно.
Также в случае, показанном на фиг. 21, внутреннее давление повышается с истечением времени при операции сжатия насосной части 2b и достигает пика после завершения операции сжатия. В этот момент, подобно показанному на фиг. 20, давление в контейнере 1 для подачи проявителя изменяется в пределах положительного диапазона, и, таким образом, внутренний проявитель выдается. Скорость сжатия насосной части 2b в примере, показанном на фиг. 21, аналогична скорости, показанной в примере на фиг. 20, и, таким образом, пиковое давление при завершении операции сжатия насоса 2b составляла 5,7 кПа, что эквивалентно примеру, показанному на фиг. 20.
Впоследствии, когда насосная часть 2b остановлена в состоянии сжатия, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя постепенно уменьшается. Это связано с тем, что давление, произведенное операцией сжатия насоса 2b, остается после остановки работы насоса 2b, и внутренний проявитель и воздух выпускаются давлением. Однако внутреннее давление может быть сохранено на уровне, который выше, чем в случае, когда операция расширения начинается немедленно после завершения операции сжатия, и, таким образом, в ходе нее выпускается большее количество проявителя.
Когда операция расширения начинается после этого аналогично примеру, показанному на фиг. 20, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя уменьшается, и проявитель выдается до тех пор, пока давление в контейнере 1 для подачи проявителя не становится отрицательным, так как на внутренний проявитель сжимается непрерывно.
При сравнении интегрированных по времени величин давления, показанном на фиг. 22(b), давление больше в случае, показанном на фиг. 21, поскольку высокое внутреннее давление поддерживается в течение периода остановки насосной части 2b при условии, что продолжительности времени в циклические периоды насосной части 2b в этих примерах одинаковы.
Как показано в Таблице 2, измеренное количество выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b составляет 4,5 г в случае, показанном на фиг. 21, и больше, чем в случае, показанном на фиг. 20 (3,7 г). На основе результатов, показанных в Таблице 2, и результатов, показанных на фиг. 22(b), было подтверждено, что количество выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b увеличивается с величиной интегрированного по времени давления.
Таким образом, в примере, показанном на фиг. 21, работа насосной части 2b останавливается в состоянии сжатия после операции сжатия. Таким образом, пиковое давление в контейнере 1 для подачи проявителя в ходе операции сжатия насоса 2b высокое, и давление поддерживается на возможно высоком уровне, благодаря чему количество выпускаемого проявителя за один циклический период насосной части 2b может быть дополнительно увеличено.
Как описано выше, благодаря изменению конфигурации кулачкового паза 3b, выпускная производительность контейнера 1 для подачи проявителя может регулироваться, и, таким образом, устройство согласно этому варианту осуществления изобретения может реагировать на количество проявителя, требуемое для устройства 201 заправки проявителем и на свойства и т.п. используемого проявителя.
На фиг. 12, 16-21 операция выпуска и операция всасывания насосной части 2b выполняются поочередно, но операция выпуска и/или операция всасывания могут быть временно прерваны, и через предопределенное время операция выпуска и/или операция всасывания может быть возобновлена.
Например, в возможном альтернативном варианте операция выпуска насосной части 2b не выполняется монотонно, но операция сжатия насосной части временно прерывается, и затем операция сжатия возобновляется для осуществления выпуска. Это относится и к операции всасывания. Кроме того, операция выпуска и/или операция всасывания могут быть операциями многоступенчатого типа при условии, что количество выпускаемого проявителя и скорость выпуска удовлетворительны. Таким образом, даже когда операция выпуска и/или операция всасывания разделены на множество этапов, ситуация все еще такова, что операция выпуска и операция всасывания поочередно повторяются.
Как описано выше, в этом примере движущая сила для вращения подающей части (спиральный выступ 2c) и движущая сила для возвратно-поступательного движения насосной части (насоса 2b сильфонного типа) принимается частью для приема приводного усилия (зубчатой передачей 2a). Таким образом, конструкция механизма приема приводного усилия контейнера для подачи проявителя может быть упрощена. Кроме того, благодаря единственному приводному механизму (ведущему зубчатому колесу 300), расположенному в устройстве заправки проявителем, движущая сила прилагается к контейнеру для подачи проявителя, и, таким образом, приводной механизм для устройства заправки проявителем может быть упрощен. Кроме того, может использоваться простой и легкий механизм, позиционирующий контейнер для подачи проявителя относительно устройства заправки проявителем.
С конструкцией в данном примере вращательное усилие для вращения подающей части, принимаемое от устройства заправки проявителем, преобразуется механизмом преобразования привода контейнера для подачи проявителя, посредством чего насосная часть может совершать возвратно-поступательное движение должным образом. Другими словами, в системе, в которой контейнер для подачи проявителя принимает возвратно-поступательное усилие от устройства заправки проявителем, обеспечивается соответствующий привод насосной части.
Вариант 2 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 23(a) и (b) будут описаны конструкции Варианта 2 осуществления изобретения. Фиг. 23(a) является схематическим видом в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 23(b) является схематическим видом в сечении, показывающим состояние, в котором насосная часть 2b расширена. В этом примере такие же ссылочные позиции, как в Варианте 1 осуществления изобретения, присвоены элементам, имеющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
В этом примере механизм преобразования привода (кулачковый механизм) расположен вместе с насосной частью 2b в положении, разделяющем цилиндрическую часть 2k относительно направления оси вращения контейнера 1 для подачи проявителя, что существенно отличается от Варианта 1 осуществления изобретения. Другие конструкции по существу подобны конструкциям Варианта 1 осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 23(a), в этом примере цилиндрическая часть 2k, которая подает проявитель к выпускной части 3h при вращении, содержит цилиндрическую часть 2k1 и цилиндрическую часть 2k2. Насосная часть 2b расположена между цилиндрической частью 2k1 и цилиндрической частью 2k2.
Кулачковая фланцевая часть 15, действующая как механизм преобразования привода, находится в положении, соответствующем насосной части 2b. Внутренняя поверхность кулачковой фланцевой части 15 снабжена кулачковым пазом 15a, проходящим по всей окружности. С другой стороны, наружная поверхность цилиндрической части 2k2 снабжена кулачковым выступом 2d, функционирующим как механизм преобразования привода и блокированным кулачковым пазом 15a.
Устройство 201 заправки проявителем снабжено частью, подобной части 11 для регулирования направления вращательного движения (фиг. 2), и нижняя ее поверхность, которая функционирует как удерживающая часть для кулачковой фланцевой части 15, удерживается по существу без возможности вращения частью устройства 201 заправки проявителем. Кроме того, устройство 201 заправки проявителем снабжено частью, подобной части 12 для предотвращения движения в направлении оси вращения (фиг. 2), и один конец относительно направления оси вращения, то есть, нижняя поверхность, функционирующая как удерживающая часть для кулачковой фланцевой части 15, удерживается по существу без возможности вращения этой частью.
Таким образом, когда зубчатой передаче 2a сообщается вращательное усилие, насосная часть 2b совершает возвратно-поступательное движение вместе с цилиндрической частью 2k2 в направлениях ω и γ.
Как описано выше, также в этом примере, в котором насосная часть находится в положении, разделяющем цилиндрическую часть, насосная часть 2b может совершать возвратно-поступательное движение благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Операция всасывания может осуществляться когда внутреннее давление части для размещения проявителя уменьшается, и, таким образом, может обеспечиваться сильный эффект разрыхления.
Здесь конструкция Варианта 1 осуществления изобретения, в котором насосная часть 2b прямо соединена с выпускной частью 3h, предпочтительна с той точки зрения, что насосное действие насосной части 2b может эффективно прилагаться к проявителю, содержащемуся в выпускной части 3h.
Кроме того, конструкция Варианта 1 осуществления изобретения предпочтительна, поскольку Вариант 2 осуществления изобретения требует дополнительной кулачковой фланцевой части (механизма преобразования привода), который должен удерживаться по существу неподвижно устройством 201 заправки проявителем. Кроме того, конструкция Варианта 1 осуществления изобретения предпочтительна, поскольку Вариант 2 осуществления изобретения требует дополнительного механизма в устройстве 201 заправки проявителем для ограничения перемещения кулачковой фланцевой части 15 в направлении оси вращения цилиндрической части 2k.
Это связано с тем, что в Варианте 1 осуществления изобретения фланцевая часть 3 удерживается устройством 201 заправки проявителем, чтобы сделать положение выпускного отверстия 3a по существу неподвижным, и один из кулачковых механизмов, составляющих механизм преобразования привода, расположен во фланцевой части 3. То есть, механизм преобразования привода упрощен таким образом.
Вариант 3 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 24 будут описаны конструкции Варианта 3 осуществления изобретения. В этом примере такие же ссылочные позиции, как в предшествующих вариантах осуществления изобретения, присвоены элементам, имеющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
Этот пример существенно отличается от Варианта 1 осуществления изобретения тем, что механизм преобразования привода (кулачковый механизм) расположен на входном конце контейнера 1 для подачи проявителя относительно направления подачи проявителя, и тем, что проявитель в цилиндрической части 2k подается с использованием перемешивающего элемента 2m. Другие конструкции по существу подобны конструкциям Варианта 1 осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 24, в этом примере перемешивающий элемент 2m расположен в цилиндрической части 2k, как подающая часть и вращается относительно цилиндрической части 2k. Перемешивающий элемент 2m вращается вращательным усилием, принимаемым зубчатой передачей 2a, относительно цилиндрической части 2k, зафиксированной относительно устройства 201 заправки проявителем без возможности вращения, посредством чего проявитель подается в направлении оси вращения к выпускной части 3h, перемешиваясь. Более конкретно, перемешивающий элемент 2m снабжен валом и подающей лопастью, прикрепленной к валу.
В этом примере зубчатая передача 2a, как часть для приема приводного усилия, расположена на одной продольной оконечной части контейнера 1 для подачи проявителя (правая сторона на фиг. 24), и зубчатая передача 2a соединена соосно с перемешивающим элементом 2m.
Кроме того, полая кулачковая фланцевая часть 3i, которая составляет одно целое с зубчатой передачей 2a, расположена на одной продольной оконечной части контейнера для подачи проявителя (правая сторона на фиг. 24) для вращения соосно с зубчатой передачей 2a. Кулачковая фланцевая часть 3i снабжена кулачковым пазом 3b, который проходит во внутренней поверхности по всей внутренней окружности, и кулачковый паз 3b зацеплен с двумя кулачковыми выступами 2d, расположенными на наружной поверхности цилиндрической части 2k в по существу диаметрально противоположных положениях, соответственно.
Одна оконечная часть (сторона выпускающей части 3h) цилиндрической части 2k прикреплена к насосной части 2b, и насосная часть 2b прикреплена к фланцевой части 3 одной оконечной частью (стороной выпускающей части 3h). Они прикреплены сваркой. Таким образом, в состоянии, когда она установлена на устройство 201 заправки проявителем, насосная часть 2b и цилиндрическая часть 2k по существу не могут вращаться относительно фланцевой части 3.
Также в этом примере, аналогично Варианту 1 осуществления изобретения, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем, фланцевая часть 3 (выпускающая часть 3h) не может перемещаться в направлении вращательного движения и направлении оси вращения устройством 201 заправки проявителем.
Таким образом, когда вращательное усилие принимается от устройства 201 заправки проявителем зубчатой передачей 2a, кулачковая фланцевая часть 3i вращается вместе с перемешивающим элементом 2m. В результате, кулачковый выступ 2d приводится кулачковым пазом 3b кулачковой фланцевой части 3i таким образом, что цилиндрическая часть 2k совершает возвратно-поступательное движение в направлении оси вращения для расширения и сжатия насосной части 2b.
Таким образом, посредством вращения перемешивающего элемента 2m, проявитель подается к выпускной части 3h, и проявитель в выпускной части 3h в итоге выдается через выпускное отверстие 3a операцией всасывания и выпуска насосной части 2b.
Как описано выше, также в конструкции этого примера, подобно Вариантам 1-2 осуществления изобретения, как операция вращения перемешивающего элемента 2m, расположенного в цилиндрической части 2k, так и возвратно-поступательное движение насосной части 2b, могут быть выполнены вращательным усилием, принятым зубчатой передачей 2a от устройства 201 заправки проявителем.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут быть выполнены единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давлению ниже атмосферного) и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
В случае с этим примером напряжение, прилагаемое к проявителю на этапе подачи проявителя в цилиндрической части 2k, имеет тенденцию быть относительно большим, и вращающий момент является относительно большим, и с этой точки зрения, конструкции Вариантов 1 и 2 осуществления изобретения предпочтительны.
Вариант 4 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 25 (фиг.25(a)-(d)) будут описаны конструкции Варианта 4 осуществления изобретения. Фиг. 25(a) является схематическим видом в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 25(b) - увеличенный вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 25(c)-(d) - увеличенные виды в перспективе кулачковых частей. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как и в предшествующих Вариантах осуществления изобретения, присвоены элементам, имеющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
Этот пример по существу аналогичен Варианту 1 осуществления изобретения за исключением того, что насосная часть 2b не вращается устройством 201 заправки проявителем.
В этом примере, как показано на фиг. 25(a) и (b), между насосной частью 2b и цилиндрической частью 2k части 2 для содержания проявителя расположена передаточная часть 2f. Передаточная часть 2f снабжена двумя кулачковыми выступами 2d на ее наружной поверхности по существу в диаметрально противоположных положениях, и один ее конец (сторона выпускной части 3h) соединен и прикреплен к насосной части 2b (способом сварки).
Другой конец (сторона выпускной части 3h) насосной части 2b прикреплен к фланцевой части 3 (способом сварки), и в состоянии, когда он установлен в устройство 201 заправки проявителем, он по существу не может вращаться.
Уплотнительный элемент 5 сжат между концом цилиндрической части 2k на стороне выпускной части 3h и передаточной частью 2f, и цилиндрическая часть 2k соединена так, что она может вращаться относительно передаточной части 2f. Внешняя периферийная часть цилиндрической части 2k снабжена частью 2g для приема вращательного усилия (выступом) для приема вращательного усилия от части 7 для кулачковой и зубчатой передачи, как будет описано далее.
С другой стороны, часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи, которая имеет цилиндрическую форму, расположена так, что она покрывает наружную поверхность передаточной части 2f. Часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи входит в зацепление с фланцевой частью 3 таким образом, что она по существу неподвижна (движение в пределах люфта допускается) и может вращаться относительно фланцевой части 3.
Как показано на фиг. 25(c), часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи снабжена зубчатой передачей 7a, как частью для приема приводного усилия, для приема вращательного усилия от устройства 201 заправки проявителем и кулачковым пазом 7b, входящим в зацепление с кулачковым выступом 2d. Кроме того, как показано на фиг. 25(d), часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи снабжена вращательной зацепляющейся частью (пазом) 7c, входящей в зацепление с частью 2g для приема вращательного усилия для вращения вместе с цилиндрической частью 2k. Таким образом, благодаря описанному выше зацепляющемуся взаимодействию, вращательная зацепляющаяся часть (паз) 7c может двигаться относительно части 2g для приема вращательного усилия в направлении оси вращения, но она может вращаться совместно в направлении вращательного движения.
Далее будет описан этап подачи проявителя контейнером 1 для подачи проявителя в этом примере.
Когда зубчатая передача 7a принимает вращательное усилие от ведущего зубчатого колеса 300 устройства 201 заправки проявителем, и часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи вращается, часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи вращается вместе с цилиндрической частью 2k благодаря зацепляющемуся взаимодействию с частью 2g для приема вращательного усилия вращательной зацепляющейся частью 7c. Таким образом, вращательная зацепляющаяся часть 7c и часть 2g для приема вращательного усилия функционируют для передачи вращательного усилия, которое принимается зубчатой передачей 7a от устройства 201 заправки проявителем, цилиндрической части 2k (подающей части 2c).
С другой стороны, подобно Вариантам 1-3 осуществления изобретения, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем, фланцевая часть 3 без возможности вращения удерживается устройством 201 заправки проявителем, и, таким образом, насосная часть 2b и передаточная часть 2f, прикрепленная к фланцевой части 3, также не вращаются. Кроме того, движение фланцевой части 3 в направлении оси вращения предотвращается устройством 201 заправки проявителем.
Таким образом, когда часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи вращается, происходит кулачковое действие между кулачковым пазом 7b части 7 для кулачковой и зубчатой передачи и кулачковым выступом 2d передаточной части 2f. Таким образом, вращательное усилие, сообщаемое зубчатой передаче 7a от устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в силу, вызывающую возвратно-поступательное движение передаточной части 2f и цилиндрической части 2k в направлении оси вращения части 2 для содержания проявителя. В результате, насосная часть 2b, которая прикреплена к фланцевой части 3 в одном концевом положении (левая сторона фиг. 25(b)) относительно направления возвратно-поступательного движения, расширяется и сжимается во взаимосвязи с возвратно-поступательным движением передаточной части 2f и цилиндрической части 2k, таким образом, производя насосное действие.
Таким образом, при вращении цилиндрической части 2k проявитель подается к выпускной части 3h подающей частью 2c, и проявитель в выпускной части 3h в конечном итоге выдается через выпускное отверстие 3a операцией всасывания и выпуска насосной части 2b.
Как описано выше, в этом примере вращательное усилие, принимаемое от устройства 201 заправки проявителем, передается и преобразуется одновременно в силу, вращающую цилиндрическую часть 2k, и в силу, вызывающую возвратно-поступательное движение (операцию расширения и сжатия) насосной части 2b в направлении оси вращения.
Таким образом, также в этом примере, подобно Вариантам 1-3 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения цилиндрической части 2k (подающей части 2c), и возвратно-поступательное движение насосной части 2b.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут производиться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие может обеспечиваться состояние снижения давления (состояние давления ниже атмосферного) внутри контейнера для подачи проявителя, и, таким образом, проявитель может быть разрыхлен должным образом.
Вариант 5 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 26(a) и (b) будет описан Вариант 5 осуществления изобретения. Фиг. 26(a) является схематическим видом в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 26(b) является увеличенным видом в сечении контейнера 1 для подачи проявителя. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как и в предшествующих Вариантах осуществления изобретения, присвоены элементам, имеющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
Этот пример существенно отличается от Варианта 1 осуществления изобретения тем, что вращательное усилие, принимаемое от зубчатого привода 300 устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в возвратно-поступательное усилие для создания возвратно-поступательного движения насосной части 2b, и затем сила, вызывающая возвратно-поступательное движение, преобразуется во вращательное усилие, которое вращает цилиндрическую часть 2k.
В этом примере, как показано на фиг. 26(b), между насосной частью 2b и цилиндрической частью 2k расположена передаточная часть 2f. Передаточная часть 2f включает два кулачковых выступа 2d в по существу диаметрально противоположных положениях, соответственно, и один ее конец (сторона выпускной части 3h) соединен и прикреплен к насосной части 2b способом сварки.
Другой конец (сторона выпускной части 3h) насосной части 2b прикреплен к фланцевой части 3 (способом сварки), и в состоянии, когда она установлена в устройство 201 заправки проявителем, она по существу не может вращаться.
Между одной оконечной частью цилиндрической части 2k и передаточной частью 2f сжат уплотнительный элемент 5, и цилиндрическая часть 2k соединена таким образом, что она может вращаться относительно передаточной части 2f. Внешняя периферийная часть цилиндрической части 2k снабжена двумя кулачковыми выступами 2i в по существу диаметрально противоположных положениях, соответственно.
С другой стороны, цилиндрическая часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи расположена таким образом, что она покрывает наружные поверхности насосной части 2b и передаточной части 2f. Часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи входит в зацепление таким образом, что она зафиксирована относительно фланцевой части 3 в направлении оси вращения цилиндрической части 2k, но она может вращаться относительно нее. Часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи снабжена зубчатой передачей 7a, как частью для приема приводного усилия, для приема вращательного усилия от устройства 201 заправки проявителем, и кулачковый паз 7b входит в зацепление с кулачковым выступом 2d.
Кроме того, применена кулачковая фланцевая часть 15, покрывающая наружные поверхности передаточной части 2f и цилиндрической части 2k. Когда контейнер 1 для подачи проявителя прикреплен к установочной части 10 устройства 201 заправки проявителем, кулачковая фланцевая часть 15 по существу неподвижна. Кулачковая фланцевая часть 15 снабжена кулачковым выступом 2i и кулачковым пазом 15a.
Далее будет описан этап подачи проявителя в этом примере.
Зубчатая передача 7a принимает вращательное усилие от ведущего зубчатого колеса 300 устройства 201 заправки проявителем, которое вращает часть 7 для кулачковой и зубчатой передачи. В этом случае, так как насосная часть 2b и передаточная часть 2f удерживаются без возможности вращения фланцевой частью 3, происходит кулачковое действие между кулачковым пазом 7b части 7 для кулачковой и зубчатой передачи и кулачковой выступом 2d передаточной части 2f.
Более конкретно, вращательное усилие, сообщаемое зубчатой передаче 7a устройством 201 заправки проявителем, преобразуется в силу для возвратно-поступательного движения передаточной части 2f в направлении оси вращения цилиндрической части 2k. В результате, насосная часть 2b, которая прикреплена к фланцевой части 3 одним концом относительно направления возвратно-поступательного движения (левой стороной на фиг. 26(b)), расширяется и сжимается во взаимосвязи с возвратно-поступательным движением передаточной части 2f, таким образом, производя насосное действие.
Когда передаточная часть 2f совершает возвратно-поступательное движение, происходит кулачковое действие между кулачковым пазом 15a кулачковой фланцевой части 15 и кулачковым выступом 2i, посредством чего сила в направлении оси вращения преобразуется в силу в направлении вращательного движения, и сила передается цилиндрической части 2k. В результате, цилиндрическая часть 2k (подающая часть 2c) вращается. Таким образом, при вращении цилиндрической части 2k проявитель подается к выпускной части 3h подающей частью 2c, и проявитель в выпускной части 3h в конечном итоге выдается через выпускное отверстие 3a операцией всасывания и выпуска насосной части 2b.
Как описано выше, в этом примере вращательное усилие, принимаемое от устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в силу, вызывающую возвратно-поступательное движение насосной части 2b в направлении оси вращения (операция расширения и сжатия), и затем сила преобразуется в силу, вращающую цилиндрическую часть 2k, и передается.
Таким образом, также в этом примере, подобно Вариантам 1-4 осуществления изобретения, вращательным усилием, принимаемым от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения цилиндрической части 2k (подающей части 2c), и возвратно-поступательное движение насосной части 2b.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут производиться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
Однако в этом примере вращательное усилие, сообщаемое устройством 201 заправки проявителем, преобразуется в возвратно-поступательное усилие и затем преобразуется в силу в направлении вращательного движения с получением усложненной конструкции механизма преобразования привода, и, таким образом, Варианты 1-4 осуществления изобретения, в которых обратное преобразование не требуется, предпочтительны.
Вариант 6 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 27(a)-(b) и фиг. 28(a)-(d) будет описан Вариант 6 осуществления изобретения. Фиг. 27(a) является схематическим видом в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 27(b) является увеличенным видом в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 28(a)-(d) являются увеличенными изображениями механизма преобразования привода. На фиг. 28(a)-(d) зубчатое колесо 8 и вращательная зацепляющаяся часть 8b показаны как всегда находящимися в верхнем положении для лучшего иллюстрирования их работы. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как в предшествующих вариантах осуществления изобретения присвоены элементам, имеющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
В этом примере в механизме преобразования привода используется коническое зубчатое колесо в отличие от предшествующих примеров.
Как показано на фиг. 27(b), между насосной частью 2b и цилиндрической частью 2k расположена передаточная часть 2f. Передаточная часть 2f снабжена зацепляющимся выступом 2h, входящим в зацепление с соединительной частью 14, которая будет описана далее.
Другой конец (сторона выпускной части 3h) насосной части 2b прикреплен к фланцевой части 3 (способом сварки), и в состоянии, когда она установлена в устройство 201 заправки проявителем, она по существу не может вращаться.
Уплотнительный элемент 5 сжат между концом цилиндрической части 2k на стороне выпускной части 3h и передаточной частью 2f, и цилиндрическая часть 2k соединена таким образом, что она может вращаться относительно передаточной части 2f. Внешняя периферийная часть цилиндрической части 2k снабжена частью 2g для приема вращательного усилия (выступом) для приема вращательного усилия от зубчатого колеса 8, которое будет описано далее.
С другой стороны, цилиндрическое зубчатое колесо 8 расположено таким образом, что оно покрывает наружную поверхность цилиндрической части 2k. Зубчатое колесо 8 может вращаться относительно фланцевой части 3.
Как показано на фиг. 27(a) и (b), зубчатое колесо 8 включает зубчатую передачу 8a для передачи вращательного усилия коническому зубчатому колесу 8, которое будет описано далее, и вращательную зацепляющуюся часть (паз) 8b для зацепления с частью 2g для приема вращательного усилия для вращения вместе с цилиндрической частью 2k. Благодаря описанному выше зацепляющемуся взаимодействию, вращательная зацепляющаяся часть (паз) 7c может двигаться относительно части 2g для приема вращательного усилия в направлении оси вращения, но она может вращаться совместно в направлении вращательного движения.
На наружной поверхности фланцевой части 3 расположено коническое зубчатое колесо 9 таким образом, что оно может вращаться относительно фланцевой части 3. Кроме того, коническое зубчатое колесо 9 и зацепляющийся выступ 2h соединены соединительной частью 14.
Далее будет описан этап подачи проявителя контейнером 1 для подачи проявителя.
Когда цилиндрическая часть 2k вращается зубчатой передачей 2a части 2 для содержания проявителя, принимающей вращательное усилие от ведущего зубчатого колеса 300 устройства 201 заправки проявителем, зубчатое колесо 8 вращается с цилиндрической частью 2k, поскольку цилиндрическая часть 2k находится в зацеплении с зубчатым колесом 8 частью 2g для приема вращательного усилия. Таким образом, часть 2g для приема вращательного усилия и вращательная зацепляющаяся часть 8b функционируют для передачи вращательного усилия, сообщаемого устройством 201 заправки проявителем зубчатой передаче 2a, зубчатому колесу 8.
С другой стороны, когда зубчатое колесо 8 вращается, вращательное усилие передается коническому зубчатому колесу 9 от зубчатой передачи 8a таким образом, что коническое зубчатое колесо 9 вращается. Вращение конического зубчатого колеса 9 преобразуется в возвратно-поступательное движение зацепляющегося выступа 2h через соединительную часть 14, как показано на фиг. 28(a)-(d). Благодаря этому передаточная часть 2f, имеющая зацепляющийся выступ 2h, совершает возвратно-поступательное движение. В результате, насосная часть 2b расширяется и сжимается во взаимосвязи с возвратно-поступательным движением передаточной части 2f, производя насосное действие.
Таким образом, при вращении цилиндрической части 2k проявитель подается к выпускной части 3h подающей частью 2c, и проявитель в выпускной части 3h в конечном итоге выдается через выпускное отверстие 3a операцией всасывания и выпуска насосной части 2b.
Таким образом, также в этом примере, подобно Вариантам 1-5 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем, могут производиться и операция вращения цилиндрической части 2k (подающей части 2c), и возвратно-поступательное движение насосной части 2b.
Также в этом примере, операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
В случае с механизмом преобразования привода с использованием конического зубчатого колеса 9, количество частей является большим, и с этой точки зрения, Варианты 1-5 осуществления изобретения предпочтительны.
Вариант 7 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 29(a)-(c) будут описаны конструкции Варианта 7 осуществления изобретения. Фиг. 29(a) является увеличенным видом в перспективе механизма преобразования привода, и фиг. 29(b)-(c) представляют его увеличенные изображения в виде сверху. На фиг. 29(b) и (c) зубчатое колесо 8 и вращательная зацепляющаяся часть 8b схематично показаны как находящиеся сверху для удобства иллюстрирования работы. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как в предшествующих вариантах осуществления изобретения, присвоены элементам, выполняющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
В этом варианте осуществления изобретения механизм преобразования привода включает магнит (средство генерирования магнитного поля), что существенно отличается от Варианта 6 осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 29 (а также на фиг. 28, если необходимо), коническое зубчатое колесо 9 снабжено магнитом в форме прямоугольного параллелепипеда, и зацепляющийся выступ 2h передаточной части 2f снабжен стержневым магнитом 20, имеющим магнитный полюс, направленный к магниту 19. Магнит 19 в форме прямоугольного параллелепипеда имеет полюс N на одном его продольном конце и полюс S на другом конце, и их ориентация изменяется при вращении конического зубчатого колеса 9. Стержневой магнит 20 имеет полюс S на одном продольном конце за пределами контейнера и полюс N на другом конце, и он подвижен в направлении оси вращения. Магнит 20 не может вращаться, находясь в удлиненном направляющем пазу, сформированном во внешней периферийной поверхности фланцевой части 3.
С такой конструкцией, когда магнит 19 вращается вращением конического зубчатого колеса 9, магнитный полюс, обращенный к магниту, меняется, и, таким образом, притяжение и отталкивание между магнитом 19 и магнитом 20 поочередно повторяется. В результате, насосная часть 2b, прикрепленная к передаточной части 2f, совершает возвратно-поступательное движение в направлении оси вращения.
Как описано выше, подобно Вариантам 1-6 осуществления изобретения, операция вращения подающей части 2c (цилиндрической части 2k) и возвратно-поступательное движение насосной части 2b осуществляются вращательным усилием, принимаемым от устройства 201 заправки проявителем в этом варианте осуществления изобретения.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
В этом примере коническое зубчатое колесо 9 снабжено магнитом, но это не является обязательным, и может применяться другой способ использования магнитной силы (магнитного поля).
С точки зрения уверенности преобразования привода, Варианты 1-6 осуществления изобретения предпочтительны. В случае, когда проявитель, содержащийся в контейнере 1 для подачи проявителя, является магнитным проявителем (однокомпонентный магнитный тонер, двухкомпонентный магнитный носитель), существует вероятность того, что проявитель будет захвачен на внутренней стеночной части контейнера, смежной с магнитом. В таком случае, количество проявителя, остающегося в контейнере 1 для подачи проявителя, может быть большим, и с этой точки зрения конструкции Вариантов 1-6 осуществления изобретения предпочтительны.
Вариант 8 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 30(a)-(b) и фиг. 31(a)-(b) будет описан Вариант 8 осуществления изобретения. Фиг. 30(a) является схематическим видом, показывающим внутреннюю часть контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 30(b) - вид в сечении в состоянии, когда насосная часть 2b расширена до максимума на этапе подачи проявителя, фиг. 30(c) - вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя в состоянии, когда насосная часть 2b сжимается до максимума на этапе подачи проявителя. Фиг. 31(a) является схематическим видом, показывающим внутреннюю часть контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 31(b) - вид в перспективе задней части цилиндрической части 2k. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как в Варианте 1 осуществления изобретения, присвоены элементам, выполняющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
Этот вариант осуществления изобретения существенно отличается от конструкций вышеописанных вариантов в том, что насосная часть 2b расположена в передней оконечной части контейнера 1 для подачи проявителя и в том, насосная часть 2b не имеет функций передачи вращательного усилия, принимаемого от ведущего зубчатого колеса 300, цилиндрической части 2k. Более конкретно, насосная часть 2b расположена вне линии преобразования привода механизма преобразования привода, то есть, вне канала передачи привода, проходящего от соединительной части 2a (фиг. 31(b)), принимающей вращательное усилие от ведущего зубчатого колеса 300, к кулачковому пазу 2n.
Эта конструкция используется с учетом того факта, что с конструкцией Варианта 1 осуществления изобретения, после того, как вращательное усилие, принятое от ведущего зубчатого колеса 300, передано цилиндрической части 2k через насосную часть 2b, оно преобразуется в силу возвратно-поступательного движения, и, таким образом, насосная часть 2b всегда принимает усилие в направлении вращательного движения на этапе операции подачи проявителя. Таким образом, существует вероятность того, что на этапе подачи проявителя насосная часть 2b будет скручиваться в направлении вращательного движения, в результате, ухудшая выполнение функции насоса. Это будет описано подробно.
Как показано на фиг. 30(a), открытая часть одной оконечной части (стороны выпускной части 3h) насосной части 2b прикреплена к фланцевой части 3 (способом сварки), и когда контейнер установлен в устройство 201 заправки проявителем, насосная часть 2b по существу не может вращаться с фланцевой частью 3.
С другой стороны, кулачковая фланцевая часть 15 расположена таким образом, что она покрывает наружную поверхность фланцевой части 3 и/или цилиндрической части 2k, и кулачковая фланцевая часть 15 функционирует как механизм преобразования привода. Как показано на фиг. 30, внутренняя поверхность кулачковой фланцевой части 15 снабжена двумя кулачковыми выступами 15a в диаметрально противоположных положениях, соответственно. Кроме того, кулачковая фланцевая часть 15 прикреплена к закрытой стороне (противоположной стороне выпускной части 3h) насосной части 2b.
С другой стороны, наружная поверхность цилиндрической части 2k снабжена кулачковым пазом 2n, функционирующим как механизм преобразования привода, причем кулачковый паз 2n проходит по всей окружности, и кулачковый выступа 15a входит в зацепление с кулачковым пазом 2n.
Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения, в отличие от Варианта 1 осуществления изобретения, как показано на фиг. 31(b), одна торцевая поверхность цилиндрической части 2k (предшествующая сторона относительно направления подачи проявителя) снабжена некруглой (прямоугольной в этом примере) охватываемой соединительной частью 2a, функционирующей как часть для приема приводного усилия. С другой стороны, устройство 201 заправки проявителем включает некруглую (прямоугольную) охватывающую соединительная часть для приводного соединения с охватываемой соединительной частью 2a для приложения вращательного усилия. Охватывающая соединительная часть, аналогично Варианту 1 осуществления изобретения, приводится приводным электродвигателем 500.
Кроме того, аналогично Варианту 1 осуществления изобретения, движение фланцевой части 3 в направлении оси вращения и в направлении вращательного движения предотвращается устройством 201 заправки проявителем. С другой стороны, цилиндрическая часть 2k соединена с фланцевой частью 3 через уплотнительную часть 5, и цилиндрическая часть 2k может вращаться относительно фланцевой части 3. Уплотнительная часть 5 является уплотнением скользящего типа, которое предотвращает проникновение внутрь и наружу воздуха (проявителя) между цилиндрической частью 2k и фланцевой частью 3 в пределах диапазона, не влияющего на подачу проявителя с использованием насосной части 2b и допускающего вращение цилиндрической части 2k.
Теперь будет описан этап подачи проявителя контейнером 1 для подачи проявителя.
Контейнер 1 для подачи проявителя устанавливают в устройство 201 заправки проявителем, и затем цилиндрическая часть 2k принимает вращательное усилие от охватывающей соединительной части устройства 201 заправки проявителем, которым вращается кулачковый паз 2n.
Таким образом, кулачковая фланцевая часть 15 совершает возвратно-поступательное движение в направлении оси вращения относительно фланцевой части 3 и цилиндрической части 2k под действием кулачкового выступа 15a, входящего в зацепление с кулачковым пазом 2n, в то время как движение цилиндрической части 2k и фланцевой части 3 в направлении оси вращения предотвращается устройством 201 заправки проявителем.
Так как кулачковая фланцевая часть 15 и насосная часть 2b прикреплены друг к другу, насосная часть 2b совершает возвратно-поступательное движение с кулачковой фланцевой частью 15 (направление ω и направление γ). В результате, как показано на фиг. 30(b) и (c), насосная часть 2b расширяется и сжимается во взаимосвязи с возвратно-поступательным движением кулачковой фланцевой части 15, таким образом, производя насосное действие.
Как описано выше, также в этом примере, подобно описанным выше вариантам осуществления изобретения, вращательное усилие, принимаемое от устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в силу, приводящую насосную часть 2b в контейнере 1 для подачи проявителя, таким образом, что насосная часть 2b может работать должным образом.
Кроме того, вращательное усилие, принимаемое от устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в силу возвратно-поступательного движения без использования насосной части 2b, благодаря чему предотвращается повреждение насосной части 2b вследствие скручивания в направлении вращательного движения. Таким образом, нет необходимости увеличивать прочность насосной части 2b, и толщина насосной части 2b может быть небольшой, а ее материал может быть недорогим.
Кроме того, в конструкции этого примера насосная часть 2b расположена не между выпускной частью 3h и цилиндрической частью 2k, как в Вариантах 1-7 осуществления изобретения, а находится в положении, удаленном от цилиндрической части 2k выпускной части 3h, и, таким образом, количество проявителя, остающегося в контейнере 1 для подачи проявителя, может быть уменьшено.
Также в этом примере, операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
Как показано на фиг. 31(a), возможной альтернативой является то, что внутреннее пространство насосной части 2b не используется как пространство для содержания проявителя, но фильтр 17, не пропускающий тонер, но пропускающий воздух, может применяться для отделения насосной части 2b от выпускной части 3h. С такой конструкцией, когда насосная часть 2b сжимается, проявитель в утопленной части сильфонной части не подвергается напряжению. Однако конструкция представленная на фиг. 30(a)-(c), предпочтительна с той точки зрения, что в ходе такта расширения насосной части 2b может быть сформировано дополнительное пространство для содержания проявителя, то есть, дополнительное пространство, через которое может двигаться проявитель, таким образом, что проявитель легко разрыхляется.
Вариант 9 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 32(a)-(c) будут описаны конструкции Варианта 9 осуществления изобретения. Фиг. 32(a)-(c) являются увеличенными видами в сечении контейнера 1 для подачи проявителя. На фиг. 32(a)-(c) конструкции за исключением насоса по существу аналогичны конструкциям, показанным на фиг. 30 и 31, и, таким образом, их подробное описание опущено.
В этом примере у насоса нет чередующихся складывающихся вершин и складывающихся оснований, но он представляет собой пленочный насос 16, способный расширяться и сжиматься по существу без образования складок, как показано на фиг. 32.
В этом варианте осуществления изобретения пленочный насос 16 сделан из резины, но это не является обязательным и пригоден гибкий материал, такой как пленка из смолы.
С такой конструкцией, когда кулачковая фланцевая часть 15 совершает возвратно-поступательное движение в направлении оси вращения, пленочный насос 16 совершает возвратно-поступательное движение вместе с кулачковой фланцевой частью 15. В результате, как показано на фиг. 32(b) и (c), пленочный насос 16 расширяется и сжимается во взаимосвязи с возвратно-поступательным движением кулачковой фланцевой части 15 в направлениях ω и γ, таким образом, производя насосное действие.
Также в этом варианте осуществления изобретения, подобно Вариантам 1-8 осуществления изобретения, вращательное усилие, принимаемое от устройства заправки проявителем, преобразуется в силу, приводящую насосную часть в контейнере для подачи проявителя, и, таким образом, насосная часть может работать должным образом.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, состояние снижения давления (состояние давления ниже атмосферного) может обеспечиваться внутри контейнера для подачи проявителя, и, таким образом, проявитель может быть разрыхлен должным образом.
Вариант 10 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 33(a)-(e) будут описаны конструкции Варианта 10 осуществления изобретения.
Фиг. 33(a) является схематическим видом в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 33(b) - увеличенный вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 33(c)-(e) - схематические увеличенные изображения механизма преобразования привода. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как в предшествующих вариантах осуществления изобретения, присвоены элементам, выполняющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
В этом примере насосная часть совершает возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном направлению оси вращения, в отличие от предшествующих вариантов осуществления изобретения.
Механизм преобразования привода
В этом примере, как показано на фиг. 33(a)-(e), в верхней части фланцевой части 3, то есть, в выпускной части 3h установлена насосная часть 3f сильфонного типа. Кроме того, к верхней оконечной части насосной части 3f прикреплен посредством склеивания кулачковый выступ 3g, функционирующий как часть для преобразования привода. С другой стороны, в одной продольной торцевой поверхности части 2 для содержания проявителя сформирован кулачковый паз 2e, входящий в зацепление с кулачковым выступом 3g, и он функционирует как часть для преобразования привода.
Как показано на фиг. 33(b), часть 2 для содержания проявителя прикреплена таким образом, что она может вращаться относительно выпускной части 3h в состоянии, когда ее конец на стороне выпускной части 3h сжимает уплотнительный элемент 5, расположенный на внутренней поверхности фланцевой части 3.
Также в этом примере при операции установки контейнера 1 для подачи проявителя обе стороны выпускной части 3h (противоположные торцевые поверхности относительно направления, перпендикулярного направлению X оси вращения) удерживаются устройством 201 заправки проявителем. Таким образом, во время операции подачи проявителя выпускная часть 3h по существу не может вращаться.
Кроме того, при операции установки контейнера 1 для подачи проявителя выступ 3j, расположенный на внешней нижней поверхности выпускной части 3h, блокируется выемкой, расположенной в установочной части 10. Таким образом, во время операции подачи проявителя выпускная часть 3h зафиксирована таким образом, что она по существу не может вращаться в направлении оси вращения.
Здесь конфигурация кулачкового паза 2e является эллиптической конфигурацией, как показано на фиг. 33(c)-(e).
Как показано на фиг. 33(b), применена пластинчатая разделительная перегородка 6, приспособленная для подачи к выпускной части 3h проявителя, подаваемого спиральной выступом (подающей частью) 2c из цилиндрической части 2k. Разделительная перегородка 6 разделяет часть части 2 для содержания проявителя по существу на две части и может вращаться как единое целое с частью 2 для содержания проявителя. Разделительная перегородка 6 снабжена наклонным выступом 6a, наклоненным относительно направления оси вращения контейнера 1 для подачи проявителя. Наклонный выступ 6a соединен с входной частью выпускной части 3h.
Таким образом, проявитель, подаваемый из подающей части 2c, зачерпывается разделительной перегородкой 6 во взаимосвязи с вращением цилиндрической части 2k. После этого, при дальнейшем вращении цилиндрической части 2k, проявитель скользит вниз по поверхности разделительной перегородки 6 под действием силы тяжести и подается к стороне выпускной части 3h наклонным выступом 6a. Наклонный выступ 6a расположен на каждой из сторон разделительной перегородки 6 таким образом, что проявитель подается в выпускную часть 3h при каждой половине оборота цилиндрической части 2k.
Этап подачи проявителя
Теперь будет описан этап подачи проявителя контейнером 1 для подачи проявителя.
Когда оператор устанавливает контейнер 1 для подачи проявителя в устройство 201 заправки проявителем, движение фланцевой части 3 (выпускающей части 3h) в направлении вращательного движения и в направлении оси вращения предотвращается устройством 201 заправки проявителем. Кроме того, насосная часть 3f и кулачковый выступ 3g прикреплены к фланцевой части 3, и их движение в направлении вращательного движения и в направлении оси вращения аналогично предотвращается.
Под действием вращательного усилия, сообщаемого ведущим зубчатым колесом 300 (фиг. 6) зубчатой передаче 2a, часть 2 для содержания проявителя вращается, и, таким образом, кулачковый паз 2e также вращается. С другой стороны, кулачковый выступ 3g, который зафиксирован и не может вращаться, принимает усилие через кулачковый паз 2e таким образом, что вращательное усилие, сообщаемое зубчатой передаче 2a, преобразуется в силу, вызывающую возвратно-поступательное движение насосной части 3f по существу вертикально. В этом примере кулачковый выступ 3g соединен с верхней поверхностью насосной части 3f, но это не является обязательным, и может использоваться другая конструкция, если насосная часть 3f должным образом перемещается вверх и вниз. Например, может использоваться известное соединение крюком с защелкой или могут использоваться круглый стержневидный кулачковый выступ 3g и насосная часть 3f, имеющая отверстие, входящее в зацепление с кулачковым выступом 3g в комбинации.
Здесь фиг. 33(d) показывает состояние, в котором насосная часть 3f максимально расширена, то есть, кулачковый выступ 3g находится на пересечении между эллипсом кулачкового паза 2e и большой осью La (точка Y в фиг. 33(c)). Фиг. 33(e) показывает состояние, в котором насосная часть 3f максимально сжимается, то есть, кулачковый выступ 3g находится на пересечении между эллипсом кулачкового паза 2e и малой осью Lb (точка Z фиг. 33(c)).
Состояние фиг. 33(d) и состояние фиг. 33(e) поочередно повторяется с предопределенным циклическим периодом таким образом, что насосная часть 3f осуществляет операцию всасывания и выпуска. То есть, проявитель равномерно выпускается.
При таком вращении цилиндрической части 2k проявитель подается к выпускной части 3h подающей частью 2c и наклонному выступу 6a, и проявитель в выпускной части 3h в конечном итоге выдается через выпускное отверстие 3a операцией всасывания и выпуска насосной части 3f.
Как описано, также в этом примере, подобно вариантам 1-9 осуществления изобретения, благодаря зубчатой передаче 2a, принимающей вращательное усилие от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения подающей части 2c (цилиндрической части 2k), и возвратно-поступательное движение насосной части 3f.
Поскольку в этом примере насосная часть 3f расположена на верхней части выпускной части 3h (в состоянии, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем), количество проявителя, неизбежно остающегося в насосной части 3f, может быть минимизировано по сравнению с Вариантом 1 осуществления изобретения.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
В этом примере насосная часть 3f является сильфонным насосом, но он может быть заменен пленочным насосом, описанным в Варианте 9 осуществления изобретения.
В этом примере кулачковый выступ 3g, как часть для передачи привода, прикреплен клейким материалом к верхней поверхности насосной части 3f, но кулачковый выступ 3g не обязательно прикреплять к насосной части 3f. Например, может использоваться известное соединение крюком с защелкой, или могут использоваться круглый стержневидный кулачковый выступ 3g и насосная часть 3f, имеющая отверстие, входящее в зацепление с кулачковым выступом 3g в комбинации. С такой конструкцией могут быть получены подобные выгодные эффекты.
Вариант 11 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 34-35 будут описаны конструкции Варианта 11 осуществления изобретения. Фиг. 34(a) является схематическим видом в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 34(b) - схематический вид в перспективе фланцевой части 3, фиг. 34(c) - схематический вид в перспективе цилиндрической части 2k, фиг. 35(a)-(b) являются увеличенными видами в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 36 - схематический вид насосной части 3f. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как в предшествующих вариантах осуществления изобретения, присвоены элементам, выполняющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
В этом примере вращательное усилие преобразуется в силу для действия насосной части 3f вперед без преобразования вращательного усилия в силу для обратной операции насосной части 3f в отличие от предшествующих вариантов осуществления изобретения.
В этом примере, как показано на фиг. 34-36, насосная часть 3f сильфонного типа расположена на стороне фланцевой части 3, смежной с цилиндрической частью 2k. Наружная поверхность цилиндрической части 2k снабжена зубчатой передачей 2a, которая проходит по полной окружности. На конце цилиндрической части 2k, смежном с выпускной частью 3h, два сжимающих выступа 21 для сжатия насосной части 3f посредством упора в насосную часть 3f вращением цилиндрической части 2k расположены в диаметрально противоположных положениях, соответственно. Конфигурация сжимающего выступа 21 на последующей стороне относительно направления вращательного движения наклонена для постепенного сжатия насосной части 3f для уменьшения соударения при упоре в насосную часть 3f. С другой стороны, конфигурация сжимающего выступа 21 на предшествующей стороне относительно направления вращательного движения представляет собой поверхность, перпендикулярную торцевой поверхности цилиндрической части 2k и по существу параллельную направлению оси вращения цилиндрической части 2k, таким образом, что насосная часть 3f мгновенно расширяется ее восстанавливающей силой упругости.
Аналогично Варианту 10 осуществления изобретения, внутреннее пространство цилиндрической части 2k снабжено пластинчатой разделительной перегородкой 6 для подачи проявителя, подаваемого спиральной выступом 2c к выпускной части 3h.
Теперь будет описан этап подачи проявителя контейнером 1 для подачи проявителя в этом примере.
После того, как контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем, цилиндрическая часть 2k, которая является частью 2 для содержания проявителя, вращается вращательным усилием, сообщаемым ведущим зубчатым колесом 300 зубчатой передаче 2a, таким образом, что сжимающий выступ 21 вращается. В этот момент, когда сжимающие выступы 21 упираются в насосную часть 3f, насосная часть 3f сжимается в направлении стрелки Y, как показано на фиг. 35(a), таким образом, что осуществляется операция выпуска.
С другой стороны, когда вращение цилиндрической части 2k продолжается, и насосная часть 3f освобождается от сжимающего выступа 21, насосная часть 3f расширяется в направлении стрелки ω силой самовосстановления, как показано на фиг. 35(b), таким образом, что она восстанавливает первоначальную форму, посредством чего осуществляется операция всасывания.
Операции, показанные на фиг. 35, поочередно повторяются, посредством чего насосная часть 3f производит операции всасывания и выпуска. Таким образом, проявитель равномерно выпускается.
При вращении цилиндрической части 2k таким образом, проявитель подается к выпускной части 3h спиральной выступом (подающей частью) 2c и наклонным выступом (подающей частью) 6a (фиг. 33) таким образом, что проявитель в выпускной части 3h в конечном итоге выдается через выпускное отверстие 3a посредством операции выпуска насосной части 3f.
Таким образом, в этом примере, подобно Вариантам 1-10 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения контейнера 1 для подачи проявителя, и возвратно-поступательное движение насосной части 3f.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
В этом примере насосная часть 3f сжимается контактом со сжимающим выступом 21 и расширяется силой самовосстановления насосной части 3f, когда она освобождена от сжимающего выступа 21, но конструкция может быть противоположной.
Более конкретно, когда насосная часть 3f входит в контакт со сжимающим выступом 21, они блокируются, и при вращении цилиндрической части 2k насосная часть 3f принудительно расширяется. При дальнейшем вращении цилиндрической части 2k насосная часть 3f освобождается, посредством чего насосная часть 3f восстанавливает первоначальную форму силой самовосстановления (восстанавливающей силой упругости). Таким образом, операция всасывания и операция выпуска поочередно повторяются.
В этом примере два сжимающих выступа 21, функционирующих как механизм преобразования привода, расположены в диаметрально противоположных положениях, но это не является обязательным, и их количество может составлять, например, один или три. Кроме того, вместо одного сжимающего выступа, в качестве механизма преобразования привода может использоваться следующая конструкция. Например, конфигурация торцевой поверхности, противоположной насосной части цилиндрической части 2k, не является перпендикулярной поверхностью относительно оси вращения цилиндрической части 2k, как в этом примере, а является поверхностью, наклоненной относительно оси вращения. В этом случае, наклонная поверхность воздействует на насосную часть как эквивалент сжимающего выступа. В другом альтернативном варианте вал отступает от оси вращения на торцевой поверхности цилиндрической части 2k против насосной части и в направлении насосной части в направлении оси вращения, и применяется наклонная шайба (диск), наклоненная относительно оси вращения на валу. В этом случае, наклонная шайба воздействует на насосную часть, и, таким образом, она является эквивалентом сжимающего выступа.
В этом примере существует вероятность того, что когда насосная часть 3f повторяет операции расширения и сжатия в течение длительного срока, сила самовосстановления насосной части 3f может ослабевать, и с этой точки зрения Варианты 1-10 осуществления изобретения предпочтительны. С использованием конструкции, показанной на фиг. 36, такая проблема может быть устранена.
Как показано на фиг. 36, к торцевой поверхности насосной части 3f прикреплена нажимная пластина 2q, смежная с цилиндрической частью 2k. Кроме того, вокруг насосной части 3f между наружной поверхностью фланцевой части 3 и нажимной пластиной 2q расположена пружина 2t, и она работает как подпружинивающий элемент. Пружина 2t обычно нагружает насосную часть 3f в направлении расширения.
С такой конструкцией самовосстановление насосной части 3f, когда насосная часть 3f освобождается от сжимающего выступа 21, может получать содействие, и, таким образом, операция всасывания может обеспечиваться, даже когда операция расширения и сжатия насосной части 3f повторяется в течение длительного срока.
Вариант 12 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 37(a) и (b) будут описаны конструкции Варианта 12 осуществления изобретения. Фиг. 37(a) и (b) представляют виды в сечении, схематично показывающие контейнер 1 для подачи проявителя.
В этом примере насосная часть 3f расположена на цилиндрической части 2k, и насосная часть 3f вращается вместе с цилиндрической частью 2k. Кроме того, в этом примере насосная часть 3f снабжена грузом 2v, благодаря которому насосная часть 3f совершает возвратно-поступательное движение при вращении. Другие конструкции этого примера подобны таковым в Варианте 1 осуществления изобретения (фиг. 3 и 7) и их подробное описание опущено с присвоением одинаковых ссылочных позиций соответствующим элементам.
Как показано на фиг. 37(a), цилиндрическая часть 2k, фланцевая часть 3 и насосная часть 3f функционируют как пространство для содержания проявителя контейнера 1 для подачи проявителя. Насосная часть 3f соединена с внешней периферийной частью цилиндрической части 2k, и насосная часть 3f работает совместно с цилиндрической частью 2k и выпускной частью 3h.
Далее будет описан механизм преобразования привода в этом примере.
Одна торцевая поверхность цилиндрической части 2k относительно направления оси вращения снабжена соединительной частью (выступ прямоугольной конфигурации) 2a, функционирующей как часть для приема приводного усилия, и соединительная часть 2a принимает вращательное усилие от устройства 201 заправки проявителем. На поверхности одного конца насосной части 3f относительно направления возвратно-поступательного движения установлен груз 2v. В этом примере груз работает как механизм преобразования привода.
Таким образом, при совместном вращении цилиндрической части 2k и насоса 3f, насосная часть 3f расширяется и сжимается в направлениях вверх и вниз силой тяжести груза 2v.
Более конкретно, в состоянии, показанном на фиг. 37(a), груз находится в положении выше насосной части 3f, и насосная часть 3f сжимается грузом 2v в направлении силы тяжести (белая стрелка). В этот момент проявитель выдается через выпускное отверстие 3a (черная стрелка).
С другой стороны, в состоянии, показанном на фиг. 37(b), груз занимает положение ниже насосной части 3f, и насосная часть 3f расширяется грузом 2v в направлении силы тяжести (белая стрелка). В этот момент операция всасывания осуществляется через выпускное отверстие 3a (черная стрелка), посредством чего проявитель разрыхляется.
Таким образом, в этом примере, подобно Вариантам 1-11 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения контейнера 1 для подачи проявителя, и возвратно-поступательное движение насосной части 3f.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
В случае с этим примером насосная часть 3f вращается вокруг цилиндрической части 2k, и, таким образом, пространство установочной части 10 устройства 201 заправки проявителем является большим, что приводит к увеличению размера устройства, и с этой точки зрения конструкции Вариантов 1-11 осуществления изобретения предпочтительны.
Вариант 13 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 38-40 будут описаны конструкции Варианта 13 осуществления изобретения. Фиг. 38(а) является видом в перспективе цилиндрической части 2k, и фиг. 38(b) является видом в перспективе фланцевой части 3. Фиг. 39(a) и (b) являются видами в перспективе с частичным сечением контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 39(a) показывает состояние, в котором вращающийся затвор открыт, и фиг. 39(b) показывает состояние, в котором вращающийся затвор закрыт. Фиг. 40 представляет временную диаграмму, показывающую соотношение между рабочим хронированием насоса 3f и хронированием открывания и закрывания вращающегося затвора. На фиг. 39 сжатие является этапом выпуска насосной части 3f, а расширение является этапом всасывания насосной части 3f.
В этом примере применен механизм разделения между выпускной камерой 3h и цилиндрической частью 2k во время операции расширения и сжатия насосной части 3f, в отличие от предшествующих вариантов осуществления изобретения. В этом примере обеспечивается разделение между цилиндрической частью 2k и выпускной частью 3h таким образом, что изменение давления осуществляется избирательно в выпускной части 3h, когда объем насосной части 3f цилиндрической части 2k и выпускной части 3h изменяется. Конструкции этого примера в других отношениях по существу аналогичны таковым в Варианте 10 осуществления изобретения (фиг. 33), и их подробное описание опущено с присвоением одинаковых ссылочных позиций соответствующим элементам.
Как показано на фиг. 38(a), одна продольная торцевая поверхность цилиндрической части 2k функционирует как вращающийся затвор. Более конкретно, указанная одна продольная торцевая поверхность цилиндрической части 2k снабжена соединительным отверстием 2r для выпуска проявителя во фланцевую часть 3 и снабжена закрывающей частью 2s. Соединительное отверстие 2r имеет форму сектора.
С другой стороны, как показано на фиг. 38(b), фланцевая часть 3 снабжена соединительным отверстием 3k для приема проявителя из цилиндрической части 2k. Соединительное отверстие 3k имеет форму сектора, подобную соединительному отверстию 2r, и остальная часть кроме него закрыта для получения закрывающей части 3m.
Фиг. 39(a)-(b) показывают состояние, в котором цилиндрическая часть 2k, показанная на фиг. 38(a), и фланцевая часть 3, показанная на фиг. 38(b), собраны. Соединительное отверстие 2r и наружная поверхность соединительного отверстия 3k соединены друг с другом таким образом, чтобы сжимать уплотнительный элемент 5, и цилиндрическая часть 2k может вращаться относительно неподвижной фланцевой части 3.
С такой конструкцией, когда цилиндрическая часть 2k вращается относительно вращательным усилием, принятым зубчатой передачей 2a, соотношение между цилиндрической частью 2k и фланцевой частью 3 поочередно переключаются между состоянием сообщения и состоянием продолжения непроницаемости.
Таким образом, при вращении цилиндрической части 2k соединительное отверстие 2r цилиндрической части 2k совмещается с соединительным отверстием 3k фланцевой части 3 фиг. 39(a). При дальнейшем вращении цилиндрической части 2k соединительное отверстие 2r цилиндрической части 2k выходит из состояния совмещения с соединительным отверстием 3k фланцевой части 3 таким образом, что ситуация переключается на состояние непроницаемости фиг. 39(b), в котором фланцевая часть 3 отделена по существу с изолированием фланцевой части 3.
Такой механизм разделения (вращающийся затвор) для изоляции выпускной части 3h, по меньшей мере, при операции расширения и сжатия насосной части 3f, применен по следующим причинам.
Выпуск проявителя из контейнера 1 для подачи проявителя осуществляется посредством создания внутреннего давления контейнера 1 для подачи проявителя, которое выше окружающего давления, сжатием насосной части 3f. Таким образом, если механизм разделения не применен, как в предшествующих Вариантах 1-11 осуществления изобретения, пространство, в котором внутреннее давление изменяется, не ограничено внутренним пространством фланцевой части 3, но включает внутреннее пространство цилиндрической части 2k, и, таким образом, изменение объема насосной части 3f должно быть интенсивным.
Это связано с тем, что отношение объема внутреннего пространства контейнера 1 для подачи проявителя немедленно после того, как насосная часть 3f сжимается до предела, к объему внутреннего пространства контейнера 1 для подачи проявителя непосредственно перед тем, как насосная часть 3f начнет сжиматься, зависит от внутреннего давления.
Однако когда механизм разделения применен, движение воздуха от фланцевой части 3 к цилиндрической части 2k отсутствует, и, таким образом, достаточно изменить давление внутреннего пространства фланцевой части 3. Таким образом, в условиях одинаковой величины внутреннего давления, величина изменения объема насосной части 3f может быть меньшей, когда первоначальный объем внутреннего пространства меньше.
3
3
3
Более конкретно, в этом примере объем выпускной части 3h, отделенный вращающимся затвором, составляет 40 см, и изменение объема насосной части 3f (интервал возвратно-поступательного движения) составляет 2 см (оно составляет 15 см в Варианте 1 осуществления изобретения). Даже с таким небольшим изменением объема подача проявителя достаточным всасыванием и эффект выпуска могут производиться аналогично Варианту 1 осуществления изобретения.
Как описано выше, в этом примере, по сравнению с конструкциями Вариантов 1-12 осуществления изобретения, величина изменения объема насосной части 3f может быть минимизирована. В результате, насосная часть 3f может быть уменьшена. Кроме того, интервал, в котором насосная часть 3f совершает возвратно-поступательное движение (величина изменения объема), может быть меньшим. Применение такого механизма разделения эффективно, в частности, в случае, когда емкость цилиндрической части 2k большая, чтобы получить большое заправленное количество проявителя в контейнере 1 для подачи проявителя.
Теперь будут описаны этапы подачи проявителя в этом примере.
В состоянии, когда контейнер 1 для подачи проявителя установлен в устройство 201 заправки проявителем, и фланцевая часть 3 прикреплена, зубчатой передаче 2a сообщается привод от ведущего зубчатого колеса 300, которым вращается цилиндрическая часть 2k и вращается кулачковый паз 2e. С другой стороны, кулачковый выступ 3g, прикрепленный к насосной части 3f, без возможности вращения удерживаемой устройством 201 заправки проявителем при помощи фланцевой части 3, перемещается кулачковым пазом 2e. Таким образом, при вращении цилиндрической части 2k насосная часть 3f совершает возвратно-поступательное движение в направлениях вверх и вниз.
Со ссылками на фиг. 40 будет описано хронирование насосного действия (операции всасывания и операции выпуска насосной части 3f) и хронирование открывания и закрывания вращающегося затвора в такой конструкции. Фиг. 40 представляет временную диаграмму, когда цилиндрическая часть 2k вращается на один полный оборот. На фиг. 40 "сжатие" означает операцию сжатия насосной части (операцию выпуска насосной части), "расширение" означает операцию расширения насосной части (операцию всасывания насосной части), и "остановка" означает нерабочее состояние насосной части. Кроме того, "открытое" означает открытое состояние вращающегося затвора, и "закрытое" означает закрытое состояние вращающегося затвора.
Как показано на фиг. 40, когда соединительное отверстие 3k и соединительное отверстие 2r совмещены друг с другом, механизм преобразования привода преобразует вращательное усилие, сообщаемое зубчатой передаче 2a, таким образом, что насосное действие насосной части 3f прекращается. Более конкретно, в этом примере конструкция такова, что когда соединительное отверстие 3k и соединительное отверстие 2r совмещены друг с другом, радиальное расстояние от оси вращения цилиндрической части 2k до кулачкового паза 2e является постоянным, таким образом, что насосная часть 3f не функционирует, даже когда цилиндрическая часть 2k вращается.
В этот момент вращающийся затвор находится в открытом положении, и, таким образом, проявитель подается из цилиндрической части 2k к фланцевой части 3. Более конкретно, при вращении цилиндрической части 2k, проявитель зачерпывается разделительной перегородкой 6 и после этого он скользит вниз по наклоненному выступу 6a под действием силы тяжести таким образом, что проявитель движется через соединительное отверстие 2r и соединительное отверстие 3k к фланцу 3.
Как показано на фиг. 40, когда установлено состояние непроницаемости, в котором соединительное отверстие 3k и соединительное отверстие 2r не совмещены, механизм преобразования привода преобразует вращательное усилие, сообщаемое зубчатой передаче 2b, таким образом, что осуществляется насосное действие насосной части 3f.
Таким образом, при дальнейшем вращении цилиндрической части 2k вращательное фазовое соотношение между соединительным отверстием 3k и соединительным отверстием 2r изменяется таким образом, что соединительное отверстие 3k закрывается закрывающей частью 2s, в результате чего внутреннее пространство фланца 3 изолируется (состояние непроницаемости).
В этот момент при вращении цилиндрической части 2k насосная часть 3f совершает возвратно-поступательное движение в состоянии, когда состояние непроницаемости сохраняется (вращающийся затвор находится в закрытом положении). Более конкретно, благодаря вращению цилиндрической части 2k, кулачковый паз 2e вращается, и радиальное расстояние от оси вращения цилиндрической части 2k до кулачкового паза 2e изменяется. Благодаря этому насосная часть 3f производит насосное действие благодаря кулачковому действию.
После этого, при дальнейшем вращении цилиндрической части 2k, вращательные фазы снова совмещаются между соединительным отверстием 3k и соединительным отверстием 2r таким образом, что устанавливается состояние сообщения во фланцевой части 3.
Этап подачи проявителя из контейнера 1 для подачи проявителя выполняется при повторении этих операций.
Как описано выше, также в этом примере благодаря приему зубчатой передачей 2a вращательного усилия от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения цилиндрической части 2k, и операции всасывания и выпуска насосной части 3f.
Кроме того, согласно конструкция этого примера, насосная часть 3f может быть уменьшена. Кроме того, величина изменения объема (интервал возвратно-поступательного движения) можно уменьшить, и, в результате, можно уменьшить нагрузку, требуемую для возвратно-поступательного движения насосной части 3f.
Также в этом примере операция всасывания и операция выпуска могут осуществляться единственным насосом, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
Кроме того, в этом примере какая-либо дополнительная конструкция для приема движущей силы для вращения вращающегося затвора от устройства 201 заправки проявителем не используется, но используется вращательное усилие, принимаемое для подающей части (цилиндрической части 2k, спирального выступа 2c), и, таким образом, механизм разделения упрощен.
Как описано выше, величина изменения объема насосной части 3f не зависит от всего объема контейнера 1 для подачи проявителя, включая цилиндрическую часть 2k, но ее подбирают в зависимости от внутреннего объема фланцевой части 3. Таким образом, например, в случае, когда емкость (диаметр цилиндрической части 2k) изменяется при производстве контейнеров для подачи проявителя, имеющих разную емкость для заправки проявителя, можно ожидать снижения затрат. То есть, фланцевая часть 3, включая насосную часть 3f, может использоваться в качестве общего узла, который собирают с различными видами цилиндрических частей 2k. Благодаря этому, нет необходимости увеличивать число видов металлических форм, таким образом, снижая стоимость производства. Кроме того, в этом примере во время состояния непроницаемости между цилиндрической частью 2k и фланцем 3, насосная часть 3f совершает возвратно-поступательное движение за один циклический период, но аналогично к Варианту 1 осуществления изобретения, насосная часть 3f может совершать возвратно-поступательное движение с множеством циклических периодов.
Кроме того, в этом примере в течение операции сжатия и операции расширения насосной части, выпускная часть 3h изолирована, но это не является обязательным, и альтернативой является следующее. Если насосная часть 3f может быть уменьшена, и величина изменения объема (интервал возвратно-поступательного движения) насосной части 3f можно уменьшить, выпускная часть 3h может быть открыта немного во время операции сжатия и операции расширения насосной части.
Вариант 14 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 41-43 будут описаны конструкции Варианта 14 осуществления изобретения. Фиг. 41 представляет вид в перспективе с частичным сечением контейнера 1 для подачи проявителя. Фиг. 42(a)-(c) представляют частичные сечения, показывающие работу механизма разделения (запорный клапан 35). Фиг. 43 представляет временную диаграмму хронирования насосного действия (операции сжатия и операции расширения) насосной части 2b и хронирования открывания и закрывания запорного клапана, который будет описан далее. На фиг. 43 "сжатие" означает операцию сжатия насосной части 2b (операция выпуска насосной части 2b), "расширение" означает операцию расширения насосной части 2b (операция всасывания насосной части 2b). Кроме того, "остановка" означает состояние остановки насосной части 2b. Кроме того, "открытое" означает открытое состояние запорного клапана 35, и "закрытое" означает состояние, в котором запорный клапан 35 закрыт.
Этот пример существенно отличается от описанных выше вариантов осуществления изобретения тем, что запорный клапан 35 используется как механизм разделения между выпускной частью 3h и цилиндрической частью 2k в тактах расширения и сжатия насосной части 2b. Конструкции этого примера в других отношениях по существу аналогичны таковым в Варианте 8 осуществления изобретения (фиг. 30), и их подробное описание опущено с присвоением одинаковых ссылочных позиций соответствующим элементам. В этом примере в конструкции Варианта 8 осуществления изобретения, показанной на фиг. 30, применена пластинчатая разделительная перегородка 6, показанная на фиг. 33 в Варианте 10 осуществления изобретения.
В описанном выше Варианте 13 осуществления изобретения используется механизм разделения (вращающийся затвор) с использованием вращения цилиндрической части 2k, но в этом примере используется механизм разделения (запорный клапан) с использованием возвратно-поступательного движения насосной части 2b. Описание будет дано подробно.
Как показано на фиг. 41, выпускная часть 3h расположена между цилиндрической частью 2k и насосной частью 2b. Стеночная часть 33 расположена на конце выпускной части 3h на стороне цилиндрической части 2k, и выпускное отверстие 3a расположено ниже слева от стеночной части 33 на фигуре. Применены запорный клапан 35 и эластичный элемент (уплотнение) 34, как механизм разделения для открывания и закрывания соединительного отверстия 33a, сформированного в стеночной части 33. Запорный клапан 35 прикреплен к одному внутреннему концу насосной части 2b (противоположному выпускной части 3h) и совершает возвратно-поступательное движение в направлении оси вращения контейнера 1 для подачи проявителя при операциях расширения и сжатия насосной части 2b. Уплотнение 34 прикреплено к запорному клапану 35 и движется с движением запорного клапана 35.
Со ссылками на фиг. 42(a)-(c) а также фиг. 43, будут описаны операции запорного клапана 35 на этапе подачи проявителя.
Фиг. 42(a) показывает максимально расширенное состояние насосной части 2b, в котором запорный клапан 35 отнесен от стеночной части 33, расположенной между выпускной частью 3h и цилиндрической частью 2k. В этот момент проявитель в цилиндрической части 2k подается в выпускную часть 3h через соединительное отверстие 33a наклонным выступом 6a при вращении цилиндрической части 2k.
После этого, когда насосная часть 2b сжимается, состояние становится таким, как показано на фиг. 42(b). В этот момент уплотнение 34 входит в контакт со стеночной частью 33, чтобы закрыть соединительное отверстие 33a. Таким образом, выпускная часть 3h становится изолированной от цилиндрической части 2k.
Когда насосная часть 2b сжимается далее, насосная часть 2b становится максимально сжатой, как показано на фиг. 42(c).
Во время периода от состояния, показанного на фиг. 42(b), до состояния, показанного на фиг. 42(c), уплотнение 34 остается в контакте со стеночной частью 33, и, таким образом, давление в выпускной части 3h повышается, становясь выше окружающего давления (давление выше атмосферного) таким образом, что проявитель выпускается через выпускное отверстие 3a.
После этого, во время операции расширения насосной части 2b от состояния, показанного на фиг. 42(c) к состоянию, показанному на фиг. 42(b), уплотнение 34 остается в контакте со стеночной частью 33, и, таким образом, внутреннее давление выпускной части 3h уменьшается, становясь ниже, чем окружающее давление (давление ниже атмосферного). Таким образом, операция всасывания осуществляется через выпускное отверстие 3a.
Когда насосная часть 2b продолжает расширяться, она возвращается к состоянию, показанному на фиг. 42(a). В этом примере предшествующие операции повторяются для выполнения этапа подачи проявителя. Таким образом, в этом примере запорный клапан 35 движется с использованием возвратно-поступательного движения насосной части, и, таким образом, запорный клапан открывается во время начальной стадии операции сжатия (операции выпуска) насосной части 2b и заключительной стадии операции расширения (операции всасывания).
Уплотнение 34 будет описано подробно. Уплотнение 34 входит в контакт со стеночной частью 33 для обеспечения герметичности выпускной части 3h и сжимается операцией сжатия насосной части 2b, и, таким образом, предпочтительно, чтобы оно обладало уплотнительными свойствами и гибкостью. В этом примере в качестве уплотнительного материала, имеющего такие свойства, использован пенополиуретан, доступный в Японии от Kabushiki Kaisha INOAC Corporation (товарный знак - MOLTOPREN, SМ-55, имеющий толщину 5 мм). Толщина уплотнительного материала в состоянии максимального сжатия насосной части 2b составляет 2 мм (величина сжатия 3 мм).
Как описано выше, изменение объема (функция насоса) для выпускной части 3h насосной частью 2b по существу ограничено продолжительностью после того, как уплотнение 34 входит в контакт со стеночной частью 33, пока оно не сжато до 3 мм, но насосная часть 2b работает в диапазоне, ограниченном запорным клапаном 35. Таким образом, даже когда используется такой запорный клапан 35, проявитель может устойчиво выдаваться.
Таким образом, в этом примере, подобно Вариантам 1-13 осуществления изобретения, благодаря приему зубчатой передачей 2a вращательного усилия от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения цилиндрической части 2k, и операции всасывания и выпуска насосной части 2b.
Кроме того, аналогично Варианту 13 осуществления изобретения, насосная часть 2b может быть уменьшена, и величину изменения объема насосной части 2b можно уменьшить. Может ожидаться преимущество снижения затрат благодаря общей конструкции насосной части.
Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения какая-либо дополнительная конструкция для приема движущей силы для работы запорного клапана 35 от устройства 201 заправки проявителем не используется, но используется сила возвратно-поступательного движения насосной части 2b, и, таким образом, механизм разделения может быть упрощен.
Кроме того, также в этом примере, одного насоса достаточно для операции всасывания и операции выпуска, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
Вариант 15 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 44(a)-(c) будут описаны конструкции Варианта 15 осуществления изобретения. Фиг. 44(a) представляет вид в перспективе с частичным сечением контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 44(b) представляет вид в перспективе фланцевой части 3, и фиг. 44(c) представляет вид в сечении контейнера для подачи проявителя.
Этот пример существенно отличается от предшествующих вариантов осуществления изобретения тем, что применена буферная часть 23, как механизм разделения между выпускной камерой 3h и цилиндрической частью 2k. В других отношениях конструкции по существу аналогичны таковым в Варианте 10 осуществления изобретения (фиг. 33), и, таким образом, и их подробное описание опущено с присвоением одинаковых ссылочных позиций соответствующим элементам.
Как показано на фиг. 44(b), буферная часть 23 прикреплена к фланцевой части 3 без возможности вращения. Буферная часть 23 снабжена приемным отверстием 23a, которое открывается вверх, и подающим отверстием 23b, которое сообщается по текучей среде с выпускной частью 3h.
Как показано на фиг. 44(a) и (c), такая фланцевая часть 3 прикреплена к цилиндрической части 2k таким образом, что буферная часть 23 находится в цилиндрической части 2k. Цилиндрическая часть 2k соединена с фланцевой частью 3 с возможностью вращения относительно фланцевой части 3, неподвижно удерживаемой устройством 201 заправки проявителем. Соединительная часть снабжена кольцевым уплотнением для предотвращения утечки воздуха или проявителя.
Кроме того, в этом примере, как показано на фиг. 44(a), применен наклонный выступ 6a на разделительной перегородке 6 для подачи проявителя к приемному отверстию 23a буферной части 23.
В этом примере, пока операция подачи проявителя контейнером 1 для подачи проявителя не будет закончена, проявитель в части 2 для содержания проявителя подается через отверстие 23a в буферную часть 23 разделительной перегородкой 6 и наклонным выступом 6a при вращении контейнера 1 для подачи проявителя.
Таким образом, как показано на фиг. 44(c), внутреннее пространство буферной части 23 поддерживается заполненным проявителем.
В результате, проявитель, заполняющий внутреннее пространство буферной части 23, по существу блокирует движение воздуха к выпускной части 3h из цилиндрической части 2k, таким образом, что буферная часть 23 работает как механизм разделения.
Таким образом, когда насосная часть 3f совершает возвратно-поступательное движение, по меньшей мере, выпускная часть 3h может быть изолирована от цилиндрической части 2k, и по этой причине насосная часть может быть уменьшена, и изменение объема насосной части можно уменьшить.
Таким образом, в этом примере, подобно Вариантам 1-14 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем, могут осуществляться и операция вращения подающей части 2c (цилиндрической части 2k), и возвратно-поступательное движение насосной части 3f.
Кроме того, подобно Вариантам 13-14 осуществления изобретения, насосная часть может быть уменьшена, и величину изменения объема насосной части можно уменьшить. Кроме того, насосная часть может быть выполнена общей, благодаря чему обеспечивается преимущество снижения затрат.
Кроме того, в этом примере проявитель используется в качестве механизма разделения, и, таким образом, механизм разделения может быть упрощен.
Кроме того, в этом примере одного насоса достаточно для операции всасывания и операции выпуска, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя, может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
Вариант 16 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 45-46 будут описаны конструкции Варианта 16 осуществления изобретения. Фиг. 45(a) представляет вид в перспективе контейнера 1 для подачи проявителя, фиг. 45(b) представляет вид в сечении контейнера 1 для подачи проявителя, и фиг. 46 представляет вид в перспективе с сечением распылительной части 47.
В этом примере распылительная часть 47 соединена с насосной частью 2b, и проявитель, будучи всосанным в распылительную часть 47, выпускается через выпускное отверстие 3a, в отличие от предшествующих вариантов осуществления изобретения. В других отношениях конструкции по существу аналогичны таковым в Варианте 10 осуществления изобретения, и их подробное описание опущено с присвоением одинаковых ссылочных позиций соответствующим элементам.
Как показано на фиг. 45(a), контейнер 1 для подачи проявителя содержит фланцевую часть 3 и часть 2 для содержания проявителя. Часть 2 для содержания проявителя содержит цилиндрическую часть 2k.
В цилиндрической части 2k, как показано на фиг. 45(b), разделительная перегородка 6, действующая как подающая часть, проходит по всему району в направлении оси вращения. Одна торцевая поверхность разделительной перегородки 6 снабжена множеством наклонных выступов 6a в различных положениях в направлении оси вращения, и проявитель подается от одного конца относительно направления оси вращения к другому концу (стороне, смежной с фланцевой частью 3). Наклонные выступы 6a расположены на другой торцевой поверхности разделительной перегородки 6 аналогично. Кроме того, между смежными наклонными выступами 6a расположено сквозное отверстие 6b, допускающее прохождение проявителя. Сквозное отверстие 6b функционирует для перемешивания проявителя. Конструкция подающей части может представлять комбинацию спирального выступа 2c в цилиндрической части 2k и разделительной перегородки 6 для подачи проявителя к фланцевой части 3, как в предшествующих вариантах осуществления изобретения.
Далее будет описана фланцевая часть 3, включающая насосную часть 2b.
Фланцевая часть 3 соединена с цилиндрической частью 2k с возможностью вращения при помощи части 49 малого диаметра и уплотнительного элемента 48. В состоянии, когда контейнер установлен в устройство 201 заправки проявителем, фланцевая часть 3 неподвижно удерживается устройством 201 заправки проявителем (операция вращения и возвратно-поступательное движение не допускаются).
Кроме того, как показано на фиг. 46, во фланцевой части 3 расположена часть 50 для регулирования подаваемого количества (часть для регулирования расхода), которая принимает проявитель, подаваемый от цилиндрической части 2k. В части 50 для регулирования подаваемого количества расположена распылительная часть 47, которая проходит от насосной части 2b к выпускному отверстию 3a. Таким образом, при изменении объема насоса 2b распылительная часть 47 всасывает проявитель, находящийся в части 50 для регулирования подаваемого количества, и выпускает его через выпускное отверстие 3a.
Далее будет описана конструкция приводной передачи для насосной части 2b в этом примере.
Как описано выше, цилиндрическая часть 2k вращается, когда зубчатая передача 2a, расположенная на цилиндрической части 2k, принимает вращательное усилие от ведущего зубчатого колеса 300. Кроме того, вращательное усилие передается зубчатой передаче 43 через зубчатую передачу 42, расположенную на части 49 малого диаметра 49 цилиндрической части 2k. Здесь зубчатая передача 43 снабжена валом 44, вращающимся совместно с зубчатой передачей 43.
Один конец вала 44 с возможностью вращения удерживается корпусом 46. Вал 44 снабжен эксцентриковым кулачком 45 в положении против насосной части 2b, и эксцентриковый кулачок 45 вращается на рабочей поверхности, изменяя расстояние от оси вращения вала 44, передаваемым ему вращательным усилием таким образом, что насосная часть 2b отталкивается вниз (уменьшаясь в объеме). Благодаря этому, проявитель в распылительной части 47 выпускается через выпускное отверстие 3a.
Когда насосная часть 2b освобождается от эксцентрикового кулачка 45, она восстанавливает первоначальное положение ее восстанавливающей силой (объем расширяется). Посредством восстановления насосной части (увеличение объема) осуществляется операция всасывания через выпускное отверстие 3a, и проявитель, существующий вблизи выпускного отверстия 3a, может быть разрыхлен.
Посредством повторения операций проявитель эффективно выдается изменением объема насосной части 2b. Как описано выше, насосная часть 2b может быть снабжена подпружинивающим элементом, таким как пружина, для содействия восстановлению (или отталкиванию).
Далее будет описана полая коническая распылительная часть 47. Распылительная часть 47 снабжена отверстием 51 в ее внешней периферии, и распылительная часть 47 снабжена на ее свободном конце выпускным эжекционным отверстием 52 для выброса проявителя к выпускному отверстию 3a.
На этапе подачи проявителя, по меньшей мере, одно отверстие 51 распылительной части 47 может быть в слое проявителя в части 50 для регулирования подаваемого количества, посредством чего давление, произведенное насосной частью 2b, может эффективно прилагаться к проявителю в части 50 для регулирования подаваемого количества.
Таким образом, проявитель в части 50 для регулирования подаваемого количества (вокруг распылительной части 47) работает как механизм разделения относительно цилиндрической части 2k, таким образом, что эффект изменения объема насоса 2b применяется к ограниченному диапазону, то есть, внутри части 50 для регулирования подаваемого количества.
С такими конструкциями, аналогично механизмам разделения в Вариантах 13-15 осуществления изобретения, распылительная часть 47 может обеспечивать подобные результаты.
Как описано выше, в этом примере, подобно Вариантам 1-15 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства 201 заправки проявителем, производятся и операция вращения подающей части 6 (цилиндрической части 2k), и возвратно-поступательное движение насосной части 2b. Подобно Вариантам 13-15 осуществления изобретения, насосная часть 2b и/или фланцевая часть 3 могут быть сделаны общими для получения преимуществ.
Кроме того, в этом примере одного насоса достаточно для операции всасывания и операции выпуска, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть упрощена. Кроме того, посредством операции всасывания через тонкое выпускное отверстие, внутреннее пространство контейнера для подачи проявителя подвергается сжатию и декомпрессии (давление ниже атмосферного), и, таким образом, проявитель может быть должным образом разрыхлен.
Согласно этому примеру, проявитель и механизм разделения не скользят относительно друг друга, как в Вариантах 13-14 осуществления изобретения, и, таким образом, порча проявителя может сдерживаться.
Вариант 17 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 47 будет описан Вариант 17 осуществления изобретения. В этом примере одинаковые ссылочные позиции, как в Варианте 1 осуществления изобретения, присвоены элементам, имеющим соответствующие функции в этом варианте осуществления изобретения, и их подробное описание опущено.
В этом примере вращательное усилие, принимаемое от устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в силу линейного возвратно-поступательного движения, посредством чего, когда насосная часть 2b совершает возвратно-поступательное движение, осуществляется не операция всасывания через выпускное отверстие 3a, а операция выпуска через выпускное отверстие 3a. Другие конструкции по существу аналогичны таковым в Варианте 8 осуществления изобретения (фиг. 30), описанном выше.
Как показано на фиг. 47(a)-(c), в этом примере одна оконечная часть насосной части 2b (сторона, противоположная выпускной части 3h) снабжена воздушным каналом 2р, который открывается и закрывается воздушным клапаном 18, расположенным в насосной части 2b.
Одна оконечная часть кулачковой фланцевой части 15 снабжена воздушным каналом 15b, который сообщается по текучей среде с воздушным каналом 2р. Кроме того, применен фильтр 17 для отделения насоса 2b и выпускной части 3h, и фильтр 17 пропускает воздух, но по существу не пропускает проявитель.
Далее будет описана работа на этапе подачи проявителя.
Как показано на фиг. 47(b), когда насосная часть 2b расширена в направлении ω описанным выше кулачковым механизмом, внутреннее давление цилиндрической части 2k уменьшается до уровня ниже окружающего давления (давления внешнего воздуха). В таком случае, воздушный клапан 18 открывается перепадом давления между внутренним давлением контейнера 1 для подачи проявителя и внешним давлением, при этом воздух снаружи от контейнера 1 для подачи проявителя проходит в контейнер 1 для подачи проявителя (насосную часть 2b) контейнера 1 для подачи проявителя через воздушные каналы 2р, 15b, как обозначено стрелкой A.
После этого, когда насосная часть 2b сжимается в направлении стрелки γ описанным выше кулачковым механизмом, как показано на фиг. 47(c), внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя (насосной части 2b) повышается. В этот момент воздушные каналы 2р и 15b закрыты, поскольку воздушный клапан 18 закрыт повышенным внутренним давлением контейнера 1 для подачи проявителя (насосной части 2b). В результате этого внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя дополнительно увеличивается до уровня выше окружающего давления (давления внешнего воздуха), и, таким образом, проявитель выдается перепадом давления между внутренним давлением контейнера 1 и внешним давлением для подачи проявителя через выпускное отверстие 3a. Таким образом, проявитель выдается из части 2 для содержания проявителя.
Как описано, также в этом примере, подобно Вариантам 1-16 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства заправки проявителем, осуществляются и операция вращения контейнера для подачи проявителя, и возвратно-поступательное движение насосной части.
Кроме того, также в этом примере одного насоса достаточно, чтобы произвести операцию всасывания и операцию по выпуска, и, таким образом, конструкция механизма выпуска проявителя может быть простой.
Однако с конструкцией этого примера эффект разрыхления проявителя посредством операции всасывания через выпускное отверстие 3a не ожидается, и, таким образом, конструкции Вариантов 1-16 осуществления предпочтительны тем, что проявитель может выдаваться, будучи достаточно разрыхленным.
Вариант 18 осуществления изобретения
Со ссылками на фиг. 48 будут описаны конструкции Варианта 18 осуществления изобретения. Фиг. 48(a) и (b) представляют виды в перспективе, показывающие внутреннее пространство контейнера 1 для подачи проявителя.
В этом примере операцией расширения насоса 3f воздух всасывается через воздушный канал 2р, а не через выпускное отверстие 3a. Более конкретно, вращательное усилие, принимаемое от устройства 201 заправки проявителем, преобразуется в возвратно-поступательное усилие, но операция всасывания через выпускное отверстие 3a не осуществляется, а выполняется только операция выпуска через выпускное отверстие 3a. Другие конструкции по существу аналогичны конструкции указанного выше Варианта 13 осуществления изобретения (фиг. 39).
В этом примере, как показано на фиг. 48, верхняя поверхность насосной части 3f снабжена воздушным каналом 2р для забора воздуха во время операции расширения насосной части 3f. Кроме того, в насосной части 3f расположен воздушный клапан 18 для открывания и закрывания воздушного канала 2р.
Фиг. 48(а) показывает состояние, в котором воздушный клапан 18 открыт операцией расширения насосной части 3f, и воздух всасывается через воздушный канал 2р, расположенный в насосной части 3f. В этом состоянии вращающийся затвор открыт, то есть, соединительное отверстие 3k не закрыто закрывающей частью 2s, и проявитель подается от цилиндрической части 2k к выпускной части 3h.
Фиг. 48(b) показывает состояние, в котором воздушный клапан 18 закрыт операцией сжатия насосной части 3f, и забор воздуха через воздушный канал 2р предотвращается. В этот момент вращающийся затвор закрыт, то есть, соединительное отверстие 3k закрыто закрывающей частью 2s, и выпускная часть 3h изолирована от цилиндрической части 2k. Во время операции сжатия насосной части 3f проявитель выдается через выпускное отверстие 3a.
Как описано, также с этой конструкцией этого примера, подобно Вариантам 1-17 осуществления изобретения, благодаря вращательному усилию, принимаемому от устройства заправки проявителем, осуществляются и операция вращения контейнера 1 для подачи проявителя, и возвратно-поступательное движение насосной части 3f.
Однако с конструкцией этого примера эффект разрыхления проявителя посредством операции всасывания через выпускное отверстие 3a не ожидается, и, таким образом, конструкции Вариантов 1-16 осуществления изобретения предпочтительны с точки зрения способности эффективного выпуска проявителя с достаточным разрыхлением проявителя.
Выше были описаны конкретные Варианты 1-18 осуществления изобретения, как примеры настоящего изобретения, и возможны следующие модификации.
Например, в Вариантах 1-18 осуществления изобретения сильфонные насосы или пленочные насосы используются в качестве насосной части объемного типа, но могут использоваться следующие конструкции.
Более конкретно, насосная часть, расположенная в контейнере 1 для подачи проявителя, может представлять собой поршневой насос или насос плунжерного типа, имеющий двухцилиндровую конструкцию, включающую внутренний цилиндр и внешний цилиндр. Также в случае использования такого насоса, внутреннее давление контейнера 1 для подачи проявителя может поочередно изменяться между состоянием давления выше атмосферного (состояние повышенного давления) и состоянием давления ниже атмосферного (состояние пониженного давления), и, таким образом, проявитель может выпускаться должным образом через выпускное отверстие 3a. Однако когда используется такой насос, требуется конструкция уплотнения для предотвращения утечки проявителя через промежуток между внутренним цилиндром и внешним цилиндром, в результате чего усложняется конструкция и требуется большее приводное усилие для привода насосной части, и с этой точки зрения примеры, описанные выше, предпочтительны.
В предшествующих Вариантах 1-18 осуществления изобретения различные конструкции и концепции могут заменять конструкции и концепции других вариантов осуществления изобретения.
Например, в Вариантах 1-2, 4-18 осуществления изобретения может использоваться подающая часть (перемешивающий элемент 2m, вращающийся относительно цилиндрической части), описанная в Варианте 3 осуществления изобретения (фиг. 24). Для других конструкций, требуемых использованием такой подающей части, могут использоваться конструкции, описанные относительно других вариантов осуществления изобретения.
Кроме того, например, в Вариантах 1-8, 10-18 осуществления изобретения может использоваться насосная часть (пленочный насос) Варианта 9 осуществления изобретения (фиг. 32). Кроме того, например, в Вариантах 1-10, 12-18 осуществления изобретения может использоваться механизм преобразования привода Варианта 11 осуществления изобретения (фиг. 34-36), который преобразует в силу для обратного хода насосной части, не преобразуя в силу для прямого хода насосной части.
Промышленное применение
Согласно настоящему изобретению, насосная часть может работать должным образом вместе с подающей частью, расположенной в контейнере для подачи проявителя.
Проявитель, размещенный в контейнере для подачи проявителя, может подаваться должным образом, и одновременно проявитель, содержащийся в контейнере для подачи проявителя, может выпускаться должным образом.