АРМИРОВАННОЕ УПЛОТНЕНИЕ УЗЛА ДОЗИРУЮЩЕГО ЛЕЗВИЯ И КАРТРИДЖ ПРИНТЕРА С ТАКИМ УПЛОТНЕНИЕМ
REINFORCED SEALING OF DOSING BLADE ASSEMBLY AND PRINTER CARTRIDGE WITH SUCH SEALING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к устройству формирования изображения и, более конкретно, к армированному уплотнению узла дозирующего лезвия и картриджу для принтера, содержащему такое уплотнение.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройство формирования изображения, такое как лазерный принтер и т.п., содержит барабан, имеющий фотопроводящую наружную цилиндрическую поверхность, заряжаемую до равномерного электрического потенциала и затем избирательно освещаемую в соответствии с рисунком исходного изображения. Освещенные области фотопроводящей поверхности разряжаются, формируя на ней, таким образом, скрытое электростатическое изображение. Проявляющий материал, такой как тонер, электрический заряд которого обеспечивает его притяжение к разряженной области фотопроводящей поверхности, действует в контакте с этой поверхностью. Затем барабан с проявленным изображением поворачивается к устройству переноса изображения. После этого лист бумаги для печати приводят в контакт с фотопроводником, и тонер переносится на бумагу в виде скрытого электростатического изображения. Затем лист нагревают, навсегда вплавляя тонер в бумагу. В процессе подготовки к следующему циклу формирования изображения фотопроводящую поверхность барабана очищают от остаточного тонера и снова заряжают. В патенте US №6990308, принадлежащем заявителю по заявке на настоящее изобретение, описано устройство формирования изображения, имеющее приведенную конфигурацию. Описание этого патента включено в настоящий документ путем ссылки.
Обычно, как видно из процитированного патента, тонер хранят в полости для тонера или резервуаре картриджа принтера, расположенного рядом с барабаном. Узел дозирующего лезвия и вал проявки узла проявки, являющиеся частью картриджа принтера, расположены между резервуаром для тонера и барабаном для контроля количества тонера, подаваемого на барабан. Зона контакта, создаваемая между дозирующим лезвием или узлом дозирующего лезвия и валом проявки, регулирует толщину слоя тонера, образованного на валу проявки. Для правильной печати тонер должен быть распределен равномерно или дозирован, образуя тонкий равномерный слой надлежащей толщины на валу проявки. Эту функцию осуществляет дозирующее лезвие.
Обратимся к прилагаемым фиг.1, 2А и 2В. На фиг.2А и 2В частично представлен картридж 10 принтера, в котором уплотнение 12 в виде вытянутой полосы гибкой полимерной пленки расположено между узлом 14 дозирующего лезвия и частью корпуса 16 картриджа 10 принтера. Часть корпуса имеет вид угла 16а на корпусе 16. Полоса пленки, составляющая уплотнение 12, представленная на фиг.1, является двуосно-ориентированным полиэтилентерефталатным (ПЭТ) (boРЕТ - от англ. «biaxially-oriented polyethylene terephtalate») полиэфирным пленочным материалом, имеющимся на рынке под торговым наименованием Mylar. Она расположена в пространстве, или зазоре 18, между узлом 14 дозирующего лезвия и углом 16а на корпусе 16 картриджа для предотвращения утечки тонера между этими элементами через зазор 18. На фиг.1 это уплотнение, в целом обозначенное позицией 12, представлено само по себе. На фиг.2А представлено уплотнение 12, должным образом установленное и размещенное в картридже 10 принтера, закрывая зазор 18 между держателем 20 узла 14 дозирующего лезвия и корпусом 16 картриджа 10 принтера.
Вал 22 проявки, вал 24 подачи тонера и узел 14 дозирующего лезвия с дозирующим лезвием 26, установленным на держателе 20, составляют узел 28 проявки и установлены на корпусе 16 картриджа 10 принтера, как показано на фиг.2А и 2В. Количество тонера в резервуаре для тонера картриджа 10 принтера уменьшается в результате использования при печати. Таким образом, картридж 10 принтера является расходным элементом, который необходимо периодически заменять в устройстве формирования изображения. Поскольку картридж 10 принтера является расходным элементом, он должен быть спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы выдерживать небрежное обращение при перевозке отдельно от принтера, прохождении через сеть поставщиков к потребителю и установке в устройство формирования изображения. Картридж 10 принтера может падать и, таким образом, подвергаться большим ударным нагрузкам при перевозке отдельно от принтера.
Падение картриджа 10 принтера может привести к избыточной утечке тонера через пространство позади держателя 20 узла дозирующего лезвия вследствие создания внутреннего давления, приводящего к выдуванию уплотнения 12 узла дозирующего лезвия и его смещению из надлежащего уплотняющего положения, представленного на фиг.2А, в выгнутое положение, представленное на фиг.2В. Фотография уплотнения 12 в выгнутом положении, имитированном испытанием на падение, представлена на фиг.2С. Выгиб и смещение уплотнения 12 приводят к появлению двух проблем. Во-первых, когда уплотнение 12 вытолкнуто от узла 14 дозирующего лезвия, как показано на фиг.2С, оно теряет свою уплотняющую целостность, и легко может произойти утечка тонера из картриджа 10 принтера. Во-вторых, как показано на фиг.2В, может произойти заклинивание уплотнения 12 между зазором 18 и верхней частью узла 14 дозирующего лезвия, где оно прикладывает повышенную силу, направленную вниз, на дозирующее лезвие 26, оказывая негативное воздействие на регулирующую функцию дозирующего лезвия 26.
Одно из предложенных решений для устранения проблемы выгиба состояло в применении уплотнения в виде полосы из пеноматериала, вместо двуосно-ориентированного ПЭТ полиэфирного материала, позади узла дозирующего лезвия. Однако присутствие пены препятствует плавному перемещению дозирующего лезвия 26 по валу 22 проявки. Кроме того, пена создает больше путей утечки, чем уплотнение из двуосно-ориентированного ПЭТ полиэфирного материала, требуя применения воска для заполнения предполагаемых путей утечки.
Таким образом, имеется постоянная необходимость в инновациях, которые позволят обеспечить эффективное уплотнение между узлом дозирующего лезвия и корпусом картриджа принтера.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением решение указанной задачи достигается с помощью инновации, включающей армирование (упрочнение) уплотнения из предшествующего уровня техники путем его частичного ламинирования дополнительной полосой меньшего размера для получения армированного (упрочненного) уплотнения. Надежность картриджа принтера, включающего армированное уплотнение в соответствии с настоящим изобретением, повышается, позволяя выдерживать нагрузки от небрежной перевозки и доставки картриджа принтера потребителю без ухудшения его уплотняющей функции. Частичное ламинирование дополнительной полосой меньшего размера позволяет получить армированное уплотнение, содержащее слоистые и неслоистые части, имеющие разную толщину, что повышает надежность картриджа принтера и придает дополнительную жесткость, обеспечивающую более простую и точную установку армированного уплотнения.
Таким образом, в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения уплотнение узла дозирующего лезвия содержит основную полосу из гибкой полимерной пленки, имеющую толщину и поверхность заданной площади, ограниченную параллельными ребрами, и дополнительную полосу из гибкой полимерной пленки, имеющую толщину и поверхность заданной площади, ограниченную параллельными ребрами. Кроме того, основная полоса имеет зону складывания, или гибкую зону, проходящую по длине основной полосы между одной парой параллельных ребер и расположенную в промежутке между другой парой параллельных ребер на расстоянии от них. Гибкую полимерную пленку дополнительной полосы наносят на гибкую полимерную пленку основной полосы со сдвигом вдоль одной стороны зоны складывания, таким образом, что основная полоса имеет слоистые и неслоистые части разной толщины, проходящие вдоль противоположных сторон зоны складывания на основной полосе. Армированное уплотнение также содержит средство соединения, такое как клеящий слой, по меньшей мере, на отрезке неслоистой части основной полосы, проходящем между одной парой параллельных ребер основной полосы. Толщина дополнительной полосы лежит в диапазоне, в 3-4 раза превышающем толщину основной полосы. Параллельные ребра основной полосы соответствуют параллельным ребрам дополнительной полосы и их длина превосходит длину параллельных ребер дополнительной полосы, так что поверхность основной полосы является, по существу, U-образной и ограничивает дополнительную полосу вдоль множества параллельных ребер дополнительной полосы. По меньшей мере, часть U-образной поверхности основной полосы содержит клеящий слой.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения картридж принтера содержит корпус, имеющий резервуар для вмещения тонера, вал проявки, установленный на корпусе и выполненный с возможностью получения тонера из резервуара и переноса его на фотопроводящий барабан, узел дозирующего лезвия, установленный на корпусе рядом с валом проявки и содержащий дозирующее лезвие, и держатель для установки дозирующего лезвия для образования зоны контакта с валом проявки для регулирования количества тонера, подаваемого на вал проявки, причем держатель также расположен рядом с частью корпуса, таким образом, что между держателем и частью корпуса имеется зазор, и описанное выше армированное уплотнение расположено в этом зазоре, обеспечивая уплотнение зазора между держателем и частью корпуса для предотвращения возможной утечки тонера в заданном направлении потока через зазор и из картриджа принтера. Клеящий слой на неслоистой части основной полосы позволяет соединить неслоистую часть армированного уплотнения с корпусом, по меньшей мере, ниже зазора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
После приведенного описания настоящего изобретения в общих терминах ниже будут приведены ссылки на прилагаемые чертежи, не обязательно данные в масштабе, и в некоторых случаях представляющие отдельные части в увеличенном масштабе, чтобы подчеркнуть отличительные признаки настоящего изобретения.
На фиг.1 представлен общий вид уплотнения узла дозирующего лезвия из предшествующего уровня техники.
На фиг.2А представлен вид сбоку в вертикальной проекции части картриджа принтера, демонстрирующий правильное положение уплотнения по фиг.1 в зазоре между узлом дозирующего лезвия и углом корпуса картриджа принтера.
На фиг.2В представлен вид по фиг.2А, но демонстрирующий уплотнение по фиг.1, смещенное в выгнутое положение, в котором оно заклинено на верхней части узла дозирующего лезвия.
На фиг.2С представлено изображение выгнутого уплотнения узла дозирующего лезвия.
На фиг.3 представлен общий вид армированного уплотнения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 в увеличенном масштабе представлен разрез армированного уплотнения по линии 4-4 на фиг.3.
На фиг.5 в увеличенном масштабе представлен фрагмент разреза армированного уплотнения, проходящего в уплотняющем контакте в зазоре между узлом дозирующего лезвия и угловой частью корпуса картриджа принтера.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены некоторые, но не все, варианты осуществления настоящего изобретения. Ясно, что изобретение может иметь множество различных форм осуществления, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления, приведенными в настоящем документе; эти варианты осуществления представлены таким образом, чтобы это раскрытие изобретения удовлетворяло законодательным требованиям. На всех чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг.3-5 представлено армированное уплотнение в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, в целом обозначенное позицией 30, для герметичного закрытия зазора 18 между узлом дозирующего лезвия и корпусом 16 картриджа 10 принтера. Армированное уплотнение 30, по существу, имеет частично однослойную конструкцию, а частично двухслойную, слоистую конструкцию, содержащую вытянутую основную полосу 32 из гибкой полимерной пленки и вытянутую дополнительную полосу 34 из гибкой полимерной пленки, размер которой меньше, чем размер основной полосы 32, и которая нанесена, например наклеена, на основную полосу 32. Материал гибкой полимерной пленки обеих полос 32, 34 может являться, но не обязательно ограничиваться, одинаковым двуосно-ориентированным полиэтилентерефталатным (PET) полиэфиром, или boРЕТ полиэфиром, также применяемым для уплотнения по фиг.1 из предшествующего уровня техники.
Как основная, так и дополнительная полосы 32, 34 армированного уплотнения 30 имеют многоугольную конфигурацию, предпочтительно каждая из них имеет прямоугольную форму. Полосы 32, 34 имеют поверхности 32а, 34а, соответственно, заданной площади, ограниченные параллельными ребрами 32b-32е, 34b-34е, соответственно, расположенными, соответственно, рядом на расстоянии друг от друга.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения по фиг.3 основная и дополнительная полосы 32, 34 имеют предпочтительно по четыре параллельных ребра 32b-32е и 34b-34е, соответственно. Площадь поверхности 32а основной полосы 32 больше, чем площадь поверхности 34а дополнительной полосы 34, так что поверхность 32а основной полосы 32 имеет U-образную конфигурацию и ограничивает дополнительную полосу 34 по нескольким, а именно трем, из ее ребер 34с-34е. Таким образом, основная полоса 32 имеет расположенные рядом слоистые и неслоистые части, в целом обозначенные ссылочными позициями 36, 38, проходящие вдоль противоположных сторон зоны складывания F (обозначенной пунктирной линией) между двумя ребрами 32с, 32d основной полосы и между двумя другими ребрами 32b, 32е основной полосы 32 и на расстоянии от них. Основная и дополнительная полосы 32, 34, по существу, выровнены по отношению друг к другу вдоль ребер 32b, 34b, соответственно.
Дополнительная полоса 34 короче и уже, чем основная полоса 32. Полосы 32, 34 являются относительно узкими, их соответственная длина значительно превышает ширину. U-образная поверхность 32а основной полосы 32 имеет также U-образную наружную часть 40 и U-образную внутреннюю часть 42, так что U-образная внутренняя часть 42 ограничивает несколько, а именно три, параллельных ребер 34b-34е дополнительной полосы 34. U-образная наружная часть 40 содержит средство соединения, такое как клеящий слой 44, и имеет зону складывания F, выровненную с зазором 18, в который устанавливают армированное уплотнение 30, как показано на фиг.5. Зона складывания, или гибкая зона F сама по себе расположена приблизительно так же, как на уплотнении из предшествующего уровня техники по фиг.1.
Толщина основной полосы 32 составляет приблизительно 0,051 мм, так же как в уплотнении 12 из предшествующего уровня техники. Толщина дополнительной полосы 34 составляет приблизительно 0,19 мм, что в 3-4 раза превышает толщину основной полосы 32. Толщина основной полосы 32 обеспечивает достаточную жесткость при изгибе, необходимую для прижатия неслоистой части 38 основной полосы 32 армированного уплотнения 30 и ее клеящего слоя 44 к наружной поверхности 16b корпуса 16 над зазором 18 с дополнительной полосой 34, расположенной под зазором 18, предотвращая возможную утечку тонера по пути потока, обозначенному стрелкой 46, через зазор 18, как лучше всего видно на фиг.5. Клеящий слой 44 на основной полосе 32 обеспечивает, так же как в случае с уплотнением 12 из предшествующего уровня техники, ее прилипание к наружной поверхности 16b корпуса 16, как показано на фиг.2А.
Таким образом, дополнительную полосу 34 наносят на основную полосу 32, как описано выше, так что при установке армированного уплотнения 30 на наружной стороне 16b корпуса 16 только зона с клеящим слоем основной полосы 32 проходит над углом 16а корпуса 16, где основная полоса 32 пристает к корпусу 16, тогда как дополнительная полоса 34 расположена под углом 16а корпуса. Зона складывания F, определенная на основной полосе 32 армированного уплотнения 30, находится в контакте с углом 16а корпуса 16, где уплотнение 30 сгибается при установке в правильном положении, как показано на фиг.5. Таким образом, дополнительная полоса 34 практически или совсем не входит в контакт с углом 16а и не приводит к какому-либо случайному смещению узла 14 дозирующего лезвия. Дополнительная полоса 34, нанесенная на основную полосу 32, придает достаточную жесткость и достаточно упрочняет частично ламинированное уплотнение 30 в соответствии с настоящим изобретением, так что для повреждения уплотнения теперь требуется значительно более высокая ударная нагрузка, чем та, которую может испытывать картридж 10 принтера при манипуляциях и перевозке. Толщина армированного уплотнения 30, включая основную и дополнительную полосы 32, 34 слоистой части 36, больше, чем ширина зазора 18, что исключает выгиб армированного уплотнения 30 наружу в зазоре 18. Следовательно, армированное уплотнение 30 имеет значительно большее сопротивление выгибу над узлом 14 дозирующего лезвия. Кроме того, дополнительная жесткость, или негибкость слоистой конструкции упрощает установку армированного уплотнения 30. До придания дополнительной жесткости слоистой конструкции уплотнение 10 из предшествующего уровня техники прогибалось по всей длине под собственным весом. Теперь, когда армированное уплотнение 30 является частично слоистой конструкцией, после правильной установки неслоистой части 38 армированного уплотнения 30 в корпус 16 с покрытыми клеящим слоем противоположными концами частей 30а уплотнения 30, перекрывающими J-образные уплотнения 48, расположенные на противоположных концах узла 14 дозирующего лезвия и вала 22 проявки, средняя, не имеющая опоры, слоистая часть 36 армированного уплотнения 30 сохраняет свою, в основном, плоскую форму, благодаря армирующему присутствию дополнительной полосы 34, обеспечивая более точное размещение армированного уплотнения 30 при закреплении на корпусе 16 картриджа 10 принтера.
Армированное уплотнение 30 позволяет приспособить решение в соответствии с настоящим изобретением к ограничениям поставленной задачи. Например, только увеличение толщины всего уплотнения 12 из предшествующего уровня техники не облегчило бы задачу. Хотя более толстая пленка уплотнения 12 из двуосно-ориентированного ПЭТ полиэфира из предшествующего уровня техники была бы меньше подвержена изгибу при шоковых нагрузках, ее большая толщина не должна приводить к пластической деформации и смятию уплотнения, как это случилось бы с более толстым уплотнением при его помещении позади узла дозирующего лезвия. Кроме того, простое применение более толстого уплотнения невозможно, поскольку противоположные концевые части, перекрывающие J-образные уплотнения 48, должны оставаться более тонкими, чем остальная часть уплотнения, чтобы исключить путь утечки через J-образные уплотнения 48, расположенные рядом с противоположными концевыми частями уплотнения, и чтобы не смещать зону контакта дозирующего лезвия. Для предотвращения смятия уплотнения 12 из предшествующего уровня техники, установленного позади узла 14 дозирующего лезвия, уплотнение 12 должно иметь переменную толщину, как и армированное уплотнение 30. Таким образом, ясно, что частично слоистая конструкция армированного уплотнения 30 может удовлетворять всем этим конструктивным ограничениям, не приводя к нежелательным последствиям.
Приведенное выше описание некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения представлено только в иллюстративных целях. Его нельзя рассматривать как исчерпывающее или ограничивающее изобретение конкретными описанными формами, и ясно, что возможны многие варианты и модификации настоящего изобретения. Сущность настоящего изобретения ограничена прилагаемой формулой изобретения.