[发明专利]具有压力平衡系统的墨粉盒

说明书

背景

1.本公开的领域

本公开一般涉及在诸如打印机或者具有打印能力的多功能设备的电子照相成像设备中使用的墨粉盒(toner cartridge)，并且特别地涉及用于墨粉盒的压力平衡系统。

2.相关技术的描述

在墨粉盒设计中，现在的惯例是将具有较长寿命的部件和具有较短寿命的部件分开。这导致具有更长寿命的显影部件(如显影辊、墨粉添加辊、刮墨刀片(上述也被称为显影单元)、光导鼓、清洁及充电辊和废物箱)成为与墨粉盒分开的单独的组件。在与显影单元相配合的单独的墨粉盒中的储器中提供墨粉供应，墨粉供应与之前描述的部件相比较消耗地较快。墨粉盒具有减少的数量的部件并且经常被称为墨粉瓶，即使其不只是用于存放墨粉的纯粹的瓶子。

为了将墨粉从墨粉盒传送到显影单元，可以使用墨粉盒中的螺旋推运器(auger)来通过墨粉盒上的出口将墨粉从墨粉盒供给到显影单元上的入口中以及供给到显影单元内分散墨粉的第二螺旋推运器中。当墨粉盒未插入成像装置中时，在墨粉自墨粉盒单元离开时，其通过用于密封墨粉盒的出口的开闭器来预示。

在通过由开闭器、螺旋推运器及出口形成的限制移动墨粉时，从出口到墨粉盒中的墨粉储器中的开口是相对气密的。在墨粉被移出时，由于空气不能进入以填充空隙，因此在墨粉盒中产生低压状态或者类似真空的状态。如果墨粉盒被视为是从墨粉储器供应墨粉的泵，则这种低压状态将类似于泵中的空化(cavitation)。

以相同的方式，当盒未安装在打印机中时，当墨粉被预示进入显影单元中时，墨粉经过另一个开闭器，该开闭器用于防止墨粉从显影器逃脱。该开口限制空气流动，因此，当墨粉被分配到显影单元中时，空气必须被排出，并且在显影单元中产生正压力。此外，显影辊的旋转使显影单元吸入空气，进一步增加了显影单元中的正压力。从墨粉盒传送到显影单元的墨粉必须逆着该正压力梯度行进。这引起墨粉流率的显著降低，其可导致故障，比如错误的盒变空的指示、显影器装满或者显影单元不足。

这里描述了墨粉盒和显影单元之间的压力差，需要使通风孔来平衡显影单元和墨粉盒之间的压力。墨粉盒的以前的通风方法包括具有通过墨粉盒进入墨粉储器中的通风孔。已经使用迷宫类型的通风孔塞子、多孔材料的通风孔塞子以及甚至泡沫带以使空气通风到墨粉盒中同时阻止墨粉通过通风孔从墨粉盒逃脱。然而，由于这些通风孔塞子设计和泡沫趋向于变得被墨粉阻塞，因此这些方法没有成功地平衡显影单元和墨粉盒之间的压力。此外，即使通风孔塞子是清洁的(clear)并且墨粉盒不再处于低压状态，但是由于用于墨粉盒出口的开闭器引起的限制，仍然引起上述的存在于墨粉盒和显影单元之间的压力差，因此显影单元中较高压力的空气返回到墨粉盒中的通风仍然是个问题。

在其他以前的墨粉盒设计中，显影单元和盒单元被永久地配合在一起，因此在显影单元和墨粉储器之间有开放的流体连通，使得整个系统将由于显影辊的旋转引起的空气吸入而变得被加压。在某些情况下，在永久配合的显影单元和墨盒储器内设置了内部通风孔。这些盒将较高的内部空气压力通风到大气。通风孔通常由多孔的纺织材料制造，如或或者毡制品。这些通风方法均围绕使空气离开盒同时过滤且限制墨粉颗粒逃脱的原则来设计。它们还要求过滤器放在盒上的未掩埋在墨粉下的某个位置中。然而，更快的处理速度、更大的墨粉装载量以及墨粉盒和显影单元分离使这些方法不适当。

为了解决压力差问题，具有给出从高压的显影单元经过墨粉盒的出口到低压的墨粉盒的空气路径的压力平衡系统将是有利的。具有可密封以防止在装运、储存期间以及从成像装置移去时墨粉从墨粉盒逃脱的这种管道系统将是另外的优点。能够提供有助于避免许多之前提到的墨粉传送故障的高速墨粉传送将是另外的优点。

概述

墨粉盒包括外壳，该外壳具有封闭在其中的用于存放一定量的墨粉的储器，该外壳具有出口，该出口与储器连通以用于接纳离开墨粉盒的墨粉。安装在外壳上并在出口关闭的第一位置和出口打开的第二位置之间可移动的开闭器(shutter)允许墨粉排出。开闭器具有穿过其的管道，该管道具有第一端部，当开闭器在第二位置时，该管道的第一端部与出口流体连通。设置了通路，其具有第一端部和与墨粉储器流体连通的第二端部，当开闭器在第二位置时，通路的第一端部与管道的第二端部流体连通。当墨粉盒与成像装置的显影单元对准且开闭器在第二位置时，排出的墨粉通过出口离开墨粉盒并进入显影单元，同时显影单元内夹带的空气通过出口进入墨粉储器。管道和通路允许墨粉盒和显影单元之间的压力平衡。