DE60310152T2

DE60310152T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern eines Pulver enthaltenden Behälters

Info

Publication number: DE60310152T2
Application number: DE2003610152
Authority: DE
Inventors: Noboru Koumura; Nagatoshi Konno; Seiichi Kato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: EP1352693B1; CN1449868A; EP1352693A2; DE60310152D1; EP1352693A3; CN100393419C; US20030192969A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerkleinern eines Pulver enthaltenden Behälters und insbesondere eine Recyclingtechnik für ein elektrisches Haushaltsgerät zum Zerkleinern einer Tonerkassette eines Bilderzeugungsgerätes und zum Sammeln von verschiedenen Materialien, wie z. B. Toner, Kunststoffmaterialien, Metallmaterialien und Gummimaterialien.
Hintergrund der Erfindung
Der Vorgang des Einsammelns von Behältern, die Toner als ein Bild gebendes Material zur Verwendung in Bilderzeugungsgeräten, wie z. B. Kopiergeräte und Laserstrahldrucker, enthalten, muss unter Berücksichtigung ihres Einflusses auf menschliche Körper vorgenommen werden, da Toner ein sehr feines Pulver ist.
Wenn vermarktete Tonerbehälter direkt weggeworfen werden, hat man ein Staubproblem in den Verarbeitungsanlagen. Besonders wenn Toner enthaltende Behälter zu gesammeltem Staub zerkleinert werden, kann dies zu einer Staubexplosion in der Verarbeitungsvorrichtung führen.
Um dies zu verhindern, werden nur Tonerbehälter angehäuft und gesammelt, und die gesammelten Behälter werden manuell oder automatisch zerlegt und recycelt. In diesem Fall besteht ein Problem darin, die Effizienz des Prozesses zu erhöhen.
Eine Technik, die sich auf das Verfahren zum Verarbeiten von Toner enthaltenden Teilen und Einheiten bezieht, ist z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9-150137 offenbart.
Auch ist eine Technik betreffend das Recycling, insbesondere das Zerkleinern, von geformten Plastikprodukten und elektrischen Produkten, z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 08-215591 (Patentnummer 2704503) offenbart.
Toner, der in einem Bilderzeugungsgerät verwendet wird, ist ein sehr feines Pulver. Wenn sich dieses feine Pulver in einem geschlossenen Raum befindet und Umgebungsbedingungen, bei denen Funken erzeugt werden können, vorherrschen, können Staubexplosionen hervorgerufen werden. Eine Technik, die diese Staubexplosion betrifft, ist z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-280174 offenbart. Siehe auch US-B-6311904.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Erzeugung von Funken zwischen durch die Zerkleinerungskraft entstehenden Metallteilen zu vermeiden, wenn eine Zerkleinerung zwecks Zerlegung einer gebrauchten Kassette, z. B. einer Tonerkassette, die ein feines Pulver wie Toner enthält, durchgeführt wird, um so die Möglichkeit einer Staubexplosion bei einem Arbeiten unter Toner enthaltenden Atmosphäre vermeiden, die Tonerkassette zerlegen, die zerlegten Teile sortieren und die Materialien recyceln zu können.
Zu diesem Zweck werden während des Zerkleinerungsprozesses die Umgebungsbedingungen auf eine inerte Umgebung eingestellt und Toner wird durch Absaugen gesammelt.
Die Erfinder haben ausgiebige Studien vorgenommen und herausgefunden, dass die vorliegende Erfindung eine Staubexplosion unterdrückt, die Effizienz des Tonersammelns erhöht und gute Ergebnisse beim anschließenden Materialsortierungsprozess erreicht.
Jedoch sind Kopiergeräte und Drucker in großen Mengen weit verbreitet, was entsprechend großes Verarbeitungsvolumen und hohe Verarbeitungseffizienz beim Recyceln von Tonerkassetten erfordert.
Demgemäß ist es die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verarbeitungskapazität für die Zerkleinerung von Kassetten zu erhöhen und das Leistungsvermögen der Tonerentfernung beim Sortieren nach dem Zerkleinerungsprozess zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Verfahren zum Zerkleinern einer Toner enthaltenden Kassette (Behälter) eines Bilderzeugungsgeräts beschränkt, sondern löst auch durch Staub hervorgerufene Probleme von Pulver enthaltenden Behältern auf verschiedenen Gebieten, wie z. B. gewerblichen Maschinen, Industriemaschinen und elektrischen Haushaltsgeräten.
Diese Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren zum Zerkleinern eines Pulver enthaltenden Behälters gemäß Anspruch 1, die Verwendung des Verfahrens zum Zerkleinern einer Toner enthaltenden Kassette gemäß Anspruch 9 und die Vorrichtung zum Zerkleinern eines ein Pulver enthaltenden Behälters gemäß Anspruch 11. Die weiteren Ansprüche betreffen Weiterentwicklungen.
Momentan schreitet die Informationskommunikationstechnologie in erheblichem Maße fort. Die vorliegende Erfindung kann ein Verarbeitungsverfahren vorschlagen, das als eine umwelttechnische Gegenmaßnahme für einen Drucker, der an diesem Fortschritt der Technologien teilnimmt, erheblich ist.
Auch hinsichtlich der Entwicklung von Informationskommunikationsvorrichtungen kann die vorliegende Erfindung einen Beitrag zum Recyceln dieser Vorrichtungen durch das erfindungsgemäße Verarbeitungsverfahren leisten.
Andere Aufgaben und Vorteile neben den oben beschriebenen, werden Fachleuten aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich. In der Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden und Beispiele der Erfindung darstellen. Diese sind jedoch für die vielfältigen Ausführungsformen der Erfindung nicht erschöpfend, daher wird auf die sich der Beschreibung anschließenden Ansprüche zum Festlegen des Erfindungsumfang Bezug genommen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch die Anordnung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2–5 veranschaulichen das Verfahren der in 1 gezeigten Vorrichtung;
6 zeigt Steuerblöcke der in 1 gezeigten Vorrichtung; und
7 zeigt schematisch die Anordnung einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
(Beschreibung der Vorrichtungsanordnung)
Die erste Ausführungsform zum Lösen der ersten Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Ansicht, die schematisch eine Vorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2–5 zeigen Ansichten zum Erläutern des Verfahrens zum Ausüben der vorliegenden Erfindung mit Hilfe der in 1 gezeigten Vorrichtung.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zerkleinerungsvorrichtung; und 2 einen Zerkleinerungsbehälter der Zerkleinerungsvorrichtung. Der Zerkleinerungsbehälter 2 nimmt Behälter auf, die ein zu zerkleinerndes Pulver enthalten, Einheiten, Teile und dgl. auf.
Der Zerkleinerungsbehälter 2 ist aus einem Metallmaterial hergestellt und so gestaltet, dass er eine Stärke aufweist, bei der der Zerkleinerungsbehälter physikalischen Schlägen widerstehen kann, wenn ein zu zerkleinerndes Produkt in dem Behälter zerkleinert wird.
Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Zerkleinerungsklinge, die durch eine Antriebseinrichtung 4a, die außerhalb des Zerkleinerungsbehälters installiert ist, rotiert wird. Die Zerkleinerungsklinge 4 rotiert ein zu zerkleinerndes Produkt, das in dem Zerkleinerungsbehälter angeordnet ist, zerkleinert das Produkt durch die Aufschlagkraft der Klinge.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Staubsammler, der Staub durch Ansaugen eines Pulvers, das in einem zu zerkleinernden Produkt enthalten ist, sammelt. Der Staubsammler 6 ist mit einer Pulvereinsaugöffnung 2a des Zerkleinerungsbehälters 2 verbunden.
Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Generator für inertes Gas; und 10 eine Abgabeeinrichtung für inertes Gas.
Bei dieser Ausführungsform wird als inertes Gas Stickstoffgas verwendet.
6 zeigt ein Blockdiagramm, das Steuerblöcke zum Steuern des Antriebs der einzelnen Teile der oben beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtung 1 zeigt.
Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Motorsteuereinrichtung zum Steuern der Rotation eines Motors als Antriebsquelle der Antriebseinrichtung 4a; 14 eine Motorsteuereinrichtung für eine Antriebsquelle für ein Absaugen des Staubsammlers 6; 16 eine Antriebseinrichtung des Gas-Generators 8, 18 eine Antriebseinrichtung für die Abgabevorrichtung 10 für das Gas; und 20 einen Sensor eines Sauerstoffdichtemessers.
Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Gesamtsteuereinrichtung zum Steuern dieser Steuereinrichtungen.
(Beschreibung des zu zerkleinernden Produktes)
Ein durch das Zerkleinerungsverfahren zu zerkleinerndes Produkt und diesbezügliche Vorrichtung dieser Ausführungsform ist ein ein Pulver enthaltender Behälter. Insbesondere sind zu zerkleinernde Hauptprodukte Tonerbehälter W (Tonerkassetten) von Bilderzeugungsgeräten, z. B. Kopiergeräte und Drucker (Laserstrahldrucker), die von dem Anmelder hergestellt und verkauft werden.
Diese Tonerbehälter W sind eine Art von austauschbaren Einmal-Einheiten. Ein Benutzer eines Druckers wirft einen Tonerbehälter nach dem Aufbrauchen des Toners weg oder wirft einen nicht gebrauchten Tonerbehälter weg. Diese Tonerbehälter können nicht als normale Abfallprodukte weggeworfen werden.
Das heißt, der Hauptbestandteil des Gehäuses dieses Tonerbehälter W sind Kunststoffmaterialien, die sich nicht auf natürliche Weise zersetzen, ohne die Umwelt zu belasten, wenn sie unter der Erde oder dem Wasser oder unter natürlichen Bedingungen entsorgt werden.
Weiterhin ist das Behälterzerkleinerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf das zuvor beschriebene Verfahren zum Zerkleinern einer Toner enthaltenden Kassette (Behälter) eines Bilderzeugungsgerätes beschränkt, sondern löst auch durch Staub hervorgerufene Probleme von Pulver enthaltenden Behältern in verschiedenen Bereichen wie Büromaschinen, Industriemaschinen und elektrischen Haushaltsgeräten.
(Beschreibung des Zerkleinerungsverfahrens)
Ein Zerkleinerungsverfahren wird nachfolgend mit Bezug auf die 2–5 beschrieben.
Zunächst wird, wie in 2 gezeigt, eine Abdeckung 3 des Zerkleinerungsbehälters 2 geöffnet und zu zerkleinernde Tonerbehälter W werden in dem Zerkleinerungsbehälters 2 aufgenommen. Die Anzahl der Tonerbehälter W, die aufgenommen werden soll, wird anhand des Volumens des Zerkleinerungsbehälters 2, der Zerkleinerungsfähigkeit der Klinge 4 und des Typs des zu zerkleinernden Tonerbehälters W festgelegt.
Als nächstes wird, wie in 3 gezeigt, die Abdeckung des Zerkleinerungsbehälters 2 geschlossen und Stickstoff, der durch den Stickstoffgasgenerator 8 als ein oben beschriebener Generator für inertes Gas erzeugt wird, von der Stickstoffgasabgabevorrichtung 10 in den Zerkleinerungsbehälter 2 durch eine Zuführung 2b zugeführt.
Eine zugeführte Gasmenge Q2 wird gesteuert durch die Antriebseinrichtung 18 der Gaszuführung gemäß dem Volumen des Zerkleinerungsbehälters 2 und der Menge (Anzahl) der geladenen Tonerbehälter W angepasst.
Die Steuereinrichtung 24 des Staubsammlers 6 steuert eine Abgabemenge Q3 des Umgebungsgases in dem Zerkleinerungsbehälter 2 gemäß den Bedingungen, wie z. B, der Anzahl von Tonerbehältern W, die in den Zerkleinerungsbehälter 2 geladen ist, und das Volumen des Zerkleinerungsbehälter 2.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Klinge 4 der Zerkleinerungseinrichtung wird z. B. durch die Anzahl von Tonerbehältern W, die zerkleinert werden sollen, das Volumen der Kammer und den Aufbau der Tonerbehälter bestimmt.
Die Festlegung der Zerkleinerungsbedingungen wird gemäß dem internen Mechanismus des Tonerbehälters W und den verwendeten Materialien (z. B. die Typen und Verhältnisse von Kunststoffmaterialien, Metallmaterialien, Gummimaterialien, Papiermaterialien und einigen anderen Materialien) geändert.
Nachdem die Bedingungen vollständig durch die oben beschriebene Steuereinrichtung, wie in 4 gezeigt ist, festgelegt sind, wird die Klinge 4 der Zerkleinerungseinrichtung rotiert, um die Tonerbehälter W in dem Zerkleinerungsbehälter 2 zu zerkleinern.
Durch diese Rotation der Klinge 4 werden die Tonerbehälter W in dem Zerkleinerungsbehälter 2 rotiert und zur gleichen Zeit gegen die Innenwände des Zerkleinerungsbehälters 2 geworfen und geschleudert. Auf diese Weise werden die Strukturen der Tonerbehälter W zerstört.
Gleichzeitig füllt Toner, der in den Tonerbehältern W enthalten ist, den Zerkleinerungsbehälter 2, sobald die Tonerbehälter W zerstört werden.
Die Zusammensetzung des Toners, der in einem Kopiergerät oder Laserstrahldrucker verwendet wird, enthält ein Bindeharz, Farbstoffmaterial, Offsetverhinderungsmaterial, Flussverbesserungsmaterial, ein Reinigungsunterstützungsmittel und dgl. Daher kann eine Staubexplosion aufgrund der Erzeugung von Funken, die durch die Kollision zwischen den zerkleinerten Metallmaterialien und den Innenwänden des Zerkleinerungsbehälters hervorgerufen wird, auftreten, wenn Tonerbehälter in dem Zerkleinerungsbehälter zerkleinert werden und aufgrund des Vorhandenseins von Sauerstoff in Luft auftreten.
Um diese Staubexplosion zu verhindern, wird, wie in 5 gezeigt, Stickstoffgas zugeführt und das Umgebungsgas, das Luft, Toner und Stickstoffgas enthält, in dem Zerkleinerungsbehälter 2 wird abgeführt, um die Sauerstoffkonzentration und Tonerkonzentration in dem Zerkleinerungsbehälter 2 bei vorbestimmten Konzentrationen oder darunter zu halten.
Wie zuvor beschrieben wurde, werden die Einstellungen der Bedingungen bezüglich der Anpassung der Gaszuführungsmenge, der Abführungsmenge des in dem Zerkleinerungsbehälter vorhandenen Gases und die Sauerstoffkonzentration in dem Zerkleinerungsbehälter gemäß dem Volumen des Behälters 2, dem Typ des Tonerbehälters und dgl. geändert.
Bei dieser Ausführungsform wurde eine Staubexplosion verhindert, indem die Sauerstoffkonzentration durch eine Gasdichtmessung auf 10 % oder weniger gemäß der Tonerzusammensetzung, den Bedingungen der Erzeugung von Funken, die durch die den Tonerbehälter bildenden Metallmaterialien hervorgerufen werden, und dgl. gesteuert wird.
Dies wurde durch Messen der Ausgabe des Sauerstoffdichtemessgeräts, das in dem Zerkleinerungsbehälter angebracht ist, und durch Steuern der zugeführten Stickstoffmenge Q2 und der abgeführten Menge Q3 aus dem Zerkleinerungsbehälter durchgeführt, so dass zu jedem Zeitpunkt eine Beziehung von Q2 > = Q3 gilt.
Wenn Tonerkassetten in dem Zerkleinerungsbehälter zerkleinert werden, werden Toner enthaltende Teile der Tonerkassetten zerlegt und Tonerpartikel werden verteilt. Der verteilte Toner wird unverändert und gemischt mit zugeführtem Stickstoff abgeführt, und die Sauerstoffkonzentration in der Kammer wird auf 10 Prozent oder weniger verringert. Als Folge wird eine Staubexplosion verhindert.
Während unter den obigen Bedingungen eine Staubexplosion in dem Zerkleinerungsbehälter verhindert wird, wird die Zerkleinerung der Tonerbehälter fortgesetzt. Zur gleichen Zeit wird das sich in dem Zerkleinerungsbehälter 2 befindende Gas abgeführt, und ein Gas G1, das durch den Staubsammler 6 gesammelt wird, wird durch ein Filtergerät 26 in Stickstoff und Toner und dgl. getrennt, wodurch der Toner gesammelt wird.
Die Strukturen der zerkleinerten Tonerbehälter werden in dem Zerkleinerungsbehälter in zerkleinerte Stücke mit einer vorbestimmten Größe zerlegt.
Diese zerkleinerten Stücke sind Kunststoffteile, Metallteile und andere Teile von Material, die die Gehäuse der Tonerbehälter gebildet haben.
Die Größe der Teile wird durch die Bedingungen, wie z. B. durch die Rotationsgeschwindigkeit der Klinge 4 der Zerkleinerungseinrichtung, durch die Größe der Aufschlagkraft, die von dem Volumen des Zerkleinerungsbehälters abhängt, wenn die zerkleinerten Behälter gegen die Innenwände des Zerkleinerungsbehälter durch die Drehung der Klinge geschleudert werden, durch das Zerbrechen beim Auftreffen zwischen den zerkleinerten Teilen und durch die Rotationszeit der Klinge 4 bestimmt.
Die Größe der zerkleinerten Teile wird vorzugsweise gemäß dem Typ der Verarbeitung bestimmt, nachdem die Tonerbehälter zu Stücken zerkleinert werden.
Obwohl die strukturelle Festigkeit der Klinge 4 für das Einstellen der Bedingung notwendig ist, muss diese Festigkeit lediglich viel größer als die des Tonerbehälters sein.
Wenn eine Zerkleinerung durchgeführt wird, so dass die zerkleinerten Stücke kleine Abmessungen haben, verbleiben feine Kunststoffstücke und dadurch wird die Nachverarbeitung schwierig durchzuführen.
Eine Staubexplosion wurde durch die eingestellte Sauerstoffkonzentration in dem Zerkleinerungsbehälter verhindert, sogar wenn die Restmenge in den Toner enthaltenden Abschnitten der Tonerbehälter groß war.
(Einstellungen der Bedingungen bei der Ausführungsform)

Die oben beschriebenen Bedingungen, die in dieser Ausführungsform verwendet werden, sind wie folgt:

zu zerkleinerndes Produkt	Tonerkassette
Ladungsmenge des zu zerkleinernden Produkts	10–20 kg
Volumen des Zerkleinerungsbehälters	500 Liter
Anzahl der Klingen	1
Rotationsgeschwindigkeit der Klinge	1.500 UpM
Rotationszeit der Klinge	20 Sek
Stickstoffzuführungsmenge Q2	6,0 Nm³/min
Staubflussrate	6,0 Nm³/min
obere Grenze der Sauerstoffkonzentration in dem Zerkleinerungsbehälter	10 % oder weniger

Die Zerkleinerung wird mit den obigen Einstellungen durchgeführt. Die Menge des eingesammelten Toners kann erhöht werden, indem fortwährend das in dem Zerkleinerungsbehälter befindliche Gas abgeführt wird und Toner in dem Zerkleinerungsbehälter gesammelt wird, sogar wenn die Zuführung von Stickstoff nach dem Ablauf der vorbestimmten Klingenrotationszeit gestoppt wird.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform zum Lösen der zweiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
7 zeigt die Hauptteile einer Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform entspricht ein zu zerkleinerndes Objekt einer Tonerkassette eines Kopiergeräts.
In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen Behälter einer Zerkleinerungsvorrichtung. In dem Behälter 31 ist eine Rotationsklinge 34, die durch eine Antriebseinrichtung 32 rotiert wird, installiert und ein Volumen 31a zum Aufnehmen von mehreren zu zerkleinernden Kassetten W ist ausgebildet.
Dieser Zerkleinerungsbehälter 31 ist auf einer Basis (nicht gezeigt) befestigt, um einen Neigungswinkel von 30 ° (+/–5 °) zur horizontalen Oberfläche der Basis vorzusehen.
Bezugszeichen 31b bezeichnet eine obere Abdeckung des Behälters.
Der Zerkleinerungsbehälter 31 ist mit einer Pulvertrennkammer 38 über eine Verbindungsklappe 31c verbunden. Die Trennkammer 38 ist ebenfalls mit dem gleichen Neigungswinkel wie der Zerkleinerungsbehälter angeordnet.
Das Bezugszeichen 38a bezeichnet die Klappe der Trennkammer.
Eine Trenneinrichtung 40 trennt ein Pulver, das sich in einem zu zerkleinernden Produkt befindet, das in der Trennkammer 38 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Trenneinrichtung 40 eine rotierende Klinge.
Die rotierende Klinge 40 wird durch eine Antriebseinrichtung 40a angetrieben.
Eine Pulver-(Toner-) Sammeleinrichtung 42, die mit dem Zerkleinerungsbehälter 31 verbunden ist, ist z. B. aus einem Verbindungsrohr 42a, einer Staubsammeleinrichtung 42b und einem Filter 42c aufgebaut.
Eine Sauerstoffkonzentration-Messeinrichtung 44 misst eine Information von einem Konzentrationssensor, der in der Kammer 31 angeordnet ist.
Eine Inertgas-Zuführeinrichtung 46 führt dem Behälter 31 und der Trennkammer 38 ein Gas von einer Stickstofferzeugungseinrichtung 46a durch die Gaszuführeinrichtung 46b und 46c und die Zuführrohre 46d bzw. 46e zu.
Bezugszeichen 48 bezeichnet eine Einrichtung zum Sammeln eines Pulvers, das von einem zu zerkleinernden Produkt getrennt wurde. Die Einrichtung 48 ist z. B. aus einem Verbindungsrohr 48a, einem Staubsammler 48b und einem Filter 48c aufgebaut.
Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Sauerstoffkonzentration-Messeinrichtung der Trennkammer 38.

Die Spezifikationen der Vorrichtung, die der in 7 gezeigten Anordnung entspricht, sind wie folgt:

Material der Kammer 1	SUS (rostfreier Stahl)
Volumen der Kammer 1	ungefähr 0,6 m³
Neigungswinkel der Kammer 1	30 ° (+/– 5 °)
Material der Zerkleinerungsklinge	SUS
Rotationsgeschwindigkeit der Zerkleinerungsklinge	1.300–1.600 UpM
Typ des Konzentrationssensors	Zirkoniatyp
Typ des Inertgases	Stickstoff
Zuführungsmenge von Stickstoff	120 m³/Std.
Sammelleistung des Staubsammlers 12	5 m³/min
Material der Trennkammer 8	SUS
Volumen der Trennkammer 8	0,2 m³

Die Arbeitsweise der in 7 gezeigten Vorrichtung wird nachfolgend auf Basis der oben angegebenen Spezifikationen beschrieben.
Zuerst werden mehrere verwendete Tonerkassetten W, die im Markt gesammelt wurden, in den Zerkleinerungsbehälter 31 geladen und die Abdeckung 31b geschlossen.
Wenn die Abdeckung 31b geschlossen wird, entspricht die in der Kammer 31 befindliche Umgebung der Atmosphäre.
Zur selben Zeit wird die Abdeckung 31b geschlossen und die Staubsammeleinrichtung 42 startet ihren Betrieb, und Stickstoff wird dem Behälter durch die Inertgas-Zuführungseinrichtung 46b zugeführt.
Bevor die Zerkleinerung durch die Zerkleinerungsklinge 34 gestartet wird, wird die Sauerstoffkonzentration in dem Zerkleinerungsbehälter 31 durch Messen eines Signals von einem Sauerstoffkonzentrations-Messsensor durch die Messeinrichtung 44 überprüft.
Auf Basis eines von der Messeinrichtung 44 gemessenen Signals steuert eine Steuereinrichtung 54 die Sauerstoffkonzentration in dem Behälter 31 auf 10 Prozent oder weniger durch Anpassen der Zuführungsmenge von Stickstoff von der Inertgas-Zuführungseinrichtung 46.
Nachdem die Sauerstoffkonzentration angepasst wurde, startet das Rotieren der Zerkleinerungsklinge 34, um die Kassetten W zu zerkleinern.
Durch diese Rotation der Zerkleinerungsklinge 34 werden die Kassetten in dem Behälter zerbrochen, da sie durch die Klinge gegen die umgebenden Innenwände des Behälters geschleudert werden, und die Kassetten werden in Stücke zerschlagen.
Durch diese Zerkleinerung der Kassetten wird Toner aus den Kassetten verteilt, so dass sich der Zerkleinerungsbehälter 31 füllt. Der verteilte Toner wird nach und nach durch die Staubsammeleinrichtung 42 gesammelt.
Die Größe der zerkleinerten Stücke der Kassetten, die in dem Zerkleinerungsbehälter 31 zerkleinert werden, wird auf Basis der Zerkleinerungsfähigkeit der rotierenden Klinge 34 festgelegt.
Äußere Teile und innere Teile der Hauptkomponenten eines Behälters der Kassette sind hauptsächlich aus Kunststoffmaterialien hergestellt. Jedoch werden verschiedene Materialien als Bestandteile verwendet, z. B. Gummirollen, Metallteile und Getriebeteile der Kassette.
Solche Teile der Kassette, die Toner aufnehmen, sind aus Kunststoffmaterialien hergestellt, so dass der Grad der Zerkleinerung der Kassette in dem Zerkleinerungsbehälter 31 festgelegt wird, um Kunststoffteile der Kassettenbestandteile in bestimmte Größenordnungen zu zerkleinern. Auf diese Weise werden Toner aufnehmende Teile zerkleinert, um darin befindlichen Toner nach außen zu bringen, und dieser Toner wird durch die Staubsammeleinrichtung 42 gesammelt.
Bei dieser Ausführungsform wurden mehrere Kassetten (17 Kilo als Beladungsmenge) in den Zerkleinerungsbehälter 31 unter den oben angegebenen Spezifikationsbedingungen geladen, und diese Kassetten wurden bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1.400 UpM der Zerkleinerungsklinge für 20 Sekunden zerkleinert.
Dadurch wurden Kunststoffteile der Kassettenbehälter flach zerkleinert, Rollerteile und Getriebeteile der Kassetten beim Zerkleinern zerlegt, und das meiste des Toners in den Kassetten wurde durch die Staubsammeleinrichtung 42 gesammelt.
Wie oben beschrieben, zerlegt der Zerkleinerungsvorgang in dem Zerkleinerungsschritt in dem Behälter 31 die Kassettenbehälter und schneidet die Kunststoffbestandteile in vorbestimmte Größenordnungen.
Da der Zerkleinerungsbehälter einen Neigungswinkel aufweist, verbleiben die zerkleinerten Produkte der zerkleinerten Kassetten in dem Behälter in der rechten Ecke der 7. Wenn die Verbindungsklappe 31c des Behälters 31 geöffnet wird, rutschen diese zerkleinerten Produkte aufgrund des Neigungswinkels des Behälters in die Trennkammer 38.
Danach wird die Verbindungsklappe 31c geschlossen.
Die Sauerstoffkonzentration in der Trennkammer 38 wird auf die gleiche Weise wie in dem Zerkleinerungsbehälter 31 angepasst.
Unmittelbar nachdem die Klappe 31c geschlossen wurde, wird die Antriebseinrichtung der Staubsammeleinrichtung 48 gestartet und die Zufuhr von Stickstoff über die Stickstoffzuführungsleitung 46e wird ebenfalls gestartet.
Toner, der in den Kassetten enthalten ist, die in dem Zerkleinerungsbehälter 31 zerkleinert wurden, wird durch die Staubsammeleinrichtung 42 gesammelt. Jedoch werden die Kassettenbehälter nicht in kleine Stücke zerkleinert, so dass eine beachtliche Menge von Toner noch in den zerkleinerten Kunststoffstücken verbleibt.
Wenn die zerkleinerten Produkte in diesem Zustand dem Materialsortierschritt zugeführt werden, wird auch der Resttoner zugeführt und bleibt an den sortierten Materialien kleben.
Bei dieser Ausführungsform wird nach diesem Zerkleinerungsschritt ein Trennschritt durchgeführt, um die Effizienz des Sammelns des Toners, der nicht in dem Zerkleinerungsschritt gesammelt worden ist, zu erhöhen.
Die Bestandteile der zerkleinerten Kassettenbehälter, die aus dem Zerkleinerungsbehälter 31 in die Trennkammer 38 gerutscht sind, werden durch die Zerkleinerung geschnitten. Daher sind die Teile der zerkleinerten Produkte nicht flach und viele unebene Teile werden durch die Ecken dieser Behälter gebildet. Toner verbleibt in diesen unebenen Teilen. Dieser Resttoner ist der Toner, der nicht durch die Staubsammeleinrichtung 42 in dem Zerkleinerungsbehälter 31 gesammelt wird.
Die Trennkammer 38 sammelt diesen Toner.
Die zerkleinerten Produkte, die aus dem Zerkleinerungsbehälter 31 rutschen, werden durch die Stoßeinrichtung 40 in der Trennkammer 38 gestoßen.
Die Stoßeinrichtung dieser Ausführungsform ist eine rotierende Klinge, die am Boden der Trennkammer 38 ausgebildet ist. Die rotierende Klinge 40 wird durch den Antrieb 40a rotiert und die Rotation der Klinge 40 schlägt auf die zerkleinerten Produkte, wodurch die zerkleinerten Produkte, die sich auf dem Boden der Trennkammer befinden, durch den Aufschlag emporgeschleudert werden. Gleichzeitig wird Toner, der zwischen diesen zerkleinerten Produkten verblieben ist, aufgewirbelt und durch die Staubsammeleinrichtung 48 gesammelt.
Die Rotation der rotierenden Klinge der Trennkammer 48 erreicht eine Funktion, die von der der Rotation zur Zerkleinerung in dem Zerkleinerungsbehälter 31 verschieden ist. Die Rotationsgeschwindigkeit dieser rotierenden Klinge beträgt wenige Umdrehungen pro Sekunde.
Der Resttoner wird durch Aufwirbeln des Toners durch das Auftreffen der zerkleinerten Produkte in der Trennkammer 38 gesammelt. Dies verringert in erheblichem Maße die Menge von Toner, der in den zerkleinerten Produkten enthalten ist, die in der Trennkammer 38 verbleiben.
Bei dieser Ausführungsform werden zum effizienten Sammeln des Resttoners in der Trennkammer 38 Stöße durch die rotierende Klinge als Trennoperation in dieser Trennkammer 38. Jedoch können anstelle dieser Stöße auch Vibrationen auf die zerkleinerten Produkte in der kleinen Kammer ausgeübt werden.
Obwohl es von dem Grad der Zerkleinerung in dem Zerkleinerungsbehälter 31 abhängt, wenn Produkte in dem Zerkleinerungsschritt fein zerkleinert werden, wird das Sortieren der Kunststoffmaterialien, Gummimaterialien, Metallmaterialien, Fasermaterialien und dgl. danach dadurch beeinflusst.
Demgemäß besteht der Hauptzweck der Zerkleinerung der Tonerkassetten in dem Zerkleinerungsschritt nicht darin, Kunststoffbehälter der Tonerkassetten in Stücke von wenigen Millimetern Größe zu zerkleinern, sondern die Behälterform der Tonerkassetten aufzubrechen und zu zerlegen.
Es war daher nicht einfach, den Toner in dem Zerkleinerungsschritt vollständig zu sammeln. Nachfolgendes Einsammeln des Toners in der Trennkammer gemäß dieser Ausführungsform hatte günstige Effekte auf die Trennung und das Sortieren von Materialien danach.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und vielfältige Änderungen und Modifikationen können innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Daher wurden die folgenden Ansprüche erstellt, um die Öffentlichkeit über den Bereich der vorliegenden Erfindung zu informieren.

Claims

Verfahren zum Zerkleinern eines Pulver enthaltenden Behälters, umfassend: einen Austauschschritt zum Aufnehmen des Pulver enthaltenden Behälters in einem Aufnahmeelement (2, 31), zum Austauschen des Umgebungsgases im Inneren des Aufnahmeelements durch ein inertes Gas und zum Halten der Sauerstoffkonzentration im Aufnahmeelement bei nicht mehr als 10 Prozent; gefolgt von einem Abführschritt des Zerkleinerns des Behälters im Aufnahmeelement und des Abführens von inertem Gas und Pulver im Aufnahmeelement nach draußen aus dem Aufnahmeelement während des Zerkleinerns; dadurch gekennzeichnet, dass beim Austauschschritt das Aufnahmeelement nach Aufnahme des Behälters unter Umgebungsatmosphäre geschlossen und anschließend die Umgebungsatmosphäre durch inertes Gas ausgetauscht wird und die Sauerstoffkonzentration bei nicht mehr als 10 Prozent gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin einen Zufuhrschritt des Zuführens von inertem Gas in das Aufnahmeelement umfasst, um die Inertgas-Konzentration im Aufnahmeelement konstant zu halten.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem im Zufuhrschritt die Sauerstoffkonzentration im Aufnahmeelement durch Zuführen von inertem Gas bei nicht mehr als 10 Prozent gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Inertgas-Zufuhrmenge im Zufuhrschritt bei nicht weniger als die Abführmenge im Abführschritt gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem, nachdem der Pulver enthaltende Behälter zerkleinert worden ist, das Pulver vom zerkleinerten Produkt getrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem, nachdem der Pulver enthaltende Behälter zu einer vorbestimmten Größe oder mit vorbestimmter Zerkleinerungskraft zerkleinert worden ist, das Pulver gesammelt wird, während das zerkleinerte, das Pulver enthaltende Produkt gestoßen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Stoßen des zerkleinerten Produkts eine Vibration ist.
Verfahren nach Ansprüchen 6 oder 7, bei dem das zerkleinerte Produkt Vibrationen in einer Inertgas-Umgebung ausgesetzt wird.
Verwendung des Verfahrens nach einem Ansprüche 1 bis 8 zum Zerkleinern einer Toner enthaltenden Kassette.
Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 9 zum Zerkleinern einer Kassette einer Bilderzeugungsvorrichtung, wobei, nachdem die Kassette der Bilderzeugungsvorrichtung zerkleinert worden ist, der Toner vom zerkleinerten Produkt getrennt wird.
Vorrichtung zum Zerkleinern eines Pulver enthaltenden Behälters, umfassend: ein Aufnahmeelement zum Aufnehmen des Pulver enthaltenden Behälters; eine Zerkleinerungseinrichtung (34) zum Zerkleinern des Behälters; eine Austauscheinrichtung (46) zum Austauschen des Umgebungsgases im Aufnahmeelement durch ein inertes Gas; und eine Abführeinrichtung (42) zum Abführen von inertem Gas und Pulver im Aufnahmeelement; wobei das Aufnahmeelement umfasst: eine Zerkleinerungskammer (31) zur Aufnahme und Zerkleinerung des Pulver enthaltenden Behälters; und eine Stoßausübungskammer (38), die über eine Verbindungstür (31c) mit der Zerkleinerungskammer in Verbindung steht, um das zerkleinerte Produkt, das in der Zerkleinerungskammer zerkleinert wird, aufzunehmen und zu stoßen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungstür während jeglichen Betriebs von Zerkleinerungseinrichtung, Austauscheinrichtung, Stoßausübungseinrichtung und/oder Abführeinrichtung in geschlossenem Zustand befinden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von inertem Gas in das Aufnahmeelement.
Vorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin umfassend: eine Steuereinrichtung zum Steuern der Sauerstoffkonzentration im Aufnahmeelement.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuereinrichtung weiterhin eine Messeinrichtung umfasst, um die Sauerstoffkonzentration im Aufnahmeelement zu messen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Zerkleinerungseinrichtung den Pulver enthaltenen Behälter mit vorbestimmter Zerkleinerungskraft zu zerkleinern vermag; und weiterhin eine Vibrationseinrichtung vorgesehen ist, um das zerkleinerte Produkt Vibrationen auszusetzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, umfassend: eine Einstelleinrichtung (46) zum Einstellen einer Inertgas-Umgebung in Zerkleinerungskammer und Stoßausübungskammer.