JP2581972B2 - トナー回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子写真記録方式や静電記録方式により感
光体ドラム等の画像形成体上に形成された静電潜像をト
ナーによって可視像化し、これを記録紙に転写した後、
画像形成体上に残留するトナーをクリーニング装置によ
り掻き落としたトナーを回収・収容するトナー回収装置
の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

電子写真複写機や静電記録装置等のように静電潜像を
利用した画像記録装置では、感光体ドラム上に静電潜像
を形成し、この静電潜像をトナー現像装置によって顕像
化し、該トナー像を記録用紙に転写・定着して目的の記
録物を得ている。

この場合、トナー像の転写が終わった感光体ドラム
は、除電電極によりその表面の残留電荷が消去され、さ
らに、感光体ドラム上の残留トナーがクリーニング装置
により掻き落とされて次回の静電潜像の形成操作に備え
ることになる。

上記のような現像装置ではトナー補給容器から補給さ
れた全トナー量のうち、約70％のものが顕像化のために
消費され、残りの約30％のものがクリーニング装置によ
って感光体ドラム上から除去されることになる。そし
て、感光体ドラム上から除去された使用済みのトナー
は、一度、複写機内のトナー回収部に集められ、該トナ
ー回収部から搬送パイプを通して回収トナー容器に送り
込むように構成されている。

しかして、従来のトナー回収装置における搬送パイプ
と回収トナー容器との関係を、第11図（ａ）〜（ｄ）に
示す。第11図（ａ）は回収トナー容器Ｃの天井面中央を
垂直に貫通するように搬送パイプＰが設置され、該搬送
パイプＰを通して回収トナー容器Ｃ内に回収されたトナ
ーＴが山状に堆積されて行く状態を表している。第11図
（ｂ）は搬送パイプＰが回収トナー容器Ｃの左横面に設
置され、回収トナーＴが斜めに堆積されて行く状態を表
している。第11図（ｃ）および（ｄ）は搬送パイプＰが
回収トナー容器Ｃの一端部上方に設けた開口Ｃ′に接続
され、搬送パイプＰにて送られてきたトナーＴが回収ト
ナー容器Ｃ内で一方的に偏った山形形状に堆積される状
態を表している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如く山形ないし斜め堆積現象を生じさせる原因
は搬送パイプＰ自身に問題がある。即ち、従来の一般的
な搬送パイプＰはパイプ部材の内啌に縦通してスクリュ
ー部材Ｓを設け、該スクリュー部材Ｓの回転で生ずる推
進力によってトナーを圧送し、この送り力によりトナー
を回収トナー容器Ｃに詰め込むが、搬送パイプのトナー
出口付近の内壁には漸次トナーが付着して搬送力が低下
しブロッキングを生じさせ、延いてはスクリューの破損
事故を生じさせる虞れがあった。

このようなことから、上記何れの場合もトナーの収容
量が不安定になるから、回収トナー容器Ｃが満杯になる
前にトナーが回収トナー容器Ｃの開口から溢れるという
現象を生じさせる虞れがあった。従って、従来では上記
現象を解消するため、例えば、光電検出手段を用いて回
収トナー容器の入口付近を監視し、トナーが山形または
斜め堆積状態になったときに、回収トナー容器に適当な
振動を与えてトナーを平坦に均すことができるように構
成する以外になかった。

この発明は上記の事情に鑑み、搬送パイプにおけるス
クリュー部材の送り力や回収トナー容器内へのトナーの
詰め込み力を向上させたトナー回収装置を提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、この発明はクリーニング装
置のトナー回収部からトナー補給部位の近傍位置に設置
した回収トナー容器に回収トナーを搬送するトナー搬送
パイプを有し、該搬送パイプを構成するパイプ部材にお
けるトナー出口位置に対応した内部に、スクリュー部材
の先端部で該スクリュー部材と一体回転するトナー排出
用の羽根部材を、該スクリュー部材との接続端と反対側
の端部を自由端とし、該羽根部材の突出量をＬとしたと
きにトナー出口の開口長さ１に対してＬ≧１の関係を有
し、かつ、該羽根部材の回転半径をＲとしたときに該ス
クリュー部材の半径ｒと該パイプ部材の内径Ｄに対して
ｒ≦Ｒ＜D/2の関係を有するように設け、トナー搬送パ
イプのトナー出口付近における搬送パイプの内壁に付着
するトナーを効率よく掻き落としてトナー出口にトナー
が付着する現象やブロッキング現象並びにスクリューの
破損事故を確実に防止できるように構成したものであ
る。

〔実施例〕

以下、この発明を添付図面に示す一実施例に基いて説
明する。

第１図は、この発明を適用する複写機の感光体ドラム
周辺部の一構造例を示す概略構成図、第２図は第１図示
の複写機に交換可能に使用されるトナーカートリッジの
一構造例を示す概略構成図であり、補給トナー容器と回
収トナー容器とを一体化した形式の構造を有する。第３
図はこのトナーカートリッジの長手方向断面図、第４図
は補給開口を上向にした場合のトナーカートリッジの斜
視図、第５図はトナーカートリッジの装填状態を示す斜
視図である。図において、10はプロセスカートリッジで
ある。プロセスカートリッジ10はそれ自体公知の感光体
ドラム11を中心とし、その周囲に帯電装置12、現像装置
13、クリーニング装置14が配置されている。なお、転写
装置は、感光体ドラム11の下面に対応する複写機本体側
に設けられているため、ここには図示していない。

さて、現像装置13には、現像スリーブ15、主攪拌部材
16及び補助攪拌部材17が備えられており、主攪拌部材16
で掻き上げられた現像剤の一部がドクター18とのギャッ
プを通って現像スリーブ15の表面に付着し、感光体ドラ
ム11の表面に形成された静電潜像を現像するために使用
される。

一方、他の一部の現像剤は、規制片19との隙間を通っ
て後方へ送られ、隔板20に設けた開口21から矢印Ａの如
く傾斜板22を経て補助攪拌部材17へと循環するようにな
っている。

そして、開口21を通って矢印Ａの如く流れる現像剤の
流路面には透磁率を検出するトナー濃度センサー23が設
けられていて、その検出値に対応した制御信号を後述の
補給ローラ25の駆動源（図示せず）に対して出力する。

すなわち、トナー補給室24内に設けられた補給ローラ
25の駆動源に対し、このセンサー23からの駆動信号又は
停止信号が出力されると、補給ローラ25が回転してトナ
ー補給室24内のトナーが開口溝の口端部材26との間を通
って現像部13に落下し、トナー濃度を所定の濃度に調節
することになる。

27はトナー格納室、28はトナー格納室27に設けられた
ラダーチェーンで、このトナー格納室27から窓29を通し
てトナー補給室24内へトナーを送り込むようになってい
る。

トナー格納室27に新規のトナーを補給するのには、第
２図ないし第４図に示すような構造のトナーカートリッ
ジ30が用いられる。このトナーカートリッジ30は、例え
ば、円筒状の容器として構成され、第２図ないし第４図
示のように、内部の仕切り板33によって補給トナー容器
31と円筒状の回収トナー容器32とに区画され、第５図に
示すように、補給トナー容器31の側を先頭にして、プロ
セスカートリッジ10のトナー格納室27上部に設置された
装填部271に装填されるように構成されている。

そして、この補給トナー容器31は、その円筒状胴体31
1の左側端面がキャップ部材313により封緘され、しか
も、一方の側壁には軸方向に沿って細長い形状の補給開
口312が形成されている。なお、この補給開口312は、円
筒状胴体311内へ補給用のトナーを収納した後には、第
４図示の如く、可撓性シール部材314にて封止されるよ
うに構成されている。

一方、回収トナー容器32は、その内部が連続した２つ
のスペースになるように形成され、前述の仕切り板33に
近い方が第一筒状体321に、外側（図上右側）に近い部
分が第二筒状体322となっている。

そして、第二筒状体322の周壁部には、円周方向に沿
って弧状に回収開口323が設けられ、さらに、この回収
開口323には、回収トナー容器32の軸方向に摺動可能に
構成されたシャッター324が設けられ、回収トナー容器3
2の不使用時には、このシャッター324によって遮蔽され
るようになっている。

但し、この回収開口323は、前記補給開口312の設置位
置に対して上下が逆（すなわち、180゜間隔）になるよ
うな位置に対向的に設けられているが、これは、トナー
カートリッジ30を前述の装填部271に対して装填し、ま
た、そこから取り外す時の必要性によるものである。

すなわち、トナーカートリッジ30の装填時には、その
装填操作に先立って予め可撓性シール部材314を剥がし
た状態で装填部271に装填するが、この場合、補給開口3
12を上向きにして装填すれば、補給トナー容器31内のト
ナーがこの補給開口312から溢れないようになるからで
ある。（第５図参照） しかも、トナーカートリッジ30の装填後にトナーカー
トリッジ30を180゜回動させれば、補給開口312が真下を
向いて、補給トナー容器31内のトナーが重力の作用によ
り格納部27内に落下してくれる状態となり、同時に、回
収トナー容器32側の回収開口323が上向き姿勢となっ
て、回収時における回収トナーを受け入れる態勢に移行
するからである。（第３図参照） しかして、クリーニング部14には、トナー像の転写後
に感光体ドラム11面に残留するトナーを掻落すクリーニ
ングブレード34が、感光体ドラム11に圧着して設けられ
ている。

このクリーニングブレード34は、適宜の軸35を中心に
して圧縮バネ36の付勢力で反時計方向への回動力が付与
された支持枠37の前縁側に取付けられている。

38はこのクリーニングブレード34によって掻落された
回収トナーの受け溝、39は受け溝38と感光体ドラム11面
との間に設けられたトナーガイド板、40はトナー受け溝
38内に配置したトナー搬出スクリューである。

このトナー搬出スクリュー40は、第６図〜第８図に示
すように、例えば長大なコイルスプリング状の部材とし
て作られ、その一半部はトナー受け溝38内に沿ってほぼ
直線状に配置され、他半部は、プロセスカートリッジ10
のクリーニング部14の突出壁部10aを貫通してトナー搬
送パイプ41内に入り込み、この突出壁部10a付近でほぼ
直角方向に向きを変えた後、トナー搬送パイプ41内を縦
通しながらその先端部41bに至るように設けられてい
る。

そして、トナー搬出スクリュー40の先端部には、第８
図に明記するように、ほぼ卓球ラケットの形に似た形状
のトナー排出用の羽根40aが、この搬出スクリュー40と
一体回転可能に取付けられている。

なお、羽根40a自体の構造・形状、および、羽根40aと
トナー搬出スクリュー40・トナー搬送パイプ41との関係
については後述する。

一方、トナー搬送パイプ41は、その基端部41aが前述
の突出壁部10aにおいてトナー受け溝38と回動可能に連
結され、しかも、この基端部41a付近においてトナー受
け溝38の軸に対してほぼ直角に曲ってからプロセスカー
トリッジ10の外側空間を通り、トナー受け溝38とトナー
格納室27の装填部271に装填されたトナーカートリッジ3
0との間を連通するように設置されている。

従って、トナー搬送パイプ41の先端部41bは、第６図
および第７図に示すように、基端部41aを中心としてト
ナーカートリッジ30に対して揺動（俯仰）し、このパイ
プ41の先端部41bの下側に設けられたトナー出口41cが、
回収トナー容器32の回収開口323に対して接続したり、
あるいは、回収開口323から離脱したりするようにな
る。

前述したトナー排出用の羽根40aは以下の条件を満足
するように設置されている。

即ち、第９図（ａ）〜（ｃ）に示す如くトナー搬出ス
クリュー40の半径をｒ（mm）、トナー搬送パイプ41の内
径をＤ（mm）、羽根40aの回転半径をＲ（mm）としたと
きに、 ｒ≦Ｒ＜D/2 となるように決定し、その突出量Ｌ（mm）は、トナー出
口41cの開口長さをｌ（mm）としたときに、 Ｌ≧ｌ となるように決定する。

この場合、羽根40aの形状は、第９図（ａ）に示され
る如くトナー搬出スクリュー40の軸に対して対称的にな
るように形成しても、また、同図（ｂ）の如くトナー搬
出スクリュー40の軸に対して片側のみに形成しても、同
図（ｃ）の如くトナー搬出スクリュー40の先端部分に組
み合わせて形成するようにしてもよい。

上記何れの場合も、トナー搬出スクリュー40の半径ｒ
と、羽根40aの回転半径Ｒとの関係が前述の条件を外れ
ると（即ち、第10図（ａ）に示す如く両者40、40aの関
係がｒ＞Ｒになっていたとすると）、第10図（ｂ）の如
くトナー出口41cの開口付近におけるトナーＴの付着や
トナー詰まり等の現象（点模様部分）が生じ、トナー搬
出スクリュー40の回転不良の大きな原因となる。

また、羽根40aとトナー搬送パイプ41の内壁との間に
必要以上の隙間を取り過ぎると、羽根40aの先端はトナ
ー搬送パイプ41の先端面に軸支されることなく自由端と
なっているため、トナー搬送パイプ41内で回転するトナ
ー搬出スクリュー40が暴れて、破損事故やトナー出口41
cとの干渉が生じることになる。

さらに羽根部材の長さＬはトナー出口の開口長さｌ以
上であるため、開口全域を充分に利用した効率の良いト
ナーの排出が可能となる。この発明ではトナー搬出スク
リュー40、羽根40aおよびトナー搬送パイプ41ならびに
トナー出口が、前述の条件を満足するように設定されて
いるため、トナー出口41c付近においてトナー搬送パイ
プ41の内壁に付着するトナーをトナー出口の開口を有効
に利用して効率良く排出することができるので、トナー
出口41cにおけるトナーの付着・溜りの現象やブロッキ
ングを防止することができ、しかもトナー搬出スクリュ
ー40等の破損事故をも防止することが可能となる。

即ち、感光体ドラム11の表面からクリーニングブレー
ド34により掻き落された残留トナーはクリーニング部位
の回収トナー受け溝38から搬出スクリュー40の作用によ
ってトナー搬送パイプ41内を移動してトナー出口41cに
至り、ここで、特定の条件下に形成された羽根40aの作
用により、使用済みトナーを効率よく掻き落として、ト
ナーカートリッジ30の回収トナー容器32内へ落下させ
る。

第６図および第７図で示される42は操作レバーで、ト
ナーカートリッジ30を交換する際に、トナー搬送パイプ
41を、その使用位置（接続時の位置）と退避位置（接続
解除時の位置）との間で俯仰させる部材である。

この操作レバー42は、プロセスカートリッジ10の枠固
定部分に植設された軸421により回動可能に軸支されて
いて、操作レバー42を第７図示の使用位置（接続時の位
置）まで起立させると、このレバー42の中央部分に植立
されたピン422が、トナー搬送パイプ41の外周に固着し
た枠部材423の下面側に回り込んで、トナー搬送パイプ4
1の先端部41bを反時計方向（上向き）に回動させる。

なお、操作レバー42の起立状態は、このレバー42と枠
部材423との間に張設したコイルスプリング424の付勢作
用により保たれる。

一方、トナー搬送パイプ41の先端部41b寄りの外周部
には、リング状のシャッター43が摺動可能に設けられて
いる。これは、トナー搬送パイプ41の先端部41bの下面
に設けられているトナー出口41cを、操作レバー42の俯
仰動作に連動して開閉するためのものである。

そのため、このシャッター43は、操作レバー42の中央
部分に植立されたピン425により回動可能に軸支された
リンク部材44を介して、操作レバー42と連動する構成と
なっている。

従って、操作レバー42を起立させてトナー搬送パイプ
41を上向きに回動させるとトナー搬送パイプ41側のトナ
ー出口41cが閉じ、逆に、このレバー42を第７図示のよ
うに倒し方向へ回動させると、トナー出口41cが開放さ
れることになる。なお、これらの各部材40ないし44によ
り、この実施例のトナー搬送パイプ手段が構成されてい
る。

上記実施例においては、予め可撓性シール部材314を
剥がして補給開口312を全開状態にしたトナーカートリ
ッジ30を、補給開口312を上向きにした状態でトナー格
納室27上部の装填部271に装填し、トナーカートリッジ3
0をほぼ180度回転して補給開口312を真下に向けると、
補給トナー収納部31のトナーが重力の作用により格納室
27内に落下して、新しいトナーの補給が行われる。

なお、トナーカートリッジ30をほぼ180度回転した状
態では、回収トナー容器32側の回収開口323が上向き姿
勢となって、回収時における回収トナーを受け入れる態
勢となる。

また、トナーカートリッジ30の装填完了後には、回収
トナー容器32の回収開口323を覆うシャッター324を開放
状態にすると共に、トナー搬送パイプ41を含むトナー搬
送パイプ40〜44を、第６図示の使用位置にセットしてお
くものとする。

しかして、この格納室27内に落下した新規トナーは、
漸次、ラダーチェーン28でトナー補給室24内に運ばれ、
センサー23の信号により駆動される補給ローラ25の作動
によって、適量づつ現像剤中に供給されることになる。

一方、トナー像の転写後に感光体ドラム11表面に残る
トナーは、クリーニングブレード34により掻き落され、
トナーガイド板39を伝ってトナー受け溝38内に集められ
て行く。

トナー受け溝38内に集ったこの使用済みトナーは、ト
ナー搬出スクリュー40の回転運動により使用位置にある
トナー搬送パイプ41内を搬送されて、トナー搬送パイプ
41先端部下面のトナー出口41cからトナーカートリッジ3
0の回収開口323へ導かれ、そこから回収トナー容器32内
へと落下してそこに収容される。

そして、回収トナー容器32が満杯状態になったときに
は、操作レバー42を起立させて新しいトナーカートリッ
ジ30と交換する。

すなわち、操作レバー42を起立させると、トナー搬送
パイプ41がその基端部41aを中心として上向きに回動
し、トナー搬送パイプ41の先端部41bが回収トナー容器3
2の回収開口から離脱することになる。

この場合、操作レバー42を起立動作に連動してシャッ
ター43がトナー搬送パイプ41上を摺動してトナー搬送パ
イプ41のトナー出口41cを閉じるため、たとえトナー搬
送パイプ41内を搬送され続けて来る使用済みトナーがあ
ったとしても、そのトナーがトナー出口41cから溢れる
ことは防止できる。

従って、この状態において、回収トナー容器32の回収
開口323をシャッター324で覆い、さらに、トナーカート
リッジ30をほぼ180度回転させて補給開口312を上向きの
状態にした後、例えばこの補給開口312を可撓性シール
部材314で覆ってから、トナーカートリッジ30をトナー
格納室27上部の装填部271から取り外して、新しいトナ
ーカートリッジ30と交換する。

以上、図示実施例について説明したが、この発明は、
これに限定されるものではなく、その要旨を変更せざる
範囲内で種々に変形実施することが可能であることを付
記する。

〔発明の効果〕

以上述べた通り、この発明はクリーニング装置のトナ
ー回収部からトナー補給部位の近傍位置に設置した回収
トナー容器に回収トナーを搬送するトナー搬送パイプを
有し、該搬送パイプを構成するパイプ部材におけるトナ
ー出口位置に対応した内部に、スクリュー部材の先端部
で該スクリュー部材と一体回転するトナー排出用の羽根
部材を、該スクリュー部材との接続端と反対側の端部を
自由端とし、該羽根部材の突出量をＬとしたときにトナ
ー出口の開口長さ１に対してＬ≧１の関係を有し、か
つ、該羽根部材の回転半径をＲとしたときに該スクリュ
ー部材の半径ｒと該パイプ部材の内径Ｄに対してｒ≦Ｒ
＜D/2の関係を有するように設けたことを特徴としてい
るので、トナー搬送パイプのトナー出口付近における搬
送パイプの内壁に付着するトナーを効率良く掻き落とす
とともに、掻き落としたトナーを効率良く回収トナー容
器に向けて排出することができるため、トナー出口にト
ナーが付着する現象やブロッキング現象ならびにスクリ
ューの破損事故を防止できる。従って、搬送パイプのス
クリュー部材の搬送力を向上せしめ、回収トナー容器内
へのトナーの詰め込み力を向上させることができるとい
う優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用する複写機の感光体ドラム周辺
部の一構造例を示す概略構成図、第２図は第１図示の複
写機に交換可能に使用されるトナーカートリッジの一構
造例を示す概略構成図、第３図は本願トナーカートリッ
ジの長手方向の断面図、第４図は補給開口を上向きにし
た場合のトナーカートリッジの斜視図、第５図はトナー
カートリッジを装填した場合の斜視図、第６図はトナー
搬送パイプ手段が使用位置にセットされた時のトナー搬
送パイプと回収トナー容器とが接続された時の状態の側
面図、第７図はトナー搬送パイプが退避位置に移行して
トナー搬送パイプと回収トナー容器との接続が解除され
た時の状態を示す側面図、第８図は感光体ドラム周辺部
に設置されたクリーニング装置のトナー回収部に連通し
たトナー搬送パイプの平面的な概略構成図、第９図
（ａ）ないし（ｃ）はトナー排出用羽根の構成を示す説
明図、第10図（ａ），（ｂ）はトナー排出用羽根の作用
を示す説明図、第11図（ａ）ないし（ｄ）は従来例の説
明図である。 10……プロセスカートリッジ 10a……突出壁部 11……感光体ドラム 12……帯電部 13……現像部 14……クリーニング部 27……格納部 30……トナーカートリッジ 31……補給トナー容器 32……回収トナー容器 312……補給開口 322……トナー出口 323……シャッター 38……トナー受け溝（クリーニング部位） 40……トナー搬出スクリュー 40a……排出用の羽根 41……トナー搬送パイプ 41a……基端部 41b……先端部 41c……トナー出口 42……操作レバー 43……シャッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 三次 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−14177（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クリーニング装置のトナー回収部からトナ
   ー補給部位の近傍位置に設置した回収トナー容器に回収
   トナーを搬送するトナー搬送パイプを有し、 該搬送パイプを構成するパイプ部材におけるトナー出口
   位置に対応した内部に、スクリュー部材の先端部で該ス
   クリュー部材と一体回転するトナー排出用の羽根部材
   を、 該スクリュー部材との接続端と反対側の端部を自由端と
   し、 該羽根部材の突出量をＬとしたときにトナー出口の開口
   長さ１に対してＬ≧１の関係を有し、 かつ、該羽根部材の回転半径をＲとしたときに該スクリ
   ュー部材の半径ｒと該パイプ部材の内径Ｄに対してｒ≦
   Ｒ＜D/2の関係を有するように設けたことを特徴とする
   トナー回収装置。