JP7352864B2 - Powder recovery equipment and image forming equipment - Google Patents
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Description
本発明は、粉体回収装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a powder collection device and an image forming device.
従来、回収された粉体を貯留する回収容器と、粉体を搬送する粉体搬送部材を内部に有する粉体搬送管と、回収容器内の粉体が満杯であることを検知する満杯検知手段とを備えた粉体回収装置が知られている。 Conventionally, a collection container that stores collected powder, a powder transport pipe that has a powder transport member inside that transports the powder, and a fullness detection means that detects that the collection container is full of powder. A powder recovery device equipped with the following is known.
特許文献1には、上記粉体回収装置として、回収容器の底部から所定の高さの位置に光学センサを設置し、光学センサが粉体を検知したら、回収容器内に粉体が満杯であることを検知するものが記載されている。
しかしながら、粉体が満杯であることを良好に検知できないおそれがあった。 However, there was a possibility that it could not be detected satisfactorily that the powder was full.
上述した課題を解決するために、本発明は、回収された粉体を貯留する回収容器と、前記粉体を搬送する粉体搬送部材を内部に有する粉体搬送管と、前記回収容器内の粉体が満杯であることを検知する満杯検知手段とを備えた粉体回収装置において、前記粉体搬送管には、他の部分よりも上部空間が広い膨出部を有し、前記満杯検知手段は、前記膨出部内の静電容量に基づいて、前記満杯を検知することを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a collection container for storing collected powder, a powder transport pipe having a powder transport member therein for transporting the powder, and a powder transport pipe inside the collection container. In the powder recovery device, the powder conveyance tube has a bulge portion having a larger upper space than other portions, and the powder collection device includes a fullness detection means for detecting that the powder is full. The means is characterized in that the fullness is detected based on the capacitance within the bulge.
本発明によれば、精度よく粉体の満杯状態を検知することができる。 According to the present invention, the full state of powder can be detected with high accuracy.
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の画像形成装置について説明する。 An electrophotographic image forming apparatus will be described below as an image forming apparatus to which the present invention is applied.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置200の構成を示す概略構成図である。
実施形態に係る画像形成装置200は、イエロー(Y),シアン(C),マゼンタ(M),黒(K)のトナー像を形成するための4つの作像ユニット10Y,10C,10M,10Kを備えている。なお、Y,C,M,Kの色順は、図1に示される順に限られるものでなく、他の並び順であっても構わない。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an
The
作像ユニット10Y,M,C,Kは、感光体ドラム1Y,M,C,Kの周囲に、帯電手段たる帯電ローラ、現像手段たる現像装置、クリーニング装置などが配設されている。作像ユニット10Y,M,C,Kは、感光体ドラム1Y,M,C,Kと、その周囲に配設された帯電ローラ、現像装置、クリーニング装置とを1つのユニットとして共通の保持体に保持させたプロセスカートリッジとして構成されている。プロセスカートリッジとして構成される作像ユニット10Y,M,C,Kは、画像形成装置本体に対して着脱可能になっており、その寿命到達持に一度に消耗部品を交換できるようになっている。
In the
作像ユニット10Y,C,M,Kの下方には、光書き込み装置5が配設されている。光書き込み装置5は、光源、ポリゴンミラー、f-θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各色の感光体ドラム1Y,C,M,Kの表面に対してレーザー光の光走査を行う。光書き込み装置5は、この光走査により、感光体ドラム1Y,C,M,K上に、イエロー,シアン,マゼンタ,黒用の静電潜像を形成する。
An
作像ユニット10Y,C,M,Kの上方には、トナー像を感光体ドラム1Y,C,M,Kから中間転写ベルト31を介してシートPに転写する中間転写ユニット30が配置されている。中間転写ベルト31は、複数のローラに張架されながら、少なくとも何れか1つのローラの回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。中間転写ユニット30は、中間転写ベルト31の他、一次転写ローラ34、ブラシローラ、クリーニングブレードを具備するベルトクリーニング装置50などを備えている。
An
一次転写ローラ34は、中間転写ベルト31を感光体ドラム1Y,C,M,Kとの間に挟み込んでいる。これにより、一次転写ローラ34は、感光体ドラム1Y,M,C,Kと、中間転写ベルト31のおもて面とが当接するY,C,M,K用の一次転写ニップを形成する。中間転写ユニット30は、黒用の作像ユニット10Kよりもベルト移動方向下流側で、二次転写バックアップローラ32の近傍にてベルトループ外側に位置する二次転写ローラ61を備えている。二次転写ローラ61は、二次転写バックアップローラ32との間に中間転写ベルト31を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
The primary transfer roller 34 sandwiches the
二次転写ローラ61の上方には、定着装置70が配設されている。定着装置70は、互いに回転しながら当接して定着ニップを形成する定着ローラと加圧ローラとを備えている。定着ローラは、ハロゲンヒータを内蔵し、定着ローラ表面が所定の温度となるように、電源からのヒータへ電力が供給され、加圧ローラとの間に定着ニップを形成している。
A
画像形成装置本体の下部には、出力画像が記録される記録媒体たるシートPを複数枚重ねて収容する給紙カセット81a、81b、給紙ローラ、レジストローラ対84などが配設されている。また、画像形成装置本体の側面には、側面から手差しで給紙を行うための手差しトレイ81cが備えられている。
At the bottom of the main body of the image forming apparatus,
画像形成装置本体の上部には、作像ユニット10Y,C,M,Kの現像装置にトナーを補給するための収納容器たるトナーボトル17Y、17C、17M、17Kが配設されている。また、画像形成装置本体は、回収容器たる廃トナーボトル91a,91b、電源ユニットなども設けられている。
At the top of the main body of the image forming apparatus,
次に、画像形成装置200の動作について説明する。まず、画像形成装置200は、帯電ローラと感光体ドラムとの接触領域で感光体ドラム1の表面を一様に帯電させる。所定の電位に帯電した感光体ドラム1の表面には、光書き込み装置5によって画像データに基づくレーザー光の走査がなされ、これによって感光体ドラム1に静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラムの表面が感光体ドラム1の回転に伴って現像装置に到達すると、現像装置により、感光体ドラム1の表面の静電潜像にトナーが供給される。これにより、感光体ドラム1の表面にトナー像が形成される。現像装置内には、トナー濃度センサーの出力に応じて、トナーボトル17から適量のトナーが補給される。
Next, the operation of
上記動作が作像ユニット10Y,C,M,Kにおいて所定のタイミングで行われる。これにより、感光体ドラム1Y,C,M,Kの表面に、Y,C,M,Kトナー像が形成される。これらY,C,M,Kトナー像は、Y,C,M,K用の一次転写ニップで中間転写ベルト31のおもて面に順に重ね合わせて一次転写されていく。この一次転写は、一次転写ローラ34に、転写電源によってトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。
The above operations are performed in the
一次転写ニップで転写されずに感光体ドラム1上に残った転写残トナーは、クリーニング装置により除去され、除去された転写残トナーは、クリーニング装置の搬送スクリュウにより、廃トナー搬送部に搬送され廃トナーとなる。廃トナー搬送部に搬送された廃トナーは、上段の給紙カセット81bの図中左側(シートP搬送側と反対側)に設けられた廃トナーボトル収容部90に収容された廃トナーボトル91a,91bに回収される。
The transfer residual toner remaining on the
シートPは、給紙カセット81a、81b、もしくは手差しトレイ81cのいずれかから搬送され、レジストローラ対84に到達したところで一旦停止する。そして、所定のタイミングに合せてレジストローラ対84が回転してシートPを二次転写ニップへ向けて送り出す。
The sheet P is conveyed from either the
中間転写ベルト31上に重ね合わされたY,C,M,Kトナー像は、二次転写ローラ61と中間転写ベルト31とが当接する二次転写ニップでシートPに二次転写される。この二次転写は、二次転写電源によって二次転写ローラ61にトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。シートPは、二次転写ニップを出た後に定着装置70に向けて搬送されて定着ニップに挟み込まれる。シートP上のトナー像は、定着ニップにて定着ローラからの熱により加熱定着される。トナー像が定着せしめられたシートPは、片面印刷の場合には、各搬送ローラによって機外に排出される。また、両面印刷の場合、シートPは、各搬送ローラによって両面搬送路80dへ搬送されて反転され、先に画像が形成された面とは反対側の面に、上述したように画像が形成された後に機外に排出される。
The Y, C, M, and K toner images superimposed on the
また、二次転写後の中間転写ベルト31は、二次転写バックアップローラ32のベルト走行方向下流側に設けられたベルトクリーニング装置50により転写残トナーを除去されて、次のトナー画像の転写に備えられる。ベルトクリーニング装置50により除去された転写残トナーは、回収スクリュウにより廃トナー搬送部に搬送され廃トナーとなる。廃トナー搬送部に搬送された廃トナーは、廃トナーボトル91a,91bへ搬送され、廃トナーボトル91a,91bに回収される。
Further, after the secondary transfer, the
図2は、画像形成装置200の正面図である。
図2に示すように、廃トナーボトル収容部90には、2つの廃トナーボトル91a,91bが収納されており、これら廃トナーボトル91a,91bは、装置の正面側から着脱可能になっている。廃トナーボトル内の廃トナーが満杯となったときは、装置の正面側から満杯の廃トナーボトルを取り外して、空の廃トナーボトルに取り替える。以下、図中左側の廃トナーボトルを、第一廃トナーボトル91aとし、図中右側の廃トナーボトルを第二廃トナーボトル91bとして説明する。また、2つの廃トナーボトルは、同一形状であり、特に区別しないときは、「廃トナーボトル91」として説明する。
FIG. 2 is a front view of the
As shown in FIG. 2, two
本実施形態では、トナーボトル17と廃トナーボトル91とが同一形状となっており、使い切って空となったトナーボトルを廃トナーボトル91として再利用可能となっている。
In this embodiment, the toner bottle 17 and the
図3は、廃トナー回収装置100の概略斜視図である。
廃トナー回収装置100は、2つの廃トナーボトル91a,91bと、切り替え手段としての搬送切り替え部110と、搬送手段としての第一廃トナー搬入部600aと、搬送手段としての第二廃トナー搬入部600bと、ボトル駆動部120とを有している。搬送切り替え部110は、廃トナー搬送部から搬送されてきた廃トナーの搬送先を切り替えるものである。第一廃トナー搬入部600aは、第一廃トナーボトル91aに廃トナーを搬入するものである。第二廃トナー搬入部600bは、第二廃トナーボトル91bに廃トナーを搬入するためのものである。ボトル駆動部120は、第一廃トナー搬入部600aの搬送スクリュウ614(図8参照)、第一廃トナーボトル91a、第二廃トナー搬入部600bの搬送スクリュウ614、第二廃トナーボトル91bを回転駆動する。
FIG. 3 is a schematic perspective view of the waste
The waste
第一廃トナー搬入部600aと第二廃トナー搬入部600bは、同一構成であり、2つの廃トナー搬入部を特に区別しないときは、「廃トナー搬入部600」とする。
また、廃トナー搬入部600の基本的な構成は、トナー補給装置と同様な構成としており、搬送スクリュウ614(図8参照)の回転方向をトナー補給装置の回転方向と異ならせることで、廃トナーを廃トナーボトル91へ向けて搬送する。
The first waste toner carrying-in
The basic configuration of the waste
図4は、廃トナー搬入部600の斜視図であり、図5は、廃トナーボトル91を廃トナー搬入部600に装着した状態を示す図である。
廃トナーボトル91は、トナーボトルと同一形状の略円筒状のボトルであり、ボトル先端側カバー901と、ボトル本体902とから主に構成される。ボトル本体902には、ボトルギヤが一体的に形成されており、ボトル先端側カバー901に対して相対的に回転可能に保持されている。ボトル本体902の内周面には螺旋状突起902aが形成されている。
4 is a perspective view of the waste toner carrying-in
The
ボトル先端側カバー901が廃トナー搬入部600に装着された状態で、ボトル駆動部120からボトル本体902に具備されたボトルギヤに回転駆動が入力される。これにより、ボトル本体902が回転駆動される。ボトル本体902自体が回転することで、ボトル本体902の内周面に螺旋状に形成された螺旋状突起902aによって、ボトル本体902に回収された廃トナーが容器本体長手方向に沿ってボトル後端側へ搬送される。
With the bottle front
廃トナー搬入部600は、搬送ノズル611、ノズルシャッタ612、ノズルシャッタバネ613、ボトルセット部615などを有している。搬送ノズル611は、内部に搬送スクリュウ614(図8参照)を備えている。ノズルシャッタ612は、廃トナーボトル非装着時(図4の状態)に搬送ノズル611の廃トナー排出部であるノズル開口610(図8参照)を閉鎖するものである。
The waste
ノズルシャッタバネ613は、ノズルシャッタ612の廃トナー搬送方向上流側端部の鍔部612aを、廃トナー搬送方向下流側に付勢するものである。このノズルシャッタバネ613により廃トナーボトル非装着時において、ノズルシャッタ612は、ノズル開口610を閉鎖する閉鎖位置に位置する。
The
ボトルセット部615には、ボトル先端側カバー901の先端部が入り込む穴部615aを有している。また、ボトルセット部615は、ボトル先端側カバー901に設けられた係合突起部901a(図6参照)が係合する係合穴部615bを有する。
The bottle set
図6は、廃トナー搬入部600に廃トナーボトル91を装着する様子を示す斜視図である。
廃トナーボトル91を、図中矢印A方向へ移動させていくと、搬送ノズル611の先端部が、廃トナーボトル91に挿入されていく。搬送ノズル611が廃トナーボトル91に挿入されていくと、廃トナーボトル内部の部材にノズルシャッタ612の鍔部612aが突き当たる。この状態でさらに廃トナーボトル91を廃トナー搬入部600に向けて移動させると、ノズルシャッタ612がノズルシャッタバネ613の付勢力に抗して、廃トナーボトル91とともに搬送ノズル611に対して相対的に廃トナー搬入部600側へ移動する。その結果、搬送ノズル611のノズル開口610(図8参照)が開かれる。
FIG. 6 is a perspective view showing how the
As the
また、廃トナーボトル91を、図中矢印A方向へ移動させていくと、廃トナーボトル91のボトル先端側カバー901の先端部が穴部615aに入る。ボトル先端側カバー901の係合突起部901aが係合穴部615bに入ることで、廃トナーボトル91が装着される。ボトル先端側カバー901の係合突起部901aが係合穴部615bに入ることで、ボトル先端側カバー901は、回転不能に廃トナー搬入部600に取り付けられる。
Furthermore, when the
図7は、搬送切り替え部110と、ボトル駆動部120とを示す概略構成図である。
搬送切り替え部110は、廃トナーボトル91の並び方向(図中左右方向)に延びる切り替え搬送路111を有している。切り替え搬送路111の一端(図中右端)が、第一廃トナー搬入部600aの搬送ノズル611に接続されており、切り替え搬送路111の他端(図中左端)が、第二廃トナー搬入部600bの搬送ノズル611に接続されている。切り替え搬送路111は、切り替え搬送スクリュウ112を内部に有している。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the
The
また、搬送切り替え部110は、廃トナー落下路116を有している。廃トナー落下路116は、上端に廃トナー搬送部から廃トナーを受け入れる受け入れ口116aを備えている。廃トナー落下路116は、切り替え搬送路111の一端と他端との間に接続されている。廃トナー搬送部から搬送されたきた廃トナーは、受け入れ口116aから、廃トナー落下路116内を切り替え搬送路111へ向けて落下する。
Further, the
切り替え搬送スクリュウ112の軸の図中左端には切り替えスクリュウギヤ115が取り付けられている。この切り替えスクリュウギヤ115には、ウォームギヤなどの食い違い軸歯車、従動ギヤ114を介して切り替えモータ113の駆動力が伝達される。
A switching
切り替えモータ113を、一方の方向に回転駆動させると、廃トナー落下路116から切り替え搬送路111へ落下してきた廃トナーは、切り替え搬送スクリュウ112により図中右側へ搬送される。そして、廃トナーは、第一廃トナー搬入部600aの搬送ノズル611に供給される。
When the switching
切り替えモータ113を、一方の方向とは逆方向に回転駆動させると、廃トナー落下路116から切り替え搬送路111へ落下してきた廃トナーは、切り替え搬送スクリュウ112により図中左側へ搬送される。そして、廃トナーは、第二廃トナー搬入部600bの搬送ノズル611に供給される。
これにより、廃トナー搬送部から搬送されてきた廃トナーの搬送先を、2つの廃トナーボトル間で切り替えることができる。
When the switching
Thereby, the destination of the waste toner transported from the waste toner transport section can be switched between the two waste toner bottles.
2つの廃トナーボトル91a,91bに均等に廃トナーが貯まるように、搬送先を切り替えるように、搬送切り替え部110を制御してもよい。また、2つの廃トナーボトル91a,91bのうち、一方の廃トナーボトルへ廃トナーを搬送し、一方に廃トナーボトルが満杯となったら、他方の廃トナーボトルへ搬送先を切り替えるように、搬送切り替え部110を制御してもよい。
The
前者の2つの廃トナーボトル91a,91bに均等に廃トナーが貯まるように、搬送先を切り替えるようにすることで、ユーザーによっては、一度も廃トナーボトル交換を行わないようにできる。
By switching the conveyance destination so that the waste toner is evenly stored in the former two
一方、後者の一方の廃トナーボトルが満杯となるまで、一方の廃トナーボトルに廃トナーを搬送するようにした場合は、一方の廃トナーボトルが満杯となったときに、空のトナーボトルが準備できていない場合でも、他方の廃トナーボトルに廃トナーを回収できる。これにより、装置にセットされたトナーボトル内のトナーを使い切って新品のトナーボトルに交換後に、交換された空のトナーボトルを満杯の廃トナーボトルと交換して再利用するという運用を行なうことができ可能となる。よって、廃トナーボトルが満杯となったときに備えて、空のトナーボトルを保管しておく必要がなくなり、利便性を高めることができるというメリットがある。 On the other hand, if waste toner is conveyed to one waste toner bottle until the latter waste toner bottle becomes full, when the other waste toner bottle becomes full, the empty toner bottle Even if it is not ready, waste toner can be collected into the other waste toner bottle. This makes it possible to use up the toner in the toner bottle set in the device and replace it with a new toner bottle, and then replace the empty toner bottle with a full waste toner bottle for reuse. It becomes possible. Therefore, there is no need to store an empty toner bottle in case the waste toner bottle becomes full, and there is an advantage that convenience can be improved.
ボトル駆動部120は、搬送切り替え部110の下方に設けられている。ボトル駆動部120は、ステッピングモータなどの駆動モータ121と、第一駆動伝達部130と、第二駆動伝達部140と、揺動ギヤ122とを主に備えている。
The
揺動ギヤ122は、駆動モータ121のモータギヤ121aに噛み合っている。また、揺動ギヤ122は、図中矢印Bに示すように、モータギヤ121aの回りを所定の範囲で移動可能なように、装置側板129に回転自在に支持されている。
The
第一駆動伝達部130は、第一ボトル駆動ギヤ131と、第一アイドラギヤ132と、第一スクリュウ入力ギヤ133とを有している。第一ボトル駆動ギヤ131が取り付けられた軸131aには、第一廃トナーボトル91aのボトルギヤに噛み合うギヤが取りつけられている。第一アイドラギヤ132は、第一ボトル駆動ギヤ131と第一スクリュウ入力ギヤ133とに噛み合っている。第一スクリュウ入力ギヤ133は、第一廃トナー搬入部600aの搬送スクリュウ614に取り付けられた搬送スクリュウギヤ605(図8参照)に噛み合っている。
The first
第二駆動伝達部140は、入力ギヤ141と、第二スクリュウ入力ギヤ142と、第二アイドラギヤ143と、第二ボトル駆動ギヤ144とを有している。第二スクリュウ入力ギヤ142は、入力ギヤ141と第二廃トナー搬入部600bの搬送スクリュウ614に取り付けられた搬送スクリュウギヤ605(図8参照)と、第二アイドラギヤ143が噛み合っている。第二ボトル駆動ギヤ144は、第二アイドラギヤ143に噛み合っている。第二ボトル駆動ギヤ144が取り付けられた軸144aには、第二廃トナーボトル91bのボトルギヤに噛み合うギヤが取りつけられている。
The second
駆動モータ121を図中反時計回り(図中矢印X方向)に回転駆動すると、モータギヤ121aから揺動ギヤ122に図中左側へ力が加わり、揺動ギヤ122が図中左側へ移動し、第二駆動伝達部140の入力ギヤ141に噛み合う。これにより、駆動モータ121の駆動力が第二駆動伝達部140に伝達され、第二廃トナーボトル91bのボトル本体902と、第二廃トナー搬入部600bの搬送スクリュウ614とが回転する。これにより、第二廃トナーボトル内の廃トナーが、ボトル本体902の螺旋状突起902aによりボトルの後端側へ搬送される。また、搬送切り替え部110から供給された廃トナーが、搬送スクリュウ614(図8参照)により第二廃トナーボトル91bへ搬入される。
When the
一方、駆動モータ121を図中時計回り(図中矢印X方向と反対方向)に回転駆動すると、モータギヤ121aから揺動ギヤ122に図中右側へ力が加わり、揺動ギヤ122が図中右側へ移動し、第一駆動伝達部130の第一ボトル駆動ギヤ131に噛み合う。これにより、駆動モータ121の駆動力が第一駆動伝達部130に伝達され、第一廃トナーボトル91aのボトル本体902と、第一廃トナー搬入部600aの搬送スクリュウ614とが回転する。これにより、第一廃トナーボトル内の廃トナーが、ボトル本体902の螺旋状突起902aによりボトルの後端側へ搬送されるとともに、搬送切り替え部110から供給された廃トナーが、搬送スクリュウ614(図8参照)により第一廃トナーボトル91aへ搬入される。
On the other hand, when the
図8は、廃トナーボトル91を廃トナー搬入部600に装着した状態時の概略断面図であり、図9(a)は、図8の破線Hの付近の拡大図である。図9(b)は、図9(a)のD-D断面図である。
粉体搬送管たる搬送ノズル611は、内部に粉体搬送部材たる搬送スクリュウ614を有している。搬送スクリュウ614の廃トナー搬送方向上流側の端部には、搬送スクリュウギヤ605が設けられている。搬送ノズル611は、廃トナー搬送方向下流側端部に排出口たるノズル開口610を有している。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the
The
ボトル駆動部120から搬送スクリュウギヤ605に回転駆動が入力されることで、搬送スクリュウ614が回転し、搬送ノズル611内に搬送されてきた廃トナーT2を図8の矢印に示すように搬送する。そして、搬送ノズル611の搬送方向下流端のノズル開口610より、廃トナーT2は廃トナーボトル91へ回収される。
When the rotational drive is input from the
また、搬送ノズル611のボトルセット部615よりも廃トナー搬送方向上流側には、上部が他の箇所よりも広がった膨出部611aを有している。この膨出部611aの外面に、第一電極65と、第二電極66とが固定されている。第一電極65は、膨出部611aの上面に両面テープなどで固定されている。第二電極66は、膨出部611aの下面に両面テープなどで固定されている。第一電極65は平板電極であり、第二電極66は、図9(b)に示すように、円弧形状の電極である。第一電極65および第二電極66は、任意の導電性部材でよく本実施例では鉄製の板材である。
Furthermore, on the upstream side of the
各電極65、66は、静電容量検出回路161に接続されている。静電容量検出回路161から一対の電極65,66に電力が印加されることで、電極間の静電容量が検出される。静電容量検出回路161で検出した検出結果は、満杯検出回路162に送られ、検出された静電容量に基づいて膨出部611a内の廃トナー量が算出される。
Each
静電容量の検出方法は一般的な方法でよく、本実施形態では充電法により検出した。充電法は、定電圧または定電流を電極間に印加し、充電到達ポイントの時間と電圧または電流の関係から静電容量を測定する方法である。 A general method may be used to detect capacitance, and in this embodiment, the capacitance was detected by a charging method. The charging method is a method in which a constant voltage or a constant current is applied between electrodes, and the capacitance is measured from the relationship between the time at the charging point and the voltage or current.
図10は、膨出部内のトナー高さと静電容量との関係について説明する図である。
図10(a)に示すように、膨出部611aにおける廃トナー高さを7段階に区切っており、レベル7が膨出部611a内に廃トナーT2が満たされた状態である。
図10(b)に示すように膨出部611a内の廃トナー量が増えて、膨出部611aの廃トナーT2の高さが増加するに連れて、静電容量が増加するのがわかる。これは、検出される静電容量は電極間の誘電率により変化する。トナーは、空気よりも誘電率が高い。従って、電極間の電界の範囲の廃トナー量によって誘電率が変化する。よって、1対の電極65、66により挟まれた膨出部611a内の廃トナー量によって静電容量が変化する。これにより、静電容量を検出することで、膨出部611a内の廃トナー量を把握することができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the height of the toner inside the bulge and the capacitance.
As shown in FIG. 10A, the height of the waste toner in the bulging
As shown in FIG. 10B, it can be seen that as the amount of waste toner in the
満杯検出回路162は、検出した静電容量が閾値Aを超えた場合は、膨出部611a内の廃トナー量が閾値を超えた判断し、廃トナーボトル91内の廃トナーが満杯であると検出する。本実施形態では、膨出部611a内の廃トナー高さが、レベル6とレベル7の間、すなわち、膨出部611a内が、ほぼ廃トナーで満たされた状態において静電容量検出回路161が検出する静電容量を、閾値Aに設定している。
When the detected capacitance exceeds the threshold value A, the
満杯検出回路162が、満杯を検出したときは、表示部165に廃トナーボトル91が満杯であることを表示し、ユーザーに廃トナーボトル91の交換を促す。
When the
このように、本実施形態では、第一電極65、第二電極66、静電容量検出回路161、満杯検出回路162、表示部165などにより満杯検知手段が構成される。
As described above, in this embodiment, the
図11は、膨出部611aに廃トナーが満たされる過程について、説明する図である。
廃トナーボトル91内の廃トナー量が増加していくと廃トナーボトル内の廃トナーT1の嵩Kが上昇していき、搬送ノズル611のノズル開口610に近づいてくる(図11(a)参照)。さらに、廃トナーボトル内の廃トナー量が増加していくと、廃トナーボトル内の廃トナーT1の嵩Kが、ノズル開口610よりも高くなり、ノズル開口610が廃トナーで埋もれる(図11(b)参照)。
FIG. 11 is a diagram illustrating a process in which the bulging
As the amount of waste toner in the
ノズル開口610が廃トナーT1で埋もれると、搬送ノズル内の廃トナーT2は、ノズル開口610付近の廃トナーを押しのけて廃トナーボトル内に回収されることになる。その結果、廃トナーボトル91へ回収される単位時間当たりの廃トナー回収量が減少する。その結果、クリーニング装置およびベルトクリーニング装置から搬送されてくる単位時間当たりの廃トナー量に比べて、廃トナーボトル91へ回収される単位時間当たりの廃トナー回収量が少なくなる。よって、搬送ノズル内の廃トナー量が徐々に増えていく。
When the
なお、搬送スクリュウ614の単位時間当たりの搬送量は、クリーニング装置及びベルトクリーニング装置から送られてくる最大の廃トナー量に基づいて設定されている。具体的には、ノズル開口610が廃トナーボトル内の廃トナーT1で埋もれていない状態において、クリーニング装置及びベルトクリーニング装置から送られてくる最大の廃トナー量が、所定時間内にほぼ、廃トナーボトル91に回収できるように設定されている。搬送スクリュウ614の単位時間当たりの搬送量は、搬送スクリュウ614の回転数、搬送スクリュウ614の形状で決まる。
Note that the amount of conveyance per unit time of the
搬送ノズル内の廃トナーT2は、搬送ノズル611により搬送されるため、ノズル開口側から搬送ノズル内の廃トナーT2が満たされていく。そして、搬送ノズル内の廃トナーT2で満たされる領域が搬送スクリュウ614の廃トナー搬送方向上流側へ徐々に広がっていく(図11(c))。やがて、膨出部611aも廃トナーT2で満たされていき、膨出部611aの上部の空間が廃トナーT2で満たされていく。膨出部611aの廃トナー量が増えていくことで、静電容量検出回路161が検出する静電容量が増えていく。そして、図11(d)に示すように、膨出部611a内がほぼ、廃トナーT2で満たされると、静電容量検出回路161で検出した静電容量が閾値を超え、満杯検出回路162が、廃トナーボトル91が満杯であることを検出する。
Since the waste toner T2 inside the transport nozzle is transported by the
なお、満杯検出回路162が判定する廃トナーボトル91の満杯の状態とは、搬送ノズル611から廃トナーボトル91へ廃トナーT2が入っていかない状態のことであり、廃トナーボトル全体が廃トナーで充満されている状態ではない。しかし、廃トナーボトル91は回転して廃トナーボトル内の廃トナーT1を、螺旋状突起902aによりボトル後端側へ搬送している。したがって、廃トナーボトル内のノズル開口610付近の嵩の上昇は、廃トナーボトル内に、ある程度の廃トナーが回収されてからとなる。従って、ノズル開口610が廃トナーボトル内の廃トナーT1で塞がれるのは、廃トナーボトル91がある程度溜まってからになる。よって、ノズル開口610からのノズル開口付近の廃トナーの嵩が所定高さとなり、廃トナーボトル内の廃トナーの圧力で廃トナーが廃トナーボトル91へ排出不能となるときは、廃トナーボトル全体がほぼ廃トナーで充満されている状態である。
Note that the full state of the
図11からわかるように、膨出部611aが、ノズル開口近傍に配置されていると、廃トナーボトル91が満杯となる前に、膨出部611aがほぼ搬送ノズル内の廃トナーT2で満たされるおそれがある。従って、膨出部611aは、搬送ノズル611の廃トナー搬送方向の中央位置よりも廃トナー搬送方向上流側に配置するのが好ましい。
As can be seen from FIG. 11, when the bulging
本実施形態の廃トナー回収装置100は、廃トナーボトル内の静電容量に基づいて、廃トナーボトル91の満杯を検知するものに比べて、以下の利点を有する。すなわち、本実施形態の廃トナー回収装置100は、トナーボトルと廃トナーボトル91とを兼用で用いるものである。廃トナーボトル91は、回転する構成である。よって、廃トナーボトル91に廃トナーボトル内の静電容量を図るための電極は、廃トナーボトル91から離して設けられる。その結果、電極の廃トナーボトル91との対向面にトナーなどが付着するおそれがある。電極の廃トナーボトル91との対向面に廃トナーなどが付着することで、電極間の静電容量が変化してしまい、精度の高い検知が行えないおそれがある。
The waste
また、廃トナーボトル91は、頻繁に交換が発生しないように、それなりの大きさを有している。そのため、廃トナーボトル内の静電容量を一対の電極で精度よく検知しようとすると、電極が大型化してしまい、コストアップに繋がる。また、電極間の距離が離れてしまい、感度よく静電容量を検知できないおそれもある。
Furthermore, the
これに対し、本実施形態の廃トナー回収装置100は、粉体搬送管である搬送ノズル611内の静電容量を検知するようにしたので、電極を、搬送ノズル611の外周面に密着させることができる。これにより、電極の搬送ノズル611との対面面のトナーが付着することがなく、精度よく搬送ノズル内の静電容量を検知できる。また、一対の電極が設けられる搬送ノズル611の膨出部611aは、廃トナーボトル91に比べて小径である。よって、廃トナーボトル内の静電容量を検出する場合に比べて電極の小型化を図れ、装置のコストダウンを図ることができる。また、廃トナーボトル91の静電容量を検知する場合に比べて、電極間の距離を短くすることができ、感度よく静電容量を検知することができる。これにより、精度よく廃トナーボトル91の満杯状態を検出することができる。
On the other hand, the waste
また、本実施形態の廃トナー回収装置100は、搬送ノズル611に、他の部分よりも上部が広い膨出部611aを設けて、その膨出部611aの静電容量を検知するようにしている。クリーニング装置及びベルトクリーニング装置から送られてくる廃トナー量によっては、搬送ノズル内に廃トナーが満たされた状態で廃トナーボトル91へ搬送される場合がある。このような場合でも、膨出部611aの上部空間には、廃トナーで満たされることがない。膨出部611aの上部空間に廃トナーが溜まるのは、上述したように、廃トナーボトル内の廃トナーが満杯となり、搬送ノズル内の廃トナーT1が廃トナーボトル91にほとんど搬送されなくなってからである。従って、膨出部611aの静電容量を検知するようにすることで、精度よく廃トナーボトルの満杯状態を検知することができる。
Further, in the waste
図12は、電極配置の変形例(以下、変形例1という)を示す概略縦断面図である。
図12に示す変形例1は、上部空間である膨出部611aの搬送ノズル611の他の部分から突出した部分Xの一方の側面と、他方の側面とに電極65,66を取り付けたものである。この変形例1は、膨出部611aの上部空間である搬送ノズル611の他の部分から突出した部分Xの空間内の静電容量が、一対の電極で検出される。
FIG. 12 is a schematic longitudinal sectional view showing a modification example (hereinafter referred to as modification 1) of the electrode arrangement.
図13は、変形例1の膨出部内のトナー高さと静電容量との関係について説明する図である。
図13(b)に示すように、膨出部611aの廃トナー量が多くなり、膨出部611aの廃トナーの高さが、レベル5を超えて、膨出部611aの上部空間に廃トナーが入ってくると、静電容量が上昇する。よって、この変形例1でも、廃トナーの高さがレベル6とレベル7との間の静電容量を閾値Aとして設定することで、実施形態同様、膨出部611a内が、ほぼ廃トナーで満たされた状態で、廃トナーボトル91が満杯であることを検出することができる。
FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the toner height and capacitance in the bulge portion of
As shown in FIG. 13(b), the amount of waste toner in the
上部空間である膨出部611aの搬送ノズル611の他の部分から突出した部分Xを挟んで一対の電極を配置した変形例1は、膨出部611aの上部と下部に電極を配置したものに比べて、電極間の距離を短くできる。よって、変形例1は、膨出部611aの上部と下部に電極を配置したものに比べて、感度よく静電容量を検知できる。また、変形例1は、膨出部611aの上部と下部に電極を配置したものに比べて、電極を小さくでき、低コスト化が図れる。
図14は、ノズル開口610を、搬送ノズル611の上部に設けた例を示す概略断面図である。
図14においては、廃トナーは、ノズル開口610を乗り越える形で廃トナーボトル91に回収される。このように、ノズル開口610を搬送ノズル611の上部に設けることで、ノズル開口610を塞ぐ、廃トナーボトル内の廃トナーの嵩高さを、ノズル開口610が搬送ノズル611の下部に設けられた場合に比べて高くすることができる。これにより、ノズル開口610から廃トナーが排出されなくなる廃トナーボトル内の廃トナーの嵩高さを、ノズル開口610が搬送ノズル611の下部に設けられた場合に比べて高くすることができる。よって、ノズル開口610が搬送ノズル611の下部に設けられた場合に比べて、廃トナーボトル91に多くの廃トナーを回収させることができる。また、ノズル開口610が搬送ノズル611の下部に設けられた場合に比べて、廃トナーボトル着脱時に、ノズル開口610から落下する廃トナーを低減することができる。これにより、廃トナーボトル着脱時の装置の汚れが低減する。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a
In FIG. 14, the waste toner is collected in a
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
回収された廃トナーなどの粉体を貯留する廃トナーボトル91などの回収容器と、粉体を搬送する搬送スクリュウ614などの粉体搬送部材を内部に有する搬送ノズル611などの粉体搬送管と、回収容器内の粉体が満杯であることを検知する満杯検知手段とを備えた廃トナー回収装置100などの粉体回収装置において、粉体搬送管には、他の部分よりも上部空間が広い膨出部611aを有し、満杯検知手段は、膨出部内の静電容量に基づいて、満杯を検知する。
特許文献1は、回収容器に貯留された粉体の嵩が、所定の以上となると、光学センサが粉体を検知して、回収容器内に粉体が所定量以上貯まったことが検知される。しかし、回収容器内で粉体が偏在し粉体の嵩高さがばらつく場合がある。その結果、回収容器の光学センサ配置側の嵩高さが他の箇所より高い場合、回収容器内の粉体が満杯でないにも関わらず、光学センサが粉体を検知して、満杯となったと誤検知するおそれがある。そこで、回収容器を挟んで一対の電極を設け、回収容器内の静電容量に基づいて、回収容器の満杯を検知することが考えられる。粉体と空気との誘電率が異なるので、回収容器内の粉体量に応じて回収容器内の静電容量が変化する。従って、回収容器内で粉体が偏在してても、回収容器内の満杯状態を検知することができる。しかし、回収容器内の静電容量に基づいて、満杯を検知するものは、電極間距離が長くなり、感度よく静電容量の変化を検知できない。
廃トナーボトル91などの回収容器内の廃トナーなどの粉体が満杯近くになると、搬送ノズル611などの粉体搬送管内の粉体が搬送スクリュウ614などの粉体搬送部材により回収容器内に排出され難くなる。その結果、粉体搬送管内が粉体搬送方向下流側から徐々に粉体で満たされていく。態様1では、粉体搬送管に膨出部を設けており、粉体搬送管内の粉体が下流側から満たされていくと、ついには、この膨出部の上部空間内に粉体が溜まっていく。粉体搬送管内の粉体が回収容器へ良好に排出できる通常時においては、膨出部の上部空間に粉体が入り込むほど、膨出部内の粉体が増えることはない。膨出部の上部空間に粉体が入り込むほど、膨出部内の粉体が増えるのは、回収容器が満杯となって粉体搬送管内の粉体が粉体搬送部材により回収容器内に排出され難くなってからである。
よって、膨出部の上部空間に粉体が入り込むまで膨出部の粉体量が増えたことを膨出部の静電容量に基づいて検知できる。これにより、膨出部の静電容量に基づいて回収容器内の満杯を検知できる。
このように、粉体搬送管の膨出部の静電容量に基づいて、回収容器の満杯状態を検知するので、回収容器内の静電容量に基づいて、回収容器内の粉体の満杯を検知する場合に比べて、静電容量を検知するための一対の電極間の距離を短くできる。よって、回収容器内の静電容量に基づいて、回収容器内の粉体の満杯を検知する場合に比べて、感度よく静電容量の変化を検知できる。これにより、回収容器内の静電容量に基づいて、回収容器内の粉体の満杯を検知する場合に比べて、精度よく粉体の満杯状態を検知することができる。
What has been described above is just an example, and each of the following aspects has its own unique effects.
(Aspect 1)
A collection container such as a
When the powder such as waste toner in a collection container such as the
Therefore, it is possible to detect, based on the capacitance of the bulge, that the amount of powder in the bulge has increased until the powder enters the space above the bulge. Thereby, it is possible to detect whether the collection container is full based on the capacitance of the bulging portion.
In this way, the full state of the collection container is detected based on the capacitance of the bulging part of the powder transport tube, so the full state of the collection container can be detected based on the capacitance inside the collection container. Compared to the case of sensing, the distance between a pair of electrodes for sensing capacitance can be shortened. Therefore, changes in capacitance can be detected with higher sensitivity than when detecting whether the collection container is full of powder based on the capacitance within the collection container. Thereby, the full state of powder can be detected with higher accuracy than when detecting whether the collection container is full of powder based on the capacitance within the collection container.
(態様2)
態様1において、満杯検知手段は、上部空間に廃トナーが所定量以上満たされたときの静電容量に基づいて満杯を検知する。
これによれば、実施形態で説明したように、廃トナーボトル91などの回収容器内の廃トナーなどの粉体が満杯となり、搬送ノズル内の廃トナーが回収容器にほとんど搬送されなくなってから膨出部611aの上部空間に廃トナーが溜まっていく。従って、上部空間に廃トナーが所定量以上満たされたときの静電容量に基づいて満杯を検知することで、精度よく回収容器の満杯状態の検知を行うことができる。
(Aspect 2)
In the first aspect, the fullness detection means detects the fullness based on the capacitance when the upper space is filled with a predetermined amount or more of waste toner.
According to this, as described in the embodiment, the powder such as waste toner in the collection container such as the
(態様3)
態様1または2において、満杯検知手段は、膨出部611aを挟んで配置した一対の電極を有する。
これによれば、実施形態で説明したように、膨出部611aの静電容量を検知することができる。
(Aspect 3)
In
According to this, as described in the embodiment, the capacitance of the bulging
(態様4)
態様3において、一対の電極を、上部空間を挟んで配置した。
これによれば、図12を用いて説明したように、上部空間の静電容量の変化を検知することができ、静電容量に基づいて、上部空間に粉体が所定量以上満たされたことを検知することができる。
また、膨出部611aの上部と下部に電極を配置したものに比べて、電極間の距離を短くすることができ、感度よく静電容量を検知することができる。また、膨出部611aの上部と下部に電極を配置したものに比べて、電極を小さくでき、低コスト化を図ることができる。
(Aspect 4)
In
According to this, as explained using FIG. 12, it is possible to detect a change in the capacitance of the upper space, and based on the capacitance, it is possible to detect that the upper space is filled with a predetermined amount or more of powder. can be detected.
Further, compared to the case where electrodes are arranged at the upper and lower parts of the bulging
(態様5)
態様1乃至4いずれかにおいて、搬送ノズル611などの粉体搬送管の廃トナーボトル91などの回収容器内に廃トナーなどの粉体を排出するノズル開口610などの排出口は、粉体搬送管の上部に設けられている。
これによれば、図14を用いて説明したように、廃トナーボトル91などの回収容器内に廃トナーなどの粉体を回収することができる。
(Aspect 5)
In any one of
According to this, as explained using FIG. 14, powder such as waste toner can be collected into a collection container such as the
(態様6)
廃トナーを回収する廃トナー回収装置100を備えた画像形成装置において、廃トナー回収装置100として、態様1乃至5いずれかの粉体回収装置を用いた。
これによれば、精度よく回収容器の満杯状態を検知することができる。
(Aspect 6)
In an image forming apparatus equipped with a waste
According to this, it is possible to accurately detect the full state of the collection container.
65 :第一電極
66 :第二電極
90 :廃トナーボトル収容部
91 :廃トナーボトル
100 :廃トナー回収装置
110 :搬送切り替え部
111 :切り替え搬送路
112 :切り替え搬送スクリュウ
113 :切り替えモータ
114 :従動ギヤ
115 :切り替えスクリュウギヤ
116 :廃トナー落下路
116a :受け入れ口
120 :ボトル駆動部
121 :駆動モータ
121a :モータギヤ
122 :揺動ギヤ
129 :装置側板
130 :第一駆動伝達部
131 :第一ボトル駆動ギヤ
132 :第一アイドラギヤ
133 :第一スクリュウ入力ギヤ
140 :第二駆動伝達部
141 :入力ギヤ
142 :第二スクリュウ入力ギヤ
143 :第二アイドラギヤ
144 :第二ボトル駆動ギヤ
161 :静電容量検出回路
162 :満杯検出回路
165 :表示部
200 :画像形成装置
600 :廃トナー搬入部
605 :搬送スクリュウギヤ
610 :ノズル開口
611 :搬送ノズル
611a :膨出部
612 :ノズルシャッタ
612a :鍔部
613 :ノズルシャッタバネ
614 :搬送スクリュウ
615 :ボトルセット部
901 :ボトル先端側カバー
901a :係合突起部
902 :ボトル本体
902a :螺旋状突起
65: First electrode 66: Second electrode 90: Waste toner bottle storage section 91: Waste toner bottle 100: Waste toner collection device 110: Conveyance switching section 111: Switching conveyance path 112: Switching conveyance screw 113: Switching motor 114: Driven Gear 115: Switching screw gear 116: Waste
Claims (6)
前記粉体を搬送する粉体搬送部材を内部に有する粉体搬送管と、
前記回収容器内の前記粉体が満杯であることを検知する満杯検知手段とを備えた粉体回収装置において、
前記粉体搬送管には、他の部分よりも上部空間が広い膨出部を有し、
前記満杯検知手段は、前記膨出部内の静電容量に基づいて、前記満杯を検知することを特徴とする粉体回収装置。 a collection container for storing the collected powder;
a powder conveying pipe having a powder conveying member therein for conveying the powder;
A powder recovery device comprising a fullness detection means for detecting that the powder in the recovery container is full,
The powder conveying pipe has a bulge having a larger upper space than other parts,
The powder recovery device is characterized in that the fullness detection means detects the fullness based on a capacitance within the bulged portion.
前記満杯検知手段は、前記上部空間に前記粉体が所定量以上満たされたときの静電容量に基づいて、前記満杯を検知することを特徴とする粉体回収装置。 The powder recovery device according to claim 1,
The powder recovery device is characterized in that the fullness detection means detects the fullness based on capacitance when the upper space is filled with a predetermined amount or more of the powder.
前記満杯検知手段は、前記膨出部を挟んで配置した一対の電極を有することを特徴とする粉体回収装置。 The powder recovery device according to claim 1 or 2,
The powder recovery device is characterized in that the fullness detection means includes a pair of electrodes placed with the bulge in between.
前記一対の電極を、前記上部空間を挟んで配置したことを特徴とする粉体回収装置。 In the powder recovery device according to claim 3,
A powder recovery device characterized in that the pair of electrodes are arranged with the upper space interposed therebetween.
前記粉体搬送管の前記回収容器内に粉体を排出する排出口は、前記粉体搬送管の上部に設けられていることを特徴とする粉体回収装置。 The powder recovery device according to any one of claims 1 to 4,
A powder recovery device characterized in that a discharge port for discharging powder into the collection container of the powder transfer pipe is provided at an upper part of the powder transfer pipe.
前記廃トナー回収装置として、請求項1乃至5いずれか一項に記載の粉体回収装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus equipped with a waste toner collection device that collects waste toner,
An image forming apparatus characterized in that the powder collecting device according to any one of claims 1 to 5 is used as the waste toner collecting device.
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