JPH02158789A - トナー回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
、−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１
１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はパイプ部材の内腔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の内部で回転するス
クリュー部材の先端に、トナー排出用の羽根部材をスク
リュー部材と一体回転可能に取付け、該羽根部材の回転
半径Ｒを、前記スクリュー部材の半径「とパイプ部材の
内径りに対して、 ｒ　　≦　　Ｒ＜　　　Ｄ／２ なる関係に設定し、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、主撹拌部
材１６及び補助撹拌部材１７が備えられており、主撹拌
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から矢印へ
の如く傾斜板２２を経て補助撹拌部材１７へとＷｉ環す
るようになっている。

そして、開口２１を通って矢印へ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２
９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３
１１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、この補給間口３
１２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３２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３１２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は入
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
た回収トナーの受は溝、３９は受は溝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
ナー受は溝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−半部はトナー受は溝３８内に沿ってほ
ぼ直線状に配置され、他生部は、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１０
ａ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、はぼ卓球ラケットの形にイ以た形
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４０
ａ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においてトナー受は溝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
トナー受は溝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、トナー受は
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３０との間を連通ずるように設置さ
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）、）ナー搬送パイプ４１
の内径をＤ（ｍｍ）、羽根４０ａの回転半径をＲ（ａｍ
）としたときに、 ｒ　≦　Ｒ＜　　Ｄ／２ となるように決定し、その突出ＩＬ　（ｍｍ）は、トナ
ー出口４１ｃの開口長さをＩｌ（ａｍ）としたときに、 Ｌ　　　　≧　　　　２ となるように決定する。

この場合、羽ｍ　４０　ａ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４０．４
０ａ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、トナー搬送パイプ４
１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４１ｃとの干渉が生じることになる
。

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効率
よく掻き落とし、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
位の回収トナー受は溝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
ｌＩ４０ａ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４１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４１
ｂ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例の
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４１
ｃ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３０をほぼ１８０度回軸回転補給開口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度回軸回転
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は入
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３２
４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２
５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を伝ってトナー受は溝３８内に集
められて行く。

トナー受は溝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４００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３０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。

すなわら、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３２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１−ナー出口４１ｃを閉じるだめ、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４
１ｃ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度回軸回転て補給開口
３１２を上向きの状態にした後、例えばこの補給開口３
１２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の内部で回転するスクリュー
部材の先端に、トナー排出用の羽根部材をスクリュー部
材と一体回転可能に取付け、該羽根部材の回転半径Ｒを
、前記スクリュー部材の半径ｒとパイプ部材の内径りに
対して、 ｒ　　≦　　Ｒ＜　　　Ｄ／２ なる関係に設定したことを特徴としているから、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。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
）ないしく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）ないしく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 ４−クリーニング部 ７・−格納部 ０−・・トナーカートリッジ ト−補給トナー容器 ２・・−回収トナー容器 １２−・−補給開口 ２２・−トナー出口 ２３−・・シャッター ８・・・トナー受は溝（クリーニング部位）ｏ−ｈナー
搬出スクリュー Ｏａ−排出用の羽根 １・・−トナー搬送パイプ １ａ・・−基端部 １ｂ−−・先端部 １ｃ−トナー出口 ２・・・操作レバー ３・・・シャンクー 第 図 １ｂ 第 図 第９１！１ （ｂ） （Ｃ） 第 １０図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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の
   内部で回転するスクリュー部材の先端に、トナー排出用
   の羽根部材をスクリュー部材と一体回転可能に取付け、
   該羽根部材の回転半径Ｒを、前記スクリュー部材の半径
   ｒとパイプ部材の内径Ｄに対して、 ｒ≦Ｒ＜Ｄ／２ なる関係に設定して成ることを特徴とするトナー回収装
   置。