JPH0643793A - 画像形成装置におけるトナー回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーニング装置からトナー搬送手段２によ
り送られる排トナーを回収ボトル１に搬入すると共に圧
縮充填するトナー搬送手段４を、安価なステッピングモ
ーターとブラシ付ＤＣモーターとで分担して駆動し、長
時間回転と高トルクという２つの要求を安価な構成で満
足させる。 【構成】 トナー搬送手段４の回転軸を、一方向クラッ
チ６等を介してブラシ付ＤＣモーターからなる圧縮モー
ター７に、また駆動ギャー８を介してピニオン付ステッ
ピングモーターからなるトナー搬送モーター９に連結す
る。このモータ９の回転軸にディスク１０を取付け、デ
ィスク回転検出用の光センサー１１を設ける。また圧縮
モーター７の荷電流検出手段も設ける。上記回転軸を、
トナー搬送時はトナー搬送モーター９で駆動し、負荷が
所定以上になってこのモーター９が不回転になったら圧
縮モーター７で駆動する。この圧縮モーター７の荷電流
を検出したら装置を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置におけるトナー回収装
置に係り、詳しくは、例えばクリーニング装置でトナー
像担持体から除去した回収トナーを、回収トナー収容器
へ搬入するための回収トナー搬送手段により、回収トナ
ー収容器内に圧縮して収容することができるトナー回収
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のトナー回収装置としては、
回収トナー収容器の交換頻度を少なくする等のために、
回収トナーを回収トナー収容器に搬送する最終段階のト
ナー搬送手段を利用して強制的に回収ボトル内にトナー
を圧縮充填する様にしたものが知られている（例えば、
特開昭５８ー１４１７７号公報、特開平１−１３３０８
８号公報参照）。

【０００３】また、現像剤の補充回数によって回収トナ
ー収容器の交換時期を予測すること（特開昭６０−１５
１６６８号公報参照）、駆動モーターの電流変化を検出
して回収トナー収容器の満杯検出を行うこと（特開昭６
２−１４１８６号公報参照）、回収トナー収容器内の圧
力を段階的に満杯直前の状態と満杯状態とを検出するこ
と（特開昭６４−５７２８３号公報参照）、トナー回収
用の駆動軸を負荷トルクにより変位させて駆動力を解除
するとともに回収トナー収容器の満杯を検出すること
（特開昭６４−５８６号公報参照）、回収軸の不回転を
検出して回収トナー収容器の満杯を検出すること（特開
昭６１−１２１０７５号公報参照）なども知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年回収トナー収容器
の回収の頻度を極力少なくしたいという要求より回収ト
ナー収容器が大型化する傾向がありそれに伴い回収トナ
ー収容器をクリーニング装置等の回収トナー発生箇所か
ら比較的はなれた場所に設置することが多くなった。こ
のように回収トナー収容器を回収トナー発生箇所から比
較的はなれた場所に設置したトナー回収装置において、
上記最終段のトナー搬送のためのトナー搬送手段をトナ
ー圧縮のための手段として兼用する場合に、次のような
問題点がある。すなわち、この様な構成下では回収トナ
ー収容器への最終段階のトナー搬送及びトナー圧縮の駆
動をトナー像担持体駆動用等のメインモーター等からと
ることが困難なので、トナー回収装置として独立した駆
動源を有することになる。しかし、上記最終段のトナー
搬送のためとトナー圧縮のためとでは、駆動源に要求さ
れる特性が異なる。例えば、図２はらせん状軸を有する
トナー搬送手段を、最終段階のトナー搬送とトナー圧縮
とに兼用する場合に、その駆動源に要求される特性を示
す特性図である。この図からも明らかなようにトナーを
回収トナー収容器内に搬送する時は軽負荷で長時間運転
され、充填が終了して圧縮モードに入ると運転時間は短
いが負荷トルクは急激に増大する。従って、最終段階の
トナー搬送モードには例えばＰＭ型の安価なステッピン
グモーターが適しているが、このモーターは、圧縮モー
ドでは充分な圧縮が出来ず回収トナー収容器の容積効率
が悪くなる。一方、圧縮モードには安価でトルクの有る
ブラシ付ＤＣモーターが適しているが、このモーター
は、トナー搬送時はそれほど大きなトルクを必要としな
いので不必要なトルク性能を有することになるばかりで
なく、このトナー搬送はコピー中常時行う必要があるこ
とからトナー搬送のための運転時間が数百時間に及んで
ブラシの摩耗により寿命が問題となる。このため、結局
両者を満足する為には高価なブラシレスＤＣモーター等
を必要とし装置自体が高価なものとなってしまうという
問題点がある。

【０００５】以上は、回収トナー収容器を回収トナー発
生箇所から比較的はなれた場所に設置したトナー回収装
置において、上記最終段のトナー搬送のためのトナー搬
送手段をトナー圧縮のための手段として兼用する場合の
問題点であるが、回収トナー収容器を回収トナー発生箇
所から比較的近い箇所に設置する場合にも、回収トナー
を回収ボトルに搬送する最終段階のトナー搬送手段を利
用して強制的に回収ボトル内にトナーを圧縮充填するか
ぎり、トナー搬送用とトナー圧縮用とで本来異なる駆動
特性を要求されるところ、これを単一の駆動手段で行う
場合には、この駆動手段（駆動源及び駆動伝達機構を含
む）によっては、上記のように両駆動特性に対応できる
高価な駆動源を用いるか、又は、トナー搬送とトナー圧
縮のいずれかの性能を犠牲にせざるを得ないという問題
点がある。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、第１の目的は、回収トナーを回収トナー収容器
に搬送する最終段階のトナー搬送手段を利用して強制的
に回収ボトル内にトナーを圧縮充填するトナー回収装置
において、トナー搬送手段を搬送モードと圧縮モードの
いずれの時期にも、適切に駆動することができる画像形
成におけるトナー回収装置を提供することができる。ま
た、その第２の目的は、更に、安価なステッピングモー
ターとブラシ付ＤＣモーターを２個配置し２個のモータ
ーを必要に応じて使い分け全体として安価な装置を提供
することにある。また、その第３の目的は、更に、従来
技術による満杯検知を回収トナーの搬送モードと圧縮モ
ードの切り換えに利用して、特別な装置を付加すること
なく安定した性能を発揮できる安価な画像形成における
トナー回収装置。また、その第４の目的は、更に、搬送
モードと圧縮モードの切り換えタイミングをトナー満杯
の予備検知とすることにより特別な装置を付加すること
なく安定した性能を発揮できる安価なトナー回収装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の画像形成装置におけるトナー回収
装置は、画像形成装置内で発生した回収トナーを回収ト
ナー収容器へ搬入するための回収トナー搬送手段と、該
回収トナー搬送手段を駆動するための第１駆動手段と、
該回収トナー搬送手段を駆動するための第２駆動手段
と、該回収トナー搬送手段を該第１駆動手段と該第２駆
動手段のいずれによって駆動するかを切り換える駆動切
り換え手段とを設けたことを特徴とするものである。ま
た、請求項２の画像形成装置におけるトナー回収装置
は、上記第２駆動手段が上記第１駆動手段より駆動トル
クが大きい請求項１のトナー回収装置において、上記駆
動切り換え手段を上記回収トナー搬送手段にかかる負荷
が所定以上になったときに、上記回収トナー搬送手段の
駆動を該第１駆動手段から該第２駆動手段に切り換える
ように構成したことを特徴とするものである。また、請
求項３の画像形成装置におけるトナー回収装置は、請求
項２のトナー回収装置において、上記第１駆動手段と上
記第２駆動手段とが、それぞれモーターを備えたことを
特徴とするものである。上記第２の目的を達成するため
に、請求項４の画像形成装置におけるトナー回収装置
は、請求項３のトナー回収装置において、上記第１駆動
手段がステッピングモーターを備え、上記第２駆動手段
が直流モーターを備えたことを特徴とするものである。
上記第３の目的を達成するために、請求項５の画像形成
装置におけるトナー回収装置は、請求項３のトナー回収
装置において、上記第１駆動手段が備えたモーターの不
回転を検出する不回転検出手段を設け、上記駆動切り換
え手段を、該不回転検出の出力に基づいて上記回収トナ
ー搬送手段の駆動を該第１駆動手段から上記第２駆動手
段に切り換えるように構成したことを特徴とするもので
ある。上記第４の目的を達成するために、請求項６の画
像形成装置におけるトナー回収装置は、請求項５のトナ
ー回収装置において、上記不回転検出手段の検出結果を
報知する信号を出力する手段と、上記第２駆動手段が備
えたモーターの過電流を検出する過電流検出手段と、該
過電流検出手段の検出結果を画像形成装置の所定制御に
反映させる信号を出力する手段とを設けたことを特徴と
するものである。ここで、報知は、視覚的報知と聴覚的
報知とのいずれでも良い。また、所定制御とは画像形成
装置の動作を停止させたり、回収トナー収容器の満杯を
報知させたりする制御である。

【０００８】

【作用】請求項１乃至６の画像形成装置におけるトナー
回収装置においては、駆動切り換え手段によって、画像
形成装置内で発生した回収トナーを回収トナー収容器へ
搬入するための回収トナー搬送手段を、第１駆動手段と
第２駆動手段のいずれか適切な方で駆動するように切り
換える。また、請求項２の画像形成装置におけるトナー
回収装置においては、上記第２駆動手段が上記第１駆動
手段より駆動トルクが大きい請求項１のトナー回収装置
において、上記駆動切り換え手段によって、上記回収ト
ナー搬送手段にかかる負荷が所定以上になったときに、
上記回収トナー搬送手段の駆動を該第１駆動手段から該
第２駆動手段に切り換える。また、請求項３の画像形成
装置におけるトナー回収装置においては、請求項２のト
ナー回収装置において、上記第１駆動手段と上記第２駆
動手段とに、それぞれモーターを備えるようにし、これ
により、それぞれのモーターとしてトナー搬送とトナー
圧縮のそれぞれに適したモーターを用いて、各モーター
の欠点を互いに補えるようにした。請求項４の画像形成
装置におけるトナー回収装置においては、請求項３のト
ナー回収装置において、上記第１駆動手段が搬送モード
に適したステッピングモーターを備え、上記第２駆動手
段が圧縮モードに適した直流モーターを備えるように
し、これにより、各モーターにより各モードに応じた駆
動特性を発揮できるようにした。請求項５の画像形成装
置におけるトナー回収装置においては、請求項３のトナ
ー回収装置において、不回転検出手段が上記第１駆動手
段のモーターの不回転を検出したときに、圧縮時期には
いったものとして、上記駆動切り換え手段によって、上
記回収トナー搬送手段の駆動を該第１駆動手段から上記
第２駆動手段に切り換えるようにする。請求項６の画像
形成装置におけるトナー回収装置においては、請求項５
のトナー回収装置において、上記不回転検出手段の検出
結果を報知する信号を出力する手段によって、画像形成
装置本体に該信号を送り、回収トナー収容器が満杯に近
くなったことを報知できるようにする。また、過電流検
出手段が上記第２駆動手段のモーターの過電流を検出し
たときに、該過電流検出手段の検出結果を画像形成装置
の所定制御に反映させる信号を出力する手段によって、
画像形成装置本体に該信号を送り、画像形成動作を停止
する等の制御を行えるようにする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）におけるクリーニング装
置からのトナーを回収するトナー回収装置に適用した一
実施例について説明する。本実施例のトナー回収装置
は、回収トナー収容器としての回収ボトル１を図示しな
いクリーニング装置から比較的はなれた場所に設置して
いるものとする。図３において、感光体上から除去され
た排トナー（以下、トナーという）は、矢印Ａの上流側
にある図示しないクリーニング装置からトナー搬送手段
２によって搬送されてくる。このトナー搬送手段２はト
ナー搬送を行なうのみでよいから剛性を必要とせず通常
コイル状の細い軸が用いられる。このトナー搬送手段２
により送られてきたトナーは合流パイプ３の中で最終段
のトナー搬送手段４と合流し回収ボトル１の中に送られ
る。この最終段のトナー搬送手段４は回収ボトル１にト
ナーを充填後更に圧縮過充填するトナー圧縮手段として
兼用されており、圧縮時に回収ボトル１内のトナーから
の反力を受けるので反力に耐え得る剛性を有するスパイ
ラル状の軸で形成される。

【００１０】図１において、上記トナー搬送手段４の回
転軸にはウォームホイール５が一方向クラッチ６を介し
て取り付けられている。このウォームホイール５はウォ
ーム付圧縮モーター７と係合している。この圧縮モータ
ー７はこの例ではブラシ付のＤＣモーターである。更に
上記トナー搬送手段４の回転軸上に駆動ギャー８が取り
付けられており、この駆動ギャー８はピニオン付トナー
搬送モーター９と係合している。このトナー搬送モータ
ー９はこの例ではＰＭ型のステッピングモータである。
このトナー搬送モーター９のモーター軸上には遮光部と
開口部を有する円板状のディスク１０が取り付けてい
る。そして、このディスク１０の回転を検するための光
センサー１１が設けられている。

【００１１】図４において、上記トナー搬送モーター９
は、電源に接続された回転速度制御用トランジスタ１２
に接続され、この制御用トランジスタ１２がマイクロコ
ンピュータからなる制御部１３の出力ポートＰ₂，Ｐ₃，
Ｐ₄，Ｐ₅に接続されている。上記圧縮モーター７の界磁
巻線の一端は上記電源に接続され、他端はスイッチング
トランジスタ１４のコレクタに接続されている。このス
イッチングトランジスタ１４のベースは上記制御部の出
力ポートＰ₁に接続され、エミッタは接地された電流検
出用抵抗１５に接続されるとともに上記制御部１３のア
ナログ入力ポートＡＮ₀に接続されている。そして、上
記制御部１３の入力ポートＰ₆には上記光センサー１１
が接続されている。

【００１２】次に動作について説明する。トナー搬送時
（回収トナーボトル空時）はトナー搬送モーター９が回
転しトナー搬送手段４の回転軸を回転させトナーを回収
ボトルａに送り込む。この時トナー圧縮モーター７は不
回転でトナー搬送手段４の回転軸の駆動力は一方向クラ
ッチ６にてリリースされている。回収ボトルｃへの充填
が進んでトナー搬送手段４の回転軸がトナーの反力を受
けるようになると、図２に示す様にトナー搬送モーター
９にかかる負荷トルクは増大する。所定の負荷トルクに
達すると、実施例によればトナー搬送モーター９がステ
ッピングモーターであるので脱調し、そのモーター軸は
不回転となる。モーター軸の不回転はディスク１０と光
センサー１１によりパルスの発生の有無により検出され
る。この様にしてトナー搬送モーター９の不回転が検出
されると、上記制御部１３によりスイッチングトランジ
スタ１４をオンしてトナー圧縮モーター７を駆動し圧縮
モードの動作を開始させる。このとき回収ボトル１の満
杯が近いことを例えば表示器を点灯して報知しても良
い。更に充填が進むと図２に示す様に負荷が急激に増加
する。これにより、ＤＣモーターからなるトナー圧縮モ
ーター７にかかる負荷が増加するとこのモーター７に流
れる電流の増加に伴い電流検出用抵抗１５に流れる電流
も増加する。従って、図４中のＢ点の電圧が上昇する。
これを上記制御部１３のアナログポートＡＮ ₀で検出し
所定の負荷以上であることが検出された時トナー満杯と
し機械を停止する。この機械停止に代え、又は、これに
加えトナー満杯を例えば表示器を点灯させて報知しても
良い。図５は以上の動作を行わせるための制御の一例を
示すフローチャートである。

【００１３】以上の実施例においては、モーターを２つ
用意しておき、トナー搬送時とトナー圧縮時とで最終段
のトナー搬送手段４を駆動するモーターを切り換えた
が、これに代え、単一のモーターを用い、このモーター
からトナー搬送手段に駆動を伝達する機構中に、例えば
入出力の回転数比を切り換える機構を設け、この回転数
比がトナー搬送時よりもトナー圧縮時の方が小さくなる
ように切り換えるようにしても良い。

【００１４】

【発明の効果】請求項１乃至６の画像形成装置における
トナー回収装置によれば、駆動切り換え手段によって、
画像形成装置内で発生した回収トナーを回収トナー収容
器へ搬入するための回収トナー搬送手段を、第１駆動手
段と第２駆動手段のいずれか適切な方で駆動するように
切り換えるので、トナー搬送手段を搬送モードと圧縮モ
ードのいずれの時期にも、適切に駆動することができ
る。特に、請求項２の画像形成装置におけるトナー回収
装置によれば、上記第２駆動手段が上記第１駆動手段よ
り駆動トルクが大きい請求項１のトナー回収装置におい
て、上記駆動切り換え手段によって、上記回収トナー搬
送手段にかかる負荷が所定以上になったときに、上記回
収トナー搬送手段の駆動を該第１駆動手段から該第２駆
動手段に切り換えるので、比較的駆動トルクが大きい上
記第２駆動手段を用いて回収トナー収容器内での回収ト
ナーの圧縮を充分行うことができる。また、請求項３の
画像形成装置におけるトナー回収装置によれば、請求項
２のトナー回収装置において、上記第１駆動手段と上記
第２駆動手段とに、それぞれモーターを備え、これによ
り、それぞれのモーターとして各々の欠点を補うモータ
ーを採用することにより、トナー搬送とトナー圧縮の両
方の要求を満足するような高価なモーターを使用せず
に、このような高価なモーターを使用した場合と同様の
性能を全体として安価な装置で発揮させることができ
る。請求項４の画像形成装置におけるトナー回収装置に
よれば、請求項３のトナー回収装置において、上記第１
駆動手段が搬送モードに適したステッピングモーターを
備え、上記第２駆動手段が圧縮モードに適した直流モー
ターを備えるので、各モードに応じた駆動特性を発揮さ
せることができる。請求項５の画像形成装置におけるト
ナー回収装置によれば、請求項３のトナー回収装置にお
いて、不回転検出手段が上記第１駆動手段のモーターの
不回転を検出したときに、圧縮時期にはいったものとし
て、上記駆動切り換え手段によって、上記回収トナー搬
送手段の駆動を該第１駆動手段から上記第２駆動手段に
切り換えるので、例えば回収トナー収容器内に圧力検出
手段等を新たに追加することなくトナー搬送モードとト
ナー圧縮モードの切換が可能となり装置の低コスト化が
達成できる。請求項６の画像形成装置におけるトナー回
収装置によれば、トナー搬送モードと圧縮モードとの切
り換えのための上記不回転検出手段の検出結果を、回収
トナー収容器が満杯に近い状態にあることの検出に用
い、また、過電流検出手段による上記第２駆動手段のモ
ーターの過電流の検出結果を、回収トナー収容器の満杯
検出に用いるので、特別の装置を付加することなく信頼
性の高い回収トナー収容器の満杯等の検出を安価な構成
で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るトナー回収装置の駆動機構の概略
図。

【図２】回収トナーを回収トナー収容器に搬送する最終
段階のトナー搬送手段を利用して強制的に回収ボトル内
にトナーを圧縮する場合のトナー搬送手段の負荷トルク
の経時変化を示すグラフ。

【図３】同トナー回収装置の回収ボトル近傍の概略構成
図。

【図４】同トナー回収装置の駆動制御のための電装部の
回路図。

【図５】同トナー回収装置の制御のフローチャート。

【符号の説明】

１ 回収ボトル ２ トナー搬送手段 ３ 合流パイプ ４ 最終段のトナー搬送手段 ５ ウォームホイール ６ 一方向クラッチ ７ 圧縮モーター ８ 駆動ギャー ９ トナー搬送モーター １０ ディスク １１ 光センサー １２ 回転速度制御用トランジスタ １３ 制御部 １４ スイッチングトランジスタ １５ 電流検出用抵抗

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成装置内で発生した回収トナーを回
   収トナー収容器へ搬入するための回収トナー搬送手段
   と、該回収トナー搬送手段を駆動するための第１駆動手
   段と、該回収トナー搬送手段を駆動するための第２駆動
   手段と、該回収トナー搬送手段を該第１駆動手段と該第
   ２駆動手段のいずれによって駆動するかを切り換える駆
   動切り換え手段とを設けたことを特徴とする画像形成装
   置におけるトナー回収装置。
2. 【請求項２】上記第２駆動手段が上記第１駆動手段より
   駆動トルクが大きい請求項１の画像形成装置におけるト
   ナー回収装置において、上記駆動切り換え手段を上記回
   収トナー搬送手段にかかる負荷が所定以上になったとき
   に、上記回収トナー搬送手段の駆動を該第１駆動手段か
   ら該第２駆動手段に切り換えるように構成したことを特
   徴とする請求項１の画像形成装置におけるトナー回収装
   置。
3. 【請求項３】上記第１駆動手段と上記第２駆動手段と
   が、それぞれモーターを備えたことを特徴とする請求項
   ２の画像形成装置におけるトナー回収装置。
4. 【請求項４】上記第１駆動手段がステッピングモーター
   を備え、上記第２駆動手段が直流モーターを備えたこと
   を特徴とする請求項３の画像形成装置におけるトナー回
   収装置。
5. 【請求項５】上記第１駆動手段が備えたモーターの不回
   転を検出する不回転検出手段を設け、上記駆動切り換え
   手段を、該不回転検出の出力に基づいて上記回収トナー
   搬送手段の駆動を該第１駆動手段から上記第２駆動手段
   に切り換えるように構成したことを特徴とする請求項３
   の画像形成装置におけるトナー回収装置。
6. 【請求項６】上記不回転検出手段の検出結果を報知する
   信号を出力する手段と、上記第２駆動手段が備えたモー
   ターの過電流を検出する過電流検出手段と、該過電流検
   出手段の検出結果を画像形成装置の所定制御に反映させ
   る信号を出力する手段とを設けたことを特徴とする請求
   項５の画像形成装置におけるトナー回収装置。