JPH08152829A - 廃トナー収容装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃トナー収容装置において、廃トナー収容容
器の小型化をはかること。 【構成】 廃トナー収容装置において、回収容器に廃ト
ナーを送り込む手段と、送り込まれた廃トナー量に応じ
て前記回収容器の容量を可変する手段とを追加した構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式を用いた複
写機，プリンター，及び普通紙ファクシミリ等の廃トナ
ー回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５９−１５５８７８号公
報，特開昭６１−１１４２７２号公報等に表示されるよ
うな廃トナーを廃トナーボックスに搬送して収容する方
法は広く行われている。しかし、これらの方法では廃ト
ナーの充填効率が悪く、それを解決するために特開昭５
７−１６４７２号公報に示される如く、トナー回収ボッ
クスに圧縮手段を設けて廃トナーを圧縮する技術があ
る。

【０００３】この方法を詳細に説明すると図９，図１０
にて３１は底部にネジ底３２を備えた円筒状のトナー回
収容器で、その上部周壁にはクリーニングユニットにつ
ながるトナー回収用パイプ３３が出入する開口３１ａが
穿設され、また内側には後述するピストン３４の回動を
阻止する滑りキー３１ｂが軸方向に突出している。３４
はトナー容器３１内を上下に摺動するピストンで、これ
と一体となった螺枡３４ａは駆動力を受けて回動する歯
車３５と螺合している。なお図中符号３１ｃは、ピスト
ン３４の上面に乗ったトナー粒子を容器３１内におろす
ための内壁上部に形成した台径部、３６は容器３１の上
部を閉塞する蓋付を示している。

【０００４】上述した内容において、通常の使用状態、
つまり感光体表面に付着した未転写トナー粒子を回収し
得る状態のもとでは、図９に示すようにピストン３４は
トナー回収容器３１の最上位にあり、トナー回収用パイ
プ３３の先端は容器３１内中央に延びている。この状態
で図示しないクリーニングユニットからコイルバネフイ
ーダ３３ａによって送られて来た未転写トナー粒子は、
容器３１内に回収されて堆積してゆく。次回のコピー操
作に際してメインスイッチ３４が押されると、指令信号
によって作動を始めた図示しない駆動モータはまずトナ
ー回収用パイプに作用してこれを後退させ、次いで歯車
３５に正回転の駆動力を伝える。

【０００５】前述したように、ピストン３４は容器３１
の内壁に突出した滑りキー３１ｂによって回動が阻止さ
れているから、この歯車３５の回動によってピストン３
４はゆっくりと下降を始め、容器３１の下方に堆積して
いるトナー粒子を圧縮する（図１０）。なお、容器下方
の空気はピストン３４のゆっくりした圧縮行程の間に容
器３１内壁とピストン３４との間隙から上部に排出す
る。

【０００６】この圧縮力が、例えば３０Ｋｇ／Ｃｍ² 以
上になると、歯車３５を介して限界負荷として検知した
制御部では、次に駆動モータを逆転させてピストン３４
を元の位置まで復帰させる。なお、往行程の際に空気と
ともにピストン３４の上方に吐き出されたトナー粒子
は、ピストン３４が最上位に達した段階で大径部３１ｃ
から内部に落下する。このようにして圧縮された回収ト
ナーは容器内でその体積を１／２乃至１／３に減じてペ
レット状の固体となるから、適当な段階で容器３１を複
写機本体から取出し、底蓋３２を外して排出すればよ
い。

【０００７】なお、上述した一連の操作は、複写機のウ
ォーミングアップの間に行うようにすればよいが、この
期間を持たない装置の場合には、１０００個といった複
写回数が行われた段階で、コピー操作の間隙をぬつて行
わせるようにすることもでき、また、ピストン３４の駆
動機構としては他に油圧機構等が考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来技術で
は、廃トナー搬送パイプをボックスより外す必要があり
圧縮動作中にコピー動作をすることは不可能である。そ
のためコピーを中断する必要があり結果的に、コピース
ピードの低下が起こる。また、複写機のウオームアップ
中に動作させる、及び一定コピー枚数に応じて動作させ
る場合でも、１日のコピー枚数が多い場合及び黒べたの
多い原稿を使用した場合には、廃トナー量が多くなり、
効率の良い圧縮は行われない。

【０００９】又、従来技術では、溜まった廃トナー中に
空洞ができ、一部に圧力が集中するため、回転トルクの
みでは均一な圧縮ができない。また、圧縮板の移動距離
の制御によって圧縮を行う場合は、廃トナー量の変動に
よってさらに均一な圧縮ができないし、廃トナーボック
スの容量が大きいためスクリューでの圧力がボックス内
に均一に伝わらず、効率の良い圧縮は行われない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の廃トナー
回収装置によれば、クリーナーにて回収された廃トナー
を収容する回収容器を具備する廃トナー収容装置におい
て、前記回収容器に廃トナーを送り込む手段と送り込ま
れた廃トナー量に応じて前記回収容器の容量を可変する
手段とを有することを特徴とする廃トナー収容装置であ
る。

【００１１】請求項２記載の廃トナー回収装置によれ
ば、前記送り込み手段としてスクリュー機構を用い、前
記容量可変手段として前記回収容器の一面を可動面と
し、他の面の内側の少なくとも１つに廃トナーの圧力を
検知する手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載
の廃トナー収容装置である。

【００１２】請求項３記載の廃トナー回収装置によれ
ば、前記回収容器の廃トナー収容部分に廃トナーは通過
せず、空気が通過する穴もしくはフィルターを有するこ
とを特徴とする請求項１記載の廃トナー収容装置であ
る。

【００１３】請求項４記載の廃トナー回収装置によれ
ば、前記回収容器の可動面が終端まで可動し廃トナーの
収容容積が最大になった場合、及び可動面が終端まで移
動する途上であっても、前記圧力検知手段にて検知され
た廃トナーの圧力が予め定めた値を越えた場合に、廃ト
ナーの満杯を表示する手段または回収動作を停止する手
段を有することを特徴とする請求項１記載の廃トナー収
容装置である。

【００１４】

【作用】請求項１記載の構成によれば、廃トナーを回収
容器に送り込むと同時に、回収容器の容量を可変するこ
とにより、廃トナーの量の多少に拘わらず、効率の良い
廃トナーの圧縮動作が行える。又、コピー動作中も圧縮
動作が可能となる。

【００１５】請求項２記載の構成によれば、圧縮手段と
してスクリューを用いることで連続的に圧縮力をかけら
れることにより廃トナー中に空洞ができ難く、スクリュ
ーの停止中も廃トナーが逆流しない。又、回収容器内に
圧力センサーを備え、測定した値により可動面を移動さ
せるため廃トナー中の空洞を少なくできる。

【００１６】請求項３記載の構成によれば、フィルター
を通じて空気の取入れを設けることで、シャフトと回収
容器の機密性を保持した上で、廃トナーの圧縮効果を高
めることができる。

【００１７】請求項４記載の構成によれば、回収容器内
の廃トナーの圧力が規定値を超えた場合にトナーの満杯
表示を行い、回収動作を停止することで回収装置の保護
ができる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図８に基づいて説明
する。

【００１９】図１に、複写機の要部構成図を示す。感光
体２１は帯電装置２２により帯電され図示しない原稿台
上の原稿を照射した露光体２３により静電潜像が形成さ
れ、現像装置２４により現像（可視像化）される。次い
で図示しない転写紙に、転写装置２５により転写され、
定着装置２７により定着される。一方、感光体２１上に
は、転写されずに残った未転写トナーが残留し、クリー
ナー装置２６にてクリーニングが行われる。２６ａはク
リーニングブレードであり、２８が本発明の廃トナー回
収装置である。

【００２０】図２２でクリーナー装置２６よりかき取ら
れた廃トナー５はスクリュー１を通して廃トナーボック
ス２に送り込まれる。このスクリュー１は一定の回転数
で回転しており、廃トナー搬送力は一定である。廃トナ
ーボックス２に収容された廃トナー５は収容ボックス可
動面３に落ち、さらに可動面３が傾斜しているために、
重力とスクリュー１によってかけられる廃トナー圧力に
より廃トナー投入口７と反対方向に移動し徐々に溜ま
る。さらにスクリュー１の廃トナー搬送力により廃トナ
ー５が圧力センサー６まで持ち上げられ一定圧力を越え
ると、シャフト４が回転し可動面３が矢印Ａ方向に一定
距離だけ（本発明では、１０ｍｍであるが、廃トナーボ
ックス２の大きさ形状により移動量は最適値が存在す
る）移動する。以上の動作で圧力センサー６の圧力が低
下し、また一定圧力を越えるまでスクリュー１によって
廃トナー５は廃トナーボックス２に収容される。この動
作を繰り返し、可動面３が矢印Ａの最下点に下がりその
次に圧力センサー６が一定値を越えたときに廃トナーボ
ックス２が満杯であることを判断し、表示するかもしく
は複写機・プリンターの動作を止める。

【００２１】廃トナー５を廃トナーボックス２に収容す
るさいの圧縮手段として、スクリュー１を用いるが、こ
れにより、連続的に圧縮力をかけられることにより廃ト
ナー５中の空洞ができにくく、コピー動作が止まってい
る場合でもスクリュー１の羽が廃トナー５を押え圧縮さ
れた廃トナーが逆流せず、さらに回転運動であることを
廃トナーを回収ボックスに搬送でき、駆動が簡素化され
る。又、可動面３とシャフト４が連結部８を介して接続
されている。連結部８とシャフト４の接続は、シャフト
４が回転自由に状態で連結されている。シャフト４の表
面と廃トナーボックス２との接触部にはネジがきってあ
りシャフト４が回転すると矢印Ａ方向に可動面３とシャ
フト４が移動する。このことにより、スクリュー１から
の搬送圧力が均一にボックス内に伝わる適度な大きさの
容積が確保でき、均一圧縮が可能になる。

【００２２】圧力センサー６を廃トナーボックス２上部
またはボックス内の廃トナー５に接触できる位置に配置
する。圧力センサー６は圧電素子もしくはマイクロスイ
ッチ等を使用する。図５のフローチャートにおいて、圧
力センサー６からの信号を信号伝達装置１２がＣＰＵへ
送り、ＣＰＵが基準値と比較をし基準値以下であれば、
コピー動作を通常に続け（Ｓ５１〜Ｓ５３）、廃トナー
が増加し、圧力センサーに圧接し基準値を越えたときに
可動面３が最下位の位置でなければを一定距離可動面３
を下げる（Ｓ５４〜Ｓ５５）。圧力センサーをスクリュ
ー１より離れた位置に設置することにより、廃トナー５
中の空洞も検知できる。尚、可動面３が最下点ならば、
廃トナー満杯表示もしくは動作を停止する（Ｓ５６）。

【００２３】図２において廃トナーの投入口７を廃トナ
ー収容ボックス上部の端部に設け、可動面３を投入口７
の設置と反対の端部方向に下がるような傾斜を設ける。
そうすると重力とスクリュー１の搬送力によって、投入
口７から投入された廃トナーは投入口７と反対方向に順
次送られ、廃トナー収容部に空洞が発生せず、効率の良
い圧縮ができる。

【００２４】図３においてスクリュー１の上部に駆動用
のモーター１０を接続する。スクリューとモーターの接
続は直結か、もしくは駆動伝達手段を介してもかまわな
い。廃トナー量が増加すると、スクリューの回転トルク
が増加し、モーターの消費電力が増加する（定回転制御
において）。すなわち、モーターの消費電力で廃トルク
の圧縮率を検知できることになる。図６のフローチャー
トにおいてスクリュー駆動モーター１０の消費電力信号
を電力消費測定装置１１がＣＰＵへ送り、ＣＰＵが基準
値と比較をし基準値以下であれば、コピー動作を通常に
続け（Ｓ６１〜Ｓ６３）、基準値を越えたときに可動面
３が最下位の位置でなければを一定距離可動面３をさげ
る（Ｓ６４〜Ｓ６５）。これにより圧力を測定するセン
サーを余分に付加することなく、廃トナー５の圧縮率を
測定できる。尚、可動面３が最下点ならば、廃トナー満
杯表示もしくは動作を停止する（Ｓ６６）。

【００２５】図４において、廃トナーボックス上部また
は収容された廃トナーに接触できる位置に廃トナーが通
過せず空気が通過できる穴９を設ける。穴９には１ミク
ロン程度のメッシュまたはフィルターをはり、上記性能
を確保する。可動面３と廃トナーボックス２の間はゴム
などのパッキンで機密性を上げ、廃トナーが可動面３の
シャフト４方向側へ飛散しシャフト４と廃トナーボック
ス２がロックすることを防止している。そのため空気の
排出口を収容ボックスに設け、圧縮時に廃トナー５の上
部にある空気を排出し圧縮効果を高めるとともに、可動
面３の移動する力を軽減する。

【００２６】ここで、圧力センサーと廃トナー投入口と
の位置関係を説明すれば、空気抜き口／圧力センサーと
廃トナー投入口の間に収容された廃トナーが十分介在す
る位置関係が必要で、具体的には廃トナーボックスの形
状によって変わるが本実施例から説明すると、廃トナー
ボックス上部の右端部に廃トナー投入口が設置されてお
り、空気抜き口／圧力センサーは、上部左端部に近いと
ころに設置されるのが良い。

【００２７】その理由は本実施例では投入された廃トナ
ーは、投入口近くから堆積されたスクリューの圧力によ
って徐々に奥（反投入口側）に送り出されて行く機構に
なっている。そのため投入抜き口が廃トナーで詰まる場
合があり、十分な機能を果さない場合が起こりうるの
で、最後まで上部に空気の部分が残る廃トナー投入口と
反対の上部に空気抜き口を設置し最後まで空気抜きの機
能を保持させるようにすることが大切である。

【００２８】又、圧力センサーの目的は、圧力を検知し
それによって廃トナーボックス容量に対する廃トナー量
の割合を判断することにある。そのため圧力センサーは
廃トナー全体を代表した圧力を検知する必要がある。た
とえば、圧力センサーが投入口のすぐ隣にあったとする
と、上記で説明したように圧力が廃トナー圧力が高いと
ころであるから、投入口反対側は空間が存在し十分圧力
が低いにもかかわらず、満杯検知の誤動作を行う場合が
ある。それに対し、投入口反対側（ボックス上部でも側
面でも底面でも良い）に圧力センサーを設置すると廃ト
ナー圧縮手段のスクリューと圧力センサーとの間に収容
された廃トナーが十分存在するため、正確な廃トナーボ
ックス容量に対する廃トナー量の割合を検知することが
できる。たとえば、収容された廃トナー中に空洞ができ
た場合、空洞がセンサーとスクリュー間以外に発生した
場合には、その空間を圧力センサーが十分検知できない
場合があるが、センサーとスクリューの間に空洞ができ
た場合にはその空洞が、スクリューの圧力を吸収し、圧
力センサーが正確に廃トナーボックス容量に対する廃ト
ナー量の割合を検知できる。

【００２９】次に図７，図８を用いて本発明の可動面移
動機構を詳細に説明すれば、シャフト４の下方にはモー
ター１３が接続されている。この接続は、モーター軸と
直結もしくは駆動伝達手段を介している。モーターのケ
ースは図８（シャフト４を上方から見た図）に示すよう
に方形である（モーターケース形状は方形に限らず、真
円でなければどのような形でもよい。）。モーター１３
の回りにはモーターケースよりわずかに大きい方形上の
筒を配し、モーター自信の回転を防止している。モータ
ー１３は電源ユニット１６に接続されている。方形状の
筒１５とモーター１３は図７の矢印Ｂ方向に移動可能で
ある。

【００３０】モーター１３が回転するとシャフト４が回
転し、ボックス２とシャフト４はネジの機構で接続され
ており、矢印Ａ方向に下がる。モーター１３は方形状の
筒１５にホールドされているために、モーターシャフト
の回転はするが、モーターケースの回転はない。なお、
可動面３の最下点位置の認識は図７のシャフト４のトル
ク／消費電力を測定装置（図示せず）で測定し一定以上
になった場合、及び廃トナーボックス２の底部にマイク
ロスイッチ１４等を設置すればよい。又、可動面３が最
下点にくると、シャフト４の回転は止まる。モーターは
定速回転制御が行われているため、さらにシャフト４を
回そうとして、電流（消費量）が増加する。この電流が
一定量増加すると、最下点であると判断できる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、廃トナー
を回収容器に送り込むと同時に、回収容器の容量を可変
することにより、廃トナーの量の多少に拘わらず、効率
の良い廃トナーの圧縮動作が行える。又、コピー動作中
においても圧縮動作が行えるため装置の使用効率が良
い。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、圧縮手段と
してスクリューを用いることで連続的に圧縮力をかけら
れることにより廃トナー中に空洞ができ難く、スクリュ
ーの停止中も廃トナーが逆流しない。又、回収容器内に
圧力センサーを備え測定した値により可動面を移動させ
るため、廃トナー中の空洞を少なくでき精度の良い廃ト
ナー圧縮を行える。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、フィルター
を通じて空気の取入れを設けることで、シャフトと回収
容器の機密性を保持した上で、廃トナーの圧縮効果を高
めることができる。

【００３４】請求項４記載の発明によれば、回収容器内
の廃トナーの圧力が規定値を越えた場合にトナーの満杯
表示を行い、回収動作を停止することで回収装置の保護
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複写機の要部構成図である。

【図２】本発明の廃トナー収容装置の側面図である。

【図３】本発明の廃トナー収容装置のスクリュー駆動の
説明図である。

【図４】本発明の廃トナー収容装置の空気穴の説明図で
ある。

【図５】本発明の動作（圧力センサー検知動作）を示す
フローチャートである。

【図６】本発明の動作（モータートルク検知動作）を示
すフローチャートである。

【図７】本発明の可動面移動機構の説明図である。

【図８】図７の可動面移動機構の動作部の上面図であ
る。

【図９】従来装置の断面図（初期状態）である。

【図１０】従来装置の断面図（トナー圧縮状態）であ
る。

【符号の説明】

１ スクリュー ２ 廃トナーボックス（回収容器） ３ 収容ボックス可動面 ４ シャフト ５ 廃トナー ６ 圧力センサー ７ 廃トナー投入口 ８ 可動面・シャフト連結部 ９ 空気抜き穴（穴） １０ スクリュー駆動モーター １１ 電力消費測定装置 １２ 信号伝達装置 １３ 可動面駆動モーター １４ マイクロスイッチ １５ 駆動モーター保持筒 １６ 電源ユニット ２１ 感光体 ２２ 帯電装置 ２３ 露光体 ２４ 現像装置 ２５ 複写装置 ２６ クリーナー装置 ２６ａ クリーニングブレード ２７ 定着装置 ３１ トナー回収装置 ３１ａ 開口 ３１ｂ 滑りキー ３１ｃ 大径部 ３２ ネジ部 ３３ 回収用パイプ ３３ａ コイルバネフィーダ ３４ ピストン ３４ａ 螺枡 ３５ 歯車 ３６ 蓋付

フロントページの続き (72)発明者 今植 幸▲ひさ▼ 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 北村 圭三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 ▲高▼屋 裕子 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーナーにて回収された廃トナーを収
   容する回収容器を具備する廃トナー収容装置において、
   前記回収容器に廃トナーを送り込む手段と送り込まれた
   廃トナー量に応じて前記回収容器の容量を可変する手段
   とを有することを特徴とする廃トナー収容装置。
2. 【請求項２】 前記送り込み手段としてスクリュー機構
   を用い、前記容量可変手段として前記回収容器の一面を
   可動面とし、他の面の内側の少なくとも１つに廃トナー
   の圧力を検知する手段とを設けたことを特徴とする請求
   項１記載の廃トナー収容装置。
3. 【請求項３】 前記回収容器の廃トナー収容部分に廃ト
   ナーは通過せず、空気が通過する穴もしくはフィルター
   を有することを特徴とする請求項１記載の廃トナー収容
   装置。
4. 【請求項４】 前記回収容器の可動面が終端まで可動し
   廃トナーの収容容積が最大になった場合、及び可動面が
   終端まで移動する途上であっても、前記圧力検知手段に
   て検知された廃トナーの圧力が予め定めた値を越えた場
   合に、廃トナーの満杯を表示する手段または回収動作を
   停止する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   廃トナー収容装置。