JP2002049277A

JP2002049277A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002049277A
Application number: JP2000233647A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kato; 淳一加藤; Satoshi Inami; 聡居波; Seiichi Shinohara; 聖一篠原; Yusuke Nakazono; 祐輔中園; Takahiro Inoue; 高広井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】大幅なコストアップを招くことなく、感光ド
ラム個々又はプロセスカートリッジ個々の管理を確実に
行うことを可能とする電子写真感光体、その電子写真感
光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を
提供することにある。【解決手段】基体上に平均粒径０．０５μｍ以上２μ
ｍ以下の粉体を分散した樹脂層からなる下引き層と感光
層を有する電子写真感光体において、少なくとも該下引
き層を含んでそれよりも上の層に、該電子写真感光体個
体もしくは該電子写真感光体が格納されるプロセスカー
トリッジ個体の個体識別情報が記録されていることを特
徴とする電子写真感光体、その電子写真感光体を有する
プロセスカートリッジ及び電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンターや複写機
等の電子写真感光体、この電子写真感光体を有するプロ
セスカートリッジ及び画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式によって画像を形成する、
プリンター等の画像形成装置においては、電子写真感光
体、帯電器、現像器、クリーニング装置等を一体構造に
まとめてプロセスカートリッジ化することにより、使用
者がプロセスカートリッジを装置本体に装填することに
よって、トナーの補給や寿命に達した電子写真感光体等
の部品を交換可能とし、メンテナンスを容易にしたもの
が実用化されている。

【０００３】このようなプロセスカートリッジにあって
は、交換時期を管理するため、個々のプロセスカートリ
ッジの使用情報、例えばプリント枚数や電子写真感光体
の回転数等を記憶できるようにしておくのが好ましい。

【０００４】特開昭６２−８３７６８号公報では、電子
写真感光体の回転軸と同軸上に磁気ディスクを取りつ
け、磁気ディスクに情報を読み書きするようにして、プ
リント枚数を記憶できるようにするといった提案がなさ
れている。

【０００５】また、特開昭６３−９２９５９号公報で
は、プロセスカートリッジに使用情報を記録させる光記
録媒体を取りつけ、画像露光のレーザービームにより情
報を書き込むという提案がなされている。

【０００６】プロセスカートリッジに情報記憶手段があ
るものの他にも、特開昭６２−１０２２５９号公報のよ
うに、プロセスカートリッジには個々に複数の作動片を
取りつけ、この作動片が装置本体に備えられたマイクロ
スイッチを押すことでプロセスカートリッジ個々の識別
を行ない、個々の識別コードに応じて装置本体側でプリ
ント枚数を記憶する方式もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のような、プロセスカートリッジの記憶手段や識別
手段にあっては、プロセスカートリッジのコストアップ
や、記憶手段や識別手段への給電や読み取りに伴う装置
の複雑化、コストアップ等の欠点があった。

【０００８】本発明の目的は、大幅なコストアップを招
くことなく、感光ドラム個々又はプロセスカートリッジ
個々の管理を確実に行うことを可能とする電子写真感光
体を提供することにある。

【０００９】本発明の別の目的は、大幅なコストアップ
を招くことなくプロセスカートリッジ個々の管理を確実
に行うことが可能となるプロセスカートリッジを提供す
ることにある。

【００１０】本発明の更に別の目的は、大幅なコストア
ップを招くことなくプロセスカートリッジ個々の管理を
確実に行うことが可能となる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、基体上に平均粒径０．
０５μｍ以上２μｍ以下の粉体を分散した樹脂層からな
る下引き層と感光層を有する電子写真感光体において、
少なくとも該下引き層を含んでそれよりも上の層に、該
電子写真感光体個体もしくは該電子写真感光体が格納さ
れるプロセスカートリッジ個体の個体識別情報が記録さ
れていることを特徴とする電子写真感光体である。

【００１２】また、本出願に係る第２の発明は、少なく
とも電子写真感光体を含み、画像形成装置に着脱自在で
あるようにしたプロセスカートリッジにおいて、該電子
写真感光体が基体上に平均粒径０．０５μｍ以上２μｍ
以下の粉体を分散した樹脂層からなる下引き層と感光層
を有し、少なくとも該下引き層を含んでそれよりも上の
層に、該電子写真感光体個体もしくは該電子写真感光体
が格納されるプロセスカートリッジ個体の個体識別情報
が記録されている電子写真感光体を有することを特徴と
するプロセスカートリッジである。

【００１３】更に、本出願に係る第３の発明は、上記プ
ロセスカートリッジを着脱自在であるようにした画像形
成装置において、該プロセスカートリッジに格納された
前記電子写真感光体上に記録された個体識別情報を該画
像形成装置に備えられた光源からの光を当てた時の反射
光により読み出す機構を有することを特徴とする画像形
成装置である。

【００１４】更に、本出願に係る第４の発明は、前記画
像形成装置に備えられた光源からの光が前記電子写真感
光体上に記録された個体識別情報に入射する角度と、該
個体識別情報から反射光を検出する検出器が該個体識別
情報記録部を見込む角度を異ならせるようにした画像形
成装置である。

【００１５】更に、本出願に係る第５の発明は、前記画
像形成装置の画像形成のための画像露光光源が、前記個
体識別情報を読み出すために用いる光の光源を兼ねる画
像形成装置である。

【００１６】更に、本出願に係る第６の発明は、前記画
像形成装置の画像形成のための画像露光光源が、レーザ
ー光源である画像形成装置である。

【００１７】以上の様にすることにより、簡単な構成で
あり、個体識別情報を光を用いて読み出す際に、高いコ
ントラストの出力が得られるため、大幅なコストアップ
を招くことなく、感光ドラム又はプロセスカートリッジ
個々の管理を確実に行うことが可能となる。

【００１８】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例１を図１〜図６
を用いて説明する。

【００１９】図１、図２を用いて装置の全体構成を説明
する。図１中、Ｍはプリンターとしての画像形成装置本
体である。１６は図２に示すように像担持体、帯電装
置、現像装置、クリーニング装置を一体化したプロセス
カートリッジであり、本体に着脱自在となっている。１
は像担持体としての円筒状の感光ドラムであり、駆動手
段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

【００２０】感光ドラム１には、後で詳述するとおり、
その基体と感光層の中間に下引き層を設け、その上にプ
ロセスカートリッジ１６の識別情報を記録されており、
画像形成装置本体Ｍに設けられたＬＥＤ等からなる検出
用光源２０からの光を識別情報に当てて反射した光をフ
ォトダイオード等からなる検出器２１により読み取る。
検出された識別情報と本体でのプリント枚数の情報か
ら、プロセスカートリッジ１６個々についての寿命管理
をするようになっている。

【００２１】本発明の特徴とするところは、感光ドラム
１の下引き層として、樹脂中に導電性粉体と平均粒径
０．０５μｍ以上２μｍ以下の粉体を混入して塗工した
ものを用い、その下引き層の上にプロセスカートリッジ
１６個々の識別情報を記録し、画像形成装置本体に設け
た検出用光源からの光がこの識別情報に入射する角度と
反射光を受光する検出器が見込む角度を異ならせること
である。これにより、低雑音で高コントラストの検出を
可能としている。

【００２２】感光ドラム１の表面は、これに接触配置さ
れて帯電ニップ部Ｎ₁を構成するとともに矢印Ｒ２方向
に回転する帯電ローラー２に不図示の高圧電源から、交
流電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスを印加するこ
とにより、一様に帯電される。

【００２３】一様に帯電された感光ドラム１は、露光装
置３によって静電潜像が形成される。現像装置（トナー
像形成手段）４は、トナーＴの貯蔵、保管を行うトナー
収納装置であるホッパーとトナー担持体である現像スリ
ーブ４ａとを備えており、感光ドラム１上に形成された
静電潜像を現像する。矢印Ｒ４方向に回転する現像スリ
ーブ４ａの近傍にはトナー規制部材である現像ブレード
４ｂが設置されている。そして、画像形成装置中の高圧
回路により、感光ドラム１と現像スリーブ４ａとの間に
直流バイアスに交流バイアスを重畳した現像バイアスが
与えられ、これにより感光ドラム１上の静電潜像は、ト
ナーが付着されてトナー像として現像される。感光ドラ
ム１上のトナー像は、矢印Ｒ５方向に回転する転写装置
（転写手段）５により紙等の転写材Ｐに転写される。転
写材Ｐは給紙用カセット（不図示）に保管されており、
給紙ローラー（不図示）で給紙され、レジストローラ９
により感光ドラム１上のトナー像と同期がとられて感光
ドラム１と転写装置５との間の転写ニップ部Ｎ₂に送ら
れる。転写材Ｐに転写されたトナー像は、転写材Ｐとと
もに定着装置７に搬送され、ここで加熱加圧されて転写
材Ｐに定着されて記録画像となる。

【００２４】一方、トナー像転写後に転写材Ｐに転写さ
れないで感光ドラム１上に残ったトナー（以下「転写残
トナー」という）は、クリーニング装置（クリーニング
手段）６内のクリーニングブレード６ａにより除去され
る。表面の転写残トナーが除去された感光ドラム１は、
帯電装置２の帯電からはじまる次の画像形成に供され、
上述の一連の画像形成プロセスを繰り返す。

【００２５】次に、図３〜図８を用い、プロセスカート
リッジの個体識別と寿命管理について詳細に説明する。

【００２６】図３〜図５は本実施例の感光ドラムを示し
た図である。基体１１はアルミニウムやステンレス等の
金属等が使われるが、本実施例では直径３０ｍｍのアル
ミニウムシリンダーを用いた。下引き層１２は、基体と
感光層の接着性改良、基体上の欠陥の被覆の目的のため
に設けられている。本発明では、下引き層１２の上にプ
ロセスカートリッジの識別情報を記録し、その情報を光
反射で読み取る際に光の正反射成分の寄与により読み取
りコントラストの低下を防ぐため、下引き層１２中に平
均粒径０．０５μｍ以上２μｍ以下の粉体を分散し、光
検出時に乱反射させるようにしてある。

【００２７】下引き層１２は、樹脂中に導電性粉体と平
均粒径０．０５μｍ以上２μｍ以下の粉体を混入して塗
工される。

【００２８】導電性粉体としては、カーボン、酸化アン
チモンを含有する酸化スズ、導電性酸化亜鉛、酸化アン
チモンを含有する酸化スズを被覆した酸化チタン、酸化
インジウム、酸化第二鉄及び四三酸化鉄等が挙げられ
る。

【００２９】平均粒径０．０５μｍ以上２μｍ以下の粉
体としては、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウ
ム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、炭酸バリウ
ム、クレー、タルク、長石及びシリコーン樹脂粒子等が
挙げられる。

【００３０】樹脂は、硬化性ゴム、ポリウレタン樹脂、
エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂及びアクリル−メラミン樹
脂等の熱硬化性樹脂が好適である。

【００３１】導電性粉体と平均粒径０．０５μｍ以上２
μｍ以下の粉体の混合比は、質量比で５：１〜１：３
で、両者を合計した粉体と樹脂の混合比は質量比で１：
２〜５：１程度が好ましい。下引き層１２の膜厚は５〜
３０μｍ程度である。

【００３２】本発明の粉体の粒径は、１２００００倍の
透過型電子顕微鏡写真から１００個の粒子の粒径（最大
弦長）の平均をとることにより求める。

【００３３】平均粒径が０．０５μｍを下回ると光検出
時の乱反射が不充分となり、また、２μｍを上回ると感
光層の感度のムラを生じ易くなる。

【００３４】下引き層１２の上にプロセスカートリッジ
の識別情報を記録する。図４に示すように感光ドラム１
の端部の周面に識別情報１７をバーコード状に記録し
た。

【００３５】図５は、識別情報１７の部分を含んだ感光
ドラム１の端部の断面図である。アルミニウムシリンダ
ー基体１１の端面近くまで下引き層１２を塗布し、その
上に識別情報１７を記録し、識別情報１７の記録部分を
含まずに電荷発生層１３と電荷輸送層１４を塗布して設
けた。

【００３６】識別情報１７は、印刷用インクの類を用い
て記録すればよく、無機・有機の顔料又は染料と、合成
樹脂、ゴム及び蛋白質等のバインダーを揮発性の有機溶
剤に溶解したものや、それに油脂を加えたものでよい。
又は、熱溶融性インクや熱昇華染料を転写してもよく、
インクジェット用インクで印刷してもよい。

【００３７】識別情報１７は、プロセスカートリッジ１
６個々に応じて固有になっている。感光ドラムが回転駆
動されるのに伴い、ＬＥＤ等からなる検出用光源２０か
らの光を識別情報１７に当てて反射した光をフォトダイ
オード等からなる検出器２１により読み取り、制御手段
１８によりプロセスカートリッジの個体識別を行ない、
本体内のプリント枚数情報とから寿命管理が行なわれ
る。

【００３８】図６に感光ドラム１の識別情報１７が記録
部の断面の詳細と、識別情報１７部に光を当てた時の反
射の様子を示す。比較例として、アルミニウムシリンダ
ー基体１１の上に識別情報１７を記録した場合の断面と
光の反射の様子を図７に示す。

【００３９】図６で１２ａで示したのが平均粒径０．０
５μｍ以上２μｍ以下の粉体であり、下引き層１２に分
散されている。粉体１２ａは、下引き層１２の表面にも
現れるので実質的に表面が粗れることになる。

【００４０】このような表面状態のところに光が当てら
れると、図中矢印で示したように、識別情報１７の表面
では正反射成分が主であるのに対し、下引き層１２表面
では乱反射する。この違いを利用し、光検出時の入射光
角度と反射光を受光する検出器の角度をずらせば、識別
情報１７面からの反射光は検出器に受光されにくくなる
一方、下引き層１２面からの反射光は受光されるため、
識別情報を雑音が低く、高コントラストで受けることが
できる。

【００４１】これに対し、図７の場合、識別情報１７の
色により一部吸収される以外は識別情報１７の表面も、
背景部となるアルミニウムシリンダー基体１１表面も正
反射成分が主であるから、入射した光は正反射方向に大
部分反射してゆくため正反射方向で受光した場合、識別
情報１７の光信号成分が正反射光成分の影響で識別しに
くくなる。また、識別情報１７の表面状態のバラツキに
より信号にバラツキを生じることも考えられる。入射光
角度と受光角度をずらすと受光される光強度が著しく低
下することになり、やはり検出が困難となった。

【００４２】以上のことから本実施例では、本実施例の
感光ドラム１を用い、図１に示すＬＥＤ等からなる検出
用光源２０の光が感光ドラム１上の識別情報１７に入射
する入射角度と反射光を検出する検出器２１が見込む角
度を異ならせることで低雑音で高コントラストの検出を
可能とした。

【００４３】図８のブロック図により動作を説明する。

【００４４】図８において、ＬＥＤ等からなる検出用光
源２０から出た検出光２０１は、プロセスカートリッジ
１６中の感光ドラム１に記録された識別情報１７に当て
られ、反射光１７１となり返ってくる。

【００４５】反射光１７１は、検出器２１中のフォトダ
イオード２１１で受けとられ、フォトダイオード２１１
の出力は弁別器２１２により二値化されたシリアル信号
２１３となり出力され、制御手段１８中のＣＰＵ１８１
に取りこまれる。

【００４６】ＣＰＵ１８１はシリアル信号２１３を受け
とると、個体識別情報として過去に認識したものかどう
かを記録手段であるＥＥＰＲＯＭ１８２に格納されたデ
ータと照合し、装着されたプロセスカートリッジ１６が
再装着されたものか、交換によって新規に装着されたも
のかを識別する。

【００４７】ＣＰＵ１８１は、各々識別されたプロセス
カートリッジ毎に、本体から得られるプリント枚数情報
２５を加算しＥＥＰＲＯＭ１８２に格納してゆく。積算
されたプリント枚数が所定の値を超えた場合、表示装置
２６に寿命の警告を表示し、使用者に知らせることがで
きる。

【００４８】以上説明したように、本発明の本実施例に
よれば、光検出時に低雑音で高コントラストの検出が可
能となるため、確実な個体識別が大きなコストアップな
しに実現可能となる効果がある。

【００４９】（実施例２）本実施例では、図９に示すよ
うに感光ドラム１の基体１１の上に、樹脂中に平均粒径
０．０５μｍ以上２μｍ以下の粉体を混入した下引き層
１２を設け、下引き層１２の上で感光ドラム１端部付近
にプロセスカートリッジ１６の識別情報１７を記録し、
下引き層の上に識別情報１７を含まずに電荷発生層１３
を形成し、その上に識別情報１７を含んで電荷輸送層１
４を設けるようにした。

【００５０】このような感光ドラム１を用い、実施例１
と同様の構成の画像形成装置本体Ｍとすることにより、
プロセスカートリッジの個体識別が可能となり、寿命管
理等が行なえるようになる。

【００５１】感光ドラムの感光層をディッピング方式で
塗工する場合、塗り始め側は特に電荷輸送層は膜厚が薄
く画像形成部として使用するのに適さないので、感光層
が塗られていない部分に識別情報１７を記録すると感光
ドラムを長くする必要があるが、本実施例のような感光
ドラムにすれば識別情報も含んで感光層を塗工するた
め、感光ドラムの長さが長くならないので済むという効
果もある。

【００５２】（実施例３）本実施例では、実施例１及び
２の感光ドラム１を用い、感光ドラム１上に記録された
識別情報１７を画像形成装置Ｍで用いられる画像露光用
光源を使って読み取るようにしたものである。図１０及
び図１１を用いて説明する。

【００５３】露光装置３中には図１１に示すように画像
露光光源としての半導体レーザー３１と半導体レーザー
３１から射出される光を走査するための矢印Ｒ３方向に
回転するポリゴンミラー３２が備えられており、感光ド
ラム１上を走査露光する。感光ドラム１上の画像印字領
域を１ａ〜１ａ’で示す。

【００５４】感光ドラム１の端部の画像領域外の部分に
は、プロセスカートリッジ１６の識別情報１７が、実施
例１及び２の形態で記録されており、その位置に相当す
る領域を半導体レーザー３１の光により照射し、その反
射光を光検出器２１により受けとることにより、プロセ
スカートリッジ１６の個体識別を行う。

【００５５】個体識別情報を記録した面が鏡面であると
レーザー光の場合、鏡面部で反射し入射光との間で光の
干渉が起きてしまい、正確な光検出が難しくなってしま
うが、本実施例では個体識別情報を記録した面が実質的
に粗れているため光の干渉が起こらず、正確な光検出が
可能となる。

【００５６】また、本実施例によれば、識別情報１７を
読み出すための光源を画像露光光源が兼ねることになる
ため、余計なコストアップがないという利点もある。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成であり、個体識別情報を光を用いて読み出す
際に、高いコントラストの出力が得られるため、大幅な
コストアップを招くことなく、感光ドラム又はプロセス
カートリッジ個々の管理を確実に行うことができる電子
写真感光体、この電子写真感光体を有するプロセスカー
トリッジ及び電子写真装置を提供することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置の断面図
である。

【図２】本発明の実施例１に係るプロセスカートリッジ
の断面図である。

【図３】本発明の実施例１に係る感光ドラムの断面図で
ある。

【図４】本発明の実施例１に係る感光ドラムの識別情報
部分の斜視図である。

【図５】本発明の実施例１に係る感光ドラムの識別情報
部分の断面図である。

【図６】本発明の実施例１に係る感光ドラムの識別情報
部分の詳細断面図である。

【図７】本発明の実施例１の比較例の感光ドラムの識別
情報部分の詳細断面図である。

【図８】本発明の実施例１に係るブロック図である。

【図９】本発明の実施例２に係る感光ドラムの識別情報
部分の断面図である。

【図１０】本発明の実施例３に係る画像形成装置の断面
図である。

【図１１】本発明の実施例３に係る光検出部の構成図で
ある。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電ローラ３露光装置４現像装置５転写装置６クリーニング装置７定着装置９レジストローラ１１基体１２下引き層１２ａ粉体１３電荷発生層１４電荷輸送層１６プロセスカートリッジ１７識別情報１８制御手段２０光源２１光検出器３１半導体レーザー３２ポリゴンミラーＭ画像形成装置ＴトナーＰ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠原聖一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者中園祐輔東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上高広東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DE02 DE07 HB01 HB15 HB17 2H035 CA07 CB02 CD14 CG01 2H068 AA44 BB33 CA22 FA27 FB08 2H071 BA04 BA13 BA20 BA33 DA06 DA08 DA13 DA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に平均粒径０．０５μｍ以上２μ
ｍ以下の粉体を分散した樹脂層からなる下引き層と感光
層を有する電子写真感光体において、少なくとも該下引
き層を含んでそれよりも上の層に、該電子写真感光体個
体もしくは該電子写真感光体が格納されるプロセスカー
トリッジ個体の個体識別情報が記録されていることを特
徴とする電子写真感光体。
【請求項２】少なくとも電子写真感光体を含み、画像
形成装置に着脱自在であるようにしたプロセスカートリ
ッジにおいて、該電子写真感光体が基体上に平均粒径
０．０５μｍ以上２μｍ以下の粉体を分散した樹脂層か
らなる下引き層と感光層を有し、少なくとも該下引き層
を含んでそれよりも上の層に、該電子写真感光体個体も
しくは該電子写真感光体が格納されるプロセスカートリ
ッジ個体の個体識別情報が記録されている電子写真感光
体を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】請求項２に記載のプロセスカートリッジ
を着脱自在であるようにした画像形成装置において、該
プロセスカートリッジに格納された前記電子写真感光体
上に記録された個体識別情報を該画像形成装置に備えら
れた光源からの光を当てた時の反射光により読み出す機
構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】前記画像形成装置に備えられた光源から
の光が前記電子写真感光体上に記録された個体識別情報
に入射する角度と、該個体識別情報から反射光を検出す
る検出器が該個体識別情報記録部を見込む角度を異なら
せるようにした請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記画像形成装置の画像形成のための画
像露光光源が、前記個体識別情報を読み出すために用い
る光の光源を兼ねる請求項３又は４に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記画像形成装置の画像形成のための画
像露光光源が、レーザー光源である請求項５に記載の画
像形成装置。