JP2004198799A - プロセスカートリッジのリサイクル方法及びトナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法 - Google Patents

プロセスカートリッジのリサイクル方法及びトナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法 Download PDF

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Abstract

【課題】プロセスカートリッジの構成材料から金属材料を効率良く回収して金属材料のリサイクルを行う。
【解決手段】トナーを含むプロセスカートリッジのリサイクル方法であって、回収したトナーを含むプロセスカートリッジを破砕工程で前記プロセスカートリッジの容器形態を主要構成部品程度に分解処理し、該分解処理工程中に前記トナーを吸引回収し、前記分解処理工程後に、前記プロセスカートリッジの構成部品の構成材料中の鉄系材料及びアルミニュム材料等の金属材料を分別処理し、夫々を溶融処理して鉄系材料及びアルミニュム材料として再利用可能な形態とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンター等の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジを構成する材料の中の金属材料のリサイクル方法に関する。
【０００２】
更に、本発明はトナーを含むプロセスカートリッジを構成する材料の中の金属材料のリサイクルの方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
複写機、プリンターなどに使用するトナーを含むプロセスカートリッジの破棄処理方法に関する先行資料として、特開平０９−１５０１３７号公報がある。
【０００４】
又、トナー等を内蔵するプロセスカートリッジを粉砕処理する場合に微粉体による粉塵爆発対策が必要であり、その対策の１つとして、特開平１１−１５６２２４号公報に示す技術がある。
【０００５】
粉塵爆発対策の有効な方法として本出願人に係る特願平２００２第１０８２２４号の出願がある。
【０００６】
又、複写機、プリンタ、ファクシミリ、テレビジョン、等の事務機器、電気機器の部品に使用されている熱可塑性樹脂材料の再生利用に関する技術として特開平０５−３０１２２２号公報、特開２０００−１５９９００号公報、特開２００１−０３０２４８号公報がある。
【０００７】
更に、使用済みプロセスカートリッジのトナーの分離処理に関す発明として特開２００１−２０５２４５号公報がある。
【０００８】
又、粉体処理に関する発明として特開平０９−２０６６８５号公報がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
複写機、プリンタは企業内、又個人に広く普及しておりその使用済みプロセスカートリッジの回収量も増加の一途を辿っている。
【００１０】
プロセスカートリッジに使用している金属材料の使用量も多く、それゆえに、プロセスカートリッジに使用している材料の再資源化としての有効利用が求められている。
【００１１】
本発明の対象とするプロセスカートリッジに用いる金属材料の再利用に関しては、使用済みプロセスカートリッジを回収し、破砕分別し、構成材料毎に仕分ける工程が必要である。
【００１２】
そのために、まず、プロセスカートリッジを構成部品ごとに破砕する必要がある。
【００１３】
プロセスカートリッジの一次破砕工程で破砕の程度を細かく破砕すると後工程での樹脂材料やゴム材料などの分別処理の分別が困難になる。
【００１４】
そのため、後工程による処理工程の増加、高い精度の樹脂材料の分別処理装置が必要となり再資源材料としてコスト上昇要因となる。
【００１５】
それゆえ、プロセスカートリッジの一次破砕工程での破砕の程度は帯電ローラ、クリーニングブレード、等の金属材料やゴム材料等の複数種類の材料から構成された部材は一次破砕工程では前記部品の形態、即ち、ゴム材料が破砕されないでプロセスカートリッジの容器から分離可能となる程度の破砕処理を行うことが重要である。
【００１６】
しかし、一次破砕工程の破砕強度では感光ドラム等のアルミニュムと樹脂材料で構成したユニット部品はアルミニュムと樹脂材料が分離できないものもある。
【００１７】
プロセスカートリッジの一次破砕工程における被破砕物の破砕状態は金属材料、ゴム材料、樹脂材料の混在した物である。
【００１８】
本発明の課題は使用済みのプロセスカートリッジからリサイクルする金属材料を高い純度としてリサイクル費用を低減することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、トナーを含むプロセスカートリッジのリサイクル方法であって、回収したトナーを含むプロセスカートリッジを破砕工程で前記プロセスカートリッジの容器形態を主要構成部品程度に分解処理し、該分解処理工程中に前記トナーを吸引回収し、前記分解処理工程後に、前記プロセスカートリッジの構成部品の構成材料中の鉄系材料及びアルミニュム材料等の金属材料を分別処理し、夫々を溶融処理して鉄系材料及びアルミニュム材料として再利用可能な形態にしたことを特徴とする。
【００２０】
又、本発明は、前記プロセスカートリッジのリサイクル方法において、前記プロセスカートリッジの分解処理工程後に、分解処理したプロセスカートリッジの分解部材を分解処理室に隣接したトナー分離室に搬送し、該トナー分離室にて前記プロセスカートリッジ分解部材に衝撃力を作用させて前記分解部材から前記トナーを分離させると共にトナーの吸引回収を図り、その後、前記分解部材から磁力分別手段、渦電流分別手段により金属材料を抽出し、抽出した金属材料を溶融して取り出すようにしたことを特徴とした態様がある。
【００２１】
更に、本発明は、前記分別処理工程での前記金属材料の純度を９０パーセント以上にしたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の１つは、トナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法であって、前記プロセスカートリッジを構成する感光ドラム部品、帯電ローラ部品、クリーニングブレード部品、及び現像スリーブ部品並びに、前記各部品を内包する樹脂材料製容器部品を、破砕工程でトナーの吸引回収を行いつつ前記容器部品から分離した状態に分解し、その後、前記部品から金属材料を磁力分別手段、渦電流分別手段、比重分別手段を経て、異種材料を分別して金属材料を抽出してリサイクル処理することを特徴としたトナーを含むプロセスカートリッジのリサイクル方法を提案する。
【００２３】
本発明の他の１つは、トナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法であって、前記プロセスカートリッジを破砕工程で該プロセスカートリッジの構造形態を分解する程度に破砕し、同時に、トナーを吸引回収し、前記プロセスカートリッジを構成する樹脂材料製容器部、帯電ローラ、クリーニングブレード、現像スリーブ、及び感光ドラムを夫々の構成材料毎に分別する工程で構成材料毎に分別処理し、前記分別工程から分別した金属材料を再利用するようにしたことを特徴としたトナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法の提案にある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施例の説明
以下に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００２５】
図１は本発明を実施するためのプロセスカートリッジのリサイクル方法の処理工程説明図である。
【００２６】
図２は本発明を適用するプロセスカートリッジの一例の要部構成説明図である。
【００２７】
図１の工程説明図において、複数の材料から構成されたプロセスカートリッジは一次破砕工程では部品の形態、即ち、ゴム材料が破砕されない状態で、プロセスカートリッジの容器から分離可能な程度の破砕処理を行う。
【００２８】
一次の破砕手段による破砕強度では感光ドラムなどの構成材料のアルミニュムと樹脂材料を分離することができないものもある。
【００２９】
一次破砕工程でプロセスカートリッジの容器を構成部品単位に破砕処理し、該破砕処理中に容器内のトナーを吸引回収し、前記破砕工程後に、構成材料の鉄系材料、アルミニュム材料等の金属材料とゴム材料、樹脂材料等の複数材料から構成された部品を磁力分別手段、渦電流分別手段などの一次金属分別手段によりゴム材料樹脂材料と金属材料を混在させた部品の状態で分別処理する。
【００３０】
更に、前記分別処理されたゴム材料、樹脂材料と金属を混在した部品を二次破砕手段により鉄系材料、アルミニュム材料からゴム材料、樹脂材料などの分離処理を行い、更に、磁力分別手段、渦電流分別手段の二次金属分別手段の二次金属分別工程により高純度の鉄系材料、アルミニュム材料を獲得し、夫々を溶融処理し鉄系材料及びアルミニュム材料として再利用可能とした。
【００３１】
図２は本発明を適用する対象リサイクル材としてのプロセスカートリッジの構成説明図であり、図において、プロセスカートリッジ１は本体部分の樹脂材料製容器部分２と、該容器内に組み立てられる、感光ドラム４、帯電ローラ６、クリーニングブレード８、現像スリーブ１０等から構成される。
【００３２】
容器部分２はプロセスカートリッジにおいて感光ドラムから転写残トナーを収容するためのトナー収容部分１ａを構成し、感光ドラム４はアルミニュム製ドラム表面に感光層を塗布し、感光ドラム端部に樹脂材料製の駆動ギア等が取り付けられている。
【００３３】
帯電ローラ６は鉄製軸部材にゴムを巻き付けた状態でローラを成形してある。
【００３４】
クリーニングブレード８は鉄製基板部材にウレタンゴム製のブレード部材を固定してある。
【００３５】
現像スリーブ部品１０はアルミニュム製スリーブの内部に樹脂材料製マグネットを設けてある。
【００３６】
以上のように、プロセスカートリッジを構成する部品には鉄系材料、アルミニュム材料、更には、ステンレス材料等の金属材料と、ゴム材料、樹脂材料、更に、部品接着用のテープ材料などが構成材料として使用されている。
【００３７】
図３は本実施例に採用した一次破砕手段の破砕装置の要部構成の説明図である。
【００３８】
図において、符号２０は破砕装置を示し、該破砕装置は鉄製破砕容器２２に破砕用の回転羽根２４、軸２６、駆動用モータ２８等から構成する。
【００３９】
３０は前記破砕装置２２に連接しているトナー分離室であり、トナーを分離させるために前記破砕装置で破砕した部品に衝撃力を作用させる衝撃部材３２、モーター３４、軸部材３６などから構成する。
【００４０】
２２ａ，３０ａは部屋の開閉扉である。
【００４１】
符号４０、４０Ａ，４０Ｂは不活性ガス供給装置を示し、該装置は夫々、前記破砕装置２２、分離室３０に供給官を介して窒素ガスなどの不活性ガスを供給する。
【００４２】
４２，４４は破砕容器２２及び分離室３０内に浮遊するトナーを回収する手段を示し、吸引手段４２Ａ，４４Ａにより破砕容器と分離室内の窒素ガスと共にトナーを吸引回収する。
【００４３】
４６，４８は前記破砕容器２２、分離室３０内の酸素濃度を測定する濃度測定センサーであり、該センサーの測定信号を制御手段（不図示）に導いて窒素ガスの供給量を調整して該容器内の酸素濃度を調整して粉塵爆発の誘引を防いでいる。
【００４４】
上記構成の破砕容器内に回収したプロセスカートリッジを複数個投入し、窒素ガスを供給して容器内酸素濃度を１０パーセント以下に調整して破砕用回転羽根を駆動する。
【００４５】
容器内で、プロセスカートリッジは回転羽根により巻き上げられて容器の内壁にぶつけられ、衝撃力で樹脂材料製の容器部分が破壊される。
【００４６】
それによりプロセスカートリッジを構成する前記の各部品が樹脂製容器から分離する。
【００４７】
（一次破砕処理）
同時に、トナーも破砕容器内に飛散するが吸引回収手段により窒素ガスと共に破砕装置の外部に吸引排出されるので、破砕容器内におけるトナーによる粉塵爆発が回避される。
【００４８】
前記破砕容器２２内でのプロセスカートリッジの破砕程度はプロセスカートリッジを構成する部品毎に分解され、かつ、各部品の構成材料が変形される程度とする。
【００４９】
図４はプロセスカートリッジに組み込まれた前記各部品の破砕前の状態を示し、図５は破砕工程が終了した状態の各部品の状態を模式的に示す。
【００５０】
図５に示すように、破砕工程での破砕処理は各部品の構成材料は夫々の部品材料を細かく粉砕するのではなく、各金属材料を含む部品の形状は原型を保つ程度の変形状態、更には部品の分解を主とした破砕状態であり、金属とゴムで構成された部品の被破砕物は部品の形態を保ち、即ち、ゴムが破砕されないような状態を維持し、プロセスカートリッジ容器から分離可能となる程度の破砕条件である。
【００５１】
前記一次の破砕装置で前記のように処理された被破砕物は分離室３０内に落とし込まれる。
【００５２】
分離室内での被破砕物は衝撃手段による衝撃作用を受ける。
【００５３】
前記破砕装置内に飛散したトナーは前記回収手段による回収でも完全なトナー回収が行われにくく、飛散したトナーは被破砕物に付着する。
【００５４】
そのために、分離室内での被破砕物への衝撃作用を加えることで未回収トナーを被破砕物から分離させて回収手段による吸引回収を行う。
【００５５】
前記分離室３０によるトナー分離後、被破砕物を磁力分別手段と渦電流分別手段により被破砕物から鉄材料を含む部品との分別と、アルミニュムを含む部品の分別を行う。
【００５６】
分別手段の順序は順不同でよい。（一次分別処理）
以上の分別作業で、鉄材料とアルミニュム材料の金属を含む部品の分離が行われて一次分別工程が終了する。
【００５７】
図６は上記の金属材料以外の材料の分別作業を終了した被破砕物を二次破砕工程に移行させた状態の各部品の金属構成部分の破砕状態を示す。
【００５８】
二次破砕工程では一次破砕工程で用いた破砕装置を用いることが出来る。
【００５９】
この二次破砕工程では金属とゴム等の分離を完全に行えるように破砕時間などの破砕条件を設定する。
【００６０】
二次破砕工程終了後、分離室（二次分離処理）に被破砕物を搬入して必要に応じて分離処理を行う。
【００６１】
二次分離処理後、磁力分別手段により鉄系材料を分別することで高純度鉄材料の回収が出来る。
【００６２】
更に、渦電流分別手段によりアルミニュムを分別する。
【００６３】
（二次分別処理）
二次破砕工程における破砕処理時間を長時間にすると、各部品の破砕片の更なる破砕による破壊が進み、各部品は部品の原型を留めない形態になり金属材料は塑性変形し、金属以外のその他の複合部材は金属から分離される。金属材料はあくまでも、塑性変形であり、切断などの破壊ではない。
【００６４】
図６はその状態の破砕状態を示している。
【００６５】
例えば、感光ドラム部品においてはスリーブ状のドラムの長手方向への変形と歯車部品などの構成部品の離脱程度である。
【００６６】
帯電ローラにおいては図６に示すように鉄製の軸部材の曲がり塑性変形した軸部材からゴム部材が取り除かれた状態である。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明はプロセスカートリッジを破砕処理及びトナー分離処理し、磁力分別手段、渦電流分別手段などにより金属材料の分別を効率よく行うことでプロセスカートリッジから金属材料の高い回収効率を得ることが出来た。
【００６８】
因みに、図６の形状状態で鉄材料においては９０パーセント以上、アルミニュム材料も９０パーセント以上の回収率が得られた。
【００６９】
それにより、回収した金属材料を再生材料として高純度の鉄、アルミニュムの金属材料をローコストで獲得することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するプロセスカートリッジのリサイクルの工程説明図。
【図２】プロセスカートリッジの構成説明図。
【図３】破砕装置の説明図。
【図４】プロセスカートリッジの破砕工程前の各部品の説明図。
【図５】破砕工程後のプロセスカートリッジの各部品の説明図。
【図６】プロセスカートリッジを破砕工程で処理し、各部品を分解して金属材料を抽出する形態の説明図。
【符号の説明】
１ プロセスカートリッジ
２ 樹脂材料製容器
４ 感光ドラム
６ 帯電ローラ
８ クリーニングブレード
１０ 現像スリーブ
２０ 破砕装置
２２ 破砕容器
２４ 回転羽根
３０ トナー分離室
３２ 衝撃部材

Claims (5)

  1. トナーを含むプロセスカートリッジのリサイクル方法であって、回収したトナーを含むプロセスカートリッジを破砕工程で前記プロセスカートリッジの容器形態を主要構成部品程度に分解処理し、該分解処理工程中に前記トナーを吸引回収し、前記分解処理工程後に、前記プロセスカートリッジの構成部品の構成材料中の鉄系材料及びアルミニュム材料等の金属材料を分別処理し、夫々を溶融処理して鉄系材料及びアルミニュム材料として再利用可能な形態にしたことを特徴としたプロセスカートリッジのリサイクル方法。
  2. 前記プロセスカートリッジのリサイクル方法において、前記プロセスカートリッジの分解処理工程後に、分解処理したプロセスカートリッジの分解部材を分解処理室に隣接したトナー分離室に搬送し、該トナー分離室にて前記プロセスカートリッジ分解部材に衝撃力を作用させて前記分解部材から前記トナーを分離させると共にトナーの吸引回収を図り、その後、前記分解部材から磁力分別手段、渦電流分別手段により金属材料を抽出し、抽出した金属材料を溶融して取り出すようにしたことを特徴とした請求項１に記載のプロセスカートリッジのリサイクル方法。
  3. 前記分別処理工程での前記金属材料の純度を９０パーセント以上にしたことを特徴とした請求項２に記載のプロセスカートリッジのリサイクル方法。
  4. トナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法であって、前記プロセスカートリッジを構成する感光ドラム部品、帯電ローラ部品、クリーニングブレード部品、及び現像スリーブ部品並びに、前記各部品を内包する樹脂材料製容器部品を、破砕工程でトナーの吸引回収を行いつつ前記容器部品から分離した状態に分解し、その後、前記部品から金属材料を磁力分別手段、渦電流分別手段、比重分別手段を経て、異種材料を分別して金属材料を抽出してリサイクル処理することを特徴としたトナーを含むプロセスカートリッジのリサイクル方法。
  5. トナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法であって、前記プロセスカートリッジを破砕工程で該プロセスカートリッジの構造形態を分解する程度に破砕し、同時に、トナーを吸引回収し、前記プロセスカートリッジを構成する樹脂材料製容器部、帯電ローラ、クリーニングブレード、現像スリーブ、及び感光ドラムを夫々の構成材料毎に分別する工程で構成材料毎に分別処理し、前記分別工程から分別した金属材料を再利用するようにしたことを特徴としたトナーを含むプロセスカートリッジを構成する金属材料のリサイクル方法。
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