JPH0950171A - 帯電部材およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生回数を明確に認知し得る帯電部材と、プ
ロセス手段の再利用回数を認知し得るプロセスカートリ
ッジを提供する。 【解決手段】 被帯電体に圧接して該被帯電体表面を帯
電するローラ部１と芯金２とから構成したローラ型の帯
電部材であり、該芯金２の両端の少なくともいずれか一
端の外周に該帯電部材の再利用回数を報知する着脱可能
なる再生回数報知手段３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機等の電子写真法
による画像形成装置に備えられる帯電部材とそのプロセ
スカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームプリンタ、複写
機、ファクシミリ等の電子写真法による画像形成装置に
用いられる各種帯電部材、例えば、現像帯電用ローラ、
一次帯電ローラ、転写帯電ローラなど、そのほとんどが
再利用されずに廃棄され続けてきた。最近、地球環境の
保護や省資源を目的とした考え方が全世界に広がりを見
せている。こうした動きに対応して、レーザープリンタ
や複写機、ファクシミリ等に用いられるプロセスカート
リッジを使用後に回収して、部品を再生したり、材料を
原料レベルに戻して再利用することが行われている。さ
らに、プロセスカートリッジに組み込まれた帯電ローラ
などの各種ローラをプロセスカートリッジを使用後に回
収し、清掃、洗浄、検査などの再生作業を行って、再利
用することが試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、帯電ロ
ーラの場合は、電気抵抗値、表面粗さ、表面滑り性、硬
度などの画像形成に必要な特性が使用により徐々に変動
していくことが知られている。そのため、これらの特性
値の変動が帯電ローラの寿命や耐久性を決めるといえ
る。

【０００４】一方、帯電ローラの材料や構成によって
は、再利用が１回限り可能なものや再利用が３回可能な
ものなどが製造できる。

【０００５】したがって、回収された帯電ローラが、新
品から使用されたものなのか、あるいは何回、再利用さ
れたものかを知る手段が必要になってくる。

【０００６】本出願に係る第１の発明の目的は、再生回
数を明確に認知し得る帯電部材を提供することにある。

【０００７】本出願に係る第２の発明の目的は、プロセ
ス手段の再利用回数を認知し得るプロセスカートリッジ
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
の目的を実現する構成は、被帯電体に圧接せしめて該被
帯電体表面を帯電させるローラ部と芯金とから構成され
るローラ型の帯電部材において、該芯金両端の少なくと
もいずれか一端の外周に該帯電部材の再利用回数を報知
する着脱可能な再生回数報知手段を設けたことを特徴と
する。

【０００９】この構成によれば、ローラ型の帯電部材の
再生回数報知手段が帯電部材自体に設けてあるために、
部品単位に分解する際に再生回数を容易に識別でき、そ
の結果、再生作業を容易に行なうことができる。

【００１０】上記した構成の再生回数報知手段として
は、請求項２に記載のように、請求項１において、前記
芯金の軸端部に装着されるＯリング部材により構成され
ていることを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、例えばＯリング部材３
の厚み、色、外径、材質、個数により帯電部材の利用回
数頻度が容易に判別することができる。また、帯電部材
の例えば芯金表面等に利用回数頻度の判別のために塗料
等の塗布をする方式と違って、Ｏリング部材を容易に取
り付け取り外しすることができ、その互換性のために帯
電部材の品質維持管理を向上させることができる。

【００１２】第１の発明の目的を実現する具体的な構成
の１つとしては、請求項３に記載のように、請求項２に
おいて、前記Ｏリング部材の外径は、帯電部材の圧接部
の外径より小径であることを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、Ｏリング部材が被帯電
体である例えば感光ドラム表面に接触してこれを損傷し
てしまう虞れがない。

【００１４】第１の発明の目的を実現する他の具体的な
構成としては、請求項４の記載のように、請求項１乃至
３のいずれかにおいて、前記Ｏリング部材が合成樹脂、
合成ゴム、合成樹脂コート金属等、金属からなることを
特徴とする。

【００１５】この構成によれば、芯金表面の汚れ状態に
よらず簡単に取り付け取り外しができる。また、芯金表
面を損傷してしまうことがないので腐食による導通不良
の虞れもない。

【００１６】本出願に係る第２の発明の目的を実現する
構成は、請求項５に記載のように、像担持体と、該像担
持体に作用する一又は複数のプロセス手段を有し、画像
形成装置に取り外し可能に装着されるプロセスカートリ
ッジにおいて、前記プロセス手段の再利用回数を報知す
る着脱可能なる再生回数報知手段を設けたことを特徴と
するプロセスカートリッジにある。

【００１７】この構成によれば、再生回数報知手段であ
る例えばＯリング部材をプロセスカートリッジに含まれ
る他の構成部品の再生回数報知手段として採用すること
ができ、これらの耐久性の許容範囲以上に再利用するこ
とを回避することができる。本出願に係る第３の発明の
目的を実現する構成は、請求項６に記載のように、請求
項５において、前記像担持体に装着される回転する部材
をＯリング部材とすることを特徴とするプロセスカート
リッジにある。

【００１８】

【発明の実施の形態】まず実施の形態の説明を行う前
に、図８に帯電ローラの寿命とプロセスカートリッジの
寿命との関係の一例を示す。

【００１９】図８に示すプロセスカートリッジの寿命
は、約６０００枚の画像形成を可能とするものであり、
これに対して、帯電ローラはプロセスカートリッジに組
み込まれており、プロセスカートリッジの約３倍強の製
品寿命を有する場合を示した。尚、図８において破線は
最も機能レベルが低下しなかった帯電ローラを示し、一
点鎖線は最も機能レベルが低下した帯電ローラを示す。
そして実線は両者の平均を示す。ローラは画像形成回数
が増えるにしたがって、徐々に機能レベルが低下する。
これはローラ周囲に粉末現像剤（トナー）が付着するこ
とによって、ローラ周囲の接触性、表面性が低下するか
らである。ただし、帯電ローラは機能レベルが低下した
からといっても、プロセスカートリッジ寿命の範囲内で
は十二分に実用レベルは維持している。

【００２０】そしてプロセスカートリッジの回収ととも
に集められて、清掃、洗浄、検査等の再生作業が施され
た帯電ローラは、再び機能レベルが向上する。しかしな
がら、図６に示した例の場合では、最も機能レベルが低
下する帯電ローラに対して３度目の再生作業を施した場
合には、これをプロセスカートリッジに組み込んでもカ
ートリッジ寿命の範囲内で実用レベル以下の機能レベル
となってしまうことが予想される。これは帯電ローラを
構成する材料の経時的な劣化等が進むためと思われる。
このことから、帯電ローラの耐久性以上に再利用するこ
とは避けなければならない。

【００２１】（再生工程）次に、プロセスカートリッジ
の再生工程の一例をあげる。

【００２２】大略の手順は（１）回収、（２）仕分け、
（３）分解、（４）選別、（５）清掃、（６）検査、
（７）再組立である。

【００２３】（１）回収 使用済みのプロセスカートリッジをユーザーおよびサー
ビスマン等の協力により、回収センターに集める。

【００２４】（２）仕分け 各地の回収センターに集めた使用済みのプロセスカート
リッジをカートリッジリサイクル工場へ運搬する。そし
て回収した使用済みプロセスカートリッジを機種ごとに
仕分けする。

【００２５】（３）分解 仕分けしたプロセスカートリッジを分解し、部品を取り
出す。

【００２６】（４）選別 取り出した部品を検査して、再利用可能な部品と、寿命
に達したあるいは損傷して再利用に適当でない部品とを
選別する。

【００２７】ここで、再利用部品の再生回数報知手段が
必要になってくる。

【００２８】（５）清掃 選別に合格した部品のみを清掃して、新しいカートリッ
ジの部品として再利用可能とする。

【００２９】（６）検査 選別に合格し、クリーニングの終了した部品が、充分に
機能が回復し、再利用可能か否かを検査する。

【００３０】（７）再組立 検査に合格した部品を、新しいプロセスカートリッジに
組み込む。

【００３１】（プロセスカートリッジ）次に、前記プロ
セスカートリッジの各部の構成について説明する。

【００３２】プロセスカートリッジは像担持体と、少な
くとも一つのプロセス手段を備えたものである。ここで
プロセス手段としては、たとえば像担持体（被帯電体）
の表面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形
成する現像手段、像担持体表面に残留したトナーをクリ
ーニングするためのクリーニング手段等がある。本発明
のプロセスカートリッジは図３に示すように像担持体で
ある感光ドラム７の周囲に帯電手段８、露光部９、現像
手段１０、クリーニング手段１１を配置し、これらを第
一枠体１２ａおよび第二枠体１２ｂからなるハウジング
で覆って一体化し、画像形成装置に着脱可能に構成して
いる。

【００３３】次に、プロセスカートリッジの各部の構成
を、感光ドラム７、帯電手段８、露光部９、現像手段１
０、クリーニング手段１１の順に説明する。

【００３４】（感光ドラム）本実施の形態に係る感光ド
ラム７は、円筒状のアルミニウムからなるドラム基体の
外周面に有機感光層を塗布して構成している。この感光
ドラム７をカートリッジ枠体１２に回動可能に取り付
け、該ドラムの長手方向一方端に固着したギヤ（不図
示）に装置本体側に設けた駆動モータの駆動力を伝達す
ることにより、感光ドラム７を画像形成動作に応じて矢
印方向へ回転させる。

【００３５】（帯電手段）帯電手段は、前記感光ドラム
（被帯電体）７の表面を一様に一次帯電させるためのも
のであり、本実施の形態ではカートリッジ枠体１２に帯
電ローラ８を回動自在に取り付けた、いわゆる接触帯電
方式を用いている。

【００３６】帯電ローラ８はローラ部１と芯金（ローラ
軸）２から構成される。

【００３７】具体的には、金属製の芯金２の表面に導電
性弾性層１ａを設け、さらにその上に抵抗制御層１ｂを
設け、さらにその表面に保護層１ｃを設けてローラ部１
を形成する。

【００３８】芯金２は、ローラ部１にバイアス電圧を導
く作用をなし、鉄、銅、アルミニウム、真鍮、ステンレ
スなどの導電性のある金属製丸棒を用いることができ
る。さらに、これらの金属表面に防錆や耐傷性付与を目
的としてメッキ処理を施しても構わないが、導電性を損
なわないことが必要である。

【００３９】導電性弾性層１ａは、被帯電体としての感
光ドラム７に対する給電と、帯電ローラ８を感光ドラム
７に対する均一な密着性を確保するために適当な導電性
と弾性をもたせてある。

【００４０】導電性弾性層１ａは、ゴムあるいは熱可塑
性エラストマー等の弾性材料中に導電剤を添加すること
により調整される。導電性弾性層１ａの具体的な材料と
しては、例えば、天然ゴムあるいはＥＰＤＭ、ＳＢＲ、
ＩＲ、ＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ等の合成ゴムを使用すること
ができる。また、前記材料弾性の発泡体を導電性弾性層
１ａに用いてもよい。

【００４１】導電性弾性層１ａに用いられる導電剤とし
ては、例えば、カーボンブラック、カーボングラファイ
ト、ニッケル、銅、アルミニウムなどの導電性粉末があ
げられる。

【００４２】また、抵抗制御層１ｂは、帯電ローラ８の
抵抗値を制御するために設けることが多い。さらに抵抗
制御層１ｂは、感光ドラム７のピンホール部分に帯電ロ
ーラ８表面が相対した場合でも、感光ドラム７へのリー
ク電流を制限してバイアス電圧の急降下を防ぐ作用をな
す。抵抗制御層１ｂの具体的な材料としては、例えば、
ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコン樹脂等の
合成樹脂、あるいはウレタンゴムやエピクロロヒドリン
ゴム、シリコンゴム等の合成ゴムがあげられる。抵抗制
御層１ｂの抵抗調整を行うために、前記材料の中にカー
ボンブラックあるいは酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等
の導電性金属酸化物あるいはアルカリ金属塩およびアン
モニウム塩等の導電剤を分散させることが多い。

【００４３】また、保護層１ｃは、導電性弾性層１ａや
抵抗制御層１ｂに含まれる可塑剤や酸化防止剤などの添
加剤が、感光ドラム７の表面を変質させることがないよ
うに作用する。保護層１ｃの具体的な材料としては、例
えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹
脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの合成樹脂があげ
られる。保護層１ｃにも抵抗調整を行うためにカーボン
ブラックや酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等の導電性金
属酸化物あるいはアルカリ金属塩およびアンモニウム塩
等の導電剤を分散させることができる。

【００４４】そして、前記帯電ローラ８を感光ドラム７
に接触させ、画像形成に際しては帯電ローラ８が感光ド
ラム７の回転に従動して回転し、このとき帯電ローラ８
に直流電圧、あるいは直流電圧と交流電圧を重畳して印
加することにより感光ドラム７の表面を均一に帯電させ
る。

【００４５】（再生回数報知手段；Ｏリング部材）帯電
ローラ８の再利用回数を報知する手段として、帯電ロー
ラ８の芯金２にＯリング部材３を設ける。

【００４６】前記帯電ローラ８を感光ドラム７に一定の
圧力で接触させる方法として、両端の芯金に弾性部材を
取付けた軸受４を用いて帯電ローラ８を押し付けること
が多い。軸受４の弾性部材としてはコイルバネを用いる
ことが多い。このとき同時に、一方の軸受４を導電性軸
受として、芯金２への供電を行うことが多い。

【００４７】したがって、Ｏリング部材３は、ローラ部
１の端面と軸受４の隙間に設ける。この位置に設けるこ
とにより、プロセスカートリッジから帯電ローラ８を取
り外さない限り、Ｏリング部材３が帯電ローラ８から外
せないことになる。つまり、回収したプロセスカートリ
ッジから、帯電ローラ８を外すときにはＯリング部材３
が必ず存在する。

【００４８】Ｏリング部材３の厚みは、ローラ部１の端
部と軸受４との間の距離よりもわずかに短くする。

【００４９】Ｏリング部材３の内径は、芯金２の外径よ
りわずかに大きくする必要があるが、Ｏリング部材３が
合成ゴムのような伸縮性のある材料の場合は、その内径
が芯金２外径よりも小さくても、伸ばしながら芯金に入
れることができる。

【００５０】さらに芯金２へのＯリング部材３の入れや
すさの点から、Ｏリング部材３の内径を芯金２の外径よ
りも０．２ｍｍ以上大きくすることが好ましい。

【００５１】また、Ｏリング部材３の外径Ｌｏは、帯電
ローラ８のローラ部１の外径をＬｒとしたとき、 Ｌｒ＞Ｌｏ である必要がある。

【００５２】Ｏリング部材３の外径Ｌｏが、帯電ローラ
８のローラ部１の外径よりも大きい場合は、Ｏリング部
材３が感光ドラム７と接触してしまい、感光ドラム７に
損傷を与えてしまう。

【００５３】さらに、Ｏリング部材３の材料は、金属、
合成樹脂、合成ゴム、表面樹脂コート金属などを用いる
ことができるが、芯金２表面に傷を付けないような材料
を用いる必要がある。芯金２表面に傷が付くことによ
り、芯金２に用いる金属によっては、腐食が起こり、芯
金２の導電性を損なうことが懸念される。

【００５４】具体的な金属としては、鉄、ニッケル、
銅、アルミ、ステンレス、真鍮などがあげられる。ま
た、具体的な合成樹脂としては、ポリエチレン、超高分
子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、
ナイロン６、ナイロン６６、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンスルフィドなどがあげられる。ま
た、具体的な合成ゴムとしては、ウレタンゴム、フッ素
ゴム、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＣＲ、エピクロルヒドリンゴ
ム、シリコンゴムなどがあげられる。さらに、具体的な
表面樹脂コート金属としては、フッ素樹脂コート金属、
シリコン樹脂コート金属、ポリエチレンコート金属、ア
クリル樹脂コート金属などがあげられる。

【００５５】次いで、Ｏリング部材３を用いて再生回数
を報知する方法の例について説明する。

【００５６】再生回数報知手段としては、１．Ｏリング
部材の厚みによる報知、２．Ｏリング部材の色による報
知、３．Ｏリング部材の外径による報知、４．Ｏリング
部材の材質による報知、５．Ｏリング部材の個数による
報知、などがあげられる。もちろん上記１〜５の組み合
わせも用いることができる。さらに、帯電ローラ８の片
側の芯金２だけにＯリング部材３を取付けてもよいし
（図４（ａ））、両側の芯金２にＯリング部材３を取付
けても構わない（図４（ｂ））。

【００５７】本実施の形態では、帯電ローラ８の芯金２
に取り外し自在なＯリング部材３を取り付けて帯電ロー
ラ８の再生回数を報知する手段としたが、もちろん、こ
のＯリング部材３をプロセスカートリッジに含まれる他
の部品の再生回数報知手段として用いることもできる。

【００５８】（露光部）露光部９は前記帯電ローラ８に
よって均一に帯電した感光ドラム７の表面に、光学系か
ら照射される光像を露光して該感光ドラム７表面に静電
潜像を形成するためのものであり、カートリッジ枠体１
２の上面に前記光像を導くための開口を設けることによ
って露光部９を構成している。

【００５９】（現像手段）現像手段１０は図３に示すよ
うに、トナーを収納するトナー溜め１０ａを有し、且つ
トナー溜め１０ａ内にはトナーを送り出すために矢印方
向へ回転するトナー送り部材１０ｂが設けてある。更
に、内部に磁石１０ｃを有し、これを回転することによ
って表面に薄いトナー層を形成する現像スリーブ１０ｄ
が感光ドラム７と微小間隔を隔てて設けてある。現像ス
リーブ１０ｄの表面にトナー層が形成されるとき、トナ
ーと現像スリーブ１０ｄとの摩擦によって感光ドラム７
上の静電潜像を現像するのに充分な摩擦帯電電荷を得
る。またトナーの層厚を規制するために現像ブレード１
０ｅが設けてある。

【００６０】（クリーニング手段）クリーニング手段１
１の構成は、図３に示すように、感光ドラム７の表面に
接触し、該感光ドラム７に残留したトナーを掻き落とす
ためのクリーニングブレード１１ａと、前記掻き落とし
たトナーを掬い取るために前記クリーニングブレード１
１ａの下方に位置し、且つ感光ドラム７の表面に弱く接
触したスクイシート１１ｂと、前記掬い取った廃トナー
を溜めるための廃トナー溜め１１ｃとで構成している。

【００６１】（帯電ローラの再生方法）例えば、回収後
のプロセスカートリッジから取り出した帯電ローラ８を
再生する方法として、次のような方法が考えられる。

【００６２】エアーガン等でエアーブローした後、有機
溶剤を含浸させたフエルトや不織布、織布などの洗浄部
材で表面の汚れを拭き取る方法、表面の汚れを樹脂粒子
を用いてエアーブラスト清掃する方法、劣化した帯電ロ
ーラ８表面を剥離した後、新しく表面を被覆する方法、
などがあげられる。

【００６３】

【実施例】次の形状の帯電ローラを使用した実施例を以
下表１に示す。

【００６４】このようにローラ部１が長さ２２６ｍｍ、
外径１２ｍｍで、芯金２が長さ２５０ｍｍ、外径６ｍｍ
の場合、Ｏリング部材３の厚み、色、外径、材質、個数
によって、帯電ローラの利用回数が容易に判別できる。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ローラ
型の帯電部材の再生回数報知手段が帯電部材自体に設け
てあるために、部品単位に分解する際に再生回数を容易
に識別でき、その結果、再生作業を容易に行なうことが
できる。

【００６７】請求項２に記載の発明によれば、例えばＯ
リング部材３の厚み、色、外径、材質、個数により帯電
部材の利用回数頻度が容易に判別することができる。ま
た、帯電部材の例えば芯金表面等に利用回数頻度の判別
のために塗料等の塗布をする方式と違って、Ｏリング部
材を容易に取り付け取り外しすることができ、その互換
性のために帯電部材の品質維持管理を向上させることが
できる。

【００６８】請求項３に記載の発明によれば、Ｏリング
部材が被帯電体である例えば感光ドラム表面に接触して
これを損傷してしまう虞れがない。

【００６９】請求項４に記載の発明によれば、芯金表面
の汚れ状態によらず簡単に取り付け取り外しができる。
また、芯金表面を損傷してしまうことがないので腐食に
よる導通不良の虞れもない。

【００７０】請求項５、６に記載の発明によれば、再生
回数報知手段である例えばＯリング部材をプロセスカー
トリッジに含まれる他の構成部品の再生回数報知手段と
して採用することができ、これらの耐久性の許容範囲以
上に再利用することを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
帯電ローラの構成を示す概念図。

【図２】図２のローラ部の積層構成を示す断面図。

【図３】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
プロセスカートリッジの断面図。

【図４】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
帯電ローラの正面図であり、（ａ）は帯電ローラの芯金
一端に再生回数報知手段としてのＯリング部材を取付け
た状態を示し、（ｂ）は芯金の両端に取付けた状態を示
す。

【図５】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
帯電ローラの芯金一端に再生回数報知手段としてのＯリ
ング部材を取付ける状態を示す正面図。

【図６】図４の帯電ローラを軸受に装着した状態の正面
図。

【図７】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
帯電ローラの芯金一端に再生回数報知手段としてのＯリ
ング部材を取付け、帯電ローラを軸受に装着した状態の
斜視図。

【図８】帯電ローラの寿命とプロセスカートリッジの製
品寿命との関係を説明するグラフ図。

【符号の説明】

１…ローラ部 １ａ…導電性弾性
層 １ｂ…抵抗制御層 １ｃ…保護層 ２…芯金 ３…Ｏリング部材 ４…軸受 ７…感光ドラム ８…帯電ローラ ９…露光部 １０…現像手段 １０ａ…トナー溜
め １０ｂ…トナー送り部材 １０ｃ…磁石 １０ｄ…現像スリーブ １１…クリーニン
グ手段 １１ａ…クリーニングブレード １１ｂ…スクイシ
ート １１ｃ…廃トナー溜め １２…カートリッ
ジ枠体 １２ａ…第１枠体 １２ｂ…第２枠体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に圧接せしめて該被帯電体表面
   を帯電させるローラ部と芯金とから構成されるローラ型
   の帯電部材において、該芯金両端の少なくともいずれか
   一端の外周に該帯電部材の再利用回数を報知する着脱可
   能な再生回数報知手段を設けたことを特徴とする帯電部
   材。
2. 【請求項２】 請求項１において、再生回数報知手段
   は、前記芯金の軸端部に装着されるＯリング部材により
   構成されていることを特徴とする帯電部材。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記Ｏリング部材の
   外径は、帯電部材の圧接部の外径より小径であることを
   特徴とする帯電部材。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記Ｏリン
   グ部材が合成樹脂、合成ゴム、合成樹脂コート金属、金
   属等からなることを特徴とする帯電部材。
5. 【請求項５】 像担持体と、該像担持体に作用する一又
   は複数のプロセス手段を有し、画像形成装置に取り外し
   可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、前記
   プロセス手段の再利用回数を報知する着脱可能なる再生
   回数報知手段を設けたことを特徴とするプロセスカート
   リッジ。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記像担持体に装着
   される回転する部材をＯリング部材とすることを特徴と
   するプロセスカートリッジ。