(57)【要約】【課題】使用された部品を再生処理を行うことなく有効に再利用し、資源を節約し、より低コストの画像形成装置を提供することができる画像形成装置用部品の再利用方法を提供すること。【解決手段】少なくとも一部が共通部分から成る複数の部品を有する装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品を、当該１の部品が使用されていた部分以外で再利用することを特徴とする。 或は少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品を、当該１の部品が使用されていた色の装置以外の色を形成する装置で再利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が共通部分から成る複数の部品を有する装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品を、当該１の部品が使用されていた部分以外で再利用することを特徴とする画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項２】
少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品を、当該１の部品が使用されていた色の装置以外の色を形成する装置で再利用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項３】
少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品が消耗により利用できなくなった場合、当該１の部品が使用されていた色の装置以外の色の装置で当該消耗部品が利用可能である色を形成する装置において再利用することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項４】
少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該共通部品の機能の要求値に色間差があり、当該共通部品の少なくとも１以上の設計パラメータが色間で異なる構成である装置において、１の色を形成する装置において寿命により交換する部品を、当該部品が使用されていた色以外のユニットで当該部品の設計パラメータが異なるユニットにおいて再利用することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項５】
前記画像形成装置が複数色の画像形成を行い、各色毎に均一に帯電処理された像担持体に像露光手段によって潜像を形成し、現像剤担持体に担持されたトナー粒子によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を備え、被転写材の一度の通過で前記トナー像を順次該被転写材に転写するタンデム式電子写真画像形成装置であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項６】
タンデム式において下流側の色のステーションで使用した部品を、より上流側の色のステーションで再利用することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項７】
タンデム式において最下流の色のステーションで使用した部品を、上流から１〜３番目の色のステーションで再利用することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項８】
タンデム式において上流から２〜４番目の色のステーションで使用した部品を、最上流色のステーションで再利用することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項９】
前記色を形成する装置が現像装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１０】
前記色を形成する装置が帯電装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１１】
前記色を形成する装置が転写装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１２】
前記色を形成する装置が露光装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１３】
前記色を形成する装置が感光体であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１４】
前記色を形成する装置がクリーニング装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１５】
前記色を形成する装置が補助帯電装置であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１６】
前記帯電装置が感光体に接触させて帯電を行う接触帯電方式であることを特徴とする請求項１０又は１５記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１７】
前記帯電装置が導電性のゴムローラーを用いた帯電方式であることを特徴とする請求項１０又は１５記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１８】
前記帯電装置が導電性磁性粒子を感光体に当接させて帯電を行う磁気ブラシ帯電方式であることを特徴とする請求項１０又は１５記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項１９】
前記接触帯電装置が表面に電荷注入層を有する感光体に電圧を印加した導電性磁性粒子を当接させて帯電を行う磁気ブラシ注入帯電方式であることを特徴とする請求項１０又は１５記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項２０】
前記交換部品が現像スリーブであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項２１】
前記交換部品が現像装置端部のシール部材であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項２２】
前記交換部品が磁気ブラシ帯電用スリーブであることを特徴とする請求項１〜１０、１８，１９の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項２３】
前記交換部品が転写ブレードであることを特徴とする請求項１〜８、１１の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【請求項２４】
均一に帯電処理された像担持体に像露光手段によって潜像を形成し、現像剤担持体に担持されたトナー粒子によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を備え、該現像手段が該トナー像を転写材に転写した後に該像担持体に残留した残トナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置であることを特徴とする請求項１〜２３の何れかに記載の画像形成装置部品の再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザービームプリンタ、複写機等の電子写真法による画像形成装置に用いられる部品の再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、レーザービームプリンタ、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ている各種部材、例えば、現像帯電用ローラ、転写帯電用ローラ、一次帯電用ローラ等は、その殆どが再利用されずに廃棄されている。僅かに金属製ローラだけは再利用が試みられており、例えば、洗浄溶剤中に浸漬してブラシ等の洗浄部材でローラの外周面の汚れを洗い落とす方法が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１３８７２９号公報
【特許文献２】特開平６−２６０４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、エコロジー（地球環境を酷使したり、汚染したりせず、地球環境に優しく共存していく考え）が全世界的に広がりを見せている。しかしながら、上記電子写真装置に備えられる各種部品は、殆どが再利用されずに廃棄されている。そのため、地球資源の節約、環境保護という面においては好ましいことではなかった。
【０００５】
又、上記電子写真装置に備えられる各種帯電用ローラにおいては、合成樹脂や合成ゴム等から成るものが大部分を占めており、上記従来技術で述べた金属製ローラの洗浄方法は、次に述べる（イ）及び（ロ）等の理由から、合成樹脂や合成ゴムから成るローラの洗浄方法として、そのまま使用することはできない。
（イ）合成樹脂や合成ゴムは、洗浄溶剤によって溶解したり、クラックが発生し、電気抵抗、硬度、表面粗さ、真円度、真直度、滑り性（摩擦係数）等のこの種のローラに要求される各種機能が損なわれる恐れがある。
（ロ）この種のローラは、単一の材料を用いた単層構成のものだけではなく、２種類以上の材料を積層した多層構成のものが多く用いられている。多層ローラの場合、ローラの端部から洗浄溶剤が染み込む恐れがあって表面層の材料の耐溶剤性のみだけでなく、内側の材料の耐溶剤性にも注意を払う必要がある。このため、使用する洗浄溶剤の種類が限定されてしまう上、各層間の接着力が低下する恐れもある。
【０００６】
又、各種帯電用ローラの電気特性が使用中に低下し、再利用するために十分な電気特性を示さないという問題があった。各種帯電用ローラの電気特性の低下は、放電により発生するオゾン等の影響による帯電用ローラ表面の劣化や被帯電体との接触による帯電用ローラ表面の磨耗等が考えられる。
【０００７】
又、上記のように電気特性の低下した各種帯電用ローラを洗浄等の手段無しに再利用すると、表面の汚れにより帯電用ローラ表面の抵抗値にバラツキが生じ、帯電ムラが発生するという問題があった。この問題は低温、低湿環境において発生し易い。
【０００８】
このような電子写真部品の再生の困難性を克服すべく、再利用するための回収方法や、再利用し易いプロセスカートリッジの構成、再利用部品の再生方法等に関し、各種提案がなされてきている一方で、次のような問題がある。
【０００９】
特に、カラー画像形成可能な電子写真装置において、各色で共通の部品を用いた現像装置、帯電装置等にそれぞれ使用しているスリーブ、端部シール部材、帯電部材等の消耗部材は、本体内の配置や現像剤の特性の差異により適正な設計値が異なることがある。その結果、或る色の装置においては寿命となり、交換期に到達した部品であっても他の色の装置においては十分利用可能である場合が発生する。にも拘わらず一律に寿命が設定され、廃棄処分とされたり再生処理に供せられたりするという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、使用された部品を再生処理を行うことなく有効に再利用し、資源を節約し、より低コストの画像形成装置を提供することができる画像形成装置用部品の再利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下の手段により上記課題が解決できる。
【００１２】
少なくとも一部が共通部分から成る複数の部品を有する装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品を、当該１の部品が使用されていた部分以外で再利用する。
【００１３】
又は、少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品を、当該１の部品が使用されていた色の装置以外の色を形成する装置で再利用する。
【００１４】
又は、少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該一部が共通部分から成る複数の部品のうちの１の部品が消耗により利用できなくなった場合、当該１の部品が使用されていた色の装置以外の色の装置で当該消耗部品が利用可能である色を形成する装置において再利用する。
【００１５】
又は、少なくとも一部が共通部分から成る部品をそれぞれに含む複数の色を形成する装置を有する画像形成装置で、当該共通部品の機能の要求値に色間差があり、当該共通部品の少なくとも１以上の設計パラメータが色間で異なる構成である装置において、１の色を形成する装置において寿命により交換する部品を、当該部品が使用されていた色以外のユニットで当該部品の設計パラメータが異なるユニットにおいて再利用する。
【００１６】
又、上記解決手段はより具体的には以下の条件下においても有効に用いることができる。
【００１７】
前記画像形成装置が複数色の画像形成を行い、各色毎に均一に帯電処理された像担持体に像露光手段によって潜像を形成し、現像剤担持体に担持されたトナー粒子によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を備え、被転写材の一度の通過で前記トナー像を順次該被転写材に転写するタンデム式電子写真画像形成装置である。
【００１８】
タンデム式において下流側の色のステーションで使用した部品を、より上流側の色のステーションで再利用する。  
タンデム式において最下流の色のステーションで使用した部品を、上流から１〜３番目の色のステーションで再利用する。
【００１９】
タンデム式において上流から２〜４番目の色のステーションで使用した部品を、最上流色のステーションで再利用する。
【００２０】
前記色を形成する装置が現像装置である。
【００２１】
前記色を形成する装置が帯電装置である。
【００２２】
前記色を形成する装置が転写装置である。
【００２３】
前記色を形成する装置が露光装置である。
【００２４】
前記色を形成する装置が感光体である。
【００２５】
前記色を形成する装置がクリーニング装置である。
【００２６】
前記色を形成する装置が補助帯電装置である。
【００２７】
前記帯電装置が感光体に接触させて帯電を行う接触帯電方式である。
【００２８】
前記帯電装置が導電性のゴムローラーを用いた帯電方式である。
【００２９】
前記帯電装置が導電性磁性粒子を感光体に当接させて帯電を行う磁気ブラシ帯電方式である。  
前記接触帯電装置が表面に電荷注入層を有する感光体に電圧を印加した導電性磁性粒子を当接させて帯電を行う磁気ブラシ注入帯電方式である。
【００３０】
前記交換部品が現像スリーブである。
【００３１】
前記交換部品が現像装置端部のシール部材である。
【００３２】
前記交換部品が磁気ブラシ帯電用スリーブである。
【００３３】
前記交換部品が転写ブレードである。
【００３４】
均一に帯電処理された像担持体に像露光手段によって潜像を形成し、現像剤担持体に担持されたトナー粒子によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を備え、該現像手段が該トナー像を転写材に転写した後に該像担持体に残留した残トナー粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、共通部品の機能の要求値に色間差があり、当該共通部品の少なくとも１以上の設計パラメータが色間で異なる構成である装置において、１の色を形成する装置において寿命により交換する部品を、当該部品が使用されていた色以外のユニットで当該部品の設計パラメータが異なるユニットにおいて再利用することで、従来廃棄するのみだった部品を有効に利用することができ、リサイクルを推進せんとする世界動向にも合致し、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００３６】
又、上記解決手段はより具体的には以下の条件下においても有効に用いることができる。
【００３７】
画像形成装置が複数色の画像形成を行い、各色毎に均一に帯電処理された像担持体に像露光手段によって潜像を形成し、現像剤担持体に担持されたトナー粒子によって該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を備え、被転写材の一度の通過で前記トナー像を順次該被転写材に転写するタンデム式電子写真画像形成装置であり、タンデム式において下流側の色のステーションで使用した部品を、より上流側の色のステーションで再利用し、タンデム式において最下流の色のステーションで使用した部品を、上流から１〜３番目の色のステーションで再利用し、タンデム式において上流から２〜４番目の色のステーションで使用した部品を、最上流色のステーションで再利用する等の方法により同様の効果を奏する。
【００３８】
尚、本発明は必ずしもタンデム式画像形成装置における磁気ブラシ帯電装置や現像装置の部品の再利用のみであることはなく、フレ公差規定の厳しい高画質対応の現像スリーブやそれを支持するベアリング等の部品等をフレ公差の比較的緩い低コスト機に再利用したり、発光均一性の低下した２〜４ステーション用のＬＥＤ等の露光装置、その他帯電用ゴムローラ、補助帯電装置、転写ブレード、感光体等を比較的不安定性、ばらつきに寛容な第１ステーションのイエロー用として用いる等、その他各種の代替が可能であることは明白である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
＜実施の形態１＞
近年、カラー電子写真装置本体の構成として、４色それぞれ感光体と現像器を持ち、１パスで順次用紙上に４色重ねるタンデム方式が開発されている。この方式は高速でカラー記録が行えるというメリットがある。この方式においては単色で画像形成を行うことも可能であり、そのような場合には画像形成を行わない色の画像形成工程を停止させておけば良い。但し、感光体は被転写材を搬送するためのベルトと軽接触しており、傷を付けないために同時に回転させておくことになる。
【００４０】
一方、被記録画像に対応して像担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現像して用紙等に記録する画像形成装置の小型化が進んできたが、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの工程がそれぞれ小型になるだけでは限界があった。又、前記した転写残トナーはクリーナー５によって回収されるが、この廃トナーは環境保護の面からも無いことが好ましい。
【００４１】
そこで、上記のクリーナーを取り外し現像装置によって現像同時クリーニングを行う、クリーナーレス装置が出現している。現像同時クリーニングとは、転写後に感光ドラム上に若干残留したトナーを次工程以後の現像時にかぶり取りバイアスによって回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは回収されて次工程以後用いられるため、廃トナーを無くし、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。又、スペースの面での利点も大きく、大幅に小型化できるようになる。
【００４２】
更に、低オゾン、低電力等の利点を有することから前述の感光体ドラムの一様帯電部材として接触帯電装置、即ち、被帯電体に対し電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化されてきている。
【００４３】
このような方式の帯電部材としては磁気ブラシ方式の装置が帯電接触の安定性という点から好ましく用いられている。
【００４４】
磁気ブラシ方式の接触帯電装置では、導電性の磁性粒子を直接マグネット、或は、マグネットを内包するスリーブ上に磁気的に拘束させ、停止、或は、回転しながら被帯電体に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電が開始される。
【００４５】
磁気ブラシ方式を用い、被帯電体として通常の有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を有するものや、アモルファスシリコン感光体等を用いると接触帯電部材に印加したバイアスのうちの直流成分と略同等の帯電電位を被帯電体表面に得ることが可能である。このような帯電方法のことを注入帯電と称する。この注入帯電を用いれば、被帯電体への帯電がコロナ帯電器を用いて行われるような放電現象を利用しないので完全なオゾンレス、且つ、低電力消費型帯電が可能となる。
【００４６】
具体的に本発明の実施の形態において用いた画像形成装置について詳細に説明する。
【００４７】
図１に基づいて本発明の実施の形態１について説明する。
【００４８】
図１に光導電層を有する像担持体をタンデム式に配列した電子写真方式のカラー画像形成装置が示される。
【００４９】
同図において、カラー画像形成装置は、装置本体内に例えばイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの可視画像を形成することができる第１〜第４の画像形成部Ｉ、II、III 、IVがタンデムに配列された構成を有し、各画像形成部Ｉ〜IVはそれぞれ専用の光導電層を有する像担持体１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａを備えている。各像担持体１０１ａ〜１０４ａはその周囲にそれぞれ専用の画像形成手段である、例えば一次帯電器１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ、転写器１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０４ｃ、現像器１０１ｄ，１０２ｄ，１０３ｄ，１０４ｄ、露光器１０１ｅ，１０２ｅ，１０３ｅ，１０４ｅ等が配設されている。
【００５０】
又、各画像形成部Ｉ〜IVの像担持体１０１ａ〜１０４ａの下部には、転写ベルト駆動プーリ９及び転写ベルト従動プーリ１０に張架され駆動される転写ベルト８が設けられている。更に、図６において、第１画像形成部Ｉの右方には図に示さない給紙部が配置され、第４画像形成部IVの左方には図に示さない定着器が配置される。
【００５１】
尚、本実施の形態においてはクリーナーレスシステムを採用しており、従来のクリーニング装置は配置されていない。
【００５２】
図１において、カラー画像形成を行うには、先ず、第１画像形成部Ｉにおいて、光導電層を有する回転する像担持体１０１ａに対して帯電器１０１ｂによって均一に電荷が付与され、矢印で示す露光器１０１ｅによって露光が行われ、像担持体１０１ａ上の光導電層上に潜像が形成される。次いで、潜像が例えばイエロートナー用現像器１０１ｄによって潜像が現像されて顕像が形成される。
【００５３】
ここで、現像工程について説明する。
【００５４】
図２は本実施の形態において用いた２成分磁気ブラシ現像用の現像装置４の該略図である。
【００５５】
図２において、１１は現像スリーブ、１２は現像スリーブ１１内に固定配置されたマグネットローラー、１３，１４は攪拌スクリュー、１５は現像剤を現像スリーブ１１表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、１６は現像容器である。現像スリーブ１１は、少なくとも現像時においては、感光ドラム１に対し最近接領域が約５００μｍになるように配置され、現像剤が感光ドラム１に対して接触する状態で現像できるように設定されている。本実施の形態において用いた２成分現像剤は、トナー粒子は粉砕法によって製造された平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものを用い、キャリアとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ３
の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。又、このトナーをキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いた。
【００５６】
ここで、前記静電潜像を、上記の現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤に循環系について以下説明する。
【００５７】
先ず、現像スリーブ１１の回転に伴いＮ２極で汲み上げられた現像剤は、Ｓ２極→Ｎ１極と搬送される過程において、現像スリーブ１１に対して垂直に配置された規制ブレード１５によって規制され、現像スリーブ１１上に薄層形成される。ここで薄層形成された現像剤が、現像主極Ｓ１極に搬送されてくると磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤によって前記静電潜像を現像し、その後、Ｎ３極、Ｎ２極の反発磁界によって現像スリーブ１１上の現像剤は、現像容器１６内に戻される。
【００５８】
現像スリ−ブ１１には図示しない電源から直流電圧及び交流電圧が印加され、本実施の形態では、直流電圧として−５００Ｖ、交流電圧としてＶpp＝１５００Ｖ、Ｖｆ＝２０００Ｈｚが印加されている。一般に二成分現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生し易くなるという危険も生じる。このため、通常、現像装置４に印加する直流電圧と感光ドラム１の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。
【００５９】
一方、給紙部から、転写ベルト駆動プーリ９と転写ベルト従動プーリ１０によって駆動される転写ベルト８によって、図示しない被転写材が第１画像形成部Ｉに搬送される。
【００６０】
又、回転する像担持体１０１ａはその光導電層上に残存するトナーは再び現像装置により回収される。
【００６１】
第２の画像形成部IIにおいても同様な工程が行われ、別色の例えばシアントナーが被転写材に転写される。そして、その後もこのような工程を連続的に、第３及び第４画像形成部III 、IVにおいても行うことにより多色のトナーの転写を転写材に対して行い、所望のカラー画像を形成することができる。
【００６２】
本実施の形態においては、帯電器として、磁気ブラシ帯電方式を用いている。本実施の形態において用いた磁気ブラシ帯電器１０１ｂ〜１０４ｂは、内部に固定マグネットが設けられた回転自在の外径１６ｍｍの非磁性スリーブ上に、磁性粒子が磁界によってブラシ状に形成されて、非磁性スリーブの回転に伴い磁性粒子が搬送される。
【００６３】
又、上記非磁性スリーブは感光ドラムに対しカウンター方向に回転しており、本実施の形態においては、感光ドラム１の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃに対し磁気ブラシ帯電器は１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。上記非磁性スリーブに、帯電電圧を印加することにより、磁性粒子から電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に帯電される。回転速度については速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。
【００６４】
又、帯電部材として用いる磁性キャリアとしては、粒径が平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ3、抵抗が１×１０2〜１×１０10Ω・ｃｍのものが、好ましく感光ドラムにピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１×１０6Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗の小さいものを用いる方が良いので、本実施の形態においては、平均粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ3、抵抗が５×１０6Ω・ｃｍの磁性粒子を用いた。
【００６５】
ここで、キャリアの抵抗値は、底面積が２２８（ｍｍ2）の金属セルにキャリアを２ｇ入れた後、６．６ｋｇで加重し、１００Ｖの電圧を印加して測定している。
【００６６】
磁性粒子としては、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリア、或は、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、或はフェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし抵抗調整を行ったもの等が用いられ得る。
【００６７】
又、感光ドラム１に対して形成されるニップ幅を略６ｍｍになるよう調整した。
【００６８】
トナー像転写後の感光ドラムの面には、転写残トナーが残留している。この転写残トナーは、先ず、そのまま帯電器を通過させると前述のゴーストが発生してしまう。ドラムと接触した帯電磁気ブラシ下を転写残トナーが通過しても、殆どの場合、前画像の形状を留めたままであり、適正な帯電条件における磁気ブラシの設定下では均一に分散しているようなことはなかった。
【００６９】
そこで、感光ドラム１の回転に伴い帯電領域に到達した転写残トナーを帯電磁気ブラシに取り込み、前画像の履歴を消してしまうことが必要となる。このとき、直流電圧を帯電磁気ブラシに印加するのみでは帯電器へのトナーの取り込みは十分に行われないが、交番電圧を帯電磁気ブラシに印加すると感光ドラムー帯電器間の電界による振動効果によって、比較的帯電器へのトナーの取り込みが容易に行われる。
【００７０】
しかしながら、帯電領域に到達した転写残トナーの帯電量によって磁気ブラシへの取り込みが非常に困難な場合が生じる。つまり、転写残トナーが帯電している以上、帯電磁気ブラシとドラム間の電位差や、トナーとドラム間の鏡映力が取り込み性に大きく影響する。
【００７１】
ここで、磁気ブラシ帯電器の印下電圧に対し、通過するドラムの表面電位は等しく帯電されることが理想であるが、実際磁気ブラシ帯電器の接触部にも幅があり、最終的にはほぼ等しい電位に帯電されるとしても、接触部通過初期には十分な帯電が得られていないため、そこに帯電器とドラム間の電位差が生じている。本実施の形態の場合、磁気ブラシ帯電器のＶdcを−７００Ｖと設定しているため、接触部通過初期でドラム表面電位がそれより低い領域では、正帯電トナーは磁気ブラシ方向へ取り込まれ易いが、負帯電トナーは取り込まれない。又、転写残トナーの帯電量が極端に大きく、ドラムとの鏡映力が大き過ぎてもドラム上に残ってしまう。よって、本来負帯電性のトナーではあるが、転写残トナーは正帯電されていることが望ましい。但し、正帯電されていなくても、帯電量の絶対値が十分小さければ、磁気ブラシによって強制的に掻き取られる。
【００７２】
実際、転写残トナーは転写時の剥離放電等により、帯電極性が反転してしまうことも多いが、等しい転写効率であっても、転写電流によって転写残トナーの帯電量分布は大きく異なり、又、長期に亘って使用すると現像剤自体が劣化し、転写効率が低下してくるため、負帯電のままドラム上に残るトナー比率も増えてくる。そこで、転写電流を強めたり、転写残トナーを反対極性に帯電せしめる手段を持つことが好ましい。
【００７３】
本実施の形態では、転写帯電器と注入帯電器の間に毛足長さが６ｍｍ、導電性繊維のレイヨンのブラシをドラムに当接した。このとき、ドラムとの当接ニップは７ｍｍであった。更に、このレイヨンのブラシに帯電極性とは逆のプラス５００Ｖの直流電圧を印加した。このブラシは、プラスのバイアスを印加していることにより、負極性の転写残トナーは一時的にこのブラシ内に捕獲され、除電された後再びドラム上へ送り出される。そのため、注入帯電器とドラムの当接部に侵入してゆくトナーは、プラストナー若しくは除電された低帯電量のマイナストナーのみということになり、注入帯電器で回収され易くなる。そして、回収されたトナーは、磁気ブラシキャリアとの接触摩擦により再びマイナスの電荷を帯び、ドラム上へ均一に吐き出される。ドラム上に吐き出されたトナーは、現像領域へ達し、次画像の露光部であればそのままドラム上に残留し、未露光部であれば現像器に回収され、再度現像剤としてリユースされる。
【００７４】
本発明に用いられる感光ドラム１としては、通常用いられている有機感光体等を用いることができるが、望ましくは、有機感光体上にその抵抗が１０9〜１０14Ω・ｃｍの材質を有する表面層を持つものや、アモルファスシリコン感光体等を用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、並びに消費電力の低減に効果がある。又、帯電性についても向上させることが可能となる。そこで、本実施の形態においては、負帯電の有機感光体で、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に下記の第１〜第５の５つの層を下から順に設けた感光ドラムを用いた。
【００７５】
第１層は下引き層であり、アルミニウム基体（以下、アルミ基体と称する）の欠陥等をならすために設けられている厚さ２０μｍの導電層である。
【００７６】
第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１×１０6Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層である。
【００７７】
第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００７８】
第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００７９】
第５層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂のバインダーにＳｎＯ２ 超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には、絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ2粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。
【００８０】
このように調合した塗工液をディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍに塗工して電荷注入層とした。  
次に、本実施の形態における磁気ブラシ帯電装置構成の各色間の差異について述べる。
【００８１】
本実施の形態では、装置本体内にイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの順に可視画像を形成することができる第１〜第４の画像形成部Ｉ、II、III 、IVがタンデムに配列された構成を有している。即ち、給紙部から給紙された用紙には、搬送と共にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に画像が形成されてゆくことになる。
【００８２】
ここで、接触注入帯電においては、先に説明した感光体の電荷注入層が３μｍ程度であり、帯電装置の回転により研磨され磨耗してゆくが、その層がドラム周面全体の一部でも消滅した時点で感光体の寿命となる。この電荷注入層を喪失すると注入帯電そのものが成り立たず、帯電不良を生じてかぶり画像となってしまうからである。
【００８３】
そこで、一定の感光ドラムの寿命を満たすためには磁気ブラシによる研磨力を適当なレベルに抑えなければならない。しかしながら、十分な電荷注入性、帯電電位、帯電均一性を確保するためにはドラム表面と磁性粒子との接触機会を一定以上確保する必要がある。前記導電性レイヨンのブラシ（以降、帯電補助ブラシと称する）に印加するプラス側の電圧設定が高過ぎると感光体表面上に過度に正電荷が注入され、次行程の帯電において不都合が生じていた。
【００８４】
即ち、感光体表面に帯電前から正電荷が存在した場合、本来の負の帯電電流がその正電荷を打ち消すために消費されるため電流不足で帯電し切れなくなったり、帯電後も正電荷そのものが消滅せず、感光体表面に残存して帯電電位に影響を及ぼしたりするために、現像領域においてかぶりが発生していた。このかぶりは補助ブラシがドラムに接触している微少な部分に発生することが多く、毛ブラシ状に画像に現れる。特に、長期画像形成により帯電部材そのものが劣化し、帯電性能が低下した場合にその傾向は顕著となる。従って、磁気ブラシによる研磨力を適当に抑えながらも十分な帯電性を維持する必要がある。
【００８５】
ところで、ドラム表面と磁性粒子との接触機会を一定以上確保するための設定条件としては、帯電スリーブとドラムの相対速度を大きくする、磁性粒子のコート量を多くする、帯電スリーブ内に配置されたマグネットロールにおける主極、即ちドラムとスリーブの対向位置に設けられた磁力のピーク値を大きくしてドラムに対する磁性粒子の接触圧を大きくする、等が考えられる。
【００８６】
しかしながら、これらの条件は逆に磁気ブラシによる感光体ダメージを強める方向であり、双方の弊害を考慮した適正化が必要となる。
【００８７】
図３は本実施の形態において、第１ステーションに配置されたイエロー、第２ステーションに配置されたマゼンタ、第３ステーションに配置されたシアン、第４ステーションに配置されたブラックのプロセスカートリッジにおける画像比率５％、Ａ４横の画像でのドラム削れ量の耐久推移を示している。このときの帯電器の条件は、磁気ブラシのスリーブ上コート量は１８０ｍｇ/ ｃｍ、磁気ブラシ規制部材のスリーブとのギャップが６３０μｍ、スリーブ内包マグネットのドラム対向位置での主極の磁力密度は中心値９５ｍＴ、スリーブ表層粗さはＲｚで６μｍ、回転速度はプロセススピード１１７ｍｍ／ｓｅｃにおいて対ドラム１５０％のカウンター回転である。この結果では、ブラックステーションのドラム削れ量はイエローステーションのドラム削れ量の約１／２であり、通紙方向に対し下流のステーションほど削れ量が低下する傾向にある。この理由は明確ではないが、通紙耐久後、上流ステーションの感光ドラムであるほど表面から紙の成分が検出され、帯電能が低下しており、帯電器内に残った磁性粒子の量も減っていることが判明した。そのため、上流ステーションほど紙の影響を受け易く、ドラム表面が劣化して電荷注入性が阻害され、帯電能のレベルが悪くなると考えられている。
【００８８】
又、紙紛そのものが帯電器の磁気ブラシ内に掻き取り帯電能が低下した結果、帯電印加電圧に対して帯電電位が低下し、感光ドラムに付着する磁性キャリア量が増加し、付着した磁性粒子が感光ドラム上で連れ回り、補助ブラシ、転写位置等で感光体にダメージを与えていると考えられている。
【００８９】
一方、上記補助ブラシによるスジ状のかぶりに関しては、図３中に示す通り、ブラックステーションにおける発生枚数が３０ｋであるのに対し、他の色のステーションは４５ｋであった。これは、ブラックトナーは他の色のトナーに対し、保持電荷量が小さく、かぶり易いことによるものと考えられる。つまり、補助ブラシへの逆バイアス印加により生じるスジ状の微少な帯電不良部に対し、帯電不良レベルが同じであってもブラックトナーの方が現像電界に忠実に挙動しないため、かぶりラチチュードが狭く、早い段階からかぶってしまうのである。
【００９０】
以上をまとめると、ブラックトナーはかぶり易いが最下流のステーションであるため、ドラム削れ速度は最も遅く、イエロー、マゼンダ、シアンはかぶりレベルは良いが、ブラックステーションよりもドラム削れ速度は速いということになる。
【００９１】
そこで、ブラックステーションについて、削れ速度を早めてしまうことになるがカブリには強い構成を採るため、帯電スリーブ内に配置されたマグネットロールにおける主極、即ち、ドラムとスリーブの対向位置に設けられた磁力のピーク値を１１０ｍＴと大きくしてドラムに対する磁性粒子の接触圧を大きくした。
【００９２】
図４はブラックステーションのスリーブ変更後のドラム削れの耐久推移を図４に加えたものである。このときカブリ発生枚数は４８ｋとなり、他のステーションとはドラム削れ、カブリ共に近いレベルとすることができた。そのため、ステーションごとに耐久寿命のことなるカートリッジを市場に投入する必要はなくなり、４色共に画像不良を発生させずに最大限ドラム寿命を延ばすことができた。
【００９３】
次に、本実施の形態におけるリサイクル方法について説明する。
【００９４】
図５は第１ステーションに配置されたイエロー、第２ステーションに配置されたマゼンタ、第３ステーションに配置されたシアン、第４ステーションに配置されたブラックのプロセスカートリッジにおける画像比率５％、Ａ４横の画像での、磁気ブラシ帯電器のスリーブ表層の表面粗さＲｚの耐久推移を示している。ドラムに対し接触圧の強いブラックステーションのスリーブは磁性粒子による磨耗が早いことが分かる。
【００９５】
又、図６はスリーブ表層の粗さＲｚが２μｍ、４μｍ、６μｍであった場合のスリーブ内包主極磁力に対する磁気ブラシのドラムへの接触圧を示している。磁力、表面粗さ共ににその増加に従い接触圧も増加することが分かる。尚、接触圧は、ドラムに対するダメージとともに、磁性粒子のドラムとの接触性、即ち電荷注入性の尺度として見ることができ、ダミー感光体の表面にひずみゲージのセンサーを配置することで測定することができる。
【００９６】
ここで、５０ｋ耐久後のスリーブについてみると、ブラックステーションのスリーブはＲｚ＝４μｍ、それ以外のステーションはおよそＲｚ＝５μｍである。図６によれば、ブラックステーションのスリーブはＲｚ＝４μｍ、１１０ｍＴのマグネットであり、ほぼ９５ｍＴのマグネットでＲｚ＝６μｍの初期のイエロー、マゼンタ、シアンのスリーブと接触圧が同等であることが分かる。従って、磁性粒子保持、搬送という基本的な目的を持つスリーブとしては十分に初期のものとして使用しう得ると言える。
【００９７】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２は、現像スリーブの再利用に関する。本実施の形態は、実施の形態１で述べたタンデム式のフルカラー画像形成装置において、現像スリーブを複数回再利用した後、磁気ブラシ帯電用スリーブとして再利用するものである。
【００９８】
用いたプロセスカートリッジはφ１６、ブラストにより凹凸を形成した表面粗さＲｚが１０μｍの、ＳＵＳ製現像スリーブと、同じくφ１６、ブラストにより凹凸を形成した表面粗さＲｚが７μｍの、ＳＵＳ製帯電スリーブ及び感光体が一体となったもので、およそ１枚間欠で５０ｋの感光体寿命に対し、現像スリーブは２５０ｋ、帯電スリーブは１５０ｋである。両スリーブの寿命を決定するものは、トナーや磁性粒子との接触や、規制ブレード圧による間接的な押圧力による磨耗による表面粗さの低下である。ここで、現像スリーブは、２５０ｋの通紙耐久後、Ｒｚは７〜８μｍとなっており、帯電スリーブの初期の表面粗さと同等で適正な状態となる。
【００９９】
そのため、２５０ｋ耐久後の現像スリーブを、帯電スリーブとして再利用することが可能となる。ここで、スリーブの外径、長手方向長さ、フランジを同一形状にしておくことが必要になるがとくに不具合は生じない。耐久済み現像スリーブに対し、特開２００１−３５０３１６号公報に開示されているようにスリーブ端部に絶縁処理を施すことで、端部電界の作用による磁性粒子の感光体への付着も防止することができる。
【０１００】
又、従来、長手方向において、少なくとも現像領域よりも広く帯電領域を確保するため、内包するマグネットの長さは帯電スリーブの方が現像スリーブよりも広く設定されていたが、元々現像スリーブの内包するマグネットの長さを長くしておいても現像剤規制領域は、端部に配置される磁性板、マグネット等の規制部材により十分に規制可能である。或は、内部のマグネットのみ使用済みの帯電スリーブから回収されたものを利用することもできる。
【０１０１】
更に、図７は帯電スリーブ、図８は現像スリーブの内包するマグネットの正面から見た磁極構成断面の模式図である。両スリーブはドラムを挟んで点対象の関係にあるため、ほぼ同等のものを使用することができ、特に主極の磁力さえ同等のものであれば、現像の剤循環に必要な磁力構成に比べ、多少位置が変わってもスリーブ上搬送のみを目的とする帯電スリーブに利用することは弊害とはなり得ない。
【０１０２】
そこで、実際に２５０ｋ耐久後の現像スリーブを帯電スリーブとして再利用し、１５０ｋの通紙耐久を行ったところ、従来の帯電スリーブと同等の帯電特性を維持した。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、レーザービームプリンタや複写機等の電子写真法による画像形成装置に用いられる部品の再利用方法としての利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に用いた画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に用いた２成分現像装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１で使用した装置のドラム削れ量の耐久推移を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１で使用した装置のドラム削れ量の耐久推移を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１で使用した装置のスリーブ表面粗さの耐久推移を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１で使用した装置の感光体に対する磁気ブラシ帯電装置の接触圧を説明する図である。
【図７】現像スリーブの内包するマグネットの正面から見た磁極構成断面の模式図である。
【図８】帯電スリーブの内包するマグネットの正面から見た磁極構成断面の模式図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１    感光ドラム
１００  プロセスカートリッジ
１２０  画像形成装置本体
１２１  コントローラ
【図１】
2005215468.tif 000003
【図２】
2005215468.tif 000004
【図３】
2005215468.tif 000005
【図４】
2005215468.tif 000006
【図５】
2005215468.tif 000007
【図６】
2005215468.tif 000008
【図７】
2005215468.tif 000009
【図８】
2005215468.tif 000010