JP3854171B2 - 感光体リサイクル装置、感光体リサイクル方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタ、レーザファクシミリ装置などの感光体をリサイクルする感光体リサイクル装置、感光体リサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境保全、廃棄物の削減、再資源化等の高まりから製品のリデュース、リユース、リサイクルが求められている。複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置においても、使用済みの製品本体、作像ユニット、部品を回収して再生し再使用することが法規制の施行により加速している。電子写真用感光体をリサイクル使用するための再生としては、たとえば、特開平８―１２３２４９号公報に、安全、無害でかつ良好なリファイニング性、拭き取り性を有し感光体表面にクラックを起こさない電子写真感光体用リファイナー及びリファイニング方法が開示されている。
【０００３】
また、研磨剤を水系エマルジョンに分散したもの、研磨剤が酸化アルミニウム、酸化ケイ素であるものなどが知られている。また、特開平８−２３４６２４号公報には、研磨剤を水、水可溶性有機溶媒及び界面活性剤に懸濁したものが開示され、特開平８−２５４８３８号公報には研磨剤を油系エマルジョンに分散したものが開示され、さらに、特開平９−６２０１６号公報には感光体表面をモース硬度５以上の研磨剤で研磨するものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子写真用の感光体表面は複写、プリント枚数が増すにつれて、感光体に接触して摺動するクリーニングブレード、現像ローラ上の現像剤により摩耗する。この摩耗が進行し、感光体膜厚はあるレベル以下になると帯電、転写、現像バイアスの印加によりリークが生じ、異常画像発生の原因となる。また、感光体電位などの感光特性が劣化し良好な画像が得られなくなる。
【０００５】
また、現像用トナーに含まれる樹脂、添加物、転写紙中の紙粉等が付着する。これらの付着物により感光体特性（感光特性、表面特性など）が低下し、白スジ、黒スジ、白抜け、画像ムラ等の異常画像が発生する。
【０００６】
こうした感光層の摩耗量、感光体表面の付着物の量、付着の仕方は一定ではなく市場の環境、使用モードにより大きく異なる。使用済み感光体を回収しリサイクル使用するには、これらの異常画像の発生を抑制するため感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが知られている。なお、特開平８−１２３２４９号公報、特開平８−２３４６２４号公報、特開平８−２５４８３８号公報、特開平９―６２０１６号公報は研磨剤の材質等に関わる発明であり、感光体表面の研磨の具体的方法に言及したものではない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、使用済み感光体個々の表面状態（摩耗量、付着物の量）にしたがって研磨条件を設定し、過不足のない最適な研磨を実施し、使用済み感光体をリサイクル使用するにあたり異常画像のない良好な画像を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる感光体リサイクル装置にあっては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に利用される感光体を回収し、その表面を研磨部材で研磨してリサイクルする感光体リサイクル装置において、前記回収した使用済み感光体上の付着物による表面粗さを測定する感光体表面測定手段と、前記感光体表面測定手段の前記表面粗さの測定値に基づいて感光体表面を研磨する前記研磨部材の研磨条件を設定する研磨条件設定手段と、を備えたものである。
【０００９】
この発明によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件設定手段で研磨条件を設定することにより、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２にかかる感光体リサイクル装置にあっては、前記感光体表面測定手段は、使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定するものであり、前記研磨条件設定手段は、前記膜厚の測定値に基づいて研磨条件を設定するものである。
【００１３】
この発明によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定し、その測定値に基づいて研磨条件設定手段で研磨条件を設定することにより、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００１４】
また、請求項３にかかる感光体リサイクル方法にあっては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に利用される感光体を回収し、その表面を研磨部材で研磨してリサイクルする感光体リサイクル方法において、前記回収した使用済み感光体上の付着物による表面粗さを測定する感光体表面測定工程と、前記感光体表面測定工程の前記表面粗さの測定値に基づいて感光体表面を研磨する前記研磨部材の研磨条件を設定する研磨条件設定工程と、を含むものである。
【００１５】
この発明によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件設定工程で研磨条件を設定することにより、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となる。
【００１８】
また、請求項４にかかる感光体リサイクル方法にあっては、記感光体表面測定工程は、使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定するものであり、前記研磨条件設定工程は、前記膜厚の測定値に基づいて研磨条件を設定するものである。
【００１９】
この発明によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨条件設定工程で研磨条件を設定することにより、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる感光体リサイクル装置、感光体リサイクル方法の好適な実施の形態について添付の図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態にかかる感光体を研磨する研磨装置の概略構成を示す説明図である。図において、符号１００は使用済みの感光体表面の付着物を研磨で除去する研磨装置、符号１０１は装置支持体のベース、符号１０２は支持台、符号１０３は回転支持軸、符号１０５は再使用可能な使用済みの感光体、符号１０６は感光体の表面の各表面特性を検出するセンサ、符号１０７はセンサ１０６の検出データから使用済みの感光体１０５の表面状態（摩耗量、付着物の量など）を計測する感光体計測部、符号１１０は研磨部材、符号１１１は研磨部材１１０の回転や移動速度、接触圧（加圧力）などの条件を設定する研磨部材設定部である。これらの機能について以下に述べる。
【００２８】
使用済みの感光体１０５が図１（または図１２）の装置にセットされ図示しない動力源により回転する。研磨部材１１０はたとえば発泡ウレタン等の弾性部材の表面に不織布を設けた部材で動力源（図示せず）により回転しながら使用済みの感光体１０５と平行な方向に往復移動する。研磨部材１１０は、一定量感光体方向に食い込んで所定の接触圧（加圧力などで代用する）で付勢した状態で回転し移動する構成になっている。
【００２９】
感光体１０５と研磨部材１１０の間には、酸化アルミニウムなどを水に分散させた研磨液を塗布して研磨する。研磨により感光体表面に付着した付着物は削除される。また、研磨レベルが増大すると感光層の摩耗量も拡大する。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態にかかる感光体とその周辺の作像部材を一体的にユニット化した状態を示す説明図である。図において、符号２００は作像ユニット、符号２０１はクリーニング・帯電ユニット、符号２０２はトナーホッパー、符号２０４はトナーシール、符号２０５は現像ローラ、符号２０６はシャッターである。
【００３１】
すなわち、この作像ユニット２００は、研磨装置１００で研磨されて再生された感光体１０５ａをユニット化したものである。この作像ユニット２００はトナーホッパー２０２内のトナーがなくなるとユニット全体が交換される。
【００３２】
ところで、電子写真用感光体の表面には複写枚数またはプリント枚数が増すにつれて現像用トナー（現像キャリアを含む）に含有される樹脂、添加物、転写紙中の紙粉等が付着する。感光体表面にトナー中の樹脂、転写紙中の紙粉等が感光体の回転方向に沿ってスジ状に付着するため、感光体の軸方向の表面粗さが粗くなる。また、付着量が多いほど表面粗さは粗くなる。この特性を図３のグラフに示す。これらの付着物により、感光体特性が低下し、白スジ、黒スジ、白抜け、画像ムラ等の異常画像が発生する。
【００３３】
また、感光体１０５はアルミニウムの素管に感光層が３０μｍ程度塗布されている。感光層は複写、プリント動作の繰り返しにしたがってクリーニングブレードなどの接触部材により摩耗し、感光層膜厚があるレベル以下になると帯電、転写、現像バイアスの印加によりリークが生じ、異常画像発生の原因となる。また、これに起因して感光特性が劣化し良好な画像が得られなくなる。感光体膜厚は研磨能力が大きいほど小さくなる。この特性の様子を図４に示す。
【００３４】
これらの電子写真用感光体および感光体を含むユニットを市場から回収し再使用するためには、前述の感光体表面に付着した付着物を研磨し除去する必要がある。しかしながら、前述の問題点に対して、研磨後の感光層膜厚を感光特性の劣化しないレベルにしなければならない。そのために感光体の膜厚を感光体計測部１０７によって測定し、研磨部材設定部１１１によって研磨量を設定し、その研磨量に見合った研磨条件を設定する必要がある。
【００３５】
図１の研磨装置１００において、感光体表層の研磨量は、図５に示すように、感光体１０５の回転数（ｒｐｍ）が高いほど大きくなる。同様に、図６のグラフに示すように、研磨部材１１０の回転数が高いほど大きくなる。反対に、図７のグラフに示すように、研磨部材１１０の移動速度が早いほど研磨量は小さくなる。また、図８のグラフに示すように、研磨部材１１０往復回数が増すほど研磨量は大きくなる。
【００３６】
さらに、図９のグラフに示すように、感光体１０５と研磨部材１１０の接触圧が大きいほど研磨量は大きくなる。研磨条件の設定例として、あるレベルの使用済みの感光体１０５に対して感光体回転数８０ｒｐｍ、研磨部材回転数６００ｒｐｍ、研磨部材移動速度１０ｍｍ／ｓｅｃ、研磨部材移動回数３往復、感光体１０５と研磨部材１１０の接触圧１００ｇｆ／平方ｃｍにて、付着物が除去でき、新品の感光体と同様の良好な画像が得られた。
【００３７】
したがって、この実施の形態では、このような特性を考慮し、感光体計測部１０７からのデータや研磨部材１１０の状態から、研磨部材設定部１１１において研磨量を適正に調整するように設定する。すなわち、使用済みの感光体１０５個々の表面状態（摩耗量、付着物の量）にしたがって研磨条件を設定し、過不足のない最適な研磨を実施し、使用済みの感光体１０５をリサイクル使用するにあたり異常画像のない良好な画像を得ることができる。
【００３８】
さらに、上述した感光体のリサイルにおける研磨部材による感光体特性の計測の具体的なシステム構成、リサイクル装置の構成、システム構成例などについて説明する。
【００３９】
まず、感光体特性の計測において、感光体１０５の表面粗さを測定する例について図１０を参照し、説明する。図１０において、符号１５０は計測時における各種の制御や計測データを処理するためのパーソナルコンピュータ、符号１６１は感光体１０５の表面にレーザ光を照射し、その反射光により表面状態のデータを取得するレーザ発光測定装置、符号１６２はパーソナルコンピュータ１５０の指示にしたがって感光体１０５を回転駆動する駆動部である。
【００４０】
図１０の構成において、感光体１０５の表面粗さをレーザ発光測定装置１６１を用いて非接触で測定する。まず、感光体１０５を軸支する受け台にセットし、レーザ光を感光体１０５の表面に照射し、その反射光（測定データ）を取得し、測定を行なう。この測定は、円周方向に、たとえば４箇所（４等分）、感光体長手方向に５箇所測定し、パーソナルコンピュータ１５０に入力し、その平均値を表面粗さとする。
【００４１】
このとき、感光体１０５はパーソナルコンピュータ１５０を介して駆動部１６２により９０度単位で回転する。また、レーザ発光測定装置１６１は感光体１０５に沿ってプログラムされた距離で移動し、停止後、感光体１０５の表面粗さを測定する。この表面粗さ（Ｒｍａｘ）の測定結果を、感光体回転数（ｒｐｍ）、研磨部材回転数（ｒｐｍ）、研磨部材移動速度（ｍｍ／ｓ）、研磨部材往復回数、研磨部材接触圧（ｇｆ／ｍｍ）のそれぞれの条件毎に下記表１に示す。表面粗さ４．５以下の感光体はほとんど付着物がないことがわかる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
図１１は、感光体１０５の膜厚を測定するシステム構成例を示す説明図である。図において、符号１７１は感光体１０５の膜厚を測定するための渦電流測定器、符号１７２は感光体表面にセットされるセンサーの機能を有する測定用アダプター、符号１５０は測定データを処理するパーソナルコンピュータである。
【００４４】
図１１の構成において、感光体１０５はアルミニウムの素管表面に感光層が３０μｍ程度均一に塗布されているので、使用済み感光体の膜厚は渦電流測定器１７１により測定することができる。
【００４５】
まず、感光体１０５を軸支する受け台にセットし、測定用アダプター１７２を感光体１０５の表面に接触させて測定する。測定は、前述した図１０と同様に、たとえば、円周方向に４箇所（４等分）、感光体長手方向に５箇所測定し、そのデータをパーソナルコンピュータ１５０に取り込み、これらの平均値を膜厚とする。このとき、感光体１０５はパーソナルコンピュータ１５０を介して駆動部１６２により９０度単位で回転する。また、測定用アダプター１７２は感光体１０５に沿ってプログラムされた距離で移動し、停止後、感光体１０５の表面粗さを測定する。この膜厚（μｍ）の測定結果を、感光体回転数（ｒｐｍ）、研磨部材回転数（ｒｐｍ）、研磨部材移動速度（ｍｍ／ｓ）、研磨部材往復回数、研磨部材接触圧（ｇｆ／ｍｍ）のそれぞれの条件毎に下記表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
なお、表１、表２における表面粗さ、膜厚の最適条件は厳密には異なるが、装置の設定条件を簡素化するために結果を丸めた数値で記載している。また、接触圧は研磨部材の材質などの特性（材質・硬度など）の寄与が大きいのでこれらを考慮する必要がある。
【００４８】
つぎに、感光体リサイクル装置の構成例について説明する。図１２は、感光体リサイクル装置の構成例を示す説明図である。この感光体リサイクル装置は、略箱状の筐体に、感光体１０５を水平に支持し、感光体１０５を駆動源（不図示）からの動力をフランジギヤ１１２で伝達して回転させ、さらに研磨部材１１０を回転させながら表面に接触させると同時に、スライド駆動機構１１３により感光体軸方向にスライド移動する構成となっている。研磨部材１１０は、図１３に示すように、先端部分に研磨パッド１２０とスポンジなどの弾性体１２１で構成し、この先端部分を回転させる構成とする。
【００４９】
図１４は、感光体リサイクル装置のシステム構成を示すブロック図である。ここでは、上述した各設定条件による感光体リサイクル装置のシステムの主要部分の構成例を示している。符号１８０は研磨条件設定部、符号１８１はＰＣ回転数設定部、符号１８２はスライド回数設定部、符号１８３は研磨部材回転数設定部、符号１８４は加圧力設定部、符号１８５はドライバ、符号１８６は感光体駆動モータ（Ｍ１）、符号１８７は駆動部、符号１８８，１８９はドライバ、符号１９０はパッド回転用モータ（Ｍ２）である。
【００５０】
研磨条件設定部１８０は、パーソナルコンピュータあるいは専用の制御装置で構成され、感光体１０５をリサイクルする際の各パラメータにしたがって感光体１０５の回転や研磨部材１１０の回転およびスライドを制御するものである。ＰＣ（感光体）回転数設定部１８１は、リサイクル加工時の感光体１０５の回転数をセットするものであり、このセットによりドライバ１８５を介して感光体駆動モータ１８６を駆動させる。感光体駆動モータ１８６の出力軸にはギヤが固定され、このギヤに歯合したフランジギヤ１１２によって感光体１０５が回転する。
【００５１】
スライド回数設定部１８２は、研磨部材１１０の往復回数を設定するものである。この往復回数にしたがって駆動部１８７を介して研磨部材１１０が感光体１０５の軸方向にスライド移動する。研磨部材回転数設定部１８３は研磨パッド１２０の回転数をセットするものであり、このセット値に基づいてドライバ１８８を介してパッド回転用モータ１９０を駆動する。
【００５２】
加圧力設定部１８４は、研磨パッド１２０と感光体１０５の接触圧を所定条件に設定するものである。加圧部分は電気的に変位する公知の機構（不図示）をドライバ１８９により駆動する。なお、この機構の他に、研磨パッド１２０をスプリングの付勢により直接押付ける機構であれば、特に研磨条件設定部１８０に設ける必要がない。これらのパラメータ設定は専用装置であればスイッチなどによる設定で実現し、パーソナルコンピュータにおいてはプログラムにより実現する。また、この際の設定は、前述した表１、表２の各段に記載の条件にしたがって行なわれる。
【００５３】
つぎに、この実施の形態による効果を列挙する。第１に、使用済み感光体の膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨条件を設定することにより、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５４】
第２に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて感光体の回転数を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５５】
第３に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨部材の回転数を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５６】
第４に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨部材の移動速度を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５７】
第５に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨部材の移動回数を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５８】
第６に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて感光体と研磨部材の接触圧を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５９】
第７に、この実施の形態によれば、使用済みの感光体を回収し、表面を研磨部材で研磨し、所定レベルの表面特性に回復させることにより、表面の凹凸が極めて排除されるので、表面粗さ大や付着物に起因するトナー濃度の不均一、画像かすれ、白ぬけ、およびクリーニングブレードのエッジ接触不良に起因するクリーニング不良（黒すじ）やブレードエッジの異常音（鳴き）、エッジめくれといった不具合の発生を回避する効果もある。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる感光体リサイクル装置（請求項１）によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【００６２】
また、本発明にかかる感光体リサイクル装置（請求項２）によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定し、その測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【００６４】
また、本発明にかかる感光体リサイクル方法（請求項３）によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【００６５】
また、本発明にかかる感光体リサイクル方法（請求項４）によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる感光体を研磨する研磨装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる感光体とその周辺の作像部材を一体的にユニット化した状態を示す説明図である。
【図３】感光体表面粗さと付着量との関係を示すグラフである。
【図４】感光体膜厚と研磨能力との関係を示すグラフである。
【図５】感光体回転数と研磨量との関係を示すグラフである。
【図６】研磨部材の回転数と研磨量との関係を示すグラフである。
【図７】研磨部材の移動速度と研磨量との関係を示すグラフである。
【図８】研磨部材の往復回数と研磨量との関係を示すグラフである。
【図９】感光体と研磨部材の接触圧に対する研磨量の関係を示すグラフである。
【図１０】感光体の表面粗さ測定の構成例を示す説明図である。
【図１１】感光体の膜厚測定の構成例を示す説明図である。
【図１２】感光体リサイクル装置の構成例を示す説明図である。
【図１３】図１２における研磨部材の構成例を示す説明図である。
【図１４】感光体リサイクル装置のシステム構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ 研磨装置
１０５ 感光体
１０７ 感光体計測部
１１０ 研磨部材
１１１ 研磨部材設定部
１２０ 研磨パッド
１５０ パーソナルコンピュータ
１６１ レーザ発光測定装置
１６２ 駆動部
１７１ 渦電流測定器
１８０ 研磨条件設定部
２００ 作像ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタ、レーザファクシミリ装置などの感光体をリサイクルする感光体リサイクル装置、感光体リサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境保全、廃棄物の削減、再資源化等の高まりから製品のリデュース、リユース、リサイクルが求められている。複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置においても、使用済みの製品本体、作像ユニット、部品を回収して再生し再使用することが法規制の施行により加速している。電子写真用感光体をリサイクル使用するための再生としては、たとえば、特開平８―１２３２４９号公報に、安全、無害でかつ良好なリファイニング性、拭き取り性を有し感光体表面にクラックを起こさない電子写真感光体用リファイナー及びリファイニング方法が開示されている。
【０００３】
また、研磨剤を水系エマルジョンに分散したもの、研磨剤が酸化アルミニウム、酸化ケイ素であるものなどが知られている。また、特開平８−２３４６２４号公報には、研磨剤を水、水可溶性有機溶媒及び界面活性剤に懸濁したものが開示され、特開平８−２５４８３８号公報には研磨剤を油系エマルジョンに分散したものが開示され、さらに、特開平９−６２０１６号公報には感光体表面をモース硬度５以上の研磨剤で研磨するものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子写真用の感光体表面は複写、プリント枚数が増すにつれて、感光体に接触して摺動するクリーニングブレード、現像ローラ上の現像剤により摩耗する。この摩耗が進行し、感光体膜厚はあるレベル以下になると帯電、転写、現像バイアスの印加によりリークが生じ、異常画像発生の原因となる。また、感光体電位などの感光特性が劣化し良好な画像が得られなくなる。
【０００５】
また、現像用トナーに含まれる樹脂、添加物、転写紙中の紙粉等が付着する。これらの付着物により感光体特性（感光特性、表面特性など）が低下し、白スジ、黒スジ、白抜け、画像ムラ等の異常画像が発生する。
【０００６】
こうした感光層の摩耗量、感光体表面の付着物の量、付着の仕方は一定ではなく市場の環境、使用モードにより大きく異なる。使用済み感光体を回収しリサイクル使用するには、これらの異常画像の発生を抑制するため感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが知られている。なお、特開平８−１２３２４９号公報、特開平８−２３４６２４号公報、特開平８−２５４８３８号公報、特開平９―６２０１６号公報は研磨剤の材質等に関わる発明であり、感光体表面の研磨の具体的方法に言及したものではない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、使用済み感光体個々の表面状態（摩耗量、付着物の量）にしたがって研磨条件を設定し、過不足のない最適な研磨を実施し、使用済み感光体をリサイクル使用するにあたり異常画像のない良好な画像を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる感光体リサイクル装置にあっては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に利用される感光体を回収し、その表面を研磨部材で研磨してリサイクルする感光体リサイクル装置において、前記回収した使用済み感光体上の付着物による表面粗さを測定する感光体表面測定手段と、前記感光体表面測定手段の前記表面粗さの測定値に基づいて感光体表面を研磨する前記研磨部材の研磨条件を設定する研磨条件設定手段と、を備えたものである。
【０００９】
この発明によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件設定手段で研磨条件を設定することにより、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２にかかる感光体リサイクル装置にあっては、前記感光体表面測定手段は、使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定するものであり、前記研磨条件設定手段は、前記膜厚の測定値に基づいて研磨条件を設定するものである。
【００１３】
この発明によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定し、その測定値に基づいて研磨条件設定手段で研磨条件を設定することにより、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００１４】
また、請求項３にかかる感光体リサイクル方法にあっては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に利用される感光体を回収し、その表面を研磨部材で研磨してリサイクルする感光体リサイクル方法において、前記回収した使用済み感光体上の付着物による表面粗さを測定する感光体表面測定工程と、前記感光体表面測定工程の前記表面粗さの測定値に基づいて感光体表面を研磨する前記研磨部材の研磨条件を設定する研磨条件設定工程と、を含むものである。
【００１５】
この発明によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件設定工程で研磨条件を設定することにより、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となる。
【００１８】
また、請求項４にかかる感光体リサイクル方法にあっては、記感光体表面測定工程は、使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定するものであり、前記研磨条件設定工程は、前記膜厚の測定値に基づいて研磨条件を設定するものである。
【００１９】
この発明によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨条件設定工程で研磨条件を設定することにより、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる感光体リサイクル装置、感光体リサイクル方法の好適な実施の形態について添付の図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態にかかる感光体を研磨する研磨装置の概略構成を示す説明図である。図において、符号１００は使用済みの感光体表面の付着物を研磨で除去する研磨装置、符号１０１は装置支持体のベース、符号１０２は支持台、符号１０３は回転支持軸、符号１０５は再使用可能な使用済みの感光体、符号１０６は感光体の表面の各表面特性を検出するセンサ、符号１０７はセンサ１０６の検出データから使用済みの感光体１０５の表面状態（摩耗量、付着物の量など）を計測する感光体計測部、符号１１０は研磨部材、符号１１１は研磨部材１１０の回転や移動速度、接触圧（加圧力）などの条件を設定する研磨部材設定部である。これらの機能について以下に述べる。
【００２８】
使用済みの感光体１０５が図１（または図１２）の装置にセットされ図示しない動力源により回転する。研磨部材１１０はたとえば発泡ウレタン等の弾性部材の表面に不織布を設けた部材で動力源（図示せず）により回転しながら使用済みの感光体１０５と平行な方向に往復移動する。研磨部材１１０は、一定量感光体方向に食い込んで所定の接触圧（加圧力などで代用する）で付勢した状態で回転し移動する構成になっている。
【００２９】
感光体１０５と研磨部材１１０の間には、酸化アルミニウムなどを水に分散させた研磨液を塗布して研磨する。研磨により感光体表面に付着した付着物は削除される。また、研磨レベルが増大すると感光層の摩耗量も拡大する。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態にかかる感光体とその周辺の作像部材を一体的にユニット化した状態を示す説明図である。図において、符号２００は作像ユニット、符号２０１はクリーニング・帯電ユニット、符号２０２はトナーホッパー、符号２０４はトナーシール、符号２０５は現像ローラ、符号２０６はシャッターである。
【００３１】
すなわち、この作像ユニット２００は、研磨装置１００で研磨されて再生された感光体１０５ａをユニット化したものである。この作像ユニット２００はトナーホッパー２０２内のトナーがなくなるとユニット全体が交換される。
【００３２】
ところで、電子写真用感光体の表面には複写枚数またはプリント枚数が増すにつれて現像用トナー（現像キャリアを含む）に含有される樹脂、添加物、転写紙中の紙粉等が付着する。感光体表面にトナー中の樹脂、転写紙中の紙粉等が感光体の回転方向に沿ってスジ状に付着するため、感光体の軸方向の表面粗さが粗くなる。また、付着量が多いほど表面粗さは粗くなる。この特性を図３のグラフに示す。これらの付着物により、感光体特性が低下し、白スジ、黒スジ、白抜け、画像ムラ等の異常画像が発生する。
【００３３】
また、感光体１０５はアルミニウムの素管に感光層が３０μｍ程度塗布されている。感光層は複写、プリント動作の繰り返しにしたがってクリーニングブレードなどの接触部材により摩耗し、感光層膜厚があるレベル以下になると帯電、転写、現像バイアスの印加によりリークが生じ、異常画像発生の原因となる。また、これに起因して感光特性が劣化し良好な画像が得られなくなる。感光体膜厚は研磨能力が大きいほど小さくなる。この特性の様子を図４に示す。
【００３４】
これらの電子写真用感光体および感光体を含むユニットを市場から回収し再使用するためには、前述の感光体表面に付着した付着物を研磨し除去する必要がある。しかしながら、前述の問題点に対して、研磨後の感光層膜厚を感光特性の劣化しないレベルにしなければならない。そのために感光体の膜厚を感光体計測部１０７によって測定し、研磨部材設定部１１１によって研磨量を設定し、その研磨量に見合った研磨条件を設定する必要がある。
【００３５】
図１の研磨装置１００において、感光体表層の研磨量は、図５に示すように、感光体１０５の回転数（ｒｐｍ）が高いほど大きくなる。同様に、図６のグラフに示すように、研磨部材１１０の回転数が高いほど大きくなる。反対に、図７のグラフに示すように、研磨部材１１０の移動速度が早いほど研磨量は小さくなる。また、図８のグラフに示すように、研磨部材１１０往復回数が増すほど研磨量は大きくなる。
【００３６】
さらに、図９のグラフに示すように、感光体１０５と研磨部材１１０の接触圧が大きいほど研磨量は大きくなる。研磨条件の設定例として、あるレベルの使用済みの感光体１０５に対して感光体回転数８０ｒｐｍ、研磨部材回転数６００ｒｐｍ、研磨部材移動速度１０ｍｍ／ｓｅｃ、研磨部材移動回数３往復、感光体１０５と研磨部材１１０の接触圧１００ｇｆ／平方ｃｍにて、付着物が除去でき、新品の感光体と同様の良好な画像が得られた。
【００３７】
したがって、この実施の形態では、このような特性を考慮し、感光体計測部１０７からのデータや研磨部材１１０の状態から、研磨部材設定部１１１において研磨量を適正に調整するように設定する。すなわち、使用済みの感光体１０５個々の表面状態（摩耗量、付着物の量）にしたがって研磨条件を設定し、過不足のない最適な研磨を実施し、使用済みの感光体１０５をリサイクル使用するにあたり異常画像のない良好な画像を得ることができる。
【００３８】
さらに、上述した感光体のリサイルにおける研磨部材による感光体特性の計測の具体的なシステム構成、リサイクル装置の構成、システム構成例などについて説明する。
【００３９】
まず、感光体特性の計測において、感光体１０５の表面粗さを測定する例について図１０を参照し、説明する。図１０において、符号１５０は計測時における各種の制御や計測データを処理するためのパーソナルコンピュータ、符号１６１は感光体１０５の表面にレーザ光を照射し、その反射光により表面状態のデータを取得するレーザ発光測定装置、符号１６２はパーソナルコンピュータ１５０の指示にしたがって感光体１０５を回転駆動する駆動部である。
【００４０】
図１０の構成において、感光体１０５の表面粗さをレーザ発光測定装置１６１を用いて非接触で測定する。まず、感光体１０５を軸支する受け台にセットし、レーザ光を感光体１０５の表面に照射し、その反射光（測定データ）を取得し、測定を行なう。この測定は、円周方向に、たとえば４箇所（４等分）、感光体長手方向に５箇所測定し、パーソナルコンピュータ１５０に入力し、その平均値を表面粗さとする。
【００４１】
このとき、感光体１０５はパーソナルコンピュータ１５０を介して駆動部１６２により９０度単位で回転する。また、レーザ発光測定装置１６１は感光体１０５に沿ってプログラムされた距離で移動し、停止後、感光体１０５の表面粗さを測定する。この表面粗さ（Ｒｍａｘ）の測定結果を、感光体回転数（ｒｐｍ）、研磨部材回転数（ｒｐｍ）、研磨部材移動速度（ｍｍ／ｓ）、研磨部材往復回数、研磨部材接触圧（ｇｆ／ｍｍ）のそれぞれの条件毎に下記表１に示す。表面粗さ４．５以下の感光体はほとんど付着物がないことがわかる。
【００４２】
【表１】
図１１は、感光体１０５の膜厚を測定するシステム構成例を示す説明図である。図において、符号１７１は感光体１０５の膜厚を測定するための渦電流測定器、符号１７２は感光体表面にセットされるセンサーの機能を有する測定用アダプター、符号１５０は測定データを処理するパーソナルコンピュータである。
【００４４】
図１１の構成において、感光体１０５はアルミニウムの素管表面に感光層が３０μｍ程度均一に塗布されているので、使用済み感光体の膜厚は渦電流測定器１７１により測定することができる。
【００４５】
まず、感光体１０５を軸支する受け台にセットし、測定用アダプター１７２を感光体１０５の表面に接触させて測定する。測定は、前述した図１０と同様に、たとえば、円周方向に４箇所（４等分）、感光体長手方向に５箇所測定し、そのデータをパーソナルコンピュータ１５０に取り込み、これらの平均値を膜厚とする。このとき、感光体１０５はパーソナルコンピュータ１５０を介して駆動部１６２により９０度単位で回転する。また、測定用アダプター１７２は感光体１０５に沿ってプログラムされた距離で移動し、停止後、感光体１０５の表面粗さを測定する。この膜厚（μｍ）の測定結果を、感光体回転数（ｒｐｍ）、研磨部材回転数（ｒｐｍ）、研磨部材移動速度（ｍｍ／ｓ）、研磨部材往復回数、研磨部材接触圧（ｇｆ／ｍｍ）のそれぞれの条件毎に下記表２に示す。
【００４６】
【表２】
なお、表１、表２における表面粗さ、膜厚の最適条件は厳密には異なるが、装置の設定条件を簡素化するために結果を丸めた数値で記載している。また、接触圧は研磨部材の材質などの特性（材質・硬度など）の寄与が大きいのでこれらを考慮する必要がある。
【００４８】
つぎに、感光体リサイクル装置の構成例について説明する。図１２は、感光体リサイクル装置の構成例を示す説明図である。この感光体リサイクル装置は、略箱状の筐体に、感光体１０５を水平に支持し、感光体１０５を駆動源（不図示）からの動力をフランジギヤ１１２で伝達して回転させ、さらに研磨部材１１０を回転させながら表面に接触させると同時に、スライド駆動機構１１３により感光体軸方向にスライド移動する構成となっている。研磨部材１１０は、図１３に示すように、先端部分に研磨パッド１２０とスポンジなどの弾性体１２１で構成し、この先端部分を回転させる構成とする。
【００４９】
図１４は、感光体リサイクル装置のシステム構成を示すブロック図である。ここでは、上述した各設定条件による感光体リサイクル装置のシステムの主要部分の構成例を示している。符号１８０は研磨条件設定部、符号１８１はＰＣ回転数設定部、符号１８２はスライド回数設定部、符号１８３は研磨部材回転数設定部、符号１８４は加圧力設定部、符号１８５はドライバ、符号１８６は感光体駆動モータ（Ｍ１）、符号１８７は駆動部、符号１８８，１８９はドライバ、符号１９０はパッド回転用モータ（Ｍ２）である。
【００５０】
研磨条件設定部１８０は、パーソナルコンピュータあるいは専用の制御装置で構成され、感光体１０５をリサイクルする際の各パラメータにしたがって感光体１０５の回転や研磨部材１１０の回転およびスライドを制御するものである。ＰＣ（感光体）回転数設定部１８１は、リサイクル加工時の感光体１０５の回転数をセットするものであり、このセットによりドライバ１８５を介して感光体駆動モータ１８６を駆動させる。感光体駆動モータ１８６の出力軸にはギヤが固定され、このギヤに歯合したフランジギヤ１１２によって感光体１０５が回転する。
【００５１】
スライド回数設定部１８２は、研磨部材１１０の往復回数を設定するものである。この往復回数にしたがって駆動部１８７を介して研磨部材１１０が感光体１０５の軸方向にスライド移動する。研磨部材回転数設定部１８３は研磨パッド１２０の回転数をセットするものであり、このセット値に基づいてドライバ１８８を介してパッド回転用モータ１９０を駆動する。
【００５２】
加圧力設定部１８４は、研磨パッド１２０と感光体１０５の接触圧を所定条件に設定するものである。加圧部分は電気的に変位する公知の機構（不図示）をドライバ１８９により駆動する。なお、この機構の他に、研磨パッド１２０をスプリングの付勢により直接押付ける機構であれば、特に研磨条件設定部１８０に設ける必要がない。これらのパラメータ設定は専用装置であればスイッチなどによる設定で実現し、パーソナルコンピュータにおいてはプログラムにより実現する。また、この際の設定は、前述した表１、表２の各段に記載の条件にしたがって行なわれる。
【００５３】
つぎに、この実施の形態による効果を列挙する。第１に、使用済み感光体の膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨条件を設定することにより、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５４】
第２に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて感光体の回転数を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５５】
第３に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨部材の回転数を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５６】
第４に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨部材の移動速度を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５７】
第５に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨部材の移動回数を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５８】
第６に、使用済み感光体の表面粗さ、膜厚を測定しその測定値に基づいて感光体と研磨部材の接触圧を設定することにより、過不足なく感光体表面の付着物を、研磨剤により研磨し除去することが可能となると共に、研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となる。
【００５９】
第７に、この実施の形態によれば、使用済みの感光体を回収し、表面を研磨部材で研磨し、所定レベルの表面特性に回復させることにより、表面の凹凸が極めて排除されるので、表面粗さ大や付着物に起因するトナー濃度の不均一、画像かすれ、白ぬけ、およびクリーニングブレードのエッジ接触不良に起因するクリーニング不良（黒すじ）やブレードエッジの異常音（鳴き）、エッジめくれといった不具合の発生を回避する効果もある。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる感光体リサイクル装置（請求項１）によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【００６２】
また、本発明にかかる感光体リサイクル装置（請求項２）によれば、感光体表面測定手段により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定し、その測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【００６４】
また、本発明にかかる感光体リサイクル方法（請求項３）によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の表面粗さを測定し、その測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体付着量のばらつきに対して過不足なく感光体表面の付着物を研磨剤により研磨し除去することが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【００６５】
また、本発明にかかる感光体リサイクル方法（請求項４）によれば、感光体表面測定工程により使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定しその測定値に基づいて研磨条件を設定しているので、個々の感光体の感光層膜厚のばらつきに対して研磨過多による感光体特性の劣化あるいはリークを防ぐことが可能となり、異常画像の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる感光体を研磨する研磨装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる感光体とその周辺の作像部材を一体的にユニット化した状態を示す説明図である。
【図３】感光体表面粗さと付着量との関係を示すグラフである。
【図４】感光体膜厚と研磨能力との関係を示すグラフである。
【図５】感光体回転数と研磨量との関係を示すグラフである。
【図６】研磨部材の回転数と研磨量との関係を示すグラフである。
【図７】研磨部材の移動速度と研磨量との関係を示すグラフである。
【図８】研磨部材の往復回数と研磨量との関係を示すグラフである。
【図９】感光体と研磨部材の接触圧に対する研磨量の関係を示すグラフである。
【図１０】感光体の表面粗さ測定の構成例を示す説明図である。
【図１１】感光体の膜厚測定の構成例を示す説明図である。
【図１２】感光体リサイクル装置の構成例を示す説明図である。
【図１３】図１２における研磨部材の構成例を示す説明図である。
【図１４】感光体リサイクル装置のシステム構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ 研磨装置
１０５ 感光体
１０７ 感光体計測部
１１０ 研磨部材
１１１ 研磨部材設定部
１２０ 研磨パッド
１５０ パーソナルコンピュータ
１６１ レーザ発光測定装置
１６２ 駆動部
１７１ 渦電流測定器
１８０ 研磨条件設定部
２００ 作像ユニット
Claims (4)
- 複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に利用される感光体を回収し、その表面を研磨部材で研磨してリサイクルする感光体リサイクル装置において、
前記回収した使用済み感光体上の付着物による表面粗さを測定する感光体表面測定手段と、
前記感光体表面測定手段の前記表面粗さの測定値に基づいて感光体表面を研磨する前記研磨部材の研磨条件を設定する研磨条件設定手段と、
を備えたことを特徴とする感光体リサイクル装置。 - 前記感光体表面測定手段は、使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定するものであり、前記研磨条件設定手段は、前記膜厚の測定値に基づいて研磨条件を設定することを特徴とする請求項１に記載の感光体リサイクル装置。
- 複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に利用される感光体を回収し、その表面を研磨部材で研磨してリサイクルする感光体リサイクル方法において、
前記回収した使用済み感光体上の付着物による表面粗さを測定する感光体表面測定工程と、
前記感光体表面測定工程の前記表面粗さの測定値に基づいて感光体表面を研磨する前記研磨部材の研磨条件を設定する研磨条件設定工程と、
を含むことを特徴とする感光体リサイクル方法。 - 前記感光体表面測定工程は、使用済み感光体の渦電流測定から膜厚を測定するものであり、前記研磨条件設定工程は、前記膜厚の測定値に基づいて研磨条件を設定することを特徴とする請求項３に記載の感光体リサイクル方法。
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