JPH08146841A - プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字枚数を計測記憶させておく高価な機構、
枚数を記憶させていく高価なメモリー、メモリー内のデ
ータを保護するための装置、ヒューズ等を必要とせず、
部品点数を低減してコストダウンを図れるプロセスカー
トリッジを提供する。 【構成】 感光体２は、径３０ｍｍのアルミの円筒管１
５と、アルミの円筒管１５の上に形成された約１μｍの
薄い層と約１．４μｍの厚い層とからなる電荷発生層と
してのキャリア発生層１６と、キャリア発生層１６の上
に形成された電荷輸送層としての約２０μｍのキャリア
輸送層１７とから構成されている。キャリア発生層１６
の所定領域にはＸ字状の高感度部分１６ａが形成されて
おり、高感度部分１６ａに対応するキャリア輸送層１７
の部分は他の部分より薄い薄膜部分１７ａとなってお
り、寿命により感光体２の膜厚が所定以下の厚さになっ
た場合、印字の際にＸ字状のライフマークが用紙に印字
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセスカートリッジ
に関し、特に複写機、デジタル複写機、光プリンター、
ＦＡＸ等の電子写真方式を用いた画像形成装置における
プロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた画像形成装
置として、例えばコンピュータより入力された情報に基
づいて変調されたレーザービームが感光体に露光走査さ
れることにより静電潜像が形成され、これに現像装置に
より予め帯電されたトナーにて現像されて可視像化さ
れ、転写部材に可視像化された像が転写されるいわゆる
電子写真方式の光プリンター装置が知られている。

【０００３】この光プリンターは、図４に示すように、
装置本体に着脱自在に装着されたプロセスカートリッジ
１を有しており、プロセスカートリッジ１には、静電潜
像を担持する光導電性像担持体としての感光体２と、感
光体２を帯電する帯電器３と、感光体２に付着している
トナーを除去するクリーナ４と、プロセスカートリッジ
１が新品か否かを判定するためのヒューズ５とが配設さ
れている。また、装置本体内には、レーザービームを感
光体２に照射するレーザビーム記録装置６と、外部のコ
ンピュータ７より入力された情報に基づいて変調された
レーザービームを感光体２に露光走査するようにレーザ
ビーム記録装置６を制御する制御部８と、静電潜像をト
ナーにより現像する現像装置９と、現像されたトナー像
を記録用紙等に転写する転写装置１０と、前記ヒューズ
５の導通・非導通を検出すると共にヒューズ５の導通を
検知した場合にリセット信号を出力する検知器１１と、
検知器１１からのリセット信号によりカウントをリセッ
トし、かつ印字枚数をカウントして所定枚数に達した場
合に制御部８へ報知するライフカウンター１２とが配設
されている。次に、この従来例の動作について説明す
る。

【０００４】帯電器３により所定の帯電電位に感光体２
が帯電される。そして、レーザビーム記録装置６より変
調されたレーザー光が感光体２に露光され、静電潜像が
感光体２に形成される。更に、この静電潜像は現像装置
９により現像されてトナー像となる。それから、感光体
２に可視像化されたトナー像が転写装置１０により記録
用紙等の転写部材に転写され、図示しない定着装置によ
り定着されてプリントが完了する。転写残トナーはクリ
ーナ４で回収される。

【０００５】この際、従来、プロセスカートリッジ１の
寿命を検知するために、ライフカウンター１２によりプ
ロセスカートリッジの使用開始時よりの印字枚数が計測
され、所定の枚数をカウントした場合、ライフカウンタ
ー１２から制御部８へ報知信号が発せられ、この信号を
受信する制御部８により図示しない表示部にプロセスカ
ートリッジの寿命が来たことを知らせていた。また、プ
ロセスカートリッジ１の交換の際には、新品のプロセス
カートリッジ１が装置本体に装着された場合にヒューズ
５が切れていないことが検知器１１により認識される
と、プロセスカートリッジ１が新品であるこが認識さ
れ、検知器１１よりリセット信号が発せられてライフカ
ウンター１２がリセットされる。なお、検知が終了した
後、ヒューズ５は切られ、寿命がつきた後に取り外され
た後に再び装着されても新品と判定されないようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにライフカウンターを設けてプロセスカートリッ
ジの寿命を検出しようとした場合、画像形成装置本体に
印字枚数を計測記憶させておく高価な機構及び枚数を記
憶させていく高価なメモリーが必要であり、コストアッ
プになる。また、本体の電源が切られた場合でもメモリ
ー内のデータを保護するための装置が必要である。更に
は、プロセスカートリッジ交換時に新品であることを認
識させるためのヒューズを設ける必要が有り、かなりの
部品点数が必要になりコストが高くなるといった問題が
ある。

【０００７】本発明は、上記のような課題を解消するた
めになされたもので、印字枚数を計測記憶させておく高
価な機構、枚数を記憶させる高価なメモリー、メモリー
内のデータを保護するための装置、ヒューズ等を必要と
せず、部品点数を低減してコストダウンを図れるプロセ
スカートリッジライフ検知装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的は、光導電性像担持体に静電潜像を形成する画像記
録装置本体に着脱可能に取付けられるプロセスカートリ
ッジであって、像担持体として、基材上に形成された電
荷発生層と該電荷発生層上に形成された電荷輸送層とを
有しており、像担持体の膜厚が所定の値まで減少した際
にプロセスカートリッジの寿命を示す所定のパターンが
転写紙に現れるように、前記電荷発生層と電荷輸送層の
少なくとも一方に前記所定のパターンの形状を有してお
り厚さが他の部分と異なる領域が形成されていることを
特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジによ
って達成される。

【０００９】本発明によれば、前述の目的は、前記電荷
発生層の上面に前記所定のパターンの凸部が形成され、
前記電荷輸送層の下面に該凸部を受容する凹部が形成さ
れていることを特徴とする請求項２に記載のプロセスカ
ートリッジによって達成される。

【００１０】本発明によれば、前述の目的は、 前記基
材の上面に前記所定のパターンの凸部が形成されてお
り、前記電荷発生層が該基材に一様な厚さで形成されて
おり、前記電荷輸送層が、その表面が平坦になるように
前記電荷電荷発生層上に形成されており、該電荷輸送層
の下面に前記所定のパターンの凹部が形成されているこ
とを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ
によって達成される。

【００１１】

【作用】本発明のプロセスカートリッジにおいては、寿
命により像担持体の膜厚が所定以下の厚さになった場
合、印字の際に前記所定パターンの形状のマークが用紙
に印字される。

【００１２】一般的に電子写真方式によれば、像担持体
に現像されたトナーは転写部材により記録紙等に転写さ
れる。この際、転写されずに残ったトナーはクリーナー
ブレードあるいはクリーナブラシ等により像担持体より
除去回収される。この時、像担持体はクリーナーブレー
ド或いはブラシにより磨耗し、印字を重ねるに従い磨耗
量が増え像担持体の膜厚が減少する。例えば、像担持体
の初期膜厚が２０μｍであった場合、１００００枚で約
１μｍの膜厚が減ることが知られている。電気特性は膜
厚が減少する像担持体の電位保持能力が低下し、現像部
分での帯電電位は低くなる傾向にある。すなわち、像担
持体は印字枚数を重ねることにより帯電電位が低下し、
結果としてカブリが発生するといった現象が有る。ま
た、像担持体の感度についても感度が高くなると、電位
保持能力は低下し、帯電電位が減少する傾向に有る。従
って、像担持体を上述したように構成にした場合、印字
枚数を重ねてゆくと、所定枚数になった時、カブリが発
生するような膜厚になった場合、電荷発生層の感度の高
い領域（凸部）あるいは電荷輸送層の薄い領域（凹部）
がカブリとなって現れ、寿命であることを表示するマー
クが印字され、このマークをユーザが確認することによ
りプ口セスカートリッジの寿命が来たことが分かる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のプロセスカートリッジの第１
の実施例を図を参照しながら説明する。

【００１４】本実施例に係る光プリンターは、図１に示
すように、装置本体に着脱自在に装着されたプロセスカ
ートリッジ１を有しており、プロセスカートリッジ１に
は、静電潜像を担持する光導電性像担持体としての感光
体２２と、感光体２２を帯電する帯電器３と、感光体２
２に付着しているトナーを除去するクリーナ４とが配設
されている。また、装置本体内には、レーザービームを
感光体２２に照射するレーザビーム記録装置６と、外部
のコンピュータ７より入力された情報に基づいて変調さ
れたレーザービームを感光体２に露光走査するようにレ
ーザビーム記録装置６を制御する制御部８と、静電潜像
をトナーにより現像する現像装置９と、現像されたトナ
ー像を記録用紙等に転写する転写装置１０とが配設され
ている。

【００１５】積層型有機光導電性感光体２２は、直径３
０ｍｍ、円周速度４８ｍｍ／ｓｅｃで回転される。感光
体２２はコロナ放電による帯電器３によって表面が−５
５０Ｖに帯電させられる。外部のコンピューター７から
送られた画像信号はレーザビーム記録装置６により変調
され、感光体２２に露光されて静電潜像が形成される。
現像装置９では２成分現像剤が用いられ、トナーはスチ
レンアクリル系トナーであり、その平均粒子径は１０μ
ｍ、キャリアはフェライトコーティングキャリアであ
り、その平均粒子径は１００μｍであり、トナー濃度は
４％である。トナーは現像装置９により約−２５μｃ／
ｇに帯電される。現像ローラースリーブ上のバイアス電
位は−３００ｖに制御されており、感光体上の静電潜像
にスリーブ上に保持され帯電したトナーは、露光された
表面電位の低い所に静電吸着され、一方、露光されてい
ない表面電位の高いとろにはトナーは吸着されず、これ
により可視像化される。現像された可視像は転写装置１
０により記録用紙等の転写材に転写される。転写により
感光体上のトナーは約８０％が転写材に転写され、残っ
たトナーはクリーナ４により感光体よりこすりとられ
る。クリーナ４のブレードはウレタンにより成型されて
おり、感光体当接エッジは表面粗さがＲｚ５μｍ以下に
加工されている。

【００１６】次に、図２により積層型有機光導電性感光
体２２を詳細に説明する。

【００１７】感光体２２は、基材としての径３０ｍｍの
アルミの円筒管１５と、アルミの円筒管１５の上に形成
された約１μｍの薄い層と約１．４μｍの厚い層とから
なる電荷発生層としてのキャリア発生層１６と、キャリ
ア発生層１６の上に形成された電荷輸送層としての約２
０μｍのキャリア輸送層１７とから構成されている。図
２（ｂ），（ｃ）に示すように、キャリア発生層１６の
所定領域にはＸ字状の高感度部分１６ａ（凸部）が形成
されており、高感度部分１６ａに対応するキャリア輸送
層１７の部分は他の部分より薄い薄膜部分１７ａ（凹
部）となっており、寿命により感光体２の膜厚が所定以
下の厚さになった場合、印字の際にＸ字状のライフマー
クが用紙に印字されるようになっている。

【００１８】キャリア発生層１６の高感度部分１６ａの
厚みは約１〜２μｍであり、キャリア発生層１６の他の
部分より０．５〜１μｍ厚くなっている。キャリア輸送
層１７としては、例えばポリマー中に分散されたジアミ
ンが用いらる。キャリア発生層１６してセレン、シリコ
ン、ｃｄｓＺｎＯが用いられ、有機感光体材料して４−
ジメチルアミノベンジリリデン；ベンズヒドラジト；２
−ベンジリデン−アミノ−カルバゾール；４−ジメチル
アミノベンジリデン；２−ベンジリデン−アミノ−カル
バゾール；ポリビニルカルバゾール；（２−ニト口−ベ
ンジリデン）−ｐ−プロモーアニリン；２、４ジフェニ
ルキナゾリン；１、２、４−トリアジン；１、５−ジフ
ェニル−３−メチルピラゾリソ；２−（４’−ジメチル
−アミノ−ベニル）ベンゾ−ル；３−（アミノカルバゾ
ール）；フタ口シアニン等が用いられる。

【００１９】なお、本出願人は、上述した構成の光プリ
ンターを用いて印字枚数と感光体の膜厚との関係を調べ
た。表１に示すように、印字枚数が増加するに従って感
光体の膜厚が減少するのが確認された。

【００２０】

【表１】

【００２１】また、光プリンターの現像特性は、表２に
示すように、現像槽のライフを考慮した場合、感光体表
面電位が−４００ｖ以下になると、極端にカブリが増知
する。表２中の数値は、一般的に画像の地カブリの程度
を表す数値であリ、大きい方が地カブリが高く、小さい
方が低くなっている。製品を設計する上で目標とするス
ペックは１．０以下である。測定方法は、用紙の白度を
測定する機械を用いて、複写あるいはプリント作業の前
後に用紙白度を測定し、その値の差を求める。例えば白
度はネコサ紙で９０から８５位である。

【００２２】

【表２】

【００２３】また、感光体２のＸ字状の高感度部分１６
ａと他の部分の感光体膜厚に対する表面電位についての
関係は、表３に示すように、ライフマークのあるとろと
無いところと比較して、感光体２の表面電位の膜厚に対
する減少量が多いのが分かる。従って、表１、２の結果
よリ、プロセスカートリッジの寿命５０ｋ枚程度になる
と、ライフマークがカブリとなってプリント画像上に現
れる。

【００２４】

【表３】

【００２５】また、上記条件でエージング実験を行い、
ライフマークの再現性について確認を行ったところ、表
４に示すように、現像槽のライフに拘わらずほぼ５０ｋ
枚を越えた時点でライフマークが確認されることが分が
った。また、高温多湿、低温低湿環境化においてもその
性能は大きくは劣らないとも確認された。

【００２６】

【表４】

【００２７】次に、本発明の第２の実施例を図３を用い
て説明する。

【００２８】感光体２２は、基材としてのアルミ円筒管
１５と、アルミ円筒管１５上に形成されたＸ字状の突部
１５ａと、基材上に一様の厚さで形成されたキャリア発
生層１６と、キャリア発生層１６上に前記突部の部分だ
けが薄くかつ表面が平坦になるように形成されたキャリ
ア輸送層１７とから構成されている。寿命により感光体
２２の膜厚が所定以下の厚さになった場合、印字の際に
Ｘ字状のライフマークが用紙に印字されるようになって
いる。ライフマークに対応した部分のアルミ管１５の厚
みが他の部分より約１０μｍ厚くなっており、その上に
キャリア発生層１６が約１μｍあり、さらその上に１０
μｍのキャリア輸送層１７が有る。ライフマークの無い
ところはライフマークのあるところと比べて厚みが約２
０μｍ厚くなっている。

【００２９】

【発明の効果】本発明のプロセスカートリッジは、寿命
により像担持体の膜厚が所定以下の厚さになった場合、
印字の際に所定形状のマークが用紙に印字されるように
構成したので、印字枚数を計測記憶させておく高価な機
構、枚数を記憶させていく高価なメモリー、メモリー内
のデータを保護するための装置、ヒューズ等を必要とせ
ず、部品点数を低減してコストダウンを図ることができ
る。これにより、同様の機能を有す画像形成装置を安価
に提供できる。更に、プロセスカートリッジの価格を低
下でき、記録用紙１枚当たリの印字コストを低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロセスカートリッジを有するプリン
タの概略構成図である。

【図２】本発明のプロセスカートリッジの説明図であ
る。

【図３】本発明の他のプロセスカートリッジの説明図で
ある。

【図４】従来のプロセスカートリッジを有するプリンタ
の概略構成図である。

【符号の説明】

1 プロセスカートリッジ 2 感光体 3 帯電器 4 クリーナ 6 レーザビーム記録装置 7 コンピュータ 8 制御部 9 現像装置 10 転写装置 15 基材 16 キャリア発生層 16a 高感度部分 17 キャリア輸送層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導電性像担持体に静電潜像を形成する
   画像記録装置本体に着脱可能に取付けられるプロセスカ
   ートリッジであって、像担持体として、基材上に形成さ
   れた電荷発生層と該電荷発生層上に形成された電荷輸送
   層とを有しており、像担持体の膜厚が所定の値まで減少
   した際にプロセスカートリッジの寿命を示す所定のパタ
   ーンが転写紙に現れるように、前記電荷発生層と電荷輸
   送層の少なくとも一方に前記所定のパターンの形状を有
   しており厚さが他の部分と異なる領域が形成されている
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記電荷発生層の上面に前記所定のパタ
   ーンの凸部が形成され、前記電荷輸送層の下面に該凸部
   を受容する凹部が形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記基材の上面に前記所定のパターンの
   凸部が形成されており、前記電荷発生層が該基材に一様
   な厚さで形成されており、前記電荷輸送層が、その表面
   が平坦になるように前記電荷発生層上に形成されてお
   り、該電荷輸送層の下面に前記所定のパターンの凹部が
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロ
   セスカートリッジ。