JP2004347661A

JP2004347661A - スコロトロン帯電器用清掃部材

Info

Publication number: JP2004347661A
Application number: JP2003141611A
Authority: JP
Inventors: Norio Tomiya; 則夫冨家
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】従来使用されていたスコロトロン帯電器用の清掃部材であるウレタンフォーム（図４ｂ）では、帯電器に強固に付着堆積したイオン生成物の除去については不十分であった。そこで従来と同様に簡単な構成で、帯電器に強固に付着堆積した汚染物質を確実に除去することが可能であり、長期の使用であっても、清掃後は初期の画像品質を維持するスコロトロン帯電器用清掃部材を提供する。
【解決手段】電子写真装置に使用されるスコロトロン帯電器において、グリッドの清掃具として、含水させたメラミンフォーム（図４ａ）を備えた清掃部材を用いることを特徴とするスコロトロン帯電器用清掃部材。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置のスコロトロン帯電器に関するものであり、特に長期使用により強固に付着堆積したイオン生成物等の汚染物質を容易に、且つ確実に清掃することが可能なスコロトロン帯電器用清掃部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスコロトロンにおいてはシールドケースに収納されたコロナワイヤに高圧電圧が印加され、コロナワイヤの下部で感光体に対面して配置されたグリッドと感光体に対し放電を開始し、それと同時にイオン化されたコロナワイヤ周辺の空気は、コロナワイヤと対シールドケース、対グリッド、対感光体間で形成される電気力線に沿ってイオンの移動と共に移動する。
【０００３】
上記の放電によって発生したオゾンの作用により、空気や空気中の他成分が酸化されてイオン化する。このイオンが電気力線に沿って周りの塵埃等とともに付着物として生成しシールドケース内面、グリッドに長期間使用する間に徐々に堆積する。一般的に、この付着物は絶縁体であって、金属等の導電性部材で形成されるシールドケース及びグリッドへの絶縁材の付着は帯電特性に著しい悪影響を及ぼす。
【０００４】
特に、感光体の帯電電位を制御しているグリッドへの付着の影響は大きく、グリッドへ付着した場合には本来グリッドに流入する電流がその開口部から感光体に流入して感光体の表面電位が著しく上昇し、場合によっては濃度低下等の問題が発生する。
【０００５】
そこで本出願人は、スコロトロン帯電器用清掃部材として、含水させたスポンジ（多泡性の発泡ポリウレタンフォーム）でグリッドを清掃する清掃部材を本願に先駆けて提案した（特開平９−１９７７７１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１９７７７１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の含水させた発泡ポリウレタンフォームをグリッド用清掃部材として使用した場合、５万枚程度までの印写枚数が比較的少ない場合に堆積した汚染物質の除去に関しては問題無いが、例えば、印写枚数が１０万枚を超えるような場合に、帯電器に強固に付着堆積している汚染物を除去するのは困難であるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、従来と同様に簡単な構成で、帯電器に強固に付着堆積した汚染物質を確実に除去することが可能であり、印写枚数が１０万枚を超えるような場合であっても、清掃後は初期の画像品質を維持するスコロトロン帯電器用清掃部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のスコロトロン帯電器用清掃部材は、含水させた発泡メラミンフォームを備えた清掃部材を用いグリッドを清掃可能に構成することを特徴とする。
【００１０】
帯電器から放電を開始すると、この時空気がオゾンに変化する。オゾンは強力な酸化剤であり、このオゾンにより、空気中の成分が分解されてイオン化物が生成し、グリッドに付着するがこのイオン化物は水溶性であり水に溶解する性質がある。この時、清掃部材に発泡素材を使用することで、その非常に細かい繊維が水と一緒にイオン化物を取り込み除去する。
【００１１】
特に、本発明の最大の特徴である清掃部材に使用されるメラミンフォームは、メラミンとホルムアルデヒドから合成される熱硬化性のメラミン樹脂から構成され、三次元網目構造とすることで、例えば髪の毛の１／１０，０００の細かさの無数の突起が形成され、イオン化物の取り込みに対して非常に有効に作用する。
【００１２】
清掃部材は発泡素材を加熱圧縮成形して使用されるのが一般的であるが、メラミンフォームは、加熱圧縮してもマイクロセルが連通した気泡構造を保持し、水を含みやすく、しかもメラミン樹脂自体が親水性の高いものであるため、吸水性に優れている。このため加熱圧縮した場合も水を含浸させての清掃効果が極めて優れている。一方、ウレタンフォームを清掃部として用いた場合では、ウレタン樹脂自体の親水性が劣っており、加熱圧縮された場合には表面のセル膜が潰れて開口部が少なくなり吸水性に劣る傾向がある。従って、加熱圧縮されたウレタンフォームは、汚れの拭取りや水を用いる清掃には十分に機能しない場合がある。
【００１３】
以上のような性質を利用して、含水させた発泡メラミンフォームがグリッドを清掃できるように構成されているため、従来のように簡単な構成で、帯電器に強固に付着堆積した汚染物質であっても確実に除去することが可能となる。
【００１４】
好適には、発泡メラミンフォームの密度を３〜５０ｋｇ／ｍ^３で、含水率を体積比１〜５０％としたことにより、帯電器のグリッドを傷付けることなく清掃し、且つ清掃後の水分の残量が少なく迅速に乾くため、帯電器中に水分が残ることで過剰電流が流れて感光体の絶縁破壊が起こることがない。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明する。図１は本発明が適用される電子写真装置で、プリンタの感光体１周辺の基本構成概略図を示した。感光体回転方向Ａに沿って、レーザースキャナーユニットからなる露光源３、現像ローラ４、転写ローラ５、クリーニングローラ６、クリーニングブレード７、除電装置８、帯電器２が配設され、周知の如く、除電装置８により除電後、帯電器２によって均一に帯電された感光体１上に露光源３により露光潜像が記録され、該露光潜像を反転現像にて現像ローラ４でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写ローラ５にて記録紙１０に転写した後、クリーニングローラ６とクリーニングブレード７にて残留トナーを感光体表面より除去する。その後、除去された残留トナーはトナー回収スクリュー９にて図示しないトナー回収装置によって図示しない廃棄トナーボトルへと搬送される。
【００１６】
次に本発明が適用される清掃部材について詳細に説明する。図２は本発明が適用される清掃部材を示したものである。清掃部材２０は、メラミンフォーム２１と、それを保持する樹脂で成形された保持部材２２から構成されている。
【００１７】
メラミンフォームは、主原料であるメラミンとホルムアルデヒド又はそれらの前縮合体に、発泡剤、触媒及び乳化剤などを配合し、混合した後、型に注入し、加熱、或いは電磁波の照射等、適宜の手段によって発泡原料を発熱させ、発泡、硬化させることにより調製することができる。前縮合体を生成させるためのメラミンとホルムアルデヒドとのモル比は、メラミン：ホルムアルデヒド＝１：１．５〜４、特に１：２〜３．５とすることが好ましい。また、数平均分子量が２００〜１０００、特に２００〜４００の前縮合体が好ましい。なお、ホルムアルデヒドとしては、通常、その水溶液であるホルマリンが使用される。
【００１８】
前縮合体を生成させるための単量体としては、メラミンとホルムアルデヒドの他に、これら単量体を１００重量部とした場合に、５０重量部以下、特に、２０重量部以下の各種の単量体を使用することができる。メラミンに対応する他の単量体としては、アルキル置換メラミン、尿素、ウレタン、カルボン酸アミド、ジシアンジアミド、グアニジン、スルフリルアミド、スルホン酸アミド、脂肪族アミン、フェノール及びその誘導体等を使用することができる。更に、アルデヒド類としては、アセトアルデヒド、トリメチロールアセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド、フルフロール、グリオキサール、フタルアルデヒド及びテレフタルアルデヒド等を用いることができる。
【００１９】
また、発泡剤としては、ペンタン、トリクロロフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン等を使用することができる。触媒としては、通常、ギ酸が用いられ、乳化剤としては、スルホン酸ナトリウム等の陰イオン界面活性剤などを使用することができる。
【００２０】
本発明においては、以上のように作製したメラミンフォームを含水させて、帯電器のグリッド清掃部材としてそのまま使用することも可能であるが、メラミンフォームはそのままでは強度が小さく脆いという欠点を有するために、下記のように加熱圧縮により成形させて使用することが好ましい。
【００２１】
メラミンフォームをメラミンフォーム成形体とするためには、メラミンフォームを圧縮成形機の熱板間で、例えば２１０〜３５０℃で３分以上加熱圧縮し塑性変形する方法が一般的である。成形体は、メラミンフォームを１／１．５〜１／７、更には１／２〜１／７に圧縮して形成することが好ましく、この範囲の圧縮の程度であれば、脆さが十分に改善され、優れたメラミンフォーム成形体とすることができる。
【００２２】
メラミンフォーム成形体は、表面の少なくとも一部に凹凸部を有するようにすると、擦りクリーナ性に優れる。これは、汚れ面に存在する汚れによる微細な凹凸に対して、強度の高いメラミンフォーム成形体表面の凹凸部がひっかかりを得て、汚れ面の汚れを強く引掻く作用を示すためと考えられる。
【００２３】
メラミンフォーム成形体は、多層構造であるもの、または他の部材を積層したものであっても良い。例えば、ウレタンスポンジ層、セルローススポンジ層、不織布層及び研磨材層のうちの少なくとも一層を含むものであってもよい。研磨材層としては、硬質繊維からなるもの（例えば、金属繊維やガラス繊維等）が挙げられる。
【００２４】
メラミンフォームは、加熱圧縮してもマイクロセルが連通した気泡構造を保持し、水を含みやすく、しかもメラミン樹脂自体が親水性の高いものであるため、吸水性に優れている。このため加熱圧縮した場合も水を含浸させての清掃効果が極めて優れている。一方、ウレタンフォームを清掃部として用いた場合では、ウレタン樹脂自体の親水性が劣っており、加熱圧縮された場合には表面のセル膜が潰れて開口部がすくなくなり吸水性に劣る傾向がある。従って、加熱圧縮されたウレタンフォームは、汚れの拭取りや水を用いる清掃には十分に機能しない場合がある。
【００２５】
以上のように、メラミンフォーム２１は加熱圧縮した成形体で構成し、水を含有させることにより確実に清掃機能を発揮させることが可能である。メラミンフォーム成形体の密度は３〜５０ｋｇ／ｍ^３好ましく、８〜１５ｋｇ／ｍ^３が特に好ましい。密度が小さ過ぎるとメラミンフォームから粒状物が脱落し易くなり被清掃面であるグリッドを傷付けたりする。反対に密度が大き過ぎるとフォームとしての柔軟性が大きく低下し被清掃面を傷付けることがある。密度の調整は、加熱圧縮成形する設定温度、時間または圧縮率を適宣設定することで可能である。
【００２６】
また、含水率としては体積比が１〜５０％、好ましくは１〜４０％、さらに好ましくは６〜４０％のものが用いられる。含水率が小さ過ぎるとグリッドに付着した水溶性のイオン化物を十分に溶解させることができなくなる。反対に含水率が大き過ぎると清掃後の水分の残量が多くなり、帯電器中に水分が残ることで過剰電流が流れて感光体の絶縁破壊が発生することがある。
【００２７】
次に、図２、図３により本発明の清掃部材が使用される際の一実施例を説明する。図２は本発明が適用される清掃部材を示し、図３は清掃部材の実使用時の様子を示した一例である。
【００２８】
図２に示すように、保管時に水の含有を維持するため、清掃部材２０は機密性の高いアルミパック２３でパッキングすることにより取り出し使用するまで含水率を維持することができるような構成となっている。そして、アルミパック２３から清掃部材２０を取り出す。清掃部材２０は、所定量含水させたメラミンフォーム２１とそれを保持する保持部材２２から構成される。メラミンフォーム２１は保持部材２２に対して、例えば耐水性の接着剤や両面テープにより接着されている。
【００２９】
保持部材２２は樹脂成形されており、その側面には保持部材突起２４が形成されている。この突起２４が、感光体ユニット１２の側面に設けられた清掃部材取り付け穴１３に差し込まれて清掃部材２０が固定されるようになっている（図３左図）。突起２４と清掃部材取り付け穴１３とは一定方向でしか嵌合しないような構成となっており、これにより清掃部材２０が感光体ユニット１２に対して位置決めされる。
【００３０】
この後、図３右図に示すように帯電器２を引き出し、さらに挿入するという動作により、帯電器２の下部に装備されているグリッドに付着したイオン化物がメラミンフォーム２１に含水した水分に溶解すると同時にメラミンフォーム２１で除去することにより、グリッドの清掃が可能となる。この動作は２〜３往復が適当である。
【００３１】
次に、本発明の効果を確認するために以下に実験を行った。
＜実験＞
京セラミタ製プリンタＬＳ−７０００を使用して、以下に示す帯電器及び帯電条件において、Ａ４用紙１０万枚の印字試験（印字率５％原稿使用）を実施した。
・帯電器のコロナワイヤと感光体表面との距離：５．５ｍｍ
・コロナワイヤへの印加電圧：６ＫＶ
・グリッドの開口幅：１３ｍｍ
・グリッドの面積率：８０％
・グリッドの位置：感光体表面の接線と平行で０．６ｍｍの間隔
・初期感光体表面電位：２６０Ｖ
その後、以下の条件で帯電器の清掃を行った。
ａ．帯電器清掃部材をメラミンフォームとした時
メラミンフォームの密度：１１ｋｇ／ｍ^３、スポンジの含水率：３０％
ｂ．帯電器清掃部材を発泡ポリウレタンとした時
ポリウレタンの密度：３０ｋｇ／ｍ^３、スポンジの含水率：３０％
図４に、感光体の表面電位と印字枚数との関係を示した。印字枚数の増加に従い、グリッド上に汚染物が堆積して表面電位が上昇し印字濃度低下等が発生する（印字枚数：１０万枚）。この時、発泡ポリウレタンを備えた清掃部材（ｂ）を使用してグリッドを清掃しても表面電位は初期設定値まで回復しないが、本発明のメラミンフォームを備えた清掃部材（ａ）を使用すると、ほぼ表面電位が初期設定値まで回復して、満足な画像が得られることが判明した。
【００３２】
【発明の効果】
電子写真装置に使用されるスコロトロン帯電器において、グリッドの清掃具として、含水させたメラミンフォームを備えた清掃部材を用いることで、長期使用により強固に付着堆積したイオン生成物等の汚染物質を容易に、且つ確実に清掃することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したプリンタの感光体周辺の基本構成概略図である。
【図２】本発明の清掃部材の構成図である。
【図３】本発明の清掃部材の使用時に様子を示す図である。
【図４】帯電器のグリッド清掃部材としてメラミンフォームを使用した場合（ａ）と発泡ポリウレタンを使用した場合（ｂ）とにおいて、プリンタ印字枚数に対する、清掃時を含めての感光体表面電位の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
ｌ：感光体
２：帯電器
３：露光源
４：現像ローラ
５：転写ローラ
６：クリーニングローラ
７：クリーニングブレード
８：除電装置
９：トナー回収スクリュー
ｌ０：記録紙
１２：感光体ユニット
１３：清掃部材取り付け穴
１４：グリッド
２０：清掃部材
２１：メラミンフォーム
２２：保持部材
２３：アルミパック
２４：保持部材突起

Claims

電子写真装置に使用されるスコロトロン帯電器において、グリッドの清掃具として、含水させたメラミンフォームを備えた清掃部材を用いることを特徴とするスコロトロン帯電器用清掃部材。
前記メラミンフォームの密度を３〜５０ｋｇ／ｍ^３で、含水率を体積比１〜５０％としたことを特徴とする請求項１記載のスコロトロン帯電器用清掃部材。