JP2005037965A - トナーシール構造及びシール材 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストの上昇を抑制しつつ、長期間に渡り所望のシール性を確保でき、リサイクル性が良好で環境保全性に適したトナーシール構造及びシール材を提供する。
【解決手段】
コピー装置１の相対移動する画像形成ローラ５等とハウジング８との二部材間に介在して、ハウジング８の内側面８ａに設けられ、画像形成ローラ５等の両端部周面５ａ等に圧接状態となることにより、二部材間のトナー漏れを防止するシール材４０を有するトナーシール構造である。
シール材４０は、超高分子量ポリエチレン糸３２がパイル織りされると共に、環状を呈して、歯車４１の基軸部４２に装着されている。
【選択図】 図８

Description

この発明は、例えば、プリンタ、コピー装置及びファクシミリ等、電子写真方式によって記録を行う電子写真式記録装置等の画像形成装置内で、トナーの漏洩を防止するトナーシール構造及びシール材に関する。

従来のこの種のトナーシール構造としては、図９乃至図１１に示すようなものが知られている。

このようなトナーシール構造では、画像形成装置としてのコピー装置１に、画像形成室２が設けられている。この画像形成室２内には、感光体３と、この感光体３にトナー４を付着させる画像形成ローラ５とが設けられている。この画像形成ローラ５の表面にトナー層を薄層化して乗せる薄層化ローラ６が設けられ、平板状のスクレーパ７によって、この薄層化ローラ６に付着したトナー４を掻き落とす様に構成されている。

また、このコピー装置１には、一方の部材としてのハウジング８の対向面としての内側面８ａに固着されるとともに、他方の部材としての前記画像形成ローラ５及び薄層化ローラ６の対向面としての両端部周面５ａ，６ａに圧接されるシール材９が設けられている。

このシール材９は、図１１に示すように、テフロン(登録商標）等の素材からなり、ベルベット仕上げが施された起毛層１０の裏面側に、弾性変形可能な発泡樹脂シート１１を貼設して主に構成され、予め塗布される接着材層１２を介して、剥離可能な離型紙１３が設けられている。

次に、この従来例の作用について説明する。

このように構成された従来のトナーシール構造では、前記図１１に示すシール材９の裏面側の離型紙１３を剥がして、接着材層１２を前記ハウジング８の内側面８ａに固着させる。

このシール材９の起毛層１０は、前記両端部周面５ａ，６ａに圧接されて、シール域ｓを形成する。

このため、これらの両端部周面５ａ，６ａとハウジング８の内側面８ａとの間からトナー４が漏れる虞が少なく、各前記画像形成ローラ５及び薄層化ローラ６を支持するベアリング１４，１５のベアリングロックが防止される。

また、例えば、前記ハウジング８に凹状の溝を形成して、突出量を減少させたものも知られている（例えば、特許文献３等参照）。
実開平２−５３５０号公報 実開平２−５８７７３号公報 Ｕ．Ｓ．ＰａｔｅｎｔＮＯ．５２９６９０２号公報

しかしながら、このような従来のトナーシール構造では、起毛層１０に用いられる素材としては、滑性の良好なフッ素樹脂系の素材、例えば、テフロン(登録商標）が用いられている。

しかしながら、テフロン(登録商標）は、摩耗による減少が多い。このため、起毛層１０の磨耗により、当接する圧力が変化して、シール性が一定に保てないといった問題があった。

このため、前記シール材９では、前記両端部周面５ａ，６ａに圧接させることにより、前記発泡樹脂シート１１を潰れ変形させて、反発力で、前記起毛層１０をこの周面５ａ，６ａに密着させてシール性を確保しようとしている。

よって、起毛層１０の裏面側に設けられた弾性変形可能な発泡樹脂シート１１の厚みａは、所定の厚さ以上（例えば１〜２ｍｍ以上）となるものも多い。

このように、このシール材９の総厚みｃを、少なくとも、約２ｍｍ以上とするものでは、圧縮変形させて前記ハウジング８と、前記両端部周面５ａ，６ａとの間に介在させても、これらのハウジング８と前記画像形成ローラ５等との間隙量が増大して、スペース効率が良好であるとは言い難い。

また、例えば、前記ハウジング８に凹状の溝を形成して、突出量を減少させたものでも、摩耗により起毛層１０の厚みの減少が多くなると、シール材が溝内に没し、シール性を確保できなくなる虞があると共に、凹状に溝を形成する為には、ハウジング８を形成する金型に加工を施さなければならず、この点においても製造コストを増大させる要因となる虞があった。

また、前記テフロン(登録商標）は、燃焼状態等では有害物質を放出する虞もあった。

そこで、この発明は、製造コストの上昇を抑制しつつ、長期間に渡り所望のシール性を確保でき、リサイクル性が良好で環境保全性に適したトナーシール構造及びシール材を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため本願発明の請求項１に記載されたものでは、画像形成装置の相対移動する二部材間に介在して、該何れか一方の部材の対向面に設けられ、他方の部材の対向面に圧接状態となることにより、該二部材間のトナー漏れを防止するシール材を有するトナーシール構造において、前記シール材は、超高分子量ポリエチレン層を前記他方の部材との接触面に有し、該超高分子ポリエチレン層がパイル織りによって構成されているトナーシール構造を特徴としている。

このように構成された請求項１記載のものでは、前記超高分子量ポリエチレン層を前記他方の部材と接触する面に有するシール材が、該何れか一方の部材の対向面に設けられる。 このため、圧接される際にも滑性が良好で、耐摩耗性に優れたシール材を、フッ素樹脂系素材によって構成されるシール材よりも比較的安価に得ることが出来る。

例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）は、フッ素樹脂系素材よりも約６倍摩耗し難い。また、滑性は、フッ素樹脂と略同等である。

このため、厚み方向への寸法の変化が少なく、所望のシール性を長期間に渡り、保持できる。

また、厚み方向への寸法の変化が少なく、裏面側に貼設される発泡樹脂シート等の厚みを減少或いは廃止出来る。更に、圧接される他の部材の対向面にも摺接による損傷を与える虞が減少する。

更に、前記超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）は、リサイクル性が良好で環境保全性に適している。

そして、前記超高分子量ポリエチレン層が、超高分子量ポリエチレン素材をパイル織りすることにより構成されている。

このように、前記超高分子量ポリエチレン層が、超高分子量ポリエチレン素材をパイル織りすることにより構成されているので、起毛させた超高分子量ポリエチレン素材が、前記他の部材の対向面に圧接されてシールが行われる。

このため、圧接力を大きく設定しても、滑性が良好であるので、シール性を更に向上させることが出来る。

また、請求項２に記載されたものでは、前記超高分子量ポリエチレン層は、所定の割合で超高分子量ポリエチレンを含有する請求項１記載のトナーシール構造を特徴としている。

このように構成された請求項２記載のものでは、前記超高分子量ポリエチレン層が、所定の割合で超高分子量ポリエチレンを含有するので、滑性が良好であると共に、他の成分として柔軟成分等を含有させて、柔軟性、シール性及び厚み等を調整することが出来る。

そして、請求項３記載のものでは、前記超高分子量ポリエチレン層は、糸状の超高分子量ポリエチレン素材に、他の糸状の素材を所定の割合で織り込む請求項１又は２記載のトナーシール構造を特徴としている。

例えば、他の糸状の素材としては、ポリアミド系のナイロン等が用いられる。

このように構成された請求項３記載のものでは、前記超高分子量ポリエチレン層が、糸状の超高分子量ポリエチレン素材に、他の糸状の素材を所定の割合で織り込んで構成されている。このため、更に柔軟性が増大して、他の部材の対向面への形状適応性を向上させることにより、更に、シール性を良好なものとすることが出来る。

そして、請求項４記載のものは、相対移動する二部材間に介在して、該何れか一方の部材の対向面に設けられ、他方の部材の対向面に圧接状態となることにより、該二部材間のトナー漏れを防止するシール材において、前記他方の部材との接触面には、パイル織りによって構成される超高分子量ポリエチレン層を有するシール材を特徴としている。

このように構成された請求項４記載のものでは、前記シール材の他方の部材との接触面に設けられた超高分子量ポリエチレン層が、パイル織りによって構成されているので、前記他の部材の対向面に圧接されてシールが行われる。

このため、製造コストの上昇を抑制しつつ、長期間に渡り所望のシール性を確保できるシール材が提供される。

以上説明してきたように、この発明の請求項１記載のものによれば、前記超高分子量ポリエチレン層を前記他方の部材と接触する面に有するシール材が、該何れか一方の部材の対向面に設けられる。 このため、圧接される際にも滑性が良好で、耐摩耗性に優れたシール材を、フッ素樹脂系素材によって構成されるシール材よりも比較的安価に得ることが出来る。

例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）は、フッ素樹脂系素材よりも約６倍摩耗し難い。また、滑性は、フッ素樹脂と略同等である。

このため、厚み方向への寸法の変化が少なく、所望のシール性を長期間に渡り、保持できる。

また、厚み方向への寸法の変化が少なく、裏面側に貼設される発泡樹脂シート等の厚みを減少或いは廃止出来る。更に、圧接される他の部材の対向面にも摺接による損傷を与える虞が減少する。

更に、前記超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）は、リサイクル性が良好で環境保全性に適している。

そして、前記超高分子量ポリエチレン層が、超高分子量ポリエチレン素材をパイル織りすることにより構成されている。

このように、前記超高分子量ポリエチレン層が、超高分子量ポリエチレン素材をパイル織りすることにより構成されているので、起毛させた超高分子量ポリエチレン素材が、前記他の部材の対向面に圧接されてシールが行われる。

このため、圧接力を大きく設定しても、滑性が良好であるので、シール性を更に向上させることが出来る。

また、請求項２に記載されたものでは、前記超高分子量ポリエチレン層が、所定の割合で超高分子量ポリエチレンを含有するので、滑性が良好であると共に、他の成分として柔軟成分等を含有させて、柔軟性、シール性及び厚み等を調整することが出来る。

そして、請求項３記載のものでは、前記超高分子量ポリエチレン層が、糸状の超高分子量ポリエチレン素材に、他の糸状の素材を所定の割合で織り込んで構成されている。このため、更に柔軟性が増大して、他の部材の対向面への形状適応性を向上させることにより、更に、シール性を良好なものとすることが出来る。

そして、請求項４記載されたものでは、前記シール材の他方の部材との接触面に設けられた超高分子量ポリエチレン層が、パイル織りによって構成されているので、前記他の部材の対向面に圧接されてシールが行われる。

このため、製造コストの上昇を抑制しつつ、長期間に渡り所望のシール性を確保できるシール材が提供される、という実用上有益な効果を発揮する。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、前記従来例と同一乃至均等な部材、部位については、同一符号を付して説明する。

図１乃至図３は、この発明の実施の形態のトナーシール構造及びシール材を示すものである。

まず、シール材１６の構成を説明すると、この実施の形態のシール材１６では、図１に示すように、超高分子量ポリエチレン層１７の裏面側に、弾性変形可能な発泡樹脂シート１８が貼設されて主に構成されている。この発泡樹脂シート１８の裏面側には、予め塗布される接着材層１２を介して、剥離可能な離型紙１３が設けられている。

このシール材１６の超高分子量ポリエチレン層１７は、図４に示すように、乾式滑性０．０７〜０．２２、水潤滑性０．０５〜０．１０、摩耗指数１の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）素材から構成されている。

この超高分子量ポリエチレン層１７の厚さｂ１は、ｂ１＝約０．０１〜０．５ｍｍである。また、前記発泡樹脂シート１８の厚さａ１は、ａ１＝約０．０１〜０．５ｍｍである。更に、前記接着材層１２の厚さｄ１は、ｄ１＝約５０μｍである。

そして、このシール材１６の総厚みｃ１は、約０．０２〜１ｍｍである。

次に、画像形成装置としてのコピー装置１９の構成を説明する。この実施の形態のコピー装置１９では、画像形成室２が設けられている。この画像形成室２内には、感光体３と、この感光体３にトナー４を付着させる画像形成ローラ５とが設けられている。この画像形成ローラ５の表面にトナー層を薄層化して乗せる薄層化ローラ６が設けられ、平板状のスクレーパ７によって、この薄層化ローラ６に付着したトナー４が掻き落とされる様に構成されている。

また、このコピー装置１９には、一方の部材としてのハウジング８の対向面としての内側面８ａに固着されるとともに、他方の部材としての前記画像形成ローラ５及び薄層化ローラ６の対向面としての両端部周面５ａ，６ａに圧接されるように、二部材間のトナー漏れを防止する前記シール材１６が、前記裏面側に設けられた剥離紙１３を剥がして貼設されている。

次に、この実施の形態のトナーシール構造及びシール材の作用について説明する。

このように構成された実施の形態記載のものでは、前記両端部周面５ａ，６ａとの対向面である内側面８ａに貼設されたシール材１６が、超高分子量ポリエチレン層１７を有して、前記両端部周面５ａ，６ａと圧接される。

この実施の形態では、超高分子量ポリエチレン層１７に用いられる超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）素材が、図４に示すように、摩耗指数６のフッ素樹脂よりも約６倍摩耗し難い。また、滑性は、乾式滑性０．０７〜０．２２、水潤滑性０．０５〜０．１０で、乾式滑性０．０４〜０．１１、水潤滑性０．０４〜０．８を有するフッ素樹脂と略同等である。

このように、超高分子量ポリエチレン素材で構成されて滑性の良好なシール材１６を、フッ素樹脂系素材で構成されるシール材よりも比較的安価に得ることが出来る。

このため、厚み方向への寸法の変化が少なく、所望のシール性を長期間に渡り、保持できる。

また、厚み方向への寸法の変化が少なく、裏面側に貼設される発泡樹脂シート１８等の厚みａ１を減少させることが出来る。このため、シール材１６の総厚みｃ１を減少させて、スペース効率を良好なものとすることが出来る。

更に、圧接される前記両端部周面５ａ，６ａにも摺接による損傷を与える虞が減少する。

そして、前記超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）は、燃焼時等にも有害物質が発生する虞が殆どなく、リサイクル性が良好で環境保全性に適している。

図５は、この発明の実施例１のシール材２０を示すものである。なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部材、部位については、同一符号を付して説明する。

この実施例１のシール材２０では、前記実施の形態の超高分子量ポリエチレン層１７の裏面側に貼設される発泡樹脂シート１８が省略されて、超高分子量ポリエチレン素材をパイル織りして構成される超高分子量ポリエチレン層２１の裏面側に直接、前記接着材層１２が設けられている。

このように構成された実施例１のものでは、シール材２０の総厚みｃ２をｃ２＝ｂ２＋ａ２とすることにより、更に、減少させることが出来る。

他の構成、及び作用については、前記実施の形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

図６は、実施例１の超高分子量ポリエチレン素材をパイル織りして構成される超高分子量ポリエチレン層３１の部分拡大図である。この実施例２の超高分子量ポリエチレン層３１では、他の糸状の素材としてのポリアミド系のナイロン糸３３が、太さ約６デニール、長さ約６ｍｍの糸状の超高分子量ポリエチレン糸３２…に対して、約９：１の割合で混合されて、密度が１平方センチメートル当たり約２万本となるように織り込まれている様子を示している。

このように構成された実施例２記載のものでは、前記超高分子量ポリエチレン層３１が、糸状の超高分子量ポリエチレン糸３２に、他の糸状のナイロン糸３３を約９：１の割合で織り込んで構成されている。

このため、更に柔軟性が増大して、他の部材である両端部周面５ａ，６ａへの形状適応性を向上させることにより、更に、シール性を良好なものとすることが出来る。

図７は、この発明の実施例３のシール材３０を示すものである。なお、前記実施の形態又は実施例１及び実施例２と同一乃至均等な部材、部位については、同一符号を付して説明する。

この実施例３のシール材３０では、超高分子量ポリエチレン層３１の表面側に、起毛部３１ａが形成されている。この起毛部３１ａは、静電植毛又は機械植毛等の植毛方法によって形成されるか、或いはパイル織りによって構成されるものであってもよい。

このように構成されたシール材３０では、前記超高分子量ポリエチレン層３１の厚みｂ３のうち、起毛部３１ａの厚みｄ３は、前記両端部周面５ａ，６ａに圧接されることにより、略無くなり、実質的なシール材２０の総厚みｃ３をｃ３＝ｂ３＋ａ３とすることが出来る。

他の構成、及び作用については、前記実施の形態又は実施例１及び実施例２と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

図８は、この発明の実施例４のシール材４０を示すものである。なお、前記実施の形態及び実施例１乃至３と同一乃至均等な部材、部位については、同一符号を付して説明する。

この実施例４のシール材４０では、前述の超高分子量ポリエチレン糸３２がパイル織りされると共に、環状を呈して、歯車４１の基軸部４２に装着されている。

この基軸部４２には、小径の第１段部４２ａ及び中径の第２段部４２ｂが、大径の第３段部４２ｃと一体となるように軸方向に延設されている。

そして、実施例４では、一方の部材である前記第２段部４２ｂの側面部４２ｄと、図８中一点鎖線に示すような他方の部材としてトナーカートリッジ４３の開口部４３ａに形成される先端縁４３ｂとの間に前記シール材４０が挟持されて、これらの二部材間がシールされる様にしている。

他の構成、及び作用については、前記実施の形態又は前記実施例１乃至３と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

また、実施例５では、一方の部材である前記歯車４１の第１段部４２ａの外周面４２ｅと、図８中二点鎖線に示すような他方の部材であるトナーカートリッジ４４の開口部４４ａの内側側面４４ｂとの間に前記シール材４０が挟持されて、これらの二部材間がシールされる様にしている。

他の構成、及び作用については、前記実施の形態又は前記実施例１乃至４と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

以上、この発明の実施の形態、実施例１乃至５を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、前記超高分子量ポリエチレン層１７等の裏面側に、発泡樹脂シート１８が貼設される構成を示して説明してきたが、特にこれに限らず、例えば、この発泡樹脂シート１８と共に、或いは代えて、例えば、ＰＥＴ，ポリエチレン，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン，ポリプロピレン，ポリビニルアルコール，メタクリル樹脂，石油樹脂，ポリアミド，ポリ塩化ビニリデン，ポリカーボネート，ポリアセタール，フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂の他、フェノール樹脂，ユリア樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，ポリウレタン，アルキド樹脂，メラニン樹脂，エポキシ樹脂，珪素樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよく、また、紙，布，不織布等、前記他の部材に対して前記シール材を圧接させる程度の弾性を有するものであればよい。

更に、前記実施例２では、他の糸状の素材としてのポリアミド系のナイロン糸３３が、糸状の超高分子量ポリエチレン糸３２…に対して、約９：１の割合で混合されて織り込まれているが、特にこれに限らず、例えば、糸状の超高分子量ポリエチレン糸３２内にナイロン等の他の柔軟成分を混合して、前記超高分子量ポリエチレンを成分として含有するように超高分子量ポリエチレン糸３２が構成されて、滑性を良好なものとする共に、他の成分として柔軟成分等を含有させて、柔軟性、シール性及び厚み等を調整することが出来、混合比，混合される他の成分の種類，及び糸の形状或いは密度等が特に限定されるものではなく、更に、この柔軟成分を含有する超高分子量ポリエチレン糸３２に、一定割合で、前記ナイロン糸３３を混合させて織り込んでもよい。

本発明の実施の形態の実施例１のシール材で、要部の断面図である。 実施例１のトナーシール構造で、コピー装置の構成を模式的に説明する全体の断面図である。 実施例１のトナーシール構造で、図２中Ａ−Ａ線に沿った位置での断面図である。 実施例１のトナーシール構造及びシール材で、超高分子量ポリエチレンの滑性及び摩耗指数を他の素材と比較した表図である。 実施例２のシール材で、要部の断面図である。 実施例２のシール材で、要部の拡大図である。 実施例３のシール材で、要部の断面図である。 実施例４のシール材を一点鎖線で、また、二点鎖線は、実施例５のトナーカートリッジを示す要部の拡大部分断面図である。 従来例のトナーシール構造で、コピー装置の構成を模式的に説明する全体の断面図である。 従来例のトナーシール構造で、図９中Ｂ−Ｂ線に沿った位置での断面図である。 従来例のシール材で、要部の断面図である。

符号の説明

４ トナー
５ 画像形成ローラ（他方の部材の一つ）
５ａ 両端部周面（対向面）
６ 薄膜化ローラ（他方の部材の一つ）
６ａ 両端部周面（対向面）
８ ハウジング（一方の部材）
１６，２０，３０，４０シール材
１７，２１，３１ 超高分子量ポリエチレン層
３２ 超高分子量ポリエチレン糸（超高分子量ポリエチレン素材）
３３ ナイロン糸（他の糸状の素材）

Claims (4)

1. 画像形成装置の相対移動する二部材間に介在して、該何れか一方の部材の対向面に設けられ、他方の部材の対向面に圧接状態となることにより、該二部材間のトナー漏れを防止するシール材を有するトナーシール構造において、
   前記シール材は、超高分子量ポリエチレン層を前記他方の部材との接触面に有し、該超高分子ポリエチレン層がパイル織りによって構成されていることを特徴とするトナーシール構造。
2. 前記超高分子量ポリエチレン層は、所定の割合で超高分子量ポリエチレンを含有することを特徴とする請求項１の何れか一項記載のトナーシール構造。
3. 前記超高分子量ポリエチレン層は、糸状の超高分子量ポリエチレン素材に、他の糸状の素材を所定の割合で織り込むことを特徴とする請求項１又は２記載のトナーシール構造。
4. 相対移動する二部材間に介在して、該何れか一方の部材の対向面に設けられ、他方の部材の対向面に圧接状態となることにより、該二部材間のトナー漏れを防止するシール材において、前記他方の部材との接触面には、パイル織りによって構成される超高分子量ポリエチレン層を有することを特徴とするシール材。
   

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