JP2006283805A - ねじ締結構造及び液体画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の介在する箇所を有する装置のねじ締結構造において、装置を生産する作業効率を落とすことがなく、ねじの緩みを防止できるねじ締結構造を提供する。
【解決手段】
クリーニングブレード６２のブラケット６４と、筐体６１の下部とを重ね合わせ、両者をねじにより締結する。筐体６１側のタッピンねじ６６が螺着されるナット部材６８を液体現像剤のキャリア液の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ねじ締結構造及び、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に採用される液体画像形成装置に関する。

液体の介在する箇所を有する例えば、ポンプ等の装置において、部材をねじにて締結する場合、ねじ（雄ねじ）と締結側部材の雌ねじの隙間に、液体が染み込むと、ねじと締結側部材との摩擦力が低減してねじが緩んでしまう問題がある。

この防止対策技術としては、ねじが螺着される部位にシールテープを施したり、液状シール剤を塗布することが知られている。このシールテープを施したり、液状シール剤をねじが螺着される部位に塗布することにより、雄ねじと雌ねじの隙間を埋めることができる（従来技術１）。

一方、部材間のねじ締結構造において、ねじの緩み防止を図る技術としては、特許文献１が公知である。特許文献１では、被締結側部材を締結側部材に対してねじにて締め付ける締結構造において、被締結側部材の下穴の直径を締結側部材の下穴の直径よりも大きくして、被締結側部材のねじ込みトルクを締結側部材のねじ込みトルクよりも小さくするようにしている（従来技術２）。

ところで、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置では、潜像画像を担持する像担持体上の未転写トナーや、未現像トナー（以下、単に未使用トナーという）を掻き落とすために、クリーニングブレードが設けられている。該クリーニングブレードは、ウレタンゴムや、或いは金属製からなり、前記締結側部材に相当する支持体に対してねじ締めにより締結されるとともに、像担持体に対して当接することにより、像担持体上の前記未使用トナーを掻き落とすようにしている。クリーニングブレードは、像担持体との摩擦力により、自励振動が発生するため、ねじの緩みを促進させる傾向がある。

このようなクリーニングブレードを支持体にねじにて締結する構造においても、液体現像剤のキャリア液が、ねじと、雌ねじの隙間に毛細管現象によりキャリア液が染み込むため、ねじと、支持体との摩擦力が低減することにより、ねじの緩みが発生する（従来技術３）。
実開平７−１９６０４号公報

しかし、従来技術１では、シールテープを施したり、液状シール剤の塗布をねじが螺着される部位に対して行う必要があることから、該装置を生産する作業効率が悪い問題がある。

従来技術２では、液体が介在する装置に適用した場合、雄ねじと雌ねじの隙間に毛細管現象により液体が染み込むため、ねじと、締結側部材との摩擦力が低減することにより、ねじの緩みが発生する。

従来技術３では、前述したように、ねじの緩みが促進される環境にあるクリーニングブレードのねじ締結構造において、キャリア液の染み込みによって、さらに、ねじの緩みが助長される。このため、クリーニングブレードの固定が不安定になって、本来のクリーニング機能が失われ、クリーニング不良が発生する原因若しくは、振動が大きくなり、異常音が発生する。

本発明の目的は、液体の介在する箇所を有する装置のねじ締結構造において、装置を生産する作業効率を落とすことがなく、ねじの緩みを防止できるねじ締結構造を提供することにある。

又、他の目的は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置において、締結側部材と被締結側部材とがねじにより締結された締結箇所が液体現像剤に晒されても、ねじの緩みを防止できる液体画像形成装置を提供することにある。

さらに、他の目的は、クリーニングブレードを締結側部材に対してねじにより締結した締結箇所が液体現像剤に晒されても、ねじの緩みを防止できるため、クリーニングブレードの固定を安定することができ、クリーニング不良や、異常音の発生のない液体画像形成装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、締結側部材と被締結側部材とを重ね合わせ、両者をねじにより締結する締結箇所が液体に晒されるねじ締結構造において、前記締結側部材側の前記ねじが螺着される部分を前記液体の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成したことを特徴とするねじ締結構造を要旨とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、前記ねじが螺着される部分は、前記締結側部材に取着されたナット部材であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記ねじは、タッピンねじであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２において、前記ねじが螺着される部分を、樹脂部材にて構成したことを特徴とする。
請求項５の発明は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置において、締結側部材と被締結側部材とを重ね合わせ、両者をねじにより締結する締結箇所が液体現像剤に晒されるねじ締結構造を備え、前記締結側部材側の前記ねじが螺着される部分を、前記液体現像剤のキャリア液の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成したことを特徴とする液体画像形成装置を要旨とするものである。

請求項６の発明は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置において、潜像画像を担持する像担持体上の不用となった液体現像剤を掻き取るクリーニングブレードを支持する部位を、締結側部材に対してねじにて締結し、前記ねじが螺着される部分を、前記液体現像剤のキャリア液の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成したことを特徴とする液体画像形成装置を要旨とするものである。

請求項７の発明は、請求項５又は請求項６において、前記ねじは、タッピンねじであることを特徴とする。
請求項８の発明、請求項５又は請求項６において、前記ねじが螺着される部分を、樹脂部材にて構成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、装置を生産する作業効率を落とすことがなく、ねじと締結側部材の雌ねじ間の液体が染み込みを防止でき、そのことによって、ねじの緩みを防止できる。

請求項２の発明によれば、ねじが螺着される部分を、液体の表面張力よりも低い臨界表面張力を有する材料により、ナット部材として形成するだけでよいため、締結側部材全体は、液体の表面張力よりも低い臨界表面張力を有する材料で形成する必要がなくなり、締結側部材の材料選択の自由度を広げることができる。

請求項３の発明によれば、タッピンねじで、被締結側部材を締結側部材に対して締結する場合においても、タッピンねじが螺着される部位は、臨界表面張力が、液体の表面張力よりも低いため、液体がねじの雄ねじと締結側部材の雌ねじの隙間に染み込むことが防止できる。

請求項４の発明によれば、ねじが螺着される部分を樹脂部材にて構成する場合、例えば、樹脂部材の材質としては、比較的高価であるフッ素系樹脂があるが、締結側部材は、比較的低廉な樹脂材料等を使用し、ねじが螺着される部分をフッ素系樹脂にて形成すれば、締結側部材をフッ素系樹脂にて形成する場合よりも、コスト低減を図ることができる。このように、請求項４の発明によれば、ねじが螺着される部分を樹脂部材にて構成する場合、締結側部材の材質選択の自由度を上げて、コスト低減を図ることができる。

請求項５の発明によれば、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置において、締結側部材と被締結側部材とがねじにより締結された締結箇所が液体現像剤に晒されても、ねじの緩みを防止できる。

請求項６の発明によれば、クリーニングブレードを締結側部材に対してねじにより締結した締結箇所が液体現像剤に晒されても、ねじの緩みを防止できるため、クリーニングブレードの固定を安定することができ、クリーニング不良や、異常音の発生をなくすることができる。

請求項７の発明では、液体画像形成装置において、請求項３の効果を実現できる。
請求項８の発明では、液体画像形成装置において、請求項４の効果を実現できる。

以下、本発明を液体画像形成装置に具体化した一実施形態を図１〜５を参照して説明する。
液体画像形成装置１０は、像担持体としての感光体ドラム２０、主帯電装置３０、ＬＰＨ（ＬＥＤ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤ）４０、液体現像装置５０、クリーニング装置６０、除電ランプ７０等を備えており、図示しないハウジングに組み付けられている。感光体ドラム２０はアモルファス・シリコンドラムを用いており、現像位置での暗電位はおよそ３００Ｖになるよう前記主帯電装置３０により帯電される。この帯電した感光体ドラム２０の表面にＬＰＨ４０が画像情報に応じた光を照射することにより感光体ドラム２０の表面に静電潜像が形成される。

液体現像装置５０は、トナーと液体キャリアからなる液体現像剤を所定の濃度になるように撹拌混合して用い、現像ローラ５２でこの液体現像剤を感光体ドラム２０の光が照射された部分の静電潜像に適用することにより感光体ドラム２０にトナー像を形成するものである。感光体ドラム２０の暗電位が３００Ｖで、現像バイアスは２００Ｖ、露光後電位が２０Ｖとなるように設定されている。

前記液体現像剤は、シリコンオイル等の非極性の絶縁性液体からなるキャリア液中にトナーが高濃度で分散するように調整されている。
上記のように形成された静電潜像が現像されたトナー像は、紙や中間転写体（ともに図示しない）に転写される。感光体ドラム２０上の転写されなかったトナーは次のプロセスのクリーニング装置６０により掻き落とされる。感光体ドラム２０は表面の残留電位を下げて均一にすべく除電ランプ７０により除電されてその後は次の一連のプロセスに備える。なお、このように画像形成する場合の電位設定は、感光体ドラム２０の特性、トナーの性能、環境に応じて最適な値は変わるものである。

次にクリーニング装置６０を図１〜３，図５を参照して説明する。なお、図１，図２は、図４とは、感光体ドラム２０の軸心方向において、１８０度反対方向の側面から見たものである。図３に示すように、感光体ドラム２０は、筐体６１の長手方向の両端部から突設したアーム６１ａ，６１ｂに対して回動自在に支持されている。筐体６１は、後述するナット部材６８よりも安価な合成樹脂にて形成されている。本実施形態では、ポリカーボネートにて筐体６１が形成されているが、この材質に限定するものではないが、コスト低減のためにナット部材６８よりも安価な材質が好ましい。

筐体６１の下部には、本実施形態のクリーニング装置６０を構成するクリーニングブレード６２がブラケット６４を介して固定されており、感光体ドラム２０に対して平行に配置されている。具体的には、図１に示すように、前記ブラケット６４は、タッピンねじ６６が、筐体６１の下部に向かってねじ込まれることにより、筐体６１に対して締め付け固定されている。

クリーニングブレード６２は、バネ性を備えた合成ゴムから長板状に形成されている。クリーニングブレード６２の好ましい材質としては、例えば、ウレタンゴム等を挙げることができる。なお、クリーニングブレード６２の材質は、合成ゴムに限定するものではなく、金属（例えば、リン青銅）や、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）によって構成してもよい。

クリーニングブレード６２の自由端は、感光体ドラム２０の周面に対して、感光体ドラム２０の回転方向とはカウンタ方向となるように当接されている。又、ブラケット６４を介してパイロットピン６９が筐体６１の下部に止着されている。パイロットピン６９は、ブラケット６４に取付されているクリーニングブレード６２を精度良く位置決めをするためのものである。

クリーニングブレード６２の筐体６１に対する取付けについて説明する。
筐体６１の下部には、取付孔６３が貫通形成されている。取付孔６３は、断面円形をなす大径部６３ａと、大径部６３ａよりも小径の小径部６３ｂとを備えている。

取付孔６３には、樹脂部材としてのナット部材６８がタッピンねじ６６側とは反対方向から圧入嵌合されることにより離脱不能に組み付けられている。ナット部材６８は、樹脂材料からなり、略円柱状に形成された大径部６８ａと、大径部６８ａの先端に設けられた小径部６８ｂとを備えている。大径部６８ａは、取付孔６３の大径部６３ａに対して密接嵌合されている。小径部６８ｂは、取付孔６３の小径部６３ｂに対して密接嵌合されている。小径部６８ｂの外周部には、切欠６８ｃが設けられている（図２、図５（ｂ）参照）。切欠６８ｃが取付孔６３の小径部６３ｂに設けられた回り止め面６３ｃに当接することにより、筐体６１に取り付けされたナット部材６８は、その軸心方向の回りで回転不能とされている。ナット部材６８の小径部６８ｂ先端面からは、下穴部６８ｄが穿設されている。本実施形態では、下穴部６８ｄは、めくら穴とされているが、めくら穴に限定するものではなく、貫通していてもよい。そして、下穴部６８ｄに対して、前記タッピンねじ６６が、セルフタップ方式（タッピンねじを締め込むことで樹脂部材を削って、ねじ山を形成する方式）で、螺合されている。

ここで、ナット部材６８の樹脂材料について説明する。ナット部材６８の樹脂材料は、液体現像剤のキャリア液の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料とされている。具体的には、液体現像剤のキャリア液が、シリコンオイルの場合、ナット部材６８の材料として本実施形態では、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂が使用されている。シリコンオイルの表面張力は、２５〜３５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、ＰＴＦＥ樹脂の臨界表面張力は、１８．５ｄｙｎｅ／ｃｍである。このように液体現像剤のキャリア液の表面張力と、ナット部材６８の臨界表面張力との大小関係により、キャリア液の染み込むことを防止できる。このことによって、タッピンねじ６６の雄ねじと、下穴部６８ｄに形成された雌ねじの接触部での摩擦力が低減することが防止されている。この結果、タッピンねじ６６の緩みを防止できる。

さて、以上のように構成されたクリーニング装置６０は、従来と異なり、装置の生産時において、タッピンねじ６６が螺着される部位にシールテープを施したり、液状シール剤を塗布する必要がなく、装置を生産する作業効率を落とすことがない。又、タッピンねじ６６が螺着される部位への液体現像剤（特にキャリア液）の染み込みが防止でき、そのことによって、ねじの緩みを防止できる。

さらに、本実施形態では、タッピンねじ６６が螺着される部分を、液体の表面張力よりも低い臨界表面張力を有する材料により、ナット部材６８として形成するだけでよいため、筐体６１全体は、液体現像剤のキャリア液の表面張力よりも低い臨界表面張力を有する材料で形成する必要がなく、締結側部材の材料選択の自由度を広げることができる。又、筐体６１は、比較的低廉なポリカーボネートを使用し、タッピンねじ６６が螺着されるナット部材６８は、高価なＰＴＦＥ樹脂にて形成されているため、筐体６１全体をＰＴＦＥ樹脂にて形成する場合よりも、コスト低減を図ることができる。

又、本実施形態によれば、液体画像形成装置１０において、筐体６１とクリーニングブレード６２のブラケット６４とがタッピンねじ６６により締結された締結箇所が液体現像剤に晒されても、タッピンねじ６６の緩みを防止できる。このことによって、クリーニングブレード６２の固定を安定することができ、クリーニング不良や、異常音の発生をなくすることができる。

なお、ねじの緩み防止技術としては、増し締めすることが一般的に知られているが、樹脂部材へねじを締結する場合、増し締めをすると、ねじばか（雄ねじ山が破壊し、ねじが空転して締結できなくなる）になる可能性が非常に高いため、適さない。

又、ナット部材６８の代わりに雌ねじを金属でできたインサート金具等の金属部品で対応することが可能ではあるが、樹脂材料を粉砕してリサイクルする際に、インサート金具等の金属部品に分別する手間が生じるため、リサイクルの点で好ましくない。

それに対して、本実施形態では、ナット部材６８は、合成樹脂であるため、リサイクル過程において、筐体６１とともにナット部材６８を粉砕処理することができる。
又、仮に、筐体６１に対して貫通形成された取付孔６３と、ナット部材６８との間に隙間があったとしても、ナット部材６８の臨界表面張力は、液体現像剤のキャリア液よりも低い。このため、その隙間に液体現像剤が染み込むことを防止しているため、貫通形成された取付孔６３から、液体現像剤が筐体６１の背面（図１において、右側面）側に漏れ出ることを防止できる。

又、本実施形態では、下穴部６８ｄは、めくら穴としたが、仮に、下穴部６８ｄを貫通形成した場合においても、タッピンねじ６６と下穴部６８ｄの雌ねじの隙間に対する液体現像剤（特にキャリア液）の染み込みが防止されているため、筐体６１の背面（図１において、右側面）側に液体現像剤が漏れ出ることが防止できる。

なお、本発明の実施形態は上記実施形態に限定されるものではなく、下記のようにしてもよい。
○ 前記実施形態では、筐体６１の材質をポリカーボネートにして、ナット部材６８を設けたが、筐体６１の材質をＰＴＦＥ樹脂にする代わりに、ナット部材６８を省略してもよい。そして、図６に示すように、筐体６１の下部に設けた下穴部６５に対して、タッピンねじ６６をセルフタップ方式で螺合してもよい。この場合、樹脂部材は筐体６１が相当する。

○ 前記実施形態ではナット部材６８の材料をＰＴＦＥ樹脂としたが、他のフッ素系樹脂、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）や、或いは、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）としてもよい。これらも、シリコンオイルの表面張力よりも低い、臨界表面張力を備える。

○ 前記実施形態では、像担持体としての感光体ドラム２０のクリーニングブレード６２のブラケット６４をねじにて締結する場合について具体化したが、現像ローラ５２や、中間転写体上の液体現像剤をクリーニングするクリーニングブレードを支持するための締結構造に具体化してもよい。

○ 前記実施形態では、タッピンねじ６６で、クリーニングブレード６２をブラケット６４を介して筐体６１に締結するようにしたが、ねじは、タッピンねじ６６に限定されるものではない。例えば、下穴部６８ｄに雌ねじを予め形成しておき、ビス等のねじによりブラケットを締結するようにしてもよい。

本発明を具体化した第１実施形態のクリーニング装置の要部断面図。 同じくクリーニング装置の要部断面図。 同じくクリーニング装置の斜視図。 液体画像形成装置の概略図。 （ａ）はナット部材の斜視図，（ｂ）はナット部材の回り止め構造を示す断面図。 第２実施形態のクリーニング装置の要部断面図。

符号の説明

２０…感光体ドラム（像担持体）
６１…筐体（締結側部材）
６２…クリーニングブレード
６４…ブラケット（被締結側部材、クリーニングブレードを支持する部位）
６６…タッピンねじ（ねじ）
６８…ナット部材

Claims (8)

1. 締結側部材と被締結側部材とを重ね合わせ、両者をねじにより締結する締結箇所が液体に晒されるねじ締結構造において、
   前記締結側部材側の前記ねじが螺着される部分を前記液体の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成したことを特徴とするねじ締結構造。
2. 前記ねじが螺着される部分は、前記締結側部材に取着されたナット部材であることを特徴とする請求項１に記載のねじ締結構造。
3. 前記ねじは、タッピンねじであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のねじ締結構造。
4. 前記ねじが螺着される部分を、樹脂部材にて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のねじ締結構造。
5. トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置において、
   締結側部材と被締結側部材とを重ね合わせ、両者をねじにより締結する締結箇所が液体現像剤に晒されるねじ締結構造を備え、
   前記締結側部材側の前記ねじが螺着される部分を、前記液体現像剤のキャリア液の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成したことを特徴とする液体画像形成装置。
6. トナーとキャリア液を含む液体現像剤を使用する液体画像形成装置において、
   潜像画像を担持する像担持体上の不用となった液体現像剤を掻き取るクリーニングブレードを支持する部位を、締結側部材に対してねじにて締結し、
   前記ねじが螺着される部分を、前記液体現像剤のキャリア液の表面張力より低い臨界表面張力を持つ材料にて形成したことを特徴とする液体画像形成装置。
7. 前記ねじは、タッピンねじであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の液体画像形成装置。
8. 前記ねじが螺着される部分を、樹脂部材にて構成したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の液体画像形成装置。

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