JP2009138791A - シール材 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたって高いシール性を得ることが可能なシール材を提供する。
【解決手段】 繊維１１１が厚み方向に配向され、かつ隣接する繊維が連結された繊維構造体１１を主体に形成され、接着層１２で接着配置する。繊維構造体１１の表面を被シール部材に接触させたとき、繊維は基本的に独立してシール効果を発揮するので被シール部材に対する密着性を向上することができ、一方で各繊維は隣接する繊維が連結されて一体的に動作してシール効果を発揮することができ、高いシール性を長期間にわたって維持することが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は繊維構造体を用いたシール材に関し、特に画像形成装置の現像トナーをシールするために用いて好適なシール材に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置には各種のローラ部材が設けられる。例えば、感光ドラムに帯電を行うための帯電ローラ部材、感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを付着して現像を行うための現像ローラ部材、現像ローラ部材にトナーを供給しあるいは回収するためのトナー供給・回収ローラ部材、現像されたトナーを記録用紙等に転写するための転写ローラ部材、感光ドラムに残存するトナーを除去して清浄化するためのクリーニングローラ部材、感光ドラムに残留する電荷を消去するための除電ローラ部材等である。これらのローラ部材においては、ローラ部材の周面に付着しているトナーがローラ部材の軸方向の端部から外部に洩れることがないようにシール材が設けられる。例えば、特許文献１のシール材は柔軟なプラスチック発泡体の表面に不織布を設け、さらにその表面にポリテトラフロロエチクレン繊維等の表面層を設けており、回転ローラ部材との摩擦抵抗を低減する効果を得ている。また、特許文献２のシール材は弾力性を有する支持層上に多数のパイル糸を植毛した摺接層を設け、支持層の反対側の面には伸縮性を有する補強層を設けており、支持層の変形を防止する一方で摺接層におけるシール性を向上させている。さらに、特許文献３のシール材は、カットパイルとして形成され、基布の表面に毛羽立たせたパイル糸を回転ローラ部材の回転方向に傾斜するように斜毛させており、回転ローラ部材の駆動トルクの低減効果を得ている。
特開２００７−２８６３６５号公報 特開２００７−２５４９３号公報 特開２００５−２０１４２７号公報

特許文献１のシール材は発泡体を基材としているため、回転ローラ部材の回転面に密接するように曲面状に配設したときには、内面と外面との曲率径の違いにより内面側に皺が生じ易く、回転ローラ不在の回転面との密接性、すなわちシール性が低くなるおそれがある。また、特許文献１のシール材Ｓ１は、図３（ｂ）のように、仮に被シール部材Ｘを介してシール材Ｓ１の一部に対して面圧が加えられたような場合には、表面層Ｓ２１が被シール部材Ｘに追従して変形しない部分が生じ易く、両者の密接度が低下してシール性が低くなるおそれもある。この点、特許文献２，３のシール材は縦状の繊維を基材としているため、特許文献１のような問題が生じることは少ない。しかし、例えば特許文献２のシール材Ｓ２は、図３（ｃ）のように、被シール部材Ｘを介してシール材Ｓ２を構成している縦繊維Ｓ２１の一部に対して面圧が加えられたときには、被シール部材Ｘに接している部分の繊維Ｓ２１のみが変形されるのみであるため、いわゆる反発力が小さくて十分な密接力が得られず小粒径トナーや球形トナーを用いた場合にシール性が問題になり易い。また、この部分のみが経時劣化され易く、シール材の寿命が短くなる恐れもある。

本発明の目的は、長期間にわたって高いシール性を得ることが可能で、特に小粒径の球形トナーに適したシール材を提供するものである。

本発明のシール材は、繊維が厚み方向に配向され、かつ隣接する繊維が連結された繊維構造体を主体に形成され、当該繊維構造体の表面を被シール部材に接触させることを特徴とする。ここで、繊維構造体の裏面に接着層を備え、接着層を利用してシール箇所に接着して配設することができるようにすることが好ましい。また、繊維構造体の表面に潤滑層を備え、被シール部材との間に生じる摩擦力を低減して被シール部材の動作を阻害することがないようにすることが好ましい。

本発明のシール材は、繊維構造体を構成している繊維は基本的に独立してシール効果を発揮するので被シール部材に対する密着性を向上することができ、その一方で各繊維は隣接する繊維が連結されているので隣接する繊維が一体的に動作してシール効果を発揮することができ、高いシール性を長期間にわたって維持することが可能になる。

次に、本発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本発明のシール材の外観図である。シール材１は、所要の厚みを有する細長いストリップ状に形成された繊維構造体１１を主体に形成されており、この繊維構造体１１の裏面に接着層１２として粘着性の両面テープを貼り付けている。この繊維構造体１１は、例えば図２（ａ）に示すように、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維等からなる細くて長い長繊維１１１を一方向に並ぶように積層して帯状またはシート状とした不織布１１０を形成し、この不織布１１０を図２（ｂ）のようにつづら折りに曲げて所要の厚みの構造体１１２に形成し、この状態で構造体１１Ａを加熱して各長繊維１１１が隣接する繊維と交差接触している部分で熱溶着させる。しかる上で、鎖線Ｃ１，Ｃ２に示すように、折り曲げた部分を含む両表面側を所要の厚さで裁断（スライス）する。これにより、図２（ｃ）のように、裁断により短くされた各繊維１１１は縦方向に配向された構造となり、しかも各繊維１１１の厚み方向の両端部はそれぞれが独立した構造をした繊維構造体１１が得られる。

あるいは、図２（ｄ）に示すように、前記長繊維１１１を一方向に並ぶようにして不織布に近い構成の薄いシート１１０Ａを形成し、このシート１１０Ａを所要の寸法でつづら折り加工して繊維方向を厚み方向に揃えた上で熱溶着を行うことによっても当該所要の寸法の厚みを有して繊維が縦方向に配向された繊維構造体１１Ａを形成することができる。ただし、この繊維構造体１１Ａの場合には、厚み方向の両端、すなわち繊維構造体１１Ａの表面と裏面ではそれぞれ繊維１１１が折り曲げられた構造になる。

このように構成された繊維構造体１１（１１Ａも同じ）は、図１からも判るように、各繊維１１１は基本的には１本１本が独立していると言えるが、隣接する繊維は交差乃至は隣接接触している部分で熱溶着されているためマクロ的には隣接する各繊維１１１は熱溶着されている部分において互いに連結されているとも言える。ただし、隣接する全ての繊維が連結されるものではなく、繊維構造体１１としての形態を保持するのに必要な部分において隣接する各繊維が相互に連結された構造となる。そのためこの繊維構造体１１では、表面又は裏面に外力を受けて１本の繊維１１１が変形される際には、各繊維１１１は基本的には独立して変形されることになるが、これと共に隣接して連結されている繊維１１１も変形された繊維に追従して変形されるという二面性を持った繊維構造体となる。

このシール材１は、接着層１２を装置の一部に接着することで、繊維構造体１１の表面側においてシール機能を発揮することは特許文献１〜３のシール材と同じである。このシール材１では、仮に図３（ａ）のように、繊維構造体１１の表面一部に対して被シール部材Ｘからの面圧が加えられたときには、被シール部材Ｘに接している部分の繊維１１１ａが変形されるが、これと同時に当該繊維１１１ａに溶着により連結されている隣接する繊維１１１ｂも一体的に変形される状態となる。ただし、あくまでも各繊維１１１ａ，１１１ｂはそれぞれが独立に近い状態で変形されるので、図３（ｂ）に示したように、シール材の変形が被シール部材Ｘの当接領域よりも広範囲にわたることはない。そのため、被シール部材Ｘと当接している領域の各繊維１１１が概ね一体的に変形されることになり、被シール部材Ｘに対する密接状態を保持することができる。また、一方で、図３（ｃ）に示したように、被シール部材Ｘに当接した箇所においてのみシール材を構成している各繊維が個々に変形される場合に比較して被シール部材Ｘに対する弾接力が高められ、かつ経時劣化され難くなり、結果として高いシール性を長期間にわたって確保することが可能になる。

また、本発明のシール材としては、図４のように繊維構造体１１の表面、すなわち被シール部材が当接する側の面に潤滑層１３を形成してもよい。潤滑層１３としては、例えば、薄いテフロン（登録商標）のフェルトや超高分子ポリエチレンフェルト等のような潤滑性の高い柔軟なシートを繊維構造体の表面に貼り付ければよい。この場合、潤滑層１３は繊維構造体１１を構成している各繊維１１１の独立した変形を許容する程度の薄さ及び柔軟性であることが好ましい。このようにすることで、繊維構造体による前記したシール効果及び寿命を確保する一方で被シール部材との間に生じる摩擦力を低減し、被シール部材を駆動する際の駆動力を低減させることも可能になる。

なお、繊維構造体１１を構成する繊維１１１を超高分子ポリエチレン繊維で構成すれば、潤滑性に優れた繊維構造体を得ることができるので、この場合には独立した潤滑層を形成しなくても高い潤滑性のあるシール材を形成することが可能である。これと同時に高いシール性、及び長寿命の効果が得られることは言うまでもない。

本発明にかかる繊維構造体としては、図５に示すように、スパイラル状をした繊維１１１Ａを用いた繊維構造体１１Ｂとして構成してもよい。すなわち、スパイラル状をした繊維１１１Ａを図２に示したような方法で不織布を形成し、あるいはつづら折り状に形成して不折布を形成することで、スパイラル状をした繊維１１１Ａを縦方向に配向した繊維構造体１１Ｂを形成することができる。このような繊維構造体を用いてシール材を形成すれば、各繊維の弾接力を高めることができ、シール材全体の弾接力を高めてシール効果を高めることができ、また各繊維の経時的な劣化を抑制してさらなる長寿命化を図ることができる。

図６は本発明のシール材を電子写真方式の画像形成装置の現像ユニットに適用した例を示している。感光ドラム２１の周面には感光面を帯電させるための帯電部２２、露光により形成された潜像に対して現像トナーを付着して現像を行うための現像ユニット２３、付着した現像トナーを用紙Ｐに転写させるための画像転写部２４、感光面に付着残存するトナーを除去するためのクリーナ部２５が配置されている。これらの各部は既に周知の構成であるので詳細な説明は省略する。前記現像ユニット２３は図７に概略斜視図を示すように、現像トナーＴを貯蔵する容器２３１に設けた横長の開口２３２を塞ぐように円柱状の現像ローラ２３３が配設され、これと平行に供給ローラ２３４が配設されている。供給ローラ２３４と現像ローラ２３３を所要の極性に保持した上で両ローラ２３３，２３４を回転させることにより供給ローラ２３４を介して現像ローラ２３３の周面に現像トナーＴが付着され、付着した現像トナーＴを露光により形成された感光ドラム２１の潜像形成領域に付着する。現像ユニット２３には現像ローラ２３３の軸方向の両端部から現像トナーＴが容器外に洩れることを防止するために、容器２３１の開口２３２の両端部には、現像ローラ２３３の両端部ないしは両端軸受部の周面に密接するようにシール材１が配設されている。このシール材１は図１に示したシール材１である。

シール材１は接着層１２を構成している両面テープにより容器２３１の表面一部に内側に湾曲した状態で貼りつけ、繊維構造体１１の表面に現像ローラ２３３の周面を密接させる。これにより、現像ローラ２３３の軸方向の両端においては、現像ローラ２３３の周面と容器２３１とはシール材１により封止された状態となり、シール材１を構成している繊維構造体１１の繊維１１１の配設密度は現像トナーＴの粒径よりも小さいため、現像トナーＴが繊維間を通過することはなく、現像トナーＴが容器２３１の外に洩れることが防止される。

この現像ユニット２３におけるシール材１において、シール材１は現像ローラ２３３の周面に沿って円弧状に湾曲された状態で容器に貼り付けられるが、繊維構造体１１の各繊維１１１は基本的には独立しているので、シール材１の湾曲に追従して各繊維１１１は放射状に追従変形されるためシール材が現像ローラの周面に接触する内面側に皺が生じることはない。また、各繊維１１１が個々に変形して現像ローラ２３３の周面に当接するためシール材１の全体としての密接性が高められる。その一方で、隣接する各繊維１１１が互いに連結されたものが存在するので、図３（ａ）に示したように、一部の繊維１１１ａが変形されるときには、隣接する繊維１１１ｂも一体的に変形されるため、現像ローラ２３３（図３（ａ）では被シール部材Ｘ）の周面に当接している領域及びその近傍領域の各繊維１１１が一体的に変形されることになり、現像ローラ２３３の周面に対する密接状態を保持しながらも現像ローラ２３３に対する弾接力が高められ、かつ経時劣化され難くなる。特に、図２（ｄ）に示したように、繊維シート１１０Ａを折り曲げた後に裁断することなく形成した繊維構造体１１Ａを用いたシール材の場合には、隣接する繊維１１１は表面部においてループ状に連結された構成とされているので、現像ローラの周面に対する弾接力及び密着性が増大し、経時劣化が抑制される。さらに、これと同時に、隣接する繊維１１１が連結された箇所では隣接する繊維１１１間の隙間が閉じられた状態となるため、現像トナー、特に小粒径の球形トナーが繊維１１１間を通過し難くなり、シール性が高められる。これらの結果として高いシール性を長期間にわたって確保することが可能になる。

ここで、本発明のシール材は、現像ユニット２３に適用した場合のように湾曲した状態で使用するシール材に限定されるものではない。例えば、固定部材と、この固定部材に対して直線移動する可動部材との間に生じる隙間を通しての塵埃等の侵入を防止するためのシール材としても利用可能である。この場合には、図示は省略するが、シール材は固定部材の表面に平坦な状態に配設し、シール材の表面を可動部材に当接させるようにする。可動部材はシール材の表面の一部に当接するため、シール材を構成している繊維構造体は一部の繊維が可動部材によって変形され、その際の弾接力によって可動部材の表面に密接し、シール効果を発揮する。このとき、変形された各繊維について図３（ａ）で説明したと同じことが言えるので、高いシール性を長期間にわたって維持することが可能になる。

本発明は画像形成装置の現像ユニット用いられるシール材や、固定部材とこれに対して直線移動する可動部材との間をシールするシール材として適用されるのみではなく、種々の箇所をシールするためのシール材として適用することができる。例えば、固定部材同士の間に生じる隙間をシールするためのシール材として適用することも可能である。このような場合、繊維構造体を構成する繊維に導電性繊維を用いれば、電子機器の電磁シールド機能を有するシール材として構成することも可能である。また、絶縁性繊維を用いた繊維構造体の場合には当該繊維構造体を導電性粒子とラテックスを混合してなる導電性樹脂溶液に含浸させて繊維表面に導電性樹脂をコーティングして導電性を持たせるようにしてもよい。

本発明のシール材の実施例の外観斜視図である。 繊維構造体を製造する方法を説明するための図である。 本発明のシール材の作用効果を説明するための概念図である。 シール材の変形例の断面図である。 シール材の他の変形例の断面図である。 本発明を適用した画像形成装置の概略構成図である。 現像ユニットの一部を分解した概略斜視図である。

符号の説明

１ シール材
１１，１１Ａ，１１Ｂ 繊維構造体
１２ 接着層
１３ 潤滑層
１１１ 繊維
Ｘ 被シール部材

Claims (3)

1. 繊維が厚み方向に配向され、かつ隣接する繊維が連結された繊維構造体を主体に形成され、前記繊維構造体の表面を被シール部材に接触させることを特徴とするシール材。
2. 前記繊維構造体の裏面に接着層を備えることを特徴とする請求項１に記載のシール材。
3. 前記繊維構造体の表面に潤滑層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のシール材。
   
   

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