JP2009251391A - 電子写真の画像処理装置の像担侍体などの編物からなる端部シール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真の画像処理装置などの粉体担持体の回転軸方向の回転体の端部の根元からの粉体の漏出を防止でき、当接荷重を低くでき、かつ、製造工程におけるコストを低減できるシール部材を提供する。
【解決手段】 電子写真の画像処理装置に用いる回転体である像担侍体の端部のシール部材１または粉体担持体の端部のシール部材１であって、回転体と当接するシール部材１はループ４ｂを有するパイル編地４とその裏面側の地糸３とからなる横編とし、パイル編地４のループ４ａの倒れ方向を一定方向に揃え、パイル編地４のパイル４ａを地糸３よりも太く形成し、地糸３によりパイル４ａに締め付けてパイル４ａを形成する繊維の抜けを防止し、該パイル編地４のパイル４ａを回転体と当接させ回転体からの粉体であるトナー１０の漏れを防止したことを特徴とするシール部材１。
【選択図】 図３

Description

この発明は、粉体を取り扱う回転装置の回転体である粉体担持体の回転軸方向の回転体の端部から粉体が粉体担持体の外部に漏出しないようにシールするための回転体のシール部材、特に電子写真装置における画像形成装置のトナーの供給ローラや攪拌ローラなどの回転体からトナーである粉体が漏出しないように粉体担持体である回転体の端部をシールするシール部材に関する。

これまでの粉体を取り扱う装置の粉体の漏れを防止するためのシール部材には、フェルトより構成されるシール部材や、縦編よりなるシール部材や、パイル織物からなるシール部材や、植毛よりなるシール部材が用いられてきた。しかし、パイル織物よりなるシール部材はパイル織りの欠点として根元からの粉体の漏れが発生しやすく、また、シール部材とするために、パイルをカットし、さらに、カット後のシール部材の製造工程において毛割り工程や、斜毛工程が必要であり、これらの製造工程のために時間を費やすし、コスト的にも不利であった。

また、フェルトを用いるシール部材では、フェルトの繊維の方向性が不規則であるために、シールをするために強い荷重を掛ける必要が生じていた。さらに編物のシール部材として縦編によるものが提案されているが、これもパイル織物と同じように毛割り工程と斜毛工程を必要とし、コストの掛かる加工方法となっている。また、さらに植毛を用いたシール部材は所望するシール長さを得るためにパイル（繊維）径を細くすることが難しく、このために当初荷重が高く、軟らかい現像ローラの端部シール部材として用いる場合は、ローラの面を疵つけやすく寿命的に問題があった。

出願人は、電子写真の画像処理装置などのトナーである粉体を処理する粉体処理用ローラなどの回転軸への軸封として適用する粉体漏出防止用にファイバーもしくは縦編のパイルやパイル織物のパイルをカットしたカットパイルを円筒状にしたシール部材を開発している（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。しかし、これらのものは回転軸を軸封するためのものであり、これらのファイバーもしくはカットパイルは円筒状基材の内面にカットパイルの毛先を向けて設けられており、これらのファイバーもしくはカットパイルの先端が円筒状基材の内面の回転軸に向いているものであり、このものは粉体担持体の回転体の軸方向の端部からの粉体の漏洩を防止するものではなかった。

特開２００８−２６７２８号公報 特開２００８−２６７２９号公報

本発明が解決しようとする課題は、電子写真の画像処理装置などの粉体担持体の回転軸方向の回転体の端部の根元からの粉体の漏出を防止でき、当接荷重を低くでき、かつ、製造工程におけるコストを低減できるシール部材を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、電子写真の画像処理装置に用いる回転体である像担侍体の端部シール部材または粉体担持体の端部シール部材もしくは軸シール部材であって、回転体と当接するシール部材はループを有するパイル編地とその裏面側の地糸とからなる横編とし、パイル編地のループの倒れ方向を一定方向に揃え、パイル編地のパイルを地糸よりも太く形成し、地糸によりパイルに締め付けてパイルを形成する繊維の抜けを防止し、該パイル編地のパイルを回転体と当接させ回転体からの粉体の漏れを防止したことを特徴とするシール部材である。

請求項２の発明では、記シール部材において横編みにより構成されたパイルのループは切断機により先端部を切断されてカットパイルとし、このカットパイルからなるパイル編地を用いて、該カットパイルを回転体である像担持体、粉体担持体もしくは円筒状の回転体に当接させ、粉体の漏れを防止したことを特徴とする請求項１の手段のシール部材である。

請求項３の発明では、上記シール部材のパイル編地に用いるパイルは天然繊維、人造繊維もしくは化学繊維からなり、これら繊維を紡績してパイル糸とし、少なくとも編物に用いるパイル糸に含まれる繊維が一種類以上とし、かつ、パイル編地のループの先端の切断後のカットパイルの繊維本数を平均径の粉体の粒子が少なくとも２個以上入り込まない平均繊維間ピッチを有する繊維本数になるように構成し、下記（１）式を満足するものとし、このカットパイルを像担侍体、粉体担持体もしくは回転体に当接せしめ粉体のシールを行うようにしたことを特徴とする請求項１または２の手段のシール部材である。

請求項４の発明では、上記シール部材を像担侍体の端部シール部材もしくは現像剤担持体の端部シール部材として用いる場合は、切断後のカットパイルの倒れ角度を担持体の内側軸方向に対し０度から７０度の範囲で回転体からなる担持体の端部に当接して配置して粉体である現像剤あるいはトナーの流動を規制して粉体の漏れを防止したことを特徴とする請求項３の手段のシール部材である。

請求項５の発明では、上記シール部材であるパイル編物の地糸の裏面に弾性体を貼着して配設し、所望の当接荷重に構成したことを特徴とする請求項４の手段のシール部材である。

請求項６の発明では、上記シール部材に用いる弾性体は少なくとも５０％圧縮荷重において振動条件である加速度３０ｍ／ｓ²以上において粉体の漏れを生じさせない部材であることを特徴とする請求項５の手段のシール部材である。

従来のパイル織りからなるシール部材の根元が直毛になっているシール部材と異なり、本発明の回転軸方向の回転体の根元から粉末の漏れを防止するシール部材は、横編のパイル編地からなる編物をシール部材としたことで、パイルのループの先端をカットして形成のシール部材の繊維は横編の特有の所定の傾いた角度を有し、被シール部材との間に空隙の少ない状態を形成でき、シール部材の根元からの粉体の漏れを防止できる。また、画像処理装置の像担侍体あるいは粉体担持体の端部シール部材として本手段のシール部材を用いる場合、カットして形成のシール部材の繊維は所定の傾斜した角度で担持体に当接してシールすることで粉体の流れを形成し、本体の漏れを防止することができる。また、上記の用に編物のパイルのループの先端部をカットすることでシールするパイル繊維の本数を２倍の本数にすることができ、シール性を高めることができる。これらのことで低い当接荷重においてもシール性を高めることができ、従来にない低い当接荷重でシールできる。さらにシール部材に弾性体からなる部材を貼付したものとすることで、粉体の漏れない条件のシール部分すべき対象である隙間の範囲が拡がり、使用範囲を広くできる効果を有する。

本発明の最良の実施の形態を、表および図面を参照して以下に説明する。先ず、電子写真の画像処理装置に用いる回転体１３である像担侍体の端部シール部材または粉体担持体の端部シール部材もしくは軸シール部材等のシール部材１として、シール部材１の製造工程の削減のため、横編からパイル織物２を形成し、このパイル編物２をパイル４ａを有するパイル編地４とその裏面の地糸３からなる構成としてシール部材１に用いた。この回転体１３と当接してシールするシール部材１はループ４ｂを有するパイル編地４とその裏面側の地糸３とからなる横編から形成されている。さらに、パイル編地４のループ４ｂの倒れ方向を一定方向に揃え、パイル編地４のパイル４ａを地糸３よりも太く形成し、地糸３によりパイル４ａに締め付けてパイル４ａを形成する繊維の抜けを防止している。また、熱を加えることで収縮によりパイルの締め付けを高めることができ、繊維の抜け防止を図った。さらに、パイル編地４のパイル４ａを回転体１３と当接させて、回転体１３からの粉体１０の漏れを防止するものとしてシール部材１としている。

ところで、従来のパイル織りよりなるシール部材１においては、パイル４ａの長さが３ｍｍ以上であり、打抜き型で所定の形状を得るときに切断荷重によりパイル４ａが倒れて、基布よりはみ出したパイル４ａが切断され、このために多くのパイル４ａが長目に切断されていた。しかし、本発明におけるシール部材１は、横編のパイル編物２よりなるシール部材１であり、パイル４ａの長さは、従来の織物からなるパイル織りのパイルの長さよりも短くできた。したがって本発明においては、パイル４ａを切断して廃棄する部分の量も少なくできた。

上記のシール部材において横編からなるパイル編地４におけるパイル４ａのループ４ｂは切断機によりその先端部が切断され、カットパイル４ｃに形成されている。このカットパイル４ｃを有するパイル編地４を用いて、カットパイル４ｃを像担持体や粉体担持体の円筒状の回転体１３に当接させ、回転体からの粉体１０の漏れを防止するものとした請求項１の手段のシール部材である。このシール部材１は、素材であるパイル編物２を横編からなるものとすることで、パイル編物２の製造段階からパイル編地４のパイル４ａのループ４ｂを一定の傾きを有する状態に構成して製造した。このように横編としたことで、パイル編地４のパイル４ａのループ４ｂをシャーリングすなわち刈り揃えてカットパイル４ｃとしたとき、カットパイル４ｃは一定方向の傾きを有するものに形成されている。このように一定方向の傾きを有することで、従来のパイル織物の製造工程では欠かせななかった斜毛工程を省略することができた。また、パイル編物２として構成したことにより、従来のパイル織物に比してソーピングが容易になったので、本発明の実施の形態では、パイル４ａのループ４ｂを切断してカットパイル４ｃを水温９０℃で精練剤や柔軟剤でソーピング（洗う）した。このソーピング工程により繊維間の開繊が容易となり、通常ならば、数回にも及ぶ毛割り工程を無くすことができ、製造工程の軽減が図れた。

さらに上記のシール部材１を形成するパイル編物２に用いる編糸は天然繊維、人造繊維もしくは化学繊維から形成した。これら繊維を紡績して編糸とし、少なくともパイル編物２に用いる編糸に含まれる繊維を一種類以上とし、かつ、パイル編地４のループ４ｂの先端の切断後のカットパイル４ｃの繊維本数を平均径の粉体１０の粒子が少なくとも２個以上入り込まない平均繊維間ピッチを有する単位面積当たりの繊維本数Ｎになるように構成して下記（１）式を満足するものとした。したがって、このカットパイル４ｃを有するシール部材１は像担侍体、粉体担持体などの回転体１３に当接せしめて使用されるとき、粉体１０は的確にシールされて粉体１０が漏れだすことは防止された。

さらに、本発明の手段では、横編からなるパイル編物２としたことで、パイル４ａの長さが短く形成でき、したがってシール部材１の厚みを薄くすることができた。そこで、シールする部分の間隙の広いところに使用するシール部材１とするために、シール部材１を形成するパイル編物２の地糸３の裏面に、弾性体３ａを貼付した。この場合に用いる弾性体は５０％圧縮にて振動条件である加速度３０ｍ／ｓｅｃ²でトナー１０ａなどの粉体１０が漏れない弾性体３ａを用いた。

そこで、弾性体３ａはシールすべき箇所の必要に合わせて上記の振動条件に適合するものを選ぶものとした。さらに、弾性体３ａとしての必要荷重も上記の振動条件に合わせて任意に選択することで、この弾性体３ａは広範囲に使用することができるものとした。なお、この弾性体３ａは発泡体であるポリウレタンフォーム、ゴム糸の発泡体であるエプトシーラなどやゴム弾性体などを任意に必要条件に合わせて選んで形成した。

以下に実施例として、本発明のシール部材１およびシール部材１のパイル編物２について説明する。パイル編物２の材質はアクリルと綿のマイクロファイバーと綿（商品名：スピーマ）からなるものとした。さらにパイル編物２を構成するグランド糸である地糸３はポリエステル糸（商品名：エクスラン、１５％の収縮糸）からなるメリヤスとした。パイル編物２を構成するパイル編地４はパイル４ａが表側にでるプレーティングパイルから形成した。この場合、きばたパイル４ａの長は２．８ｍｍであった。このプレーティングパイルであるパイル編地４と地糸３からなるパイル編物２は横編から形成された。グランド糸である地糸３のメリヤスの裏面側にループ状のパイル４ａからなるパイル編地４が二重になった横編で形成されており、これらを図１〜図３に示す。図１の（ａ）は編み目を側部から見た断面図で、地糸３のメリヤス上にパイル４ａがループ４ｂの先端部がとびだすように編まれている。図１の（ｂ）はパイル４ａ側から見た平面図で、パイル４ａのループ４ｂの先端を切断したものが図の左に示すカットパイル４ｃである。図２はパイル編物２の地糸３のメリヤスとパイル４ａであり、図２の（ａ）は側面図で、（ｂ）は平面図である。図３はパイル編物２で、地糸３のメリヤスとパイル４ａのカットパイル４ｃであり、図３の（ａ）は側面図で、（ｂ）は平面図である。

上記のパイル編物２からなるシール部材１はパイル編物２を以下の処理工程を経て製造した。先ず、工程１でシャーリングしてパイル編物２の表面を揃え、工程２で水温９０℃で、精練剤と柔軟剤で処理して、ほつれの除去と毛割り工程を不要なものとする。次いで、工程３で約１００℃で乾燥し、熱収縮させた。さらに、工程４でスプレーコーティングしてアクリル樹脂で下地処理した。この後、検反を行った。一方、参考に従来の織物であるパイル織りから形成したシール部材の製造工程を簡単に工程順に記載する。このパイル織物は、工程１でシャーリングをし、工程２で基布の固定する下地処理のバッキングをし、工程３で毛割りを数回実施する。さらに工程４で斜毛を数回行い、最後に工程５でシャーリングにより高さを揃える工程からなっている。

上記の本発明における工程からなる横編のパイル編物２から形成したシール部材１のトナー１０の漏洩防止の効果について、下記の方法で実験で確認した。先ず、図４に示すように容器７の中にトナー１０を入れ、この容器７をカバー８で閉じ、カバー８の下部の出口にシール部材１を配設し、この容器７をアングル６に載置して加振器５により振動した。この容器７の振動による加速度は容器７に取り付けたセンサー９で計測した。この試験では、シール部材１を取り付けたカバー８の下部の隙間の高さを変えてシール部材１に掛かる荷重を変えてシール部材１の反発荷重とし、これを粉体であるトナー（略６μ径）１０の漏れ防止のシール性に必要な荷重とした。それぞれの荷重時における加振器５からの容器７の振動の加速度を変更し、カバー８の取付け高さの違いすなわち漏れ防止に必要な荷重の違いにおけるトナー１０の漏れ防止のシール性の効果を確認した。この実験結果を表１に示す、この実験結果より超低荷重にて横編シール部材はトナー１０のシールができることが検証された。

次いで、シール部材１のカットパイル４ｃの回転軸方向に対する取り付け角度の違いによるトナー１０その他現像剤などの漏れ防止の実験をした。この確認実験では、当接荷重１３．２ｋｇ時におけるカットパイル４ｃの取り付け角度の違いすなわちカットパイル４ｃの倒れ方向の角度を担持体の内側軸方向に対し、０度ないし９０度の範囲として、カットパイル４ｃの先端を回転体である担持体の端部に当接するように配置し、これにより粉体である現像剤の流れを規制して粉体の漏れの防止効果を加振器５の加速度を替えて行った。この結果、以下の表２に示すように、取り付け角度０度から７０度以内であれば振動による加速度は３０ｍ／ｓｅｃ²以内であり、漏れ防止効果は〇で優れていた。なお、表１において△は良好で、×は良くないを示している。

次いで、本発明のパイル編物２からなるシール部材１（編物の密度：４５万本／１平方インチ）と従来のパイル織物（織物密度：４５万本／１平方インチ）からなるシール部材１１と従来のパイル織物（織物密度：６５万本／１平方インチ）からなるシール部材１２について、上記と同様の実験により容器７の中にトナー１０を入れ、加振器５により振動実験を行い、トナー１０のシールに必要な荷重と振動との関係を図５に示した。この図５に示すように、本発明のパイル編物２からなるシール部材１は振動加速度１４ｍ／ｓｅｃ²におけるトナー１０のシールに必要な荷重は０．７ｇ／ｃｍ²であり、振動加速度６５ｍ／ｓｅｃ²におけるトナーのシールに必要な荷重は５０ｇ／ｃｍ²であり、略直線状に増加し、シールに必要な荷重は極めて低い超低荷重であった。

これに対し、従来のパイル織物からなるシール部材１では、振動加速度２８ｍ／ｓｅｃ²におけるトナーのシールに必要な荷重は２０ｇ／ｃｍ²であり、これらは二次曲線的に増加し、振動加速度３５ｍ／ｓｅｃ²におけるトナーのシールに必要な荷重は３２２ｇ／ｃｍ²であり、振動の加速度が僅か増加するのみでシールに必要な荷重は極めて高い荷重であった。

さらに、従来のパイル織物からなるシール部材２では、振動加速度３２ｍ／ｓｅｃ²におけるトナーのシールに必要な荷重は３６ｇ／ｃｍ²であり、これらは二次曲線的に増加し、振動加速度５３ｍ／ｓｅｃ²におけるトナーのシールに必要な荷重は４９６ｇ／ｃｍ²であり、振動の加速度が従来のシール部材１ほどでないにしても僅か増加するのみで、シールに必要な荷重はこれまた極めて高い荷重であった。

したがって、３０ｍ／ｓｅｃ²の振動に耐えうる荷重としては、本発明のシール部材１では単位荷重５０ｇ／ｃｍ²以下とする場合に達成できることが判った。これに対し、従来のパイル織物のシール部材１２では、３５０ｇ／ｃｍ²以上必要であり、従来のパイル織物のシール部材１１では、達成不能であった。

次いで、本発明の請求項５に係る発明の手段のシール部材１のパイル編物２の編地３の裏面に弾性体３ａからなるテープを貼り合わせたときのシール部材１の反発荷重とトナー１０のシール性を振動の加速度３０ｍ／ｓｅｃ²を加えて実験し、その結果を図６に示した。この図６は、パイル編物２からなるシール部材１に弾性体を貼付したものの特性を示している。上記のシール部材１のパイル編物２の地糸３の裏面に貼り合わせる弾性体３ａは５０％圧縮にて、振動条件である加速度３０ｍ／ｓｅｃ²で粉体が漏れださないもので、この弾性体３ａとしては、発泡体であるポリウレタンフォーム、ゴム糸の発泡体であるエプトシーラなどやゴム弾性体などの一種から任意に選択して用いる。この弾性体３ａを使用することで、加速度３０ｍ／ｓｅｃ²で漏れない条件の使用範囲が広くできることがわかった。

地糸の裏面側にパイル編地が二重になったプレーティングパイルの図で、（ａ）は編み目を側部から見た断面図で、（ｂ）はパイル側から見た平面図である。 パイル編物を示す地糸とパイルで、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 パイル編物を示す地糸とカットパイルで、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 シール部材のシール性を試験する振動装置を示す図である。 シール部材の本発明品と従来品とを対比して示すシールに必要な荷重と振動との関係を示すグラフである。 弾性体を貼付したシール部材の特性を示すグラフである。

符号の説明

１ シール部材
２ パイル編物
３ 地糸
３ａ 弾性体
４ パイル編地
４ａ パイル
４ｂ ループ
４ｃ カットパイル
５ 加振器
６ アングル
７ 容器
８ カバー
９ センサー
１０ 粉体
１０ａ トナー
１１ パイル織物のシール部材（織物密度：４５万本／平方インチ）
１２ パイル織物のシール部材（織物密度：６５万本／平方インチ）
１３ 回転体

Claims (6)

1. 電子写真の画像処理装置に用いる回転体である像担侍体の端部シール部材または粉体担持体の端部シール部材もしくは軸シール部材であって、回転体と当接するシール部材はループを有するパイル編地とその裏面側の地糸とからなる横編とし、パイル編地のループの倒れ方向を一定方向に揃え、パイル編地のパイルを地糸よりも太く形成し、地糸によりパイルに締め付けてパイルを形成する繊維の抜けを防止し、該パイル編地のパイルを回転体と当接させ回転体からの粉体の漏れを防止したことを特徴とするシール部材。
2. 上記シール部材において横編みにより構成されたパイルのループは切断機により先端部を切断されてカットパイルとし、このカットパイルからなるパイル編地を用いて、該カットパイルを回転体である像担持体、粉体担持体もしくは円筒状の回転体に当接させ、粉体の漏れを防止したことを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
3. 上記シール部材のパイル編物に用いる編糸は天然繊維、人造繊維もしくは化学繊維からなり、これら繊維を紡績して編糸とし、少なくともパイル編物に用いる編糸に含まれる繊維を一種類以上とし、かつ、パイル編地のループの先端の切断後のカットパイルの繊維本数を平均径の粉体の粒子が少なくとも２個以上入り込まない平均繊維間ピッチを有する繊維本数になるように構成し、下記（１）式を満足するものとし、このカットパイルを像担侍体、粉体担持体もしくは回転体に当接せしめ粉体のシールを行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のシール部材。
   

   
4. 上記シール部材を像担侍体の端部シール部材もしくは現像剤担持体の端部シール部材として用いる場合は、切断後のカットパイルの倒れ角度を担持体の内側軸方向に対し０度から７０度の範囲で回転体からなる担持体の端部に当接して配置して粉体である現像剤あるいはトナーの流動を規制して粉体の漏れを防止したことを特徴とする請求項３に記載のシール部材。
5. 上記シール部材であるパイル編物の地糸の裏面に弾性体を貼着して配設し、所望の当接荷重に構成したことを特徴とする請求項４に記載のシール部材。
6. 上記シール部材に用いる弾性体は少なくとも５０％圧縮荷重において振動条件である加速度３０ｍ／ｓ²以上において粉体の漏れを生じさせない部材であることを特徴とする請求項５に記載のシール部材。

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