JP5693789B2

JP5693789B2 - 電子写真方式の画像形成装置の端部シール材

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Publication number: JP5693789B2
Application number: JP2014513312A
Authority: JP
Inventors: 進庄司; 和郎福井
Original assignee: Sanwa Techno Co Ltd
Current assignee: Sanwa Techno Co Ltd
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2032-04-30
Also published as: EP2846194A4; EP2846194A1; WO2013164871A1; CN104487901B; JPWO2013164871A1; EP2846194B1; US9500989B2; CN104487901A; US20160041501A1

Description

本発明は、電子写真における画像形成装置のトナー担持体の回転体などの端部に使用する端部シール材に関する。

従来の電子写真方式の画像形成装置に使用する端部シール材としては、発泡体からなるシール部材、不織布からなるシール部材、植毛した部材からなるシール部材、パイル織物からなるシール部材、編物からなるシール部材などがある。トナー担持体である回転体の表面が一部露出しているトナー担持体の端部シール部材としては、前記したシール部材が多く使用されている。

これらには、回転体の端部のシール構造として、スリーブ上に傾斜したシール部材を貼り付けて傾斜段部を形成し、この傾斜段部をトナーのガイド部に利用してトナーの外部への漏れを規制した構造が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、傾斜溝が設けられた構造のシール部材が開示されている（例えば、特許文献２あるいは特許文献３参照。）。さらに、端部シート上に軸線方向の内方にガイドとなる凸状パターンのシール部材からなる段差がスクリーン印刷により施されたシール構造が開示されている（例えば、参考文献４参照。）。また、パイル織によるものとは異なる凸状織り目を有する織物部材によるシール部材が開示されている（例えば、特許文献５および特許文献６参照。）。

しかし、従来の電子写真方式の画像形成装置のトナーである現像剤すなわちトナーの漏れ防止として、トナーの流れを規制して漏れ防止を行なう構造（例えば、特許文献１参照。）では、トナーの漏れがわずかに生じ、また、スリーブへの付加トルクが大きくなってしまう。すなわち、スリーブ上にトナーを戻すガイド部を設けたものは、このトナーを戻すガイド部が一箇所でシート状で面接触しているので、スリーブと接触する面積が大きく一段のガイド部で構成されていることとなり、トナーが漏れやすく、スリーブへの付加トルクが大きくなるのである。

また、傾斜溝の設けられた構造のシール部材（例えば、特許文献２あるいは特許文献３参照。）においては、シール部材が弾性体であり、現像ローラとの接触による駆動力により弾性体が変形してしまうので、トナーを規制して戻す作用が弱まってしまう。

また、印刷により施されたシール構造（例えば、参考文献４参照。）では、スクリーン印刷による段差からなるガイドであるために、ガイドとなるエッジをシャープに形成することが難しくなっている。

さらに、カットパイルを有さない織物として、糸を浮き上がらせるように波状にして山と谷の位置を異なるように配置した織物からなるシール部材（例えば、特許文献７参照。）では、異なる層ごとに山と谷が互い違いになっており、直線的なガイドとなっていないので、この波状に構成した織物は上下が不安定な構成であってシール部材として満足するものではない。

また、上記の織物の重なり部分からなる段差を規則的に配置して傾斜状にした構造のシール部材（例えば、特許文献５および特許文献６参照。）は、1種類の織組織で織られた織物で綾織又は斜紋織であり経糸と横糸とが交差する織り目が斜めに形成されたシール部材であり表面の経糸が傾斜状の凸状の織り目を形成しており経糸は回転方向に沿っている。このため、表面上においては凸部が斜めに形成されているが経糸は回転方向となっているため経糸に沿ってトナーが流れ、傾斜状の凸部による効果はトナーの流れを十分に規制する構造にはなっていない。このために、グリス状のフッ素系潤滑剤を塗布し、この潤滑剤の効果によりシール性を向上させようとしており、シール部材としては、十分であるとはいい難い構造である。このように従来のシール部材の技術では、トナーの漏れおよびトナーの規制について十分な実用性が達しきれておらず、もしくは技術的な裏付けが明確とはいえないものであった。

特開平０２−２１０４７６号公報実開昭６０−１９１０５６号公報特開平０９−２７４３８０号公報特開２０００−１７０９１９号公報特開２００３−１０７９０２号公報特開２００７−１７９０８０号公報特開平１１−１９４６１２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のトナー取扱装置のシール部材において、シール機能が高く、省資源であり、製作時の工程数の低減および資源のロスの低減が可能であり、さらに高品質かつ低価格のシール部材からなる端部シール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の手段では、電子写真方式の画像形成装置におけるトナー担持体の端部シール材において、端部シール材は直線状の凹凸を有する縞模様のシート状部材から形成されてカット加工により所望の形状に加工され、トナー担持体である回転体の当接面に当接する略直線状の複数の段差からなる縞模様の凹部と凸部からなる凹凸面を有し、凹部の幅を０．２５ｍｍから端部シール幅の１／２未満とするシール部材であり、トナー担持体により搬送されたトナーがシール部材の凹凸面の凸部のエッジ部のアール部又は面取り部に接した時、トナーと接する凸部のエッジ部と、トナーの平均粒径と、トナー担持体の半径とにより形成されるトナーの掻き落とし角度が、凹凸を有するシール部材の凸部のエッジ部によりトナーの安息角よりも大きく形成され、かつ、この直線状の複数の段差からなる縞模様の凹凸面は、トナー担持体である回転体の回転によりトナーをトナー担持体の回転軸方向である内側に戻す角度であるトナー規制角度を有し、回転体と当接するシール部材の凹凸面は回転体と端部シール材の裏面の取付け座面の間に設けた弾性体を介して挟持され、凹凸面を有するシール部材の裏面に配設の弾性体の反発弾性により、凹部が回転体の側へ撓んで変形させられて回転体と当接しているか、又は回転体と凹部の間隙が回転体により掻き落されたトナーを移送できる間隙でかつ４０ｍ／ｓ²以下の加速度にて漏れの生じない間隙以下に形成されているかにより、トナー担持体の端部からのトナーの漏れ防止していることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置の端部シール材である。

請求項２の手段では、端部シール材はトナー担持体である回転体の当接面に当接する直線状の複数の段差からなる縞模様の凹部と凸部からなる凹凸面を有するシール部材から形成され、トナー担持体により搬送されたトナーがシール部材の凹凸面の凸部のエッジ部のアール部又は面取り部に接した時、トナーの掻き落とし角度はトナーと接するシール部材の凸部のエッジ部によりトナーの安息角よりも大きく形成されており、該掻き落とし角度である凸部のエッジ部のアール部の半径は最大で０．１ｍｍであり、アール部を形成する素材はフィラメントからなる糸又は樹脂成形体からなり、かつ、この直線状の複数の段差からなる縞模様の凹凸面はトナー担持体である回転体の回転によりトナーをトナー担持体の回転軸方向である内側に戻す角度であるトナー規制角度が所望のシール形状へのカット時に形成され、トナー担持体と当接するシール部材の凹凸面はトナー担持体と端部シール材の取付け座面に弾性体を介し挟持され、凹凸面を有するシール部材の裏面に配設の弾性体の反発弾性により、凹部がトナー担持体側へ撓んで変形するように構成されており、凹部が撓んで変形してトナー担持体と当接し凹部のコーナーにトナー移送の間隙を形成しているか、又は回転体と凹部の間隙がトナー担持体の回転又表面速度により掻き落されたトナーを移送できる間隙でかつ所望の加速度にて漏れの生じない間隙以下に形成されて、トナー担持体の端部からのトナーの漏れ防止していることを特徴とする請求項１の手段の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材である。

請求項３の手段では、トナー担持体の端部からのトナーの漏れ防止は、トナー担持体である回転体の外径に対するシール部材の凹凸面からなる段差と、凸部のエッジ部と、凹部の幅と、凹部の厚みと、シール部材の素材と、凹凸面のトナー担持体である回転体に対する規制角度とおよび当接荷重とから決定し、かつトナー担持体と凹部の当接による凹部のコーナーに形成されるトナー移送の間隙もしくはトナー担持体である回転体と凹部の最大で１００μｍの間隙から考えて、圧接荷重により凹部をトナー担持体に近づく方向に変形せしめ、４０ｍ／ｓ²以下の加速度で漏れの生じない間隙に形成することで、トナー担持体の端部からのトナーの漏れを防止していることを特徴とする請求項２の手段の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材である。

請求項４の手段では、端部シール材を形成するシール部材は長繊維であるフィラメントからなる糸で少なくとも２種類以上の糸を用い２種類の織組織から成る段差を有するストライプ織物又は樹脂成形体からなる樹脂シートから選定された素材であり、これらのシール部材とシール部材の裏面に設けられた弾性体である樹脂成形体から一体化されたシール材であり、トナー担持体である回転体の回転方向によりトナーをトナー担持体の回転軸方向の内側に戻す角度であるトナー規制角度はこのシール材のシート材から所望の端部シール形状へのカット時に形成され、シール部材の裏面に有する弾性体の反発弾性によってトナー担持体への圧縮による当接荷重を形成しており、さらにトナー担持体である回転体の当接面に直線状の複数の段差を形成してなる縞模様の凹凸面をトナー担持体の端部に当接し、トナー担持体の端部からのトナーの漏れを防止していることを特徴とする請求項２の手段の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材である。

請求項５の手段では、シール部材と弾性体が一体化されたシート状のシール材を用いて所望の形状に形成された端部シール材は、電子写真方式の画像形成装置のクリーニングブレードにより、回収されたトナーのクリーニング容器からのトナーの漏れを防止する端部シール材および画像形成装置の現像ローラを有する現像容器からトナーの漏れを防止する端部シール材であり、少なくともクリーニング容器又は現像容器のいずれか一方に用いている端部シール材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項の手段の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材である。

従来のガイド部材もしくは段差によるシール部材と比較し、本発明の手段は複数の段差を設け、かつ、トナーを規制する凸条のガイドとなる位置において、凸部のエッジ部にシール部材として必要なアールを設定し、トナーと凸条の凸部のエッジ部の当接する角度をトナーの持つ安息角よりも大きくすることで、確実にトナーを規制し、凸条のガイドの直線的な構成によりトナーを確実に回転体の内側に戻すことができる。また、この本発明の複数の段差はストライプ状の縞模様の安定した構造としている。したがって、本発明の複数の段差は不安定要素が無く、品質が安定し、高品質に保つことができる。また、従来の端部シート材上にガイドとなる段差が印刷により施されたシール構造を貼り付けたものと比較して、本発明の複数の段差は印刷により設けた段差を貼り付けたもののように剥がれる心配がなく、品質が安定している。

さらに、従来の織物のシール部材はパイル織物が主流であり、パイル密度および長さを必要とし、使用する糸の量が多く必要であった。これに対し、本発明は基本的な構成はシート状もしくは繻子織と平織又は繻子織と綾織による段差を設けた構造からストライプ状の縞模様に構成しており、このことで、従来のパイル織りの基布になる部分の厚みでもってシール機能を達成するものであり、したがって、余分の材料構成が無いので省資源である。また、シール部材の厚みとしては、段差がトナーの粒径よりも大きい段差であれば、トナーの掻き落としには基本的に問題はなく、段差による隙間を振動などで漏れない間隙に構成することで隙間があっても問題のない構成である。

トナーであるトナーの攪拌部材、供給ローラ、トナー担持体である現像ローラ、端部シール材および規制ブレードなどからなる電子写真方式の転写手段を除く画像形成装置を示す側面図。端部シール材のトナーの掻き落とし部材を示す拡大模式図。図２の拡大模式図における繊維からなる部材およびアールを有する成形品からなる部材および面とり部を有する成形品からなる部材の詳細な模式図。図３のトナーの掻き落とし部材のトナーの掻落としを示す模式図。トナー掻き落としの原理を示す図。トナー粒径６μｍの掻き落とし半径を変化させた際の掻き落とし角度を示す模式図。トナー粒径１０μｍの掻き落とし半径を変化させた際の掻き落とし角度を示す模式図。凸部の半径をトナーに比して大きくした時の模式図。シール部材の構成を示す図。シール部材の取付けおよびトナーの流れ方向を示す図。シール部材を圧縮したときの凹部の変形状態および非荷重時の状態を示す図。トナー担持体とシール部材の圧接時の拡大図。シートからなるシール材原反からの端部シール材形状のハーフカット又は全抜きを示す図。シール材として織物からなる段差を形成している状態を示す図。トナーの流動性の指標である安息角の測定方法を示す図。振動試験装置の概略図。シール部材のトナー漏れ試験の段差と振動の加速度の関係を示すグラフ。シール部材の圧接荷重と凹部の間隙の関係を示すグラフ。シール部材における間隙と耐振動の加速度の関係を示すグラフ。シール部材のストライプの向きの角度とトナー移動速度の関係を示すグラフ。当接荷重とトナー移動速度の関係および当接荷重と凹部の撓みによる変形量によるトナー担持体のオーバーラップ量の関係を示すグラフ。シール部材の幅とトナー侵入幅の関係を示すグラフ。所定荷重における各樹脂シート厚み時の凹幅と撓み量の関係を計算した結果を示すグラフ。所定荷重における緯糸径を変化させた時の凹幅と撓み量の関係を計算した結果を示すグラフ。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して以下に説明する。

本発明は電子写真方式の画像形成装置５におけるトナー７を担持したトナー担持体６の端部シール材１である。このトナー担持体６は回転体６ａから形成されている。また、端部シール材１はトナー担持体６である回転体６ａの当接面６ｃに当接する直線状の複数の段差からなる縞模様２ｃの凹凸面２ａを有して、凹幅を０．２５ｍｍからシール幅の１／２未満の幅に形成されている。この端部シール材１は、回転体６ａであるトナー担持体６により搬送されたトナー７がシール部材１ａの凹凸面２ａの凹部２ｆと凸部２ｄのエッジ部２ｅのアール部３又は面取り部４に接した時、トナー７と接する凹部２ｆと凸部２ｄのエッジ部２ｅのトナー７の掻き落とし角度８が図１５にトナー７の安息角７ａよりも大きく形成されている。しかも、この直線状の複数の段差からなる縞模様２ｃの凹凸面２ａは回転体６ａの回転によってトナー７を回転体６ａの回転軸方向６ｅである内側６ｆに戻す角度であるトナー規制角度１０を形成している。さらに、回転体６ａと当接するシール部材１ａの凹凸面２ａの凹部２ｆは回転体６ａとシール部材１ａの取付け座面１ｄに弾性体を介して挟持されている。そして、回転体６ａとシール部材１ａの取付け面１ｄの当接荷重に対する、シール部材１ａの裏面１ｅに配設の弾性体１１の反発弾性により、凹部２ｆが回転体６ａの側へ撓んで変形させられて回転体６ａと当接して回転体６ａの端部６ｄからトナー７の漏れを防止している。あるいは回転体６ａと凹部２ｆの間隙１３が回転体６ａによりトナー７を搬送できる間隙以下の大きさで、かつ所望の加速度、例えば４０ｍ／ｓ²以下の加速度で、漏れの生じない間隙１５以下の大きさに形成して、回転体６ａの端部６ｄからトナー７の漏れを防止している。

さらに、本発明の電子写真方式の画像形成装置５におけるトナー担持体６の端部シール材１は、トナー７の掻き落としすなわち清掃をトナー７の特性に合せて安定して行ない、トナー７が移動できる間隙１３を有するトナー担持体６の回転によって、掻取ったトナー７を所定の角度でトナー担持体６へ戻し、トナー７の外部への漏れを防止している。

この端部シール材１に有する凹部２ｆと凸部２ｄでは、凹部２ｆと凸部２ｄのエッジ部２ｅがトナー担持体６と当接したときに、トナー７の安息角７ａよりも大きな角度となるように掻き落とし角度８が設けられており、この掻き落とし角度８で掻取ったトナー７は凹部２ｆと凸部２ｄで形成された段差の間隙部に落とされ、さらにトナー担持体６の回転軸方向６ｅの搬送力と流れを規制するトナー規制角度１０によるスラスト方向の搬送力とによって、段差の間隙部を経てトナー収容部へ戻される。

図１はトナー７のアジテータ（攪拌部材）５ｂ、供給ローラ５ｃ、トナー担持体６である現像ローラ、端部シール材１および規制ブレード５ｄなどを配置した電子写真方式の画像形成装置５を示す。図２は、図１のトナー担持体６と端部シール材１の円で囲むＡ部の拡大図である。図３は、さらに図２のａ部の拡大図におけるトナー担持体６と端部シール材１の凹部２ｆとの間隙１３の一部を円で囲むａ部の模式的な拡大図で、図３の（ａ）は織物１ｃの素材９であるフィラメント９ａからなる凹部２ｆと凸部２ｄによる段差の部分とトナー担持体６の部分を示し、フィラメント９ａからなる凹部２ｆの上は間隙１３となっており、図３の（ｂ）は（ａ）の織物１ｃの素材９のフィラメント９ａに代えて樹脂成形体９ｂからなり、凸部２ｄがアール部３の半径Ｒからなり、図３の（ｃ）は（ｂ）の凸部２ｄがアール部３に代えて面取り部４となる、トナー７の掻き落とし部である。

さらに、図４および図５はトナー７の掻き落としの原理の概略を示す。図４に示すように、トナー７の粒子は掻き落としによりトナー担持体６の側から矢印で示す凹部２ｆの方へ落ちている。この掻き落とし角度８は、図１５に示すトナー７の安息角７ａよりも大きくなるように構成されており、図１５の安息角７ａは図３および図４における凹部２ｆと凸部２ｄのエッジ部２ｅのアール部３又は面取り部４と図５に示すトナー７の直径φ₂およびトナー担持体６の外径６ｂ、すなわちｒ₁×２により決定される。図１５に示す安息角７ａはトナー７の流動性を示す指標であり、安息角７ａが小さいほど流動性は良く、トナー７は流れ易い。又トナー７の安息角７ａは２０°から７０°と言われている。その中で球形化したトナー７は安息角７ａは３０°前後で、流動性も良い。一方、粉砕して形成のトナー７の安息角７ａは４０°前後である。本発明は、トナー７の安息角７ａよりも大きな角度でトナー７を規制することを見出したものである。そこでトナー７がシール部材１ａを擦り抜けないように、図１５に示すトナー７の安息角７ａよりも大きな掻き落とし角度８であるトナー規制角度１０によってトナー７を規制することで、図４に示すように、トナー７を掻き落としてトナー７をその角度で滑り落ちる状態にしている。

図６は、トナー７の粒径を６μｍとしたときの、トナー担持体６の半径ｒ₁８０００μｍに当接するシール部材１ａの凹凸面２ａからなる段差の凸部２ｄの掻き落とし角度８であるアール部８ａを、図６の（ａ）でＲ：１０μｍ、図６の（ｂ）でＲ：２０μｍ、図６の（ｃ）でＲ：５０μｍおよび図６の（ｄ）でＲ：１００μｍに変化させたときの、それぞれの掻き落とし角度８の５７．４°、４２．３°、２７．４°および１９．５°を示す。さらに、図７でトナー７の粒径を１０μｍとしたときの、トナー担持体６の半径ｒ₁：８０００μｍに当接するシール部材１ａの凹凸面２ａからなる段差の凸部２ｄの掻き落とし角度８であるアール部８ａを、図６と同様に、図７の（ｅ）でＲ：１０μｍ、図７の（ｆ）でＲ：２０μｍ、図７の（ｇ）でＲ：５０μｍおよび図７の（ｈ）でＲ：１００μｍに変化させたときの、それぞれの掻き落とし角度８の７０．５°、５３．１°、３５．０°および２５．１°を示す。このように掻き落とし角度８のアール部８ａを小さくすることで、掻き落とし角度８は大きくなり、この結果、トナー７が食い込み難くなってシール部材１ａで掻き落とし易くなる。

これとは逆に、図８に示すように、掻き落とし角度８のアール部８ａを例えばＲ：２００μｍと大きくすると、掻き落とし角度８が１８°と小さくなり、トナー７が食い込み易くなってトナー７が掻き落とされ難い状態となる。

さらにシール部材１ａの凹凸面２ａからなる段差により、段差の凹部２ｆと凸部２ｄのエッジ部２ｅにトナー担持体６とシール部材１ａの圧接力が加わらない間隙１３の領域が形成され、トナー７がトナー担持体６の回転による搬送力により、この間隙１３の領域を移動できるようになる。さらに、トナー担持体６と、凹部２ｆと凸部２ｄからなる段差の凹凸面２ａからなる縞模様２ｃであるストライプから形成されたシール部材１ａの凹部２ｆとの当接部１２から、あるいはこの凹部２ｆと最近接している間隙１３から、振動によってトナー７が漏れないように、凹部２ｆの形状を変形させて漏れにくい条件とする。この条件は、シール部材１ａの凹部２ｆと凸部２ｄからなる段差の、凸部２ｄ間の凹部２ｆの幅２ｇである凹み幅、シール部材１ａの凹部２ｆの厚み２ｈ、シール部材１ａの素材、シール部材１ａへの当接荷重およびトナー規制角度１０から構成されている。さらに凹凸面２ａの凸部２ｄのエッジ部２ｅにトナー７が移動可能な間隙を形成し、トナー担持体６の回転方向へ回転する力である、トナー７を搬送する力で、シール部材１ａの凹凸面２ａからなるトナー規制角度１０によりトナー７の流れを規制し、トナー担持体６の内側へトナー７を戻すように構成されている。

図９は、この矩形状のシール部材１ａの構成を示している。図９の（ａ）に示す、シール部材１ａは凹部２ｆと凸部２ｄの凹凸面２ａからなる段差からなる縞模様２ｃのストライプを有する織物１ｃと、この織物１ｃの裏面１ｅの接着層１ｇを介して発泡ポリウレタンの弾性体層１１ａと、この弾性体層１１ａに貼付した両面接着テープ１ｆを有する。図９の（ｂ）に、この矩形状のシール部材１ａの凹部２ｆの幅は２ｇで示し、段差の凹部２ｆと凸部２ｄからなるピッチ幅は２ｉで示し、矩形のシール部材１ａの傾斜した縞模様２ｃであるストライプの短辺からの傾斜角度は２ｋで示し、シール部材の長辺における凹部の幅は２ｍで示している。又、図９の（ｃ）に、段差の高さは２ｊで示している。

図１０は画像形成装置５の現像ローラすなわちトナー担持体６である回転体６ａに当接しているシール部材１ａの縞模様２ｃのストライプの向きを示している。この縞模様２ｃのストライプの向きはトナー７の流れ方向を示しており、トナー担持体６である現像ローラの右端側が反時計方向に回転するとき、トナー７は現像ローラの回転軸の端部側からトナー担持体６と当接する現像ローラの容器の内側へ戻され、容器から外部に漏洩することはない。

図１１はシール材貼付け部１ｈに貼付されたシール部材１ａを圧縮した時の凹部２ｆの変形状態を（ａ）と（ｂ）で示し、非荷重時すなわちシール部材１ａを圧縮しない時の凹部２ｆの状態を（ｃ）で示している。図１１の（ａ）では、シール部材１ａは圧縮されており、トナー担持体６とシール部材１ａの間隙１３は狭くなっており、凹部２ｆの上全体に狭い間隙１３を有する例を示している。図１１の（ｂ）では、同じくシール部材１ａは圧縮されているが、段差の凸部２ｄのエッジ部２ｅのみに間隙１３を有する例を示している。図１１の（ｃ）では、シール部材１ａはトナー担持体６と当接しておらず、したがって非荷重時で圧縮されていないので、段差の凹部２ｆの上には段差の高さ２ｊからなる間隙１３を有している。この図１１に示すように、複数の凹部２ｆと凸部２ｄの凹凸面２ａを有するシール部材１ａは凹部２ｆを荷重により撓みで変形させることで余分な間隙１３を少なくすることで振動などによるトナー７の漏れを防止でき、しかも掻落としの必要な箇所では、この間隙１３をトナー担持体６でトナー７を搬送し得る間隙１５にすることができる。

図１２はトナー担持体６とシール部材１ａの部分拡大図を示す。図１２の（ａ）は圧縮しない時のシール部材１ａの凹部２ｆに間隙１３のある場合を示し、図１２の（ｂ）は圧縮した時のシール部材１ａの凹部２ｆの部分が撓んで現像ローラであるトナー担持体６に当接して当接部１２となっている状態を示している。ところで、図示していないが、このように圧縮した時のシール部材１ａの凹部２ｆの部分が撓んだ変形した場合に、トナー担持体６との間に若干の間隙１３を弾性体１１の弾性により形成することができる。

図１３は、例えば繻子織１ｍと平織１ｎからなる段差を有する織物１ｃと弾性発泡体からなるシート部材の原反からハーフカット又は全抜きカットにより段差を有するシール部材１ａを製作する状態を示す。端部シール材１の製造においては、カット後に織物１ｃのシート部材の原反の裏側に設けている両面接着テープ１ｆの裏面を保護している剥離紙から端部シール材１以外の余剰部を除去する。図１３の（ａ）は織物１ｃの原反の平面図であり、（ｂ）はこの織物１ｃの原反の縞模様２ｃのストライプを所定の角度に傾斜してハーフカット又は全抜きカットする状態を示す平面図であり、（ｃ）はカットして得られた段差の縞模様２ｃのストライプを有するシール部材１ａを示す平面図である。さらにシール部材１ａの段差を上記の織物に変えて樹脂成形体９ｂから製造することもでき、図１３の（ｄ）は、弾性体１１を裏面に有する段差の凹凸面２ａを有するシール材１ｓの側面図を示す。

図１４はシール部材１ａとして織物１ｃからなる段差を形成している構成図を示す。この図に示すように、織物１ｃは繻子織１ｍと平織１ｎもしくは繻子織１ｍと綾織１ｐの組合せからなり、繻子織１ｍの部分の厚みが厚く、平織１ｎもしくは綾織１ｐの部分の厚みが薄なっている。繻子織１ｍの部分に用いる織糸の経糸１ｉは、図１４の右側に示すように、甘撚りされた複数のフィラメントからなる糸であり、フィラメント径の半径は５０μｍ以下で構成されている。フィラメントの断面は異形断面あるいは分割繊維からなる断面であっても良く、緯糸１ｊはモノフィラメントを用いている。一方、平織１ｎもしくは綾織１ｐの部分が薄い厚みになるように、平織１ｎもしくは綾織１ｐの部分に用いる経糸１ｋのピッチを糸径以上とし、かつ、この経糸１ｋを甘撚りした糸を用い、緯糸１ｊであるモノフィラメント上で、経糸１ｋが広がるように構成している。

図１５はトナー７の流動性の指標である安息角７ａの測定方法を示す図である。この安息角７ａは、息角、休止角とも呼ばれものであり、図１５に示すように、トナー７を漏斗１６などから水平面上に落下させて堆積させた場合、落下したトナー７によって形成される円錐の表面と水平面とのなす角度が安息角７ａである。この図１５に示す方法を用いて、今回試験に用いた平均粒径６．０μｍの球形化したトナー７および平均粒径８．０μｍの粉砕化したトナー７の安息角７ａを測定した結果、球形化したトナー７の安息角７ａは２７°であり、粉砕化したトナー７の安息角７ａは３８°であった。

図１６は、振動試験装置の模式的断面で概略的に示す側面図である。振動試験装置は加振器１７にアングル２０で取り付けられたトナーボックス１８の前面に縦型のカバー１９を有し、このカバー１９の下面に試験の評価材料であるシール部材１ａを貼付し、トナー７をトナーボックスに収納して、シール部材１ａを貼付したカバー１９でトナーボックス１８の前面を閉じ、加振方向２２にトナーボックス１８を加振器１７で振動させて、トナーボックス１８からカバー１９のシール部材１ａを経てトナー７の漏れを測定する。その時の振動の大きさはピックアップセンサー２１で測定するものとする。

図１７のグラフにより、上記の振動試験装置により、凹部２ｆと凸部２ｄから凹凸面２ａに形成したシール部材１ａの単体のトナー漏れ試験である振動試験結果を示す。この場合、シール部材１ａの凹みの幅２ｇは２ｍｍ、トナー７は球形化したトナー７、その平均粒子径は６μｍである。シール部材の最悪のケースにおける漏れ試験では、図１７に示すように、段差を有するトナー７の漏れについては、画像形成装置５のトナー７の輸送時の振動の加速度すなわち３Ｇ（２９．４ｍ／ｓ²）に耐えられるものとして、シール部材１ａの段差としては０．１ｍｍ以下が好ましく、０．０５ｍｍ以下がより好ましい。なお、装置内の振動について測定した結果として５ｍ/ｓ²以下であった。

端部シール材１として織物１ｃからなる段差を有するシール部材１ａの裏面に、弾性体１１である発泡ポリウレタンの弾性体層１１ａを設け、図１１に示すようにシール部材１１ａに荷重を加えて圧縮した、段差を有するシール部材１ａの凹部２ｆの撓み変形による間隙１３を、測定して、その結果を図１８のグラフに示す。このシール部材１ａの条件は凹部２ｆの幅が２ｍｍである。この図１８のグラフから、各段差を有するシール部材１ａにおいて、圧接荷重を加えることによって、凹部２ｆが撓んで変形して間隙１３が狭くなっていくことが確認された。

段差が０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１５ｍｍの３種のシール部材１ａの裏面に弾性体１１である発泡ポリウレタンの弾性体層１１ａを設け、図１６に示す振動試験装置により、振動の加速度を縦軸に間隙１３を横軸として、シール部材１ａからのトナー７の漏れについて確認した結果を図１９のグラフに示す。この試験条件は凹部の幅は２ｍｍ、トナー７は球形化したトナー７で平均粒子径６μｍである。図１９のグラフに示すようにトナー７のシール部材１ａとしての間隙は１３は０．１ｍｍ（１００μｍ）前後であり、０．０５ｍｍ（５０μｍ）前後以下より振動の加速度が曲線的に増加し、トナー７の漏れが発生し難くなっている。

段差であるストライプを有する織物１ｃからなるシール部材１ａの裏面に弾性体１１である発泡ポリウレタンの弾性体層１１ａを設け、その弾性体層１１ａの裏面に両面接着テープ１ｆを貼り付け、段差の凹凸からなるストライプの向きであるトナー規制角度１０を所定の角度にし、トナー担持体６である現像ローラと当接させ、各々のトナー規制角度１０におけるトナー７の移動速度を測定して、図２０のグラフに示す。このときの条件は現像ローラ表面の速度は２５０ｍｍ／ｓ、荷重は１３０ｇ／ｃｍ²、段差０．１５ｍｍ、トナー７は球形化したトナーである。図２０に示すように、トナー７を規制するトナー規制角度１０を大きくするとトナー７の移動速度を遅くでき、トナー規制角度１０を小さくするとトナー７の移動速度を早くでき、トナー７の移動速度をトナー規制角度１０により調整することができる。すなわち、トナー規制角度１０を画像形成装置５のトナー担持体６の回転体６ａの回転速度に合せて設定できるので、トナー７が侵入する速度よりも速い速度で回転（移動）させることでトナーの侵入を防止することが可能となる。したがって、トナー規制角度１０は装置に合せて適宜設定すれば良い。なお、シール部材であるストライプ織物と弾性体の貼り合わせについては両面接着テープ又は接着剤による貼り合わせ方法があるが、裁断時の糸引防止を考慮すると接着剤による貼り合わせの方がより好ましい。

トナー担持体６である現像ローラとシール部材１ａとの当接荷重とトナー７の移動速度関係、および、シール部材１ａの凹部２ｆの撓み量から段差の厚さを減じたトナー担持体６とのオーバーラップ量と当接荷重との関係を図２１のグラフに示す。図２１に示すように、トナー７の移動速度は当接荷重の増加により２箇所の変曲点を有する。１箇所目は当接荷重の増加により直線的に移動速度が速くなり、一次変曲点後では緩やかに移動速度が速くなり、２箇所目は２次変曲点後にトナー７の移動速度が遅くなる。この現象は、当接荷重とオーバーラップ量から一次変曲点時は凹部２ｆがトナー担持体６に当接する位置であり、当接することでよりトナーの移動速度をより速くすることとなる。しかし、二次変曲点に見られるように、当接荷重が大きくなるとトナー７の移動速度が逆に低下する。これは凹部２ｆと凸部２ｄのエッジ部２ｅの間隙１３が小さくなりすぎることにより、トナー７の移動が規制され、速度が遅くなることによる。

トナー規制角度１０が７０°である織物１ｃからなる段差を有するシール部材１ａを用いて、裏面に発泡ポリウレタンの弾性体１１を貼付して幅の異なるシール部材１ａを形成し、実機にてシール部材１ａへのトナー７の侵入幅を測定した結果を図２２に示す。図２２に示すように、シール部材１ａの幅を２ｍｍ〜５ｍｍに変化させて測定した結果、トナー７の侵入幅は２ｍｍ幅で十分にシールできることが判る。

段差からなるストライプを有する樹脂成形体９ｂからなるシール部材１ａの裏面に弾性体１１である発泡ポリウレタンを貼付け、さらに発泡ポリウレタンの裏面に両面接着テープ１ｆを貼付けた後、トナー規制角度１０が７０°になるようにして端部シール材１を製作し、実機にて試験を行った結果を表１に示す。表１に示すように、掻き落とし角度８のアール部３が１５６μｍの比較例１および掻き落とし角度８のアール部３が９４μｍの比較例２はシール性は×で示すように悪く、６２μｍの実施例１ではシール性は△で示すように可で、４８μｍの実施例２ではシール性は○で示すように良好であり、問題はない。なお、この段差を有する樹脂成形体９ｂからなるシール部材１ａの実機による試験は、トナー担持体６の表面速度２５０ｍｍ／ｓにて行っている。

段差からなるストライプを有する織物１ｃからなるシール部材１ａの裏面に弾性体１１である発泡ポリウレタンを貼付け、さらに発泡ポリウレタンの裏面に両面接着テープ１ｆを貼付けた後、トナー規制角度１０が７０°になるようにして端部シール材１を製作し、実機にて試験を行った結果を表２に示す。表２に示すように、織物１ｃ形成する糸の太さに依存することなく、シール性は問題のない結果となっている。すなわち、掻き落とし角度８となる経糸１ｉの繊維径が０．１ｍｍより小さい１９〜２１μｍである実施例３〜９はシール性は○で示すように良好であり、問題はない。すなわち、繊維（フィラメント）径が０．１ｍｍより小さく、掻き落とし角度８となる経糸１ｉの位置では、フィラメントによる書き落としが行われていることを示し、かつ異なる安息角７ａを有するトナー７においてもシール性はいずれも○で示すように良好であり、問題のない結果となっている。

上記の表１および表２の結果より、複数の段差を有するシール部材１ａを用いた画像形成装置５の端部シール材１において、凹部２ｆとトナー担持体の所定の間隙１３以下および凹部２ｆと凸部２ｄからなる段差の凸部２ｄのエッジ部２ｅに間隙１５を有していても十分にトナー７のシールが可能な端部シール材１であり、トナー担持体６の回転によりトナー規制角度１０を有し、トナー７を移動させることにより、トナー担持体６の装置の外へのトナー７の漏れを防止し、かつ、凹部２ｆをトナー担持体６と所定以下の間隙１３にすることで、トナー７の輸送時およびトナー担持体６の使用時の振動にも十分耐えられる端部シール材１であり、従来にない狭いシール幅としてシール可能である。したがって、省資源のシール部材１ａであり、装置の小型化を達成することができる。

また、本発明のシール部材１ａの構成により、段差を有するストライプの幅２ｇおよびピッチ幅２ｉは任意に製作できる。また、凹部２ｆの厚み２ｈについては凹部２ｆの幅とも関係するが、樹脂成形体９ｂである樹脂シートについては、図２３に机上計算した結果の図を示し、厚み２ｈが０．１ｍｍ以下で、好ましくは０．０５ｍｍ以下が撓み変形し易く使用しやすい。加えて図２４に机上計算した結果の図を示し、織物１ｃのシール部材１ａを用いる時は、撓み変形を主に支配するものは緯糸１ｊであり、この緯糸１も径が１００μｍ以下のモノフィラメントが好ましく、凹部の幅２ｍについても織物においては使用可能なフィラメント径が２５μｍ前後を使用することにより０．２５ｍｍ幅以上になると変形し易くなり、当接圧によるトナー担持体６とシール部材１ａの凹部２ｆの間隙１３を小さくすることが可能であることがわかる。また、本発明の端部シール材１は、端部シール材１内に複数の凹凸面２ａを形成することでトナー７の掻き落とし効果をより向上させた端部シール材１でかつトナー規制角度１０を有するように構成しているため凹部２ｆの幅の最大幅は端部シール材１の幅の１／２未満に設定することが必要である。

さらにトナー担持体６である回転体６ａの端部シール材１は感光体の端部シール材１としてまたは中間ベルトの端部シール材１として使用が可能である。加えて、トナー担持体６である回転体６ａの回転時のトナー７の噴煙状の噴き出しによるシール領域へのトナー７の付着による汚染についてあるいは段差を形成する凹凸部領域が当接してトナー担持体６の端面と同じ位置もしくはその外側でのトナー７の噴煙状の噴き出しによる汚染について、トナー担持体６である回転体６ａの回転によってトナー７を移動させることができ、回転体６ａの表面の端部６ｄ又は中間ベルトの表面の端部をクリーニングできる。なお、上記したように織物１ｃを端部シール材１の素材とした場合に、掻き落とし角度８となる位置で糸を構成するフィラメントが掻き落としを行っており、この糸を構成するフィラメントを異形断面又は複合繊維からなる分割繊維などを用いてもよい。

１端部シール材
１ａシール部材
１ｃ織物又は段差を有する樹脂シート
１ｄ取付け面
１ｅ裏面
１ｆ両面接着テープ
１ｇ接着層
１ｈシール材貼付け部
１ｉ経糸
１ｊ緯糸
１ｋ経糸
１ｍ繻子織
１ｎ平織
１ｐ綾織
１ｓシール材（シール部材＋樹脂成形体＋両面接着テープ
２ａ凹凸面
２ｃ縞模様
２ｄ凸部
２ｅエッジ部
２ｆ凹部
２ｇ幅
２ｈ厚み
２ｉピッチ幅
２ｊ段差の高さ
２ｋストライプの短辺からの傾斜角度
２ｍ（シール部材の長辺における）凹部の幅
３アール部
４面取り部
５（電子写真の）画像形成装置
５ａトナー取扱装置（現像器）
５ｂアジテータ（攪拌部材）
５ｃ供給ローラ
５ｄ規制ブレード
６トナー担持体
６ａ回転体
６ｂ外径
６ｃ当接面
６ｄ端部
６ｅ回転軸方向
６ｆ内側
７トナー
７ａ安息角
８掻き落とし角度
８ａアール部
９（アール部を形成する）素材
９ａフィラメント
９ｂ樹脂成形体
１０（戻す角度である）トナー規制角度
１１弾性体
１１ａ弾性体層
１２（凹部とトナー担持体の）当接部
１３（凹部とトナー担持体の）間隙
１４（トナー担持体によりトナーを搬送できる）間隙
１５（所望の加速度にて漏れの生じない）間隙
１６漏斗
１７加振器
１８トナーボックス
１９カバー
２０アングル
２１センサー
２２加振方向
Ｒアール部の半径
ｒ₁ 回転体の半径
φ₂ トナーの直径

Claims

電子写真方式の画像形成装置におけるトナー担持体の端部シール材において、端部シール材は直線状の凹凸を有する縞模様のシート状部材から形成されてカット加工により所望の形状に加工され、トナー担持体である回転体の当接面に当接する略直線状の複数の段差からなる縞模様の凹部と凸部からなる凹凸面を有し、凹部の幅を０．２５ｍｍから端部シール幅の１／２未満とするシール部材であり、トナー担持体により搬送されたトナーがシール部材の凹凸面の凸部のエッジ部のアール部又は面取り部に接した時、トナーと接する凸部のエッジ部と、トナーの平均粒径と、トナー担持体の半径とにより形成されるトナーの掻き落とし角度が、凹凸を有するシール部材の凸部のエッジ部によりトナーの安息角よりも大きく形成され、かつ、この直線状の複数の段差からなる縞模様の凹凸面は、トナー担持体である回転体の回転によりトナーをトナー担持体の回転軸方向である内側に戻す角度であるトナー規制角度を有し、回転体と当接するシール部材の凹凸面は回転体と端部シール材の裏面の取付け座面の間に設けた弾性体を介して挟持され、凹凸面を有するシール部材の裏面に配設の弾性体の反発弾性により、凹部が回転体の側へ撓んで変形させられて回転体と当接しているか、又は回転体と凹部の間隙が回転体により掻き落されたトナーを移送できる間隙でかつ４０ｍ／ｓ²以下の加速度にて漏れの生じない間隙以下に形成されているかにより、トナー担持体の端部からのトナーの漏れ防止していることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置の端部シール材。
端部シール材はトナー担持体である回転体の当接面に当接する直線状の複数の段差からなる縞模様の凹部と凸部からなる凹凸面を有するシール部材から形成され、トナー担持体により搬送されたトナーがシール部材の凹凸面の凸部のエッジ部のアール部又は面取り部に接した時、トナーの掻き落とし角度はトナーと接するシール部材の凸部のエッジ部によりトナーの安息角よりも大きく形成されており、該掻き落とし角度である凸部のエッジ部のアール部の半径は最大で０．１ｍｍであり、アール部を形成する素材はフィラメントからなる糸又は樹脂成形体からなり、かつ、この直線状の複数の段差からなる縞模様の凹凸面はトナー担持体である回転体の回転によりトナーをトナー担持体の回転軸方向である内側に戻す角度であるトナー規制角度が所望のシール形状へのカット時に形成され、トナー担持体と当接するシール部材の凹凸面はトナー担持体と端部シール材の取付け座面に弾性体を介し挟持され、凹凸面を有するシール部材の裏面に配設の弾性体の反発弾性により、凹部がトナー担持体側へ撓んで変形するように構成されており、凹部が撓んで変形してトナー担持体と当接し凹部のコーナーにトナー移送の間隙を形成しているか、又は回転体と凹部の間隙がトナー担持体の回転又表面速度により掻き落されたトナーを移送できる間隙でかつ所望の加速度にて漏れの生じない間隙以下に形成されて、トナー担持体の端部からのトナーの漏れ防止していることを特徴とする請求項１に記載の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材。
トナー担持体の端部からのトナーの漏れ防止は、トナー担持体である回転体の外径に対するシール部材の凹凸面からなる段差と、凸部のエッジ部と、凹部の幅と、凹部の厚みと、シール部材の素材と、凹凸面のトナー担持体である回転体に対する規制角度とおよび当接荷重とから決定し、かつトナー担持体と凹部の当接による凹部のコーナーに形成されるトナー移送の間隙もしくはトナー担持体である回転体と凹部の最大で１００μｍの間隙から考えて、圧接荷重により凹部をトナー担持体に近づく方向に変形せしめ、４０ｍ／ｓ²以下の加速度で漏れの生じない間隙に形成することで、トナー担持体の端部からのトナーの漏れを防止していることを特徴とする請求項２に記載の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材。
端部シール材を形成するシール部材は長繊維であるフィラメントからなる糸で少なくとも２種類以上の糸を用い２種類の織組織から成る段差を有するストライプ織物又は樹脂成形体からなる樹脂シートから選定された素材であり、これらのシール部材とシール部材の裏面に設けられた弾性体である樹脂成形体から一体化されたシール材であり、トナー担持体である回転体の回転方向によりトナーをトナー担持体の回転軸方向の内側に戻す角度であるトナー規制角度はこのシール材のシート材から所望の端部シール形状へのカット時に形成され、シール部材の裏面に有する弾性体の反発弾性によってトナー担持体への圧縮による当接荷重を形成しており、さらにトナー担持体である回転体の当接面に直線状の複数の段差を形成してなる縞模様の凹凸面をトナー担持体の端部に当接し、トナー担持体の端部からのトナーの漏れを防止していることを特徴とする請求項２に記載の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材。
シール部材と弾性体が一体化されたシート状のシール材を用いて所望の形状に形成された端部シール材は、電子写真方式の画像形成装置のクリーニングブレードにより、回収されたトナーのクリーニング容器からのトナーの漏れを防止する端部シール材および画像形成装置の現像ローラを有する現像容器からトナーの漏れを防止する端部シール材であり、少なくともクリーニング容器又は現像容器のいずれか一方に用いている端部シール材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真方式の画像形成装置の端部シール材。