JP2003053277A - 微細粉粒体のクリーニング材及びシール材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体又はその相手部材に対する荷重の変動
が少なく、安定した状態でクリーニング機能又はシール
機能を発揮することができる微細粉粒体のクリーニング
材及びシール材を提供する。 【解決手段】 画像形成装置のクリーニング部におい
て、クリーニング材２４はハウジングに取付けられ、ク
リーニング材２４を構成する毛倒しされたパイル糸２５
の全体が感光ドラムに摺接される。クリーニング材２４
は、パイル糸２５と、それを支持する基布３１と、その
基布３１の裏面に設けられるコーティング層３２と、そ
の裏面の接着層４１と、その裏面に接合されるクッショ
ン層３３とを備えている。そのクッション層３３は、圧
縮率を変化させて反発力を測定したとき、圧縮率が１０
％から６０％までの間に反発力が７５％圧縮時の５〜５
０％の範囲でほぼ一定又は緩やかな上昇を示す安定状態
の範囲に潰された状態で使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばプリンターに
用いられるトナーなどの微細粉粒体のクリーニング材及
びシール材に関するものである。さらに詳しくは、微細
トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置におけるク
リーニングユニットに装着され、トナーを掻き取って収
容し、外部への微細トナーの飛散漏れを防止するシール
機能を有するクリーニング材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置の現
像器はハウジングで被って形成されており、同現像器の
トナーの帯電付着したマグネットローラから移動体とし
ての感光体上の静電潜像にトナーが付与されてトナー像
が形成される。次いで、トナー像の形成された感光体に
記録用紙が供給され、感光体表面のトナー像が記録用紙
に転写される。マグネットローラの軸受け側の両端部に
対応する相手部材としてのハウジングにはシール材が取
付けられ、マグネットローラの両端部とハウジングとの
隙間がシールされ、トナーの飛散もれが防止されてい
る。

【０００３】転写後に感光体に付着した残留トナーは、
クリーニングユニットの例えばブレードのようなもので
削り取られる。そのブレードの両端部にはブレードで削
り取ったトナーの横流れ防止のため、シール材が取付け
られている。

【０００４】これら従来のシール材としては、例えばニ
ードルパンチング法等でフェルト層を形成したウェッブ
層と、その裏面に設けられるクッション層とを備えたも
のが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、感光体に対
するシール材のシール機能は、パイル糸の腰の強さのほ
か、クッション層の柔軟性及び弾力性に基づいている。
また、感光体にトナーが付着して汚れた状態で使用され
ると、現像器における現像性能が低下して鮮明な画像が
得られなくなる。一方、クリーニングユニットにおいて
は、トナーの横流れを防止するシール機能に加え、感光
体の両端部に付着したトナーを掻き取り、内部に収容す
るクリーニング機能をも発揮できる材料であることが必
要である。このため、クッション層の弾力性、すなわち
感光体に対する荷重の変動が少ないことが要求される。

【０００６】これに対し、前記従来のシール材は、クッ
ション層としてポリウレタンなどの樹脂、ＥＰＤＭなど
の合成ゴム、オレフィン系などの熱可塑性エラストマー
等により一定の圧縮荷重を有するものとして使用されて
いる。このシール材は初期には感光体に対して所定の荷
重を有しているものの、使用期間が長くなるにつれてそ
の荷重が次第に低下する。その結果、シール材として使
用する場合にはシール機能低下し、クリーニング材とし
て使用する場合には感光体に対するクリーニング機能が
低下するという問題があった。

【０００７】本発明は、以上のような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、移動体又はその相手部材に対する荷重の変
動が少なく、安定した状態でクリーニング機能又はシー
ル機能を発揮することができる微細粉粒体のクリーニン
グ材及びシール材を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の微細粉粒体のクリーニン
グ材は、微細粉粒体に接触する移動体に対向する相手部
材に取付けられ、移動体に摺接して移動体表面の微細粉
粒体をクリーニングするパイル糸と、そのパイル糸を支
持する基布と、その基布の裏面に設けられパイル糸の抜
けを防止するためのコーティング層と、コーティング層
の裏面に接合されるクッション層とを備え、そのクッシ
ョン層は圧縮して潰したときの圧縮率を変化させて反発
力を測定したとき、圧縮率が１０％までの初期には反発
力が７５％圧縮時の５〜３０％まで上昇し、その後圧縮
率が６０％までの間には反発力が７５％圧縮時の５〜５
０％の範囲でほぼ一定又は緩やかに上昇する安定状態の
挙動を示し、その安定状態の範囲にクッション層が潰さ
れた状態で使用されることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明の微細粉粒体のシー
ル材は、微細粉粒体に接触する移動体又は該移動体に対
向する相手部材に取付けられ、移動体又は相手部材に摺
接して移動体と相手部材との隙間から微細粉粒体の漏れ
をシールするパイル糸と、そのパイル糸を支持する基布
と、その基布の裏面に設けられパイル糸の抜けを防止す
るためのコーティング層と、コーティング層の裏面に接
合されるクッション層とを備え、そのクッション層は圧
縮して潰したときの圧縮率を変化させて反発力を測定し
たとき、圧縮率が１０％までの初期には反発力が７５％
圧縮時の５〜３０％まで上昇し、その後圧縮率が６０％
までの間には反発力が７５％圧縮時の５〜５０％の範囲
でほぼ一定又は緩やかに上昇する安定状態の挙動を示
し、その安定状態の範囲にクッション層が潰された状態
で使用されることを特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材は、微細粉粒体に接触す
る移動体に対向する相手部材に取付けられ、移動体に摺
接して移動体表面の微細粉粒体をクリーニングし、かつ
移動体と相手部材との隙間から微細粉粒体の漏れをシー
ルするパイル糸と、そのパイル糸を支持する基布と、そ
の基布の裏面に設けられパイル糸の抜けを防止するため
のコーティング層と、コーティング層の裏面に接合され
るクッション層とを備え、そのクッション層は圧縮して
潰したときの圧縮率を変化させて反発力を測定したと
き、圧縮率が１０％までの初期には反発力が７５％圧縮
時の５〜３０％まで上昇し、その後圧縮率が６０％まで
の間には反発力が７５％圧縮時の５〜５０％の範囲でほ
ぼ一定又は緩やかに上昇する安定状態の挙動を示し、そ
の安定状態の範囲にクッション層が潰された状態で使用
されることを特徴とするものである。

【００１１】請求項４に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材は、請求項３に記載の発
明において、前記クッション層の圧縮率は、移動体と相
手部材との間の隙間に対して５〜６０％であるものであ
る。

【００１２】請求項５に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材は、請求項３又は請求項
４に記載の発明において、前記パイル糸は、その長さの
０．８倍がパイル糸の植え込みピッチよりも長くなるよ
うに設定されるとともに、一定方向に１〜４５°の角度
で毛倒し処理されているものである。

【００１３】請求項６に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材は、請求項３から請求項
５のいずれか一項に記載の発明において、前記クッショ
ン層の密度は、１０〜１５０ｋｇ／ｃｍ³であるもので
ある。

【００１４】請求項７に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材は、請求項３から請求項
６のいずれか一項に記載の発明において、前記クッショ
ン層の引張強度は、２０〜２００ｋＰａであるものであ
る。

【００１５】請求項８に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材は、請求項３から請求項
７のいずれか一項に記載の発明において、前記クッショ
ン層の伸びは、５０〜２００％であるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真方式の画
像形成装置におけるトナーのクリーニング材及びトナー
漏れ防止用のシール材に具体化した実施形態について図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１７】まず、電子写真方式の画像形成装置につい
て説明する。図４は電子写真方式による画像形成装置を
概念的に示した説明図である。画像形成装置内において
移動体としての感光ドラム１１は回転軸１１ａにより回
転可能に支持され、その周囲にはその上方位置から回転
方向に向かって順に帯電部１２、露光部１３、現像部１
４、転写部１５、クリーニング部１６及び除電部１７が
設けられている。感光ドラム１１の表面は帯電部１２に
より帯電され、露光部１３によりレーザ光が露光されて
静電潜像が形成される。さらに、現像部１４において感
光ドラム１１表面に微細粉粒体としてのトナーが供給さ
れて可視像が形成され、その可視像が転写部１５で記録
用紙１８に転写される。トナーは、解像度の高い画像を
得るために粒径１０μｍ以下の微細なものが用いられ
る。

【００１８】この後、感光ドラム１１においては、その
表面に残留するトナーがクリーニング部１６においてク
リーニングブレード１９により除去され、さらに感光ド
ラム１１上に残留する電荷が除電部１７において、図示
しない除電ブラシにより消去される。

【００１９】図４から図６に示すように、クリーニング
部１６を構成する相手部材としてのハウジング２７は、
前面が開口されたほぼ四角箱状に形成されている。支持
板２８は、その先端部が感光ドラム１１へ向かって斜め
下方へ延びるように、基端部においてハウジング２７の
天板内面に接合されている。

【００２０】クリーニングブレード１９は、その基端部
が支持板２８の先端裏面に揺動可能に支持され、先端縁
が感光ドラム１１表面に摺接するように配置されてい
る。クリーニングブレード１９の先端部とハウジング２
７の開口底縁との間には、トナー回収通路４２が形成さ
れている。そして、感光ドラム１１表面に残留している
トナー２６や紙粉は、クリーニングブレード１９によっ
て掻き取られて（削り取られて）除去されるとともに、
トナー回収通路４２からハウジング２７内へ回収される
ようになっている。

【００２１】一対の保持突部２９は、ハウジング２７の
両側壁においてトナー回収通路４２の両側部となる部分
を感光ドラム１１側へ延びるように段差上に突出形成さ
れ、その前端面は感光ドラム１１の外周面に沿うように
円弧状に形成されている。これらの保持突部２９と感光
ドラム１１の両端部との間には一定幅の円弧状をなす間
隙３０が形成されており、これを塞ぐようにクリーニン
グ材２４が保持突部２９上に貼着されている。クリーニ
ング材２４の感光ドラム１１の軸線方向における位置
は、後述する現像ローラ２１両端部に装着されているス
ペーサ４５の位置に対応するように設定されている。

【００２２】このクリーニング材２４は、感光ドラム１
１表面に残留するトナー２６等を掻き取るクリーニング
機能と、トナー２６等が感光ドラム１１の軸線方向の外
方へ漏出するのを防止するシール機能の両方の機能を有
している。この実施形態では、上記環状の間隙３０の幅
は約２．５ｍｍである。

【００２３】クリーニング材２４は約３．５ｍｍの厚さ
に形成され、前記感光ドラム１１とハウジング２７内周
面との間隙３０に入るように約２．５ｍｍの厚さに圧縮
される。その後に、クリーニング材２４は、パイル糸２
５の先端が感光ドラム１１の両端外周面に接触するよう
に保持突部２９に接合されるようになっている。

【００２４】ここで、本実施形態におけるクリーニング
材２４等の厚さの測定方法を説明する。すなわち、本実
施形態における厚さは全て、直径１０ｍｍの円盤状をな
す加圧子にて０．１〜０．５Ｎの力で対象物を加圧する
と同時に、その圧力をダイヤルゲージで測定して得られ
るものである。その理由としては、パイル糸２５は立毛
の程度にばらつきがある点及びクッション層３３は弾力
があり、力のかかり方で容易に厚みが変動してしまう点
を解決するため、微弱な力にて加圧することが最も有効
な方法だからである。また、０．１〜０．５Ｎの力によ
る加圧は微小であり、真の厚さに対して誤差の範疇と考
えることができるからである。

【００２５】図６及び図７に示すように、現像部１４を
構成する現像ハウジング２０内には、移動体としての現
像ローラ２１が回転支軸２２により回転可能に支持され
ている。現像ローラ２１の両端部には、現像ローラ２１
と感光ドラム１１との間に一定の間隔４４を保持するよ
うに筒状をなす一対のスペーサ４５が装着され、両スペ
ーサ４５が感光ドラム１１に接触するようになってい
る。つまり、一対のスペーサ４５の厚みによって現像ロ
ーラ２１と感光ドラム１１との間の間隔４４が決定され
ている。そして、ジャンピング方式により、トナー２６
が現像ローラ２１から空間部を介して非接触で感光ドラ
ム１１表面に移行し、現像を行うようになっている。

【００２６】また、現像ローラ２１の両端部（スペーサ
４５より内側）と、現像ハウジング２０の端部内周面と
の間には環状間隙２３が形成されている。現像ハウジン
グ２０の端部内周面にはトナー２６が現像ローラ２１の
軸線方向の外方へ漏出するのを防止するシール材４３
が、パイル糸２５の全体が現像ローラ２１に面で摺接さ
れるように接合されている。

【００２７】また、転写部１５よりも記録用紙１８の進
行側には図示しない上下一対の排紙ローラが配設され、
その排紙ローラの近傍には印刷後の記録用紙１８を装置
外へ排出する排紙口が設けられている。

【００２８】前述したクリーニング部１６に設けられて
いるシール機能を有するクリーニング材２４及び現像部
１４に設けられているシール材４３は、図１及び図２に
示すように構成されている。すなわち、クリーニング材
２４及びシール材４３は、パイル糸２５と、それを支持
する基布３１と、基布３１の裏面に設けられるコーティ
ング層３２と、その裏面に設けられる接着層４１と、接
着層４１に接合されるクッション層３３とを備えてい
る。そのうち、基布３１、パイル糸２５及びコーティン
グ層３２によってベロア材４６が構成されている。コー
ティング層３２はパイル糸２５の抜けを防止する。クッ
ション層３３は柔軟でかつ弾力性を有している。また、
クッション層３３の裏面には、クリーニング材２４をハ
ウジング２７に、シール材４３を現像ハウジング２０に
固定するための取付け用接着層３４が設けられている。

【００２９】パイル糸２５の単糸繊度、パイル糸２５の
基布３１表面からの長さ及びパイル糸２５の立毛密度
は、微細なトナー２６の漏れを抑制するために次の範囲
が適当である。パイル糸２５の太さは実用上、３〜２０
デシテックスが好ましく、５〜１０デシテックスがより
好ましい。実用上最も細いパイル糸２５は３デシテック
ス程度であり、２０デシテックスを越えるとコスト高と
なる。

【００３０】パイル糸２５の基布３１表面からの長さは
０．５〜５．０ｍｍが好適であり、１．０〜３．０ｍｍ
がより好適である。０．５ｍｍより短いものは製造上困
難であり、５．０ｍｍを越える場合にはシール性は差し
支えないが、コスト高となる。パイル糸２５の立毛密度
は２万〜２０万本／（25.4mm)²が好ましく、５万〜１０
万本／（25.4mm)²がより好ましい。立毛密度が２万本／
（25.4mm)²より小さいとトナー２６の掻き取り機能やシ
ール機能が低下し、２０万本／（25.4mm)²より大きくす
るとコスト高となる。

【００３１】フッ素樹脂繊維は摩擦係数が低く、相手部
材に対する摺動性が良いのでパイル糸２５として好まし
い材質である。このフッ素樹脂繊維を構成するフッ素樹
脂としては例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体（ＦＥＰ）、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（ＰＦ
Ａ）、テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等
が用いられる。

【００３２】なお、パイル糸２５を形成する繊維は超高
分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ア
ラミドなどであってもよい。パイル糸２５としては低摩
擦係数と、耐摩耗性と、適度な耐熱性とを有する繊維が
好適である。パイル糸２５とする繊維は柔軟性を必要と
するので、フッ素樹脂繊維の場合、単糸繊度が６〜１５
デニール程度が望ましい。パイル糸２５として具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン（デュポン社製の商品
名「テフロン」）４００デニ−ル、６０フィラメントが
用いられる。

【００３３】次に、基布３１は緯糸３５と経糸３６によ
り織りなされた平織地組織のものである。そして、基布
３１の片面にパイル糸２５がパイル織されている。基布
３１に使用される緯糸３５及び経糸３６は、画像形成装
置内の温度、例えば６０℃に長時間保持しても耐え得る
耐熱性と、接着剤で接着可能な材質であることが望まし
い。この望ましい材質としては、綿、ポリエステル、ポ
リプロピレン、アクリル樹脂、ナイロン及びポリウレタ
ン等であり、本実施形態の基布３１は経糸３６がポリプ
ロピレン、緯糸３５がポリエステルで構成されている。

【００３４】基布３１は具体的には、経糸３６にポリプ
ロピレン３８０Ｔ（デシテックス）／４０フィラメント
を、緯糸３５にポリエステルの紡績糸の２０番手／２本
を使用し、パイル織機で次のような条件にて織った織物
からなる。すなわち、使用した筬は３０（羽／25.4mm）
で、入れ方はパイル１本及び地糸２本である。打込数は
３７（本／25.4mm）である。密度は６７０００（本／(2
5.4mm)²）である。パイル糸２５の基布３１表面からの
長さは１．６ｍｍである。

【００３５】コーティング層３２は、毛倒し加工された
パイル糸２５を有する基布３１の裏面に形成される。コ
ーティング層３２はスチレンーブタジエン共重合ゴム
（ＳＢＲ）、エチレンー酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等からなる
ラテックスコーティングにより形成される。コーティン
グ層３２とクッション層３３は、コーティング層３２が
完全に硬化した後、接着層４１で接合される。接着層４
１は、一般の接着剤、ゴム系、アクリル系接着剤又は感
圧接着剤により形成される。

【００３６】また、コーティング層３２は硬化した層が
柔軟性（可撓性）を有するゴム系溶剤型接着剤、ホット
メルト型接着剤、接着性樹脂等を使用して形成してもよ
い。そして、コーティング層３２の形成の際に、塗布し
た未硬化のコーティング層３２に対してクッション層３
３を重ねることにより、クッション層３３をコーティン
グ層３２に接合させることができる。この場合には、コ
ーティング層３２がクッション層３３への接合機能を果
たすため、接着層４１は省略される。これらの接着剤又
は接着性樹脂は基布３１の繊維間に含浸されて、パイル
糸２５を強固に保持する。

【００３７】コーティング層３２の裏面には、接着層４
１を介してクッション層３３が接合される。このクッシ
ョン層３３は変形（へたり）に対する耐久性、長期の例
えば６０℃の高温に耐え得る耐熱性及び接着剤で接着可
能な材質であることが適切である。このため、クッショ
ン層３３の材質はポリウレタン、ポリスチレン、ポリプ
ロピレンなどの合成樹脂、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピ
レン−ジエン共重合ゴム）、クロロプレンゴムなどの合
成ゴム、或いは天然ゴム、又はオレフィン系、スチレン
系などの熱可塑性エラストマー等であることが望まし
い。さらに、クッション層３３は現像ハウジング２０や
ハウジング２７に対して充分に密着し、かつ回転を阻害
しないための柔軟性と弾力性を得るため３〜３０倍程度
の発泡体であることが望ましい。

【００３８】本実施形態のクッション層３３は厚さ２ｍ
ｍのポリウレタンフォームを用いている。また、基布３
１の裏面にコーティング層３２を形成した後にクッショ
ン層３３を接合する場合には、コーティング層３２を形
成する前記した各種の接着剤を介して接着させることが
できる。

【００３９】クッション層３３を適用部位に取付け固定
するための取付け用接着層３４は前記したゴム系、アク
リル系等の感圧接着剤が用いられるが、通常の接着剤を
使用することもできる。本実施形態のコーティング層３
２及び取付け用接着層３４はアクリル系の感圧接着剤を
用いている。

【００４０】クッション層３３はポリウレタン、特にエ
ステル系ポリウレタンの発泡体が好ましく用いられる。
このクッション層３３は現像ハウジング２０又はハウジ
ング２７表面に対して良好に接着させ得る適度な柔軟性
を必要とする。クッション層３３の材質はポリウレタン
に限らず、ゴム、エラストマーなどの材質であってもよ
い。

【００４１】クッション層３３について、圧縮して潰し
たときの圧縮率を変化させて反発力を測定すると図３に
示すような関係が得られる。ここで圧縮率は、（潰れ量
／圧縮前の厚さ）×１００を意味する。図３はクッショ
ン層３３の圧縮率と反発力との関係が急激に変化する部
分と緩やかに変化する部分とが存在することを表してい
る。図３において、圧縮率の最大基準は７５％である。
ここで、圧縮率の最大基準を７５％としている理由につ
き説明する。図３に示すとおり、クッション層３３を圧
縮していった場合、圧縮率が６０％を越えたあたりから
急激に反発力が上昇し、７５％を越えるとさらに上昇率
は高くなり、クッション層３３そのものが破壊してしま
い、その効果を喪失してしまう。従って、クッション層
３３の使用可能限度として圧縮率７５％を設定してい
る。

【００４２】図３のグラフに示すように、圧縮率が１０
％までの初期には反発力が７５％圧縮時の５〜３０％ま
で急に立上る。その後、圧縮率が６０％までの間に反発
力が７５％圧縮時の５〜５０％の範囲でほぼ一定又は緩
やかな上昇を示す安定状態の挙動を示す安定領域Ｓとな
る。圧縮率は１０〜５０％の範囲が好ましい。

【００４３】このため、圧縮率を安定状態の挙動を示す
安定領域Ｓの範囲に設定することによってクリーニング
材２４やシール材４３は安定した性能を発揮することが
できる。従って、本実施形態では、その安定領域Ｓの範
囲にクッション層３３が潰された状態で使用される。圧
縮率が１０％未満の場合、反発力が急に小さくなり、ク
リーニング材２４のクリーニング性能とシール性能が低
下し、シール材４３のシール性能が低下する。圧縮率が
６０％を越える場合、反発力が大きくなり過ぎて、相手
部材に対するパイル糸２５の摺接抵抗が過大となって不
適当である。

【００４４】また、クッション層３３の圧縮率は、感光
ドラム１１とハウジング２７との間の間隙３０又は現像
ローラ２１と現像ハウジング２０との間の環状間隙２３
に対して５〜６０％であることが好ましい。この圧縮率
が間隙３０又は環状間隙２３に対して５％未満の場合に
は、クリーニング材２４又はシール材４３の使用期間が
長くなるにつれて反発力が次第に小さくなり、クリーニ
ング性能及びシール性能が低下する。一方、６０％を越
える場合には、反発力が大きくなり、相手部材に対する
パイル糸２５の摺接抵抗が過大となりやすい。

【００４５】本実施形態におけるクッション層３３の圧
縮率の規定方法をクリーニング材２４を例に説明する。
先述した通り、クリーニング材２４の厚さは３．５ｍｍ
に設定されている。その内訳は、ベロア材４６の厚さが
１．２ｍｍ、クッション層３３の厚さが２．０ｍｍ及び
取付け用接着層３４と接着層４１の厚さが合せて０．３
ｍｍである。クリーニング材２４の全潰れ量は、クリー
ニング材２４が間隙３０に入るように２．５ｍｍに圧縮
されるので、１ｍｍである。

【００４６】ところで、クリーニング材２４に使用され
ているベロア材４６は、潰れによる変動を少なくするた
めに毛倒し処理が施されているので、潰れ量は最小で
０．１ｍｍ、最大で０．４ｍｍとなるように設定されて
いる。また、取付け用接着層３４と接着層４１は潰れに
関してはほぼゼロと想定できる。

【００４７】従って、本実施形態におけるクッション層
３３の潰れ量は、全潰れ量１ｍｍからベロア材４６の潰
れ量０．１〜０．４ｍｍを差し引いた０．６〜０．９ｍ
ｍと想定できる。すなわち、クッション層３３の圧縮率
は３０〜４５％〔（０．６／２．０）×１００〜（０．
９／２．０）×１００〕となり、クッション層３３の前
記安定領域Ｓに入っていることになる。このような順序
で検討することにより、クッション層３３の厚さ設定を
容易に行うことができる。

【００４８】このクッション層３３の機能を充分に発揮
させるためには、摺接する部材は長期間の使用によって
へたり（変形）が発生したり、高い摺接抵抗によって損
傷（ダメージ）を受けるようなものであってはならな
い。このため、本実施形態ではパイル糸２５を耐摺接性
の高いフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）を用
い、へたりの少ない毛倒し処理を施したパイル織物とし
ている。

【００４９】前述のように、クッション層３３が安定領
域Ｓの範囲に潰されて形成されたクリーニング材２４又
はシール材４３は圧縮荷重の変動が少ないものとなる。
クッション層３３の圧縮荷重値は０．３〜３．０ＭＰａ
（０．０３〜０．３ｋｇ／ｃｍ²）が好ましく、０．５
〜２．０ＭＰａ（０．０５〜０．２ｋｇ／ｃｍ²）がよ
り好ましい。圧縮荷重値が０．３ＭＰａより小さい場
合、クッション層３３の反発力が弱く、クリーニング材
２４又はシール材４３のクリーニング性能又はシール性
能が低下する。一方、３．０ＭＰａより大きい場合、ク
ッション層３３の反発力が強く、クリーニング材２４又
はシール材４３が曲面状に曲がりにくく、クリーニング
材２４又はシール材４３を曲面状の部分に貼着しにくく
なり、クリーニング性能又はシール性能の低下を招く。

【００５０】さらに、クッション層３３の密度は、１０
〜１５０ｋｇ／ｃｍ³であることが望ましく、５０〜１
３０ｋｇ／ｃｍ³であることがより望ましい。この密度
が１０ｋｇ／ｃｍ³未満の場合には、クッション層３３
の反発力を充分に向上させることができない。一方、１
５０ｋｇ／ｃｍ³を越える場合には、反発力が過大とな
りやすく、製造が困難になる場合もある。

【００５１】また、クッション層３３の引張強度は、２
０〜２００ｋＰａであることが好ましく、５０〜１５０
ｋＰａであることがより好ましい。この引張強度が２０
ｋＰａ未満の場合には、クッション層３３の充分な強度
を得ることができず、クリーニング材２４又はシール材
４３の耐久性が低下するおそれがある。一方、２００ｋ
Ｐａを越える場合には、クリーニング材２４又はシール
材４３の製造が困難になりやすい。

【００５２】加えて、クッション層３３の伸びは、５０
〜２００％であることが好ましく、８０〜１２０％であ
ることがより好ましい。この伸びが５０％未満の場合に
は、クリーニング材２４又はシール材４３をハウジング
２７や現像ハウジング２０の形状に沿って綺麗に曲げる
ことが難しくなる。逆に、２００％を越える場合には、
クリーニング材２４又はシール材４３の剛性がなくな
り、所定の形状を保持することが困難となりやすい。

【００５３】次に、図１０に示すように、クリーニング
材２４又はシール材４３は、パイル糸２５の長さＬの
０．８倍がパイル糸２５の植え込みピッチＤよりも長く
なるように設定されることが望ましい。パイル糸２５の
長さＬと植え込みピッチＤをこのように設定することに
より、図１０（ａ）に示すようにパイル糸２５が立毛状
態にある状態から図１０（ｂ）に示すようにパイル糸２
５が毛倒しされた状態に到ったとき、パイル糸２５の上
に隣りのパイル糸２５が重なるように構成される。従っ
て、パイル糸２５のピッチＤの隙間がパイル糸２５によ
り確実に覆われ、良好なシール機能を発揮することがで
きる。パイル糸２５の長さＬの０．８倍がパイル糸２５
の植え込みピッチＤよりも短くなると、パイル糸２５の
ピッチＤの隙間をパイル糸２５により覆うことが困難に
なり、シール機能が低下する。

【００５４】また、パイル糸２５は予め一定方向に１〜
４５°の角度で毛倒し（斜毛）処理されていることが望
ましい。この毛倒し処理を行うことによって、パイル糸
２５の毛倒れによるクリーニング機能又はシール機能の
低下を防止することができる。毛倒しの角度が１°未満
の場合には、必要以上の毛倒れとなり、クリーニング機
能又はシール機能を充分に向上させることができない。
一方、毛倒しの角度が４５°を越える場合には、クリー
ニング材２４又はシール材４３の使用期間が長くなるに
つれて毛倒れが発生し、クリーニング機能又はシール機
能が次第に低下する。

【００５５】クリーニング材２４又はシール材４３のパ
イル糸２５に対する毛倒し処理は、図９（ａ）に示す直
毛のパイル糸２５を有する基布３１を、図８に示す加熱
した上下一対のローラ間を通すことにより行われる。す
なわち、溝深さ１〜３ｍｍの多数の溝３７ａを有する溝
ローラ３７と、フラットローラ３８とを一定の間隔をお
いて配置し、両ローラ３７,３８間に、パイル糸２５側
を溝ローラ３７側にして基布３１を通すことにより行わ
れる。このとき、溝ローラ３７は１００〜１５０℃に加
熱され、フラットローラ３８は８０〜１２０℃に加熱さ
れる。この毛倒し処理により、図９（ｂ）に示すような
基布３１表面のパイル糸２５が一定方向に１〜４５°の
角度で毛倒しされ、不均一な毛倒れや糸のウェーブのな
い基布３１が得られる。

【００５６】さて、画像形成装置により印刷が開始され
ると、クリーニング部１６においては、ハウジング２７
の保持突部２９に取付けられたクリーニング材２４の先
端が感光ドラム１１の両端に摺接する。このため、クリ
ーニング材２４は感光ドラム１１の回転を妨げることな
く、その表面に残存するトナー２６や紙粉を掻き取り、
パイル糸２５間に収容保持することができる。しかも、
クリーニングブレード１９で掃き取られたトナー２６や
紙粉が間隙３０からハウジング２７外へ漏出するのを規
制することができる。

【００５７】すなわち、クリーニング材２４のパイル糸
２５は感光ドラム１１の回転方向に毛倒しされているた
め、感光ドラム１１の回転に関連してクリーニング材２
４側へ送られる微細なトナー２６や紙粉は、パイル糸２
５に包み込まれ、トナー２６等の間隙３０からの漏れが
防止される。さらに、パイル糸２５に包み込まれたトナ
ー２６等とパイル糸２５で強固なシール層ができ、後か
らクリーニング材２４側へ送られるトナー２６等を押し
戻すことにより、トナー２６等のシール効果がより向上
する。

【００５８】また、現像部１４においては、現像ローラ
２１により現像動作が行なわれるが、シール材４３はそ
のクッション層３３が現像ハウジング２０の内周面に接
着支持され、摺接部となる弾性を有するパイル糸２５の
先端が現像ローラ２１に接触状態とされてる。このた
め、現像ローラ２１の回転を妨げることなく、環状間隙
２３からトナー２６が現像ハウジング２０外へ漏出する
のを規制することができる。

【００５９】以上の実施形態により発揮される効果を以
下にまとめて記載する。 ・ シール機能を有するクリーニング材２４及びシール
材４３は、そのクッション層３３が圧縮率１０％から６
０％までの間に反発力が７５％圧縮時の５〜５０％とな
る安定領域Ｓの範囲に潰された状態で使用される。この
ため、クリーニング材２４は、感光ドラム１１に対する
パイル糸２５の荷重の変動が少なく、パイル糸２５を感
光ドラム１１に安定して摺接させることができ、安定し
た状態でクリーニング機能及びシール機能を発揮するこ
とができる。また、シール材４３は、現像ローラ２１に
対するパイル糸２５の荷重の変動が少なく、パイル糸２
５を現像ローラ２１に安定して摺接させることができ、
安定した状態でシール機能を発揮することができる。

【００６０】従って、感光ドラム１１両端部へのトナー
２６の固着を防止することができ、現像ローラ２１の両
端に装着されたスペーサ４５表面へのトナー２６等の付
着やスペーサ４５表面の損傷を防止することもできる。
その結果、現像ローラ２１と感光ドラム１１との微小な
間隔４４を常に一定に保持することができる。

【００６１】・ また、シール機能を有するクリーニン
グ材２４は、クッション層３３の圧縮率が、保持突部２
９と感光ドラム１１との間隙３０に対して適切な範囲と
して５〜６０％に設定される。従って、感光ドラム１１
に対する荷重を適切なものにでき、クリーニング機能及
びシール機能をより確実に発揮することができる。

【００６２】・ クリーニング材２４は、パイル糸２５
の長さＬの０．８倍がパイル糸２５の植え込みピッチＤ
よりも長くなるように設定されるとともに、一定方向に
１〜４５°の角度で毛倒し処理される。このため、パイ
ル糸２５を毛倒しした後に、パイル糸２５のピッチＤ間
の隙間を毛倒しされたパイル糸２５により確実に覆うこ
とができ、良好なシール機能を発揮できる。しかも、繰
返し使用によるパイル糸２５の毛倒れに基づくクリーニ
ング機能及びシール機能の低下を防止することができ
る。

【００６３】また、パイル糸２５を感光ドラム１１の回
転方向に毛倒し処理したことにより、クリーニング材２
４へ不必要な抵抗を与えることを抑制でき、クッション
層３３に与えるダメージを防止できるとともに、感光ド
ラム１１への傷等の発生を防ぐことができる。

【００６４】・ クリーニング材２４のクッション層３
３の密度は、１０〜１５０ｋｇ／ｃｍ³という高い密度
に設定される。従って、クッション層３３の反発力を保
持することができる。

【００６５】・ クリーニング材２４のクッション層３
３の引張強度は、２０〜２００ｋＰａという高い強度に
設定される。このため、クッション層３３の強度を維持
でき、耐久性を向上させることができる。

【００６６】・ クリーニング材２４のクッション層３
３の伸びは、５０〜２００％という充分に伸びのある範
囲に設定される。従った、クッション層３３をハウジン
グ２７の保持突部２９の形状に沿って綺麗に曲げること
ができる。

【００６７】・ パイル糸２５として、低摩擦係数、耐
摩耗性及び適度な耐熱性を有するフッ素樹脂繊維が用い
られているので、画像形成装置用のクリーニング材２４
として長期に渡って優れた摺動性能を発揮することがで
きる。

【００６８】なお、本発明は前記実施形態を次のように
変更して実施してもよい。 ・ クリーニング部１６において、クリーニングブレー
ド１９の代りにクリーニングローラを設け、そのクリー
ニングローラの前又は後に実施形態のクリーニング材２
４と同様のクリーニング材を取付けて、クリーニングロ
ーラのクリーニング機能を補助するように構成してもよ
い。この場合、クリーニング材は感光ドラム１１表面に
残留するトナー２６又は紙粉を掻き取るクリーニング機
能のみを発揮する。

【００６９】・ 実施形態のクリーニング材２４又はシ
ール材４３の取付け用接着層３４を設けない構成にし、
クリーニング材２４又はシール材４３を両面粘着テープ
などで取付けるように構成してもよい。

【００７０】・ パイル糸の毛倒し加工を図１１に示す
ような装置によって実施してもよい。すなわち、毛倒し
用金型３９は断面横Ｌ字状をなす摺接凹部４０を有する
とともに、所定温度に加熱されている。そして、クリー
ニング材２４は、毛倒し用金型３９に対して側方からそ
のパイル糸２５の先端部が摺接凹部４０の内部に収容さ
れるように摺接される。このとき、摺接凹部４０の下部
の端縁４０ａにおけるエッジ効果によって、パイル糸２
５の先端部に曲げ応力が集中し、パイル糸２５は毛倒し
される。

【００７１】・ 取付け用接着層３４として、アクリル
フォーム、ポリエチレンフォーム、合成ゴム、天然ゴム
若しくは熱可塑性エラストマ−を芯材とした両面粘着テ
ープ、又は芯材なしの両面粘着テープを使用してもよ
い。この構成により、クリーニング材２４又はシール材
４３の皺を防ぐことができ、現像ローラ２１又は感光ド
ラム１１の回転を円滑に行うことができる。

【００７２】・ 前記現像部１４におけるシール材４３
を現像ローラ２１に設けてもよい。 ・ 実施形態のクリーニング材２４やシール材４３を、
画像形成装置の転写部１５などに適用してもよい。ま
た、クリーニング材２４やシール材４３を微細粉粒体
（粉末或いは顆粒）の薬剤を包装する包装機等の粉粒体
の送りローラに適用してもよい。

【００７３】さらに、前記実施形態より把握される技術
的思想について以下に記載する。 ・ 前記移動体は電子写真方式の画像形成装置における
感光ドラムであり、微細粉粒体は静電潜像を現像化する
ためのトナーである請求項３から請求項８のいずれか一
項に記載のシール機能を有する微細粉粒体のクリーニン
グ材。このように構成した場合、画像形成装置のクリー
ニング部などにおいて、トナーについてクリーニング機
能及びシール機能を発揮することができる。

【００７４】・ 前記微細粉粒体に接触する移動体に対
向する相手部材は曲面状に形成されている請求項３から
請求項８のいずれか一項に記載のシール機能を有する微
細粉粒体のクリーニング材。このように構成した場合、
クリーニング材を相手部材の形状に追従させて取付ける
ことができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているた
め、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明の
微細粉粒体のクリーニング材によれば、移動体又はその
相手部材に対する荷重の変動が少なく、安定した状態で
クリーニング機能を発揮することができる。

【００７６】請求項２に記載の発明の微細粉粒体のシー
ル材によれば、移動体又はその相手部材に対する荷重の
変動が少なく、安定した状態でシール機能を発揮するこ
とができる。

【００７７】請求項３に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材によれば、移動体又はそ
の相手部材に対する荷重の変動が少なく、安定した状態
でクリーニング機能及びシール機能を発揮することがで
きる。

【００７８】請求項４に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材によれば、請求項３に記
載の発明の効果に加え、クリーニング機能及びシール機
能をより確実に発揮させることができる。

【００７９】請求項５に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材によれば、請求項３又は
請求項４に記載の発明の効果に加え、パイル糸のピッチ
間の隙間を毛倒ししたパイル糸により確実に覆うことが
できる。従って、良好なシール機能を発揮できるととも
に、使用時におけるパイル糸の毛倒れによるシール機能
の低下を防止することができる。

【００８０】請求項６に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材によれば、請求項３から
請求項５のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、ク
ッション層の反発力を保持することができる。

【００８１】請求項７に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材によれば、請求項３から
請求項６のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、ク
ッション層の強度を維持し、耐久性を向上させることが
できる。

【００８２】請求項８に記載の発明のシール機能を有す
る微細粉粒体のクリーニング材によれば、請求項３から
請求項７のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、ク
ッション層を相手部材の形状に沿って綺麗に曲げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態でのシール機能を有するクリーニン
グ材を示す斜視図。

【図２】 シール機能を有するクリーニング材を示す断
面図。

【図３】 シール材の潰れ量と反発力との関係を示すグ
ラフ。

【図４】 電子写真方式による画像形成装置を概念的に
示す説明図。

【図５】 画像形成装置のクリーニング部及び現像部を
示す斜視図。

【図６】 画像形成装置のクリーニング部及び現像部を
示す平面図。

【図７】 画像形成装置の現像部を示す部分断面図。

【図８】 パイル糸を毛倒しする装置を示す斜視図。

【図９】 （ａ）はパイル糸を毛倒しする前の状態を示
す説明図、（ｂ）はパイル糸を毛倒しした後の状態を示
す説明図。

【図１０】 （ａ）はパイル糸を毛倒しする前の状態を
示す説明図、（ｂ）はパイル糸を毛倒しした後の状態を
示す説明図。

【図１１】 パイル糸を毛倒しする装置の別例を示す部
分正面図。

【符号の説明】

１１…移動体としての感光ドラム、２０…相手部材とし
ての現像ハウジング、２１…移動体としての現像ロー
ラ、２４…シール機能を有するクリーニング材、２５…
パイル糸、２６…微細粉粒体としてのトナー、２７…相
手部材としてのハウジング、３１…基布、３２…コーテ
ィング層、３３…クッション層、４３…シール材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 勝 愛知県知立市牛田町裏新切43番地１ 槌屋 ティスコ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AD06 CA12 2H134 GA01 GB02 HB01 HB02 HB08 HD01 KE01 KF06 KH01 3B116 AA28 AA47 BA02 BA23 CD31

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細粉粒体に接触する移動体に対向する
   相手部材に取付けられ、移動体に摺接して移動体表面の
   微細粉粒体をクリーニングするパイル糸と、そのパイル
   糸を支持する基布と、その基布の裏面に設けられパイル
   糸の抜けを防止するためのコーティング層と、コーティ
   ング層の裏面に接合されるクッション層とを備え、その
   クッション層は圧縮して潰したときの圧縮率を変化させ
   て反発力を測定したとき、圧縮率が１０％までの初期に
   は反発力が７５％圧縮時の５〜３０％まで上昇し、その
   後圧縮率が６０％までの間には反発力が７５％圧縮時の
   ５〜５０％の範囲でほぼ一定又は緩やかに上昇する安定
   状態の挙動を示し、その安定状態の範囲にクッション層
   が潰された状態で使用されることを特徴とする微細粉粒
   体のクリーニング材。
2. 【請求項２】 微細粉粒体に接触する移動体又は該移動
   体に対向する相手部材に取付けられ、移動体又は相手部
   材に摺接して移動体と相手部材との隙間から微細粉粒体
   の漏れをシールするパイル糸と、そのパイル糸を支持す
   る基布と、その基布の裏面に設けられパイル糸の抜けを
   防止するためのコーティング層と、コーティング層の裏
   面に接合されるクッション層とを備え、そのクッション
   層は圧縮して潰したときの圧縮率を変化させて反発力を
   測定したとき、圧縮率が１０％までの初期には反発力が
   ７５％圧縮時の５〜３０％まで上昇し、その後圧縮率が
   ６０％までの間には反発力が７５％圧縮時の５〜５０％
   の範囲でほぼ一定又は緩やかに上昇する安定状態の挙動
   を示し、その安定状態の範囲にクッション層が潰された
   状態で使用されることを特徴とする微細粉粒体のシール
   材。
3. 【請求項３】 微細粉粒体に接触する移動体に対向する
   相手部材に取付けられ、移動体に摺接して移動体表面の
   微細粉粒体をクリーニングし、かつ移動体と相手部材と
   の隙間から微細粉粒体の漏れをシールするパイル糸と、
   そのパイル糸を支持する基布と、その基布の裏面に設け
   られパイル糸の抜けを防止するためのコーティング層
   と、コーティング層の裏面に接合されるクッション層と
   を備え、そのクッション層は圧縮して潰したときの圧縮
   率を変化させて反発力を測定したとき、圧縮率が１０％
   までの初期には反発力が７５％圧縮時の５〜３０％まで
   上昇し、その後圧縮率が６０％までの間には反発力が７
   ５％圧縮時の５〜５０％の範囲でほぼ一定又は緩やかに
   上昇する安定状態の挙動を示し、その安定状態の範囲に
   クッション層が潰された状態で使用されることを特徴と
   するシール機能を有する微細粉粒体のクリーニング材。
4. 【請求項４】 前記クッション層の圧縮率は、移動体と
   相手部材との間の隙間に対して５〜６０％である請求項
   ３に記載のシール機能を有する微細粉粒体のクリーニン
   グ材。
5. 【請求項５】 前記パイル糸は、その長さの０．８倍が
   パイル糸の植え込みピッチよりも長くなるように設定さ
   れるとともに、一定方向に１〜４５°の角度で毛倒し処
   理されている請求項３又は請求項４に記載のシール機能
   を有する微細粉粒体のクリーニング材。
6. 【請求項６】 前記クッション層の密度は、１０〜１５
   ０ｋｇ／ｃｍ³である請求項３から請求項５のいずれか
   一項に記載のシール機能を有する微細粉粒体のクリーニ
   ング材。
7. 【請求項７】 前記クッション層の引張強度は、２０〜
   ２００ｋＰａである請求項３から請求項６のいずれか一
   項に記載のシール機能を有する微細粉粒体のクリーニン
   グ材。
8. 【請求項８】 前記クッション層の伸びは、５０〜２０
   ０％である請求項３から請求項７のいずれか一項に記載
   のシール機能を有する微細粉粒体のクリーニング材。