JP3111895U - トナー掻き取り材 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着装置用のオイラーベルト、オイラーロールおよびオイラーパッドなどを含み、写真画像形成プロセスなどに設置すると、オイル保持性、クリーニング性および乾熱安定性が優れたフェルト材を取り付けたトナー掻き取り材を提供する。
【解決手段】繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維2を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材からなり、フェルト材を適宜の部材本体に取り付け、該フェルト材が定着ローラなどの稼動部材の表面と接触する。
【選択図】図3
【解決手段】繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維2を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材からなり、フェルト材を適宜の部材本体に取り付け、該フェルト材が定着ローラなどの稼動部材の表面と接触する。
【選択図】図3
Description
本考案は、写真画像形成プロセスなどに設置するトナー掻き取り材に関し、オイル保持性、クリーニング性および乾熱安定性が優れたフェルト材を取り付けた定着装置用のオイラーベルト、オイラーロールおよびオイラーパッドに関する。
電子複写機やレーザプリンタのような写真画像形成プロセスにおいて、定着装置の周辺は通常180〜200℃の高温環境であり、機器の起動時には一時的に220〜230℃にも達する。このため、定着装置において、オイラーベルトやクリーニングロールのような周辺の部品には、耐熱性が優れたPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)繊維、メタアラミド(ポリ−m−フェニレンイソフタルアミド)繊維などのニードルパンチフェルト材を使用することが一般的である。
PTFE繊維のニードルパンチフェルト材は、既に写真画像形成プロセスにおける現像装置において、トナー流出を防止するために汎用されており、その公知例として特開昭61−129664号、特開平4−134374号、登録実用新案第2537613号などが数多く存在する。PTFE繊維は、耐熱性が優れ、摩擦抵抗が小さく且つ弾力性に富んでいるので定着装置や現像装置用の素材として好適である。
特開昭61−129664号公報
特開平4−134374号公報
登録実用新案第2537613号公報
写真画像形成プロセスに関して、PTFE繊維で構成したフェルト材を定着装置周辺に用いると、耐熱性、低摩擦抵抗性および弾力性の点では十分な性能であっても、残トナーの掻き取り性つまりクリーニング性の点では不十分であった。通常のPTFE繊維は、PTFE微粒子の水分散ディスパージョンを少量のマトリックス物質を混合し、該マトリックス物質が凝固する紡糸液中に押し出して繊維状にしてから、マトリックス物質を熱分解・除去して製造する。このため、PTFE繊維の横断面が紡糸口金の孔と同様にほぼ円形になり、繊維周面が全体に滑らかになっているので、フェルト材が定着ローラと接触した際に、ローラ周面に付着した残トナーの表面を滑りやすく、そのトナーを掻き取る機能が低くなっている。
メタアラミド繊維製で構成したフェルト材についても、繊維周面が全体に滑らかであるので同様の問題が発生する。フェルト材に関して、コストダウンを図るために、他の安価な有機繊維や無機繊維をPTFE繊維またはメタアラミド繊維と混綿すれば、フェルト材における熱安定性またはオイル保持性の低下が生じるうえに、前記と同様の問題が残存し、定着装置周辺の部品として好適なものはなかった。
本考案は、写真画像形成プロセスにおけるトナー掻き取り材に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、クリーニング性およびオイル保持性が優れたフェルト材を取り付けたトナー掻き取り材を提供することを目的としている。本考案の他の目的は、残トナーの掻き取り性が高いフェルト材を備える定着装置用のオイラーベルト、クリーニングロールおよびクリーニングパッドを提供することである。
本考案に係るトナー掻き取り材は、繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材からなる。本考案のトナー掻き取り材は、フェルト材を適宜の部材本体に取り付け、該フェルト材を定着ローラなどの稼動部材の表面と接触させる。このフェルト材は、フィルム割繊法または分割法によって製造され且つ繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維で構成されると好ましい。
本考案に係る定着装置用のオイラーベルトでは、繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材を用いる。このフェルト材は、1対のコアロールにそれぞれ取り付け、両コアロールを所定間隔をおいて水平に並置し、フェルト材の両側端部を両コアロールの上周面と接触させる。
本考案に係る定着装置用のオイラーロールでは、繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材を用いる。このフェルト材は、コアロール周面に密接するように巻き付けて取り付け、該フェルト材を定着ローラの周面と接触させる。
本考案に係る定着装置用のクリーニングパッドでは、繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材を用いる。このフェルト材は、プラスチック基材に全面接着し、該フェルト材を定着ローラの周面と接触させる。
本考案を図面によって説明すると、本考案のトナー掻き取り材におけるフェルト材1(図1)は、フィルム割繊法または分割法によって製造した耐熱性の有機繊維2からカードラップを形成し、該ラップをニードルパンチで一体化してから、熱処理によって所定の厚みと密度に定める。この一体化において、ニードルパンチングの後で高圧のウォータジェット処理を行ったり、またはFEP樹脂(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樹脂)などのフッ素系樹脂で樹脂加工を行ってもよく、この樹脂加工は、例えば表面コートや含浸処理である。所望に応じて、図2に示すように、2等分のカードラップ3,3の間または単独カードラップの下方に、耐熱性の有機繊維の基布4を介在させてもよい。
フェルト材1を構成する耐熱性の有機繊維2は、該フェルト材を180〜230℃に達する定着装置の周辺に設置するトナー掻き取り材に取り付ける場合には、フィルム割繊法で製造するPTFE繊維または他のフッ素系繊維、ポリイミド繊維および/またはアラミド繊維であると望ましく、特にPTFE繊維であると好ましい。これらの繊維は、その物性を損なわない程度に、分割法によって製造した耐熱性の有機繊維または他の無機または有機繊維を混綿して使用することも可能である。これらの繊維で構成するフェルト材1は、熱安定性、オイル保持性、クリーニング性などが良好である。
フィルム割繊法は、溶融成膜法などにより薄膜フィルム5を作製した後にマイクロスリットし、場合によっては、さらに延伸、熱処理することで断面矩形状の有機繊維2を得るものである。PTFEの場合には、樹脂微粒子に石油系などの助剤を加えてペースト状にしたものを押出成形で生テープ状に成形した後に、薄膜フィルム5(図3)をマイクロスリッタで割繊後、延伸、熱処理することにより、得られたPTFE繊維の断面が矩形状である。この製法による有機繊維2は、単糸の繊度が通常1デシテックス以上で繊維断面に鋭角が形成された極細テープ状である。この製法によるPTFE繊維は、エマルジョン紡糸法による褐色の繊維に対して白色である。
一方、分割法で製造する繊維は、分割前には、少なくとも2成分以上の非相溶性の繊維形成性樹脂で構成される多成分系の複合繊維6(図4、図5)である。分割可能な複合繊維6は、紡糸口金内の案内装置や流路によって所定の構造に接合され、紡糸孔より吐出・固化させて巻き取って製造し、例えば、一方の熱可塑性樹脂7がポリエステルであり且つ他方の熱可塑性樹脂8がナイロンである2成分系の中空または放射状繊維である。熱可塑性樹脂7,8は、分割後に、ポリエステル繊維とナイロン繊維の混在した耐熱性の分割繊維になる。
分割可能な複合繊維6について、熱可塑性樹脂7,8との組み合わせとして、ポリエステル/ナイロン繊維、ポリエステル/ポリプロピレン繊維、ポリエステル/ポリエチレン/ポリプロピレン繊維、ポリエステル/ナイロン/ポリプロピレン繊維などが例示でき、この組み合わせ以外にも適宜の組み合わせを採用できる。例えば、好適な複合繊維6は、ポリエステル/ナイロン繊維である。
複合繊維6は、ニードルパンチなどの機械的作用、加熱作用または溶媒による化学的処理によって分割される。この結果、複合繊維6は、所定の縦方向の筋目に沿って割繊されて8本、16本または24本などになり、分割後の1本当たりの繊度が0.1〜0.5デシテックスであると好ましい。分割後の繊維は、その繊維断面に鋭角が形成されていればよく、図4に示すような扇形に近い繊維断面でも、図5に示すようなほぼ三角形の繊維断面でもよい。
本考案のトナー掻き取り材において、フェルト材1が主として耐熱性の分割繊維から構成されていれば、該トナー掻き取り材を写真画像形成プロセスにおいて定着装置の比較的低温な部位に設置したり、または定着装置よりも低温環境である現像装置などに設置すると好ましい。分割繊維で構成するフェルト材1は、オイル保持性、クリーニング性が良好であり、基布4(図2)を介在させてフェルト材の寸法安定性をいっそう改善することも可能である。
本考案のトナー掻き取り材は、写真画像形成プロセスにおいて、フェルト材1を定着ローラなどの稼動部材の表面と接触する部位に設置し、起動時に220〜230℃に達する定着装置の周辺に使用することが可能である。このトナー掻き取り材は、オイラーベルト11(図6)、オイラーロール12(図7)などとして適用でき、この際には、フェルト材1の取り付け前または後に、シリコンオイルやフッ素系オイルを所定量含浸させる。このトナー掻き取り材は、現像装置、転写ローラ、定着装置などにおいて、クリーニングロール14(図8)、クリーニングパッド15(図9)として用いることもできる。
本考案に係るトナー掻き取り材は、鋭角の繊維断面に形成した耐熱性の有機繊維で構成したフェルト材からなり、電子複写機やレーザプリンタなどの写真画像形成プロセスに設置する。本考案のトナー掻き取り材は、フェルト材を構成する有機繊維の断面が鋭角になっているので、残トナーが付着した定着ローラなどの稼動部材の表面と接触させると、その表面から残トナーを掻き取る効果が優れている。したがって、本考案のトナー掻き取り材は、電子複写機またはレーザプリンタなどにおける定着装置の周辺の部品として、通常のPTFE繊維やメタアラミド繊維単独のフェルト材に比べ、単価はほぼ同一であっても物性的には遙かに有利である。
本考案に係るトナー掻き取り材は、シリコンオイルやフッ素系オイルを所定量含浸させると、オイラーベルトやオイラーロールなどとして使用できる。このトナー掻き取り材では、構造が単純でも油漏れや油ぎれが発生せず、高温環境下において稼動部材にオイル塗布やオイル補給を行うことにより、定着装置を含む各種の熱設備において油洩れや油不足で機械部品の焼き付けを起こすことがなく、安定した機械作動を継続できる。本考案のトナー掻き取り材は、フィルム割繊法で製造したPTFE繊維でフェルト材を構成すると低摩擦であり、熱安定性、オイル保持性・供給性およびクリーニング性にも富んでいる。
次に、本考案を実施例に基づいて説明するが、本考案は実施例に限定されるものではない。図1に示すフェルト材1を製造するために、フィルム割繊法によって製造した繊維断面が矩形状である平均繊度3.3デシテックスのPTFE繊維100%のウェブを製造する。このウェブを積層し、目付400g/m2のカードラップを形成し、さらにラップ全体をニードルパンチする。ニードルパンチの後に、約250℃で3分間プレスすることにより、厚さ1.0mmのフェルト材1を得る。
図6に示すように、フェルト材1をオイラーベルト11に適用する。オイラーベルト11では、アルミまたはベークライト製の1対のコアロール16,16を所定間隔をおいて水平に並置し、さらにフェルト材1の両側端部を両コアロールの上周面と接触させ、液状エポキシ樹脂で接着する。フェルト材1は、コアロール16,16によって水平に保持されている。ついで、ジュラコンまたはエポキシ樹脂製のリミットバー18をフェルト材1の表面と接触させ、液状エポキシ樹脂で接着する。リミットバー18は、細長い矩形平面のプレートであり、コアロール16と平行に配列する。
液状エポキシ樹脂の硬化後に、フェルト材1にシリコンオイルを含浸する。この含浸量は0.2cc/ccである。オイラーベルト11は、起動時に220〜230℃に達する定着装置において、フェルト材1が定着ローラの周面と接触するように設置する。
オイラーベルト11は、トナー掻き取り性が優れている。また、摺動性およびオイル保持性能および供給性能も良好であった。
図1に示すフェルト材1を製造するために、溶融成膜法で作製した厚さ12.5μmのFEPフィルム5(図3)をマイクロスリッタで割繊し、さらに延伸することにより、繊維断面が矩形状である繊度20デシテックスのFEP繊維を得る。この繊維100%で目付400g/m2のカードラップを形成し、さらにラップ全体をニードルパンチする。ニードルパンチの後に、約230℃で3分間プレスすることにより、厚さ1.5mmのフェルト材1を得る。
実施例1と同様に、フェルト材1をオイラーベルト11に適用するため、該フェルト材にシリコンオイルを含浸する。この含浸量は0.2cc/ccである。オイラーベルト11は、起動時に220〜230℃に達する定着装置において、フェルト材1が定着ローラの周面と接触するように設置する。オイラーベルト11は、トナー掻き取り性が優れ、オイル保持性能および供給性能も良好であった。
比較例1
エマルジョン紡糸法によって得た円形の繊維断面であるPTFE繊維を用い、この繊維100%を均一に混綿してウェブを製造する。このウェブを実施例1と同様に処理して、厚さ1.5mm、目付400g/m2のフェルト材を得る。
エマルジョン紡糸法によって得た円形の繊維断面であるPTFE繊維を用い、この繊維100%を均一に混綿してウェブを製造する。このウェブを実施例1と同様に処理して、厚さ1.5mm、目付400g/m2のフェルト材を得る。
得たフェルト材は、実施例1と同様にオイラーベルトに適用する。このフェルト材にシリコンオイルを含浸し、含浸量は0.2cc/ccである。このオイラーベルトは、摺動性およびオイル保持性能は比較的良好であったが、トナー掻き取り性が不十分であり、一部トナーが漏出した。
実施例1で製造したフェルト材1を25mm幅に裁断し、図7に示すように、オイラーロール12に適用する。オイラーロール12のコアロール20はアルミ製である。コアロール20の周面には、まず液状エポキシ系樹脂を全面塗布する。
この塗布の後に、帯状のフェルト材1をコアロール20の周面に密接するように螺旋状に巻き付け、24時間で液状エポキシ系樹脂を硬化させる。液状エポキシ樹脂の硬化後に、フェルト材1にシリコンオイルを含浸する。この含浸量は0.25cc/ccである。
オイラーロール12は、起動時に220〜230℃に達する定着装置21において、フェルト材1が定着ローラ22の周面と接触するように設置する。オイラーロール12は、トナー掻き取り性が優れ、オイル保持性能および供給性能も良好であった。
厚さ1.0mmのフェルト材1を用い、実施例3と同様にクリーニングロール14(図8)を製造し、該ロールにはオイルを含浸することはない。クリーニングロール14は、定着装置21において、フェルト材1が定着ローラ22の周面と接触するように設置すると、トナー掻き取り性が優れている。
図9に示すように、実施例1で製造したフェルト材1を幅7×長さ23mmに裁断し、クリーニングパッド15に適用する。クリーニングパッド15の基材24はフェノール樹脂製であり、該パッド基材とフェルト材1の間にアクリル系両面テープを介在させて接着する。フェルト材1には、シリコンオイルを0.3cc/cc含浸する。用いるフェルト材は、幅5〜10mm、幅7〜10mm、長さ20〜30mmの範囲であればよい
クリーニングパッド15は、起動時に220〜230℃に達する定着装置において、フェルト材1が定着ローラの周面と接触するように設置する。クリーニングパッド15は、トナー掻き取り性が優れている。
1 フェルト材
2 耐熱性の有機繊維
5 薄膜フィルム
6 複合繊維
11 オイラーベルト
12 オイラーロール
2 耐熱性の有機繊維
5 薄膜フィルム
6 複合繊維
11 オイラーベルト
12 オイラーロール
Claims (5)
- 繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材からなり、フェルト材を適宜の部材本体に取り付け、該フェルト材が定着ローラなどの稼動部材の表面と接触するトナー掻き取り材。
- 繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材を用い、該フェルト材を1対のコアロールにそれぞれ取り付け、両コアロールを所定間隔をおいて水平に並置し、フェルト材が定着ローラの周面と接触する定着装置用のオイラーベルト。
- 繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材を用い、該フェルト材をコアロール周面に密接するように巻き付けて取り付け、該フェルト材が定着ローラの周面と接触する定着装置用のオイラーロール。
- 繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維を主体としてなるカードラップをニードルパンチングで一体化したフェルト材を用い、該フェルト材をプラスチック基材に全面接着し、該フェルト材が定着ローラの周面と接触する定着装置用のオイラーパッド。
- フェルト材は、フィルム割繊法または分割法によって製造され且つ繊維断面に鋭角が形成された耐熱性の有機繊維で構成される請求項1記載のトナー掻き取り材。
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