JP5511461B2

JP5511461B2 - 電子写真のトナーなどの粉体の漏れ防止シール材

Info

Publication number: JP5511461B2
Application number: JP2010068948A
Authority: JP
Inventors: 和郎福井; 進庄司
Original assignee: Sanwa Techno Co Ltd
Current assignee: Sanwa Techno Co Ltd
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: JP2011203390A

Description

本発明は、電子写真における画像形成用のトナーなどの粉体がトナーなどの粉体を扱う感光体のクリーニング装置や現像装置などの処理装置の軸端部のシール部分から漏れ出すことを防止するシール材に関する。

従来、電子写真における画像形成用のトナーである粉体をシールするサイドシールすなわち感光体のクリーニング装置の回転軸の端部シールについては、クリーニング装置の端部のゴム製のクリーニングブレードのめくれ対策やトナーの漏れ防止対策として、あるいは感光体とシール材の摩擦熱対策として、シールすべき部材（以下、シールすべき部材を「シール部材」という。）へ潤滑剤の含浸や含有が行われている。また、電子写真における現像装置のサイドシールすなわち端部シールにおいては、漏れ防止および現像ローラとシール部材の間で両者のズレによる摩擦により発生する軋り音すなわち鳴きを防止する鳴き防止や、さらに、現像ローラの高速化に伴う熱発生の抑制ということで、シール部材に潤滑剤が塗布されたりあるいは含浸されている。

一般的には、上記のような潤滑剤の使用は行わない方がシール部材にとって望ましいのであるが、近年のトナーの粒径の小粒化や、重合トナーの球形化や、現像速度の高速化に伴い、シール部材に潤滑剤の塗布や含浸が行われるようになってきている。さらに、使用する潤滑剤としてオイル、グリス、油脂などの他に、潤滑性の良好な微粒子の粉体が用いられるようになってきている。

ところで、従来の技術において、シール部材として発泡体、フェルト、織物などの素材が使用されている。これらの素材からなるシール部材へ、オイル、グリス、油脂などの液状の潤滑剤を含浸もしくは塗布する方法として、これらの液状の潤滑剤を予めシール部材に適用するとき、シール部材の接着材として装置の端部や軸部に貼付した両面テープに、適用した液状の潤滑剤が含浸することとなる。この両面テープへ液状の潤滑剤の含浸の結果、シール部材と装置の取付け面における両面テープの接着力が低下し、装置の回転時にシール部材の剥がれが生じてしまう。そこで両面テープの接着性に影響を与えないような工夫が施されている。例えば、装置の組立て直前に潤滑剤を所定の量だけ塗布するようにするとか、シール部材を取付け面に貼付した後に、潤滑剤を塗布するようにするなど、装置の組立て時に工夫がされている。このために、シール部材自体に液状の潤滑剤を含侵したりおよび塗布したりするやり方は、量産性に適しておらず、組立て時の作業工程数が増すこととなる。その結果、装置の製造コストが上昇し、かつ、製品コストが上昇するという問題が生じている。

一方、粉体の潤滑剤を塗布したシール部材が出願されて開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。これらの粉体の潤滑剤を用いたシール部材の場合は、粉体が微粉であるために、塗布したシール部材によっては、潤滑剤の粉体が当接している部材に容易に移動し、また、粉体の流れを規制するシール部材の場合は流れに沿って微粉である潤滑剤がシール部材の外部へ出て行き、粉体を担侍する担持体上に粉体が筋状に形成されることとなる。これらの結果、長期間にわたるシール効果が低下し、さらに潤滑剤である粉体が担持体の端部に溜まって２次弊害が発生する。さらに、液状の潤滑剤においても、塗布量が過剰である場合には同様なことが言える。このために制御して塗布しなければならず、生産性の低下となっている。

さらに、織物もしくは編物からなるシール部材として、フッ素繊維もしくは表面処理を施した繊維からなる滑りの良い糸を用いることで、シール材の摺動性を良好とし、しかもシール性を良好とした技術が開示されている（例えば、特許文献５、特許文献６、特許文献７参照。）。しかし、これらの繊維は素材的に高価であるため、コスト的には不利な結果となっている。

特開平８−１２３２７９号公報特開平９−２９７５１３号公報特開２００１−２２８７０９号公報特開平２００５−１８１７１３号公報特開平１１−１２５７１８号公報実用新案登録第３０６５１３６号公報実開平６−１６９６３号公報

本発明が解決しようとする課題は、電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するために、潤滑剤を塗布又は含浸した編物あるいは織物からなるシール部材において、潤滑剤がシール部材から容易に移動したり、シール部材の外へ出て行き、電子写真のトナーなどの粉体がその担持体上に筋状に形成されたり、あるいは担持体の端部に溜まったりすることのないように、電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止することが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は、請求項１の手段では、電子写真装置の画像処理装置のトナーなどの粉体を扱う感光体のクリーニング装置や現像装置などの処理装置の回転体である粉体担持体の端部でトナーなどの粉体の流れを規制する編物もしくは織物からなるシール部材であって、脂肪酸ナトリウムからなる石鹸またはナトリウムやカリウム以外の金属の脂肪酸塩である金属石鹸からなる展延性を有する固形化された脂肪酸塩もしくは天然ワックスまたは合成ワックスで、これらワックスの融点は５０℃以上である一価アルコールからなる脂肪酸エステルを、編物もしくは織物からなるシール部材の繊維の表面に直接的に摺り付けて形成し、その摺り付ける方向を、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向として皮膜状に付着することにより形成したことを特徴とする電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するシール部材である。

上記の手段の発明では、繊維の表面に摺り付けた潤滑剤は展延性を有する固形化された脂肪酸塩もしくはワックスである一価アルコールの脂肪酸エステルであるので、液体状の潤滑剤よりも取り扱いが容易である。また、基本的には摺り付けた箇所のみに展延性の効果を付与して皮膜を形成することができ、摺り付けた箇所以外の箇所に潤滑剤が含侵することがない。したがって、シール部材を貼付するための貼付用に両面テープを用いた場合、この両面テープの接着面へ摺り付けた潤滑剤が含浸する影響もなく、この接着面が劣化する使用上の問題を生じない。このために、シール部材を用いた円筒状の回転体の組立および生産の効率の向上を図ることができる。

請求項２の手段では、トナーなどの粉体を扱う電子写真装置の画像処理装置の感光体のクリーニング装置や現像装置などの処理装置の回転体である粉体担持体の端部でトナーなどの粉体の流れを規制する編物もしくは織物からなるシール部材であって、脂肪酸ナトリウムからなる石鹸またはナトリウムやカリウム以外の金属の脂肪酸塩である金属石鹸からなる展延性を有する固形化された脂肪酸塩もしくは天然ワックスまたは合成ワックスで、これらワックスの融点は５０℃以上である一価アルコールからなる脂肪酸エステルを、編物もしくは織物からなるシール部材の繊維の表面に間接的に擦り付けて形成し、その擦り付ける方向を、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向として皮膜状に付着することにより形成したことを特徴とする電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するシール部材である。

請求項３の手段では、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向に摺り付ける方向を向けて皮膜状に付着することにより形成したシール部材は、織物または編物から所望の形状および打抜き角度として形成してローラ表面あるいは回転ドラムの回転軸の所定の取付け面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２の手段の電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するシール部材である。

粉体の潤滑材の場合、当接した円筒状の回転体に粉体が取られていくのに対し、本発明の手段における潤滑剤は、繊維の表面に直接的あるいは間接的に摺り付けにより皮膜状に形成されるので、回転体に潤滑剤が取られ難く、また粉体のようにシール部材の流れ方向に出て行くこともない。さらに、潤滑剤は粉体ではなく、繊維の表面に摺り付けて皮膜状に形成されているので、仮に回転体に潤滑剤が取られて転移したとしても、回転体に潤滑剤の皮膜が形成されることとなるので、回転体とシール部材の摺動面では、潤滑作用において格別に変化のないが状態が形成される。

初期の粉体担持体（ローラ）の周速度（表面速度）とシール部材との当接部の温度上昇の関係を示すグラフである。回転するローラの温度上昇と時間との関係を示すグラフである。本発明の、現像装置などのドラムの軸端部に貼付したトナーなどの粉体の流れを規制するシール部材の模式的に示す側面図である。本発明の、直接的に摺り付ける方式の石鹸、金属石鹸、ワックスの固形ブロックとシール部材との関係を模式的に示す側面図で、（ａ）は円筒体ブロックからなる固形ブロックとシール部材、（ｂ）は直方体ブロックからなる固形ブロックとシール部材を示す。本発明の、間接的に摺り付ける方式の固形ブロックと摺り付け用のローラもしくは固形ブロックとシール部材との関係を模式的に示す側面図で、（ａ）は直方体ブロックからなる固形ブロックと摺り付け用のブラシローラとシール部材、（ｂ）は直方体からなるブロックからなる固形ブロックと摺り付け用の発泡体ローラとシール部材を示す。従来の、現像装置などのドラムの軸端部に貼付したトナーなどの粉体の流れを規制するシール部材を模式的に示す側面図である。

先ず、電子写真装置の画像処理装置のトナーの担持体であるローラ１におけるトナーなどの粉体の流れを規制するシール部材５において、図６に示す従来技術の装置のローラ１では、粉体である潤滑剤７が、シール部材５とトナー担持体であるローラ１の間で、ローラ表面２で内側端部５ａに流れ出て、粉体である潤滑剤７がシール部材５の内側端部５ａのローラ表面２に筋状に露出して形成されている。これに対して、図３に示す本発明技術のローラ１では、展延性の脂肪酸塩または一価アルコールの脂肪酸エステルからなる潤滑剤６ａが、シール部材５の表面に、摺り付けられて形成されている。この展延性を有する固形石鹸である脂肪酸塩または一価アルコールの脂肪酸エステルからなる潤滑剤６ａを摺り付けて被覆した状態からなるシール部材５では、これらの脂肪酸塩または一価アルコールの脂肪酸エステルからなる潤滑剤６ａが紛状となってローラ表面２に筋状に露出することはなく、シール部材５とローラ表面２の間に極めて良好な状態で保持されている。この場合の摺り付け荷重は、低荷重である４ｇ／ｃｍ²であることが確認されており、この低荷重において十分に効果があり、もちろん、それ以上の摺り付け荷重においても効果があることが確認されている。

上記した本発明の展延性の脂肪酸塩または一価アルコールの脂肪酸エステルからなる潤滑剤６ａがシール部材５の表面に摺り付けられて形成されている場合の方式としては、直接的に潤滑剤６ａをシール部材５に摺り付ける図４に示す方式とすることができる。この方式では、石鹸、金属石鹸、ワックスなどの固形ブロック８と織物もしくは編物からなるシール部材５との間の摺り付け状態を模式的に側面図で示している。図４の（ａ）は石鹸、金属石鹸、ワックスなどの円筒体ブロック８ａと織物もしくは編物からなるシール部材５との摺り付け状態の関係を模式的に示しており、図４の（ｂ）は石鹸、金属石鹸、ワックスなどの直方体ブロック８ｂと織物もしくは編物からなるシール部材５との摺り付け状態の関係を模式的に示している。

さらに本発明の潤滑剤６の摺り付けられて形成されている場合の他の方式としては、間接的に潤滑剤６をシール部材５に摺り付ける図５に示す方式とすることができる。この方式では、石鹸、金属石鹸、ワックスなどの固形ブロック８と織物もしくは編物からなるシール部材５との間の摺り付け状態を模式的に側面図で示している。図５の（ａ）は石鹸、金属石鹸、ワックスなどの直方体ブロック８ｂである固形ブロック８と摺り付け用のブラシローラ１ａと織物もしくは編物からなるシール部材５との摺り付け状態の関係を模式的に示しており、図５の（ｂ）は石鹸、金属石鹸、ワックスなどの直方体ブロック８ｂである固形ブロック８と摺り付け用の発泡体ローラ１ｂと織物もしくは編物からなるシール部材５との摺り付け状態の関係を模式的に示している。

上記した図３に示す本発明技術のローラ１では、シール部材５をパイル織から形成し、ギャップ１．５ｍｍとしたシール部材５をシール部材Ａとする。このシール部材Ａのみからなるシもの（以下、「シール部材Ａ」という。）と、シール部材Ａに粉体のステアリン酸亜鉛の潤滑剤６ａを潤滑剤６として適用したもの（以下、「シール部材Ａ＋粉末状ＳｔＺｎ」という。）と、本発明のシール部材Ａの繊維に摺り付けた金属石鹸であるステアリン酸亜鉛の潤滑剤６ｂを潤滑剤６として適用したもの（以下、「シール部材Ａ＋ＳｔＺｎ（本発明）」という。）と、本発明のシール部材Ａに固形石鹸である脂肪酸ナトリウムまたは一価アルコールの脂肪酸エステルからなる潤滑剤６ａを摺り付けて適用したもの（以下、「シール部材Ａ＋脂肪酸Ｎａ（本発明）」という。）とを用いて、初期の粉体の担持体のローラ表面２の周速度とこれらのシール部材５の当接部の温度上昇の関係をみて、これらを図１に示した。これはトナーである粉体の担持体となるローラ表面２の周速度を１２５〜２９０ｍｍ／ｓに変化させ、初期レベルのシール部材５の当接位置におけるローラ表面２の温度を測定したもので、図１に示すように、「シール部材Ａ」のみからなるシール部材に比較して、粉体の潤滑剤７を塗布した「シール部材Ａ＋粉末状ＳｔＺｎ」と、本発明の潤滑剤６である脂肪酸塩の潤滑剤６ａを摺り付けた繊維からなる「シール部材Ａ＋脂肪酸Ｎａ（本発明）」および本発明の潤滑剤６であるステアリン酸亜鉛の潤滑剤６ｂを摺り付けた「シール部材Ａ＋ＳｔＺｎ（本発明）」の３種のシール部材５は、ローラ１との摩擦による温度上昇が共に同等程度に軽減されていることが判明した。

さらに、シール部材５をパイル織物から形成し、ギャップ１．５ｍｍとしたシール部材５をシール部材Ｂとし、ローラの表面の周速度を２５０ｍｍ／ｓとする。このシール部材Ｂのみからなるもの（以下、「シール部材Ｂ」という。）と、シール部材Ｂにフッ素系の粉体の潤滑剤７を適用したもの（以下、「シール部材Ｂ＋フッ素系潤滑剤（粉体）」という。）と、本発明のシール部材Ｂの繊維に摺り付けた固形石鹸である脂肪酸ナトリウムを適用した潤滑剤６ａ（以下、「シール部材Ｂ＋脂肪酸Ｎａ（本発明）」という。）とを用いて、時間と温度上昇の関係をみて、これらを図２に示した。これらは、摩擦によるシール部材５の経時変化を示したもので、その結果、図２に示すように、「シール部材Ｂ」のみからなるシール部材は１０分で９℃に上昇し、「シール部材Ｂ＋フッ素系潤滑剤（粉体）」は５分後と３０分後の２箇所に変曲点を有しており、このものは摩擦により表面温度の上昇の変化がみられ、このことから粉体がシール部材５の表面より出て行くことが確認された。これに対して、本発明の「シール部材Ｂ＋脂肪酸Ｎａ（本発明）」である脂肪酸ナトリウムの潤滑剤６ａを繊維の表面に摺り付けたものは、潤滑剤６ａがシール部材５以外の箇所に出て行くことは無く、変曲点も無く安定しており、かつ、潤滑剤を塗布していない「シール部材Ｂ」のみからなるシール部材と同じ挙動を示しながら、表面温度のみは最大で４．５℃と大幅に低減させていることが判明した。

次に、本発明の織物の繊維をレーヨンとしてパイル織物から形成したシール部材５において、織物の繊維のレーヨンのみからなるシール部材５と、レーヨンからなるシール部材５と粉体の潤滑剤７としてステアリン酸亜鉛を適用したものと、本発明のレーヨンからなるシール部材５と繊維に摺り付けた潤滑剤６としての金属石鹸であるステアリン酸亜鉛の潤滑剤６ｂを適用したものと、本発明のレーヨンからなるシール部材と繊維に摺り付けた潤滑剤６としての固形石鹸である脂肪酸ナトリウムを潤滑剤６ａとして適用したものを、電子写真装置の画像処理装置における粉体担持体である現像ゴムローラであるローラ１の端部シールに適用し、このローラ１とシール部材５との間の摩擦による軋み音である鳴きを試験した。この場合シール部材５のローラ１は１０〜３００回転／分とした。したがってその際のローラ表面２の速度は８．３８〜２５１．３３ｍｍ／ｓであった。この時のローラ１に対する圧接荷重は７３５ｇ／ｃｍ²であった。この鳴きの試験結果を表１に示す。

上記した鳴きの試験結果の表１によると、パイル織物が、レーヨンのみの場合は、ローラ１の１０〜８０回転／分で、摩擦による軋み音である鳴きが生じて×であった。しかし、１００〜３００回転／分で、摩擦による軋み音である鳴きは生じなかった。一方、レーヨンからなるシール部材１と粉体の潤滑剤７としてステアリン酸亜鉛を適用したものと、本発明のレーヨンからなるシール部材５と繊維に摺り付けた潤滑剤として金属石鹸であるステアリン酸亜鉛の潤滑剤６ｂを適用したものと、本発明のレーヨンからなるシール部材５と繊維に摺り付けた潤滑剤としての固形石鹸である脂肪酸ナトリウムの潤滑剤６ａを適用したものは、いずれのものも１０〜３００回転／分の全ての範囲で摩擦による軋み音である鳴きは生じなかった。

請求項１の手段の実施の形態では、図４の（ａ）に示すように、脂肪酸塩は脂肪酸ナトリウムからなる石鹸またはナトリウムやカリウム以外の金属の脂肪酸塩である金属石鹸もしくは天然ワックスまたは合成ワックスからなる石鹸や金属石鹸やワックスの円筒体ブロック８ａを直接的に編物もしくは織物からなるシール部材５に摺り付ける際に、あるいは、図４の（ｂ）に示すように、石鹸や金属石鹸やワックスからなる直方体ブロック８ｂを直接的に編物もしくは織物からなるシール部材５の繊維の表面に直接的に摺り付ける際に、その摺り付けの方向を、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向として、これらのシール部材５にシール性を付与している。さらに、これらの粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向に摺り付け方向を向けて皮膜状に付着することにより形成した織物または編物からなるシール部材５は、請求項５の実施の形態として、織物または編物を所望の形状および打抜き角度として形成し、これらをローラ表面２あるいは回転ドラムの回転軸３の所定の取付け面に設けている。

請求項２の手段の実施の形態では、図５の（ａ）に示すように、石鹸や金属石鹸やワックスからなる直方体ブロック８ｂである固形ブロック８を用いて摺り付け用のブラシローラ１ａに間接的に石鹸や金属石鹸やワックスを摺り付けて移し、さらに、このブラシローラ１ａを織物や編物からなるシール部材５に石鹸や金属石鹸やワックスを間接的に摺り付けてるものであり、あるいは、図５の（ｂ）に示すように、石鹸や金属石鹸やワックスからなる直方体ブロック８ｂである固形のブロック８を用いて摺り付け用の発泡体ローラ１ｂに間接的に石鹸や金属石鹸やワックスを摺り付けて移し、さらに、この発泡体ローラ１ｂから織物や編物からなるシール部材５に石鹸や金属石鹸やワックスを間接的に摺り付けるものであり、その摺り付けの方向を、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向として皮膜状に付着することによりシール部材５とし、さらに、これらの場合においても、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向に摺り付ける方向を向けて皮膜状に付着することにより形成した織物または編物からなるシール部材５は、請求項３の実施の形態として、織物または編物を所望の形状および打抜き角度として形成し、これらをローラ表面２あるいは回転ドラムの回転軸３の所定の取付け面に設けている。

１ローラ｛現像ローラ、感光体、中間転写体（ベルトを含む）
１ａブラシローラ
１ｂ発泡体ローラ
２ローラ表面
３回転ドラムの回転軸
４支持棒
５シール部材
５ａ内側端部
６潤滑剤
６ａ脂肪酸塩または一価アルコールの脂肪酸エステルからなる潤滑剤
６ｂステアリン酸塩の潤滑剤
７粉体の潤滑剤
８石鹸、金属石鹸、ワックスの固形ブロック
８ａ石鹸、金属石鹸、ワックスの円筒体ブロック
８ｂ石鹸、金属石鹸、ワックスの直方体ブロック

Claims

トナーなどの粉体を扱う電子写真装置の画像処理装置の感光体のクリーニング装置や現像装置などの処理装置の回転体である粉体担持体の端部でトナーなどの粉体の流れを規制する編物もしくは織物からなるシール部材であって、脂肪酸ナトリウムからなる石鹸またはナトリウムやカリウム以外の金属の脂肪酸塩である金属石鹸からなる展延性を有する固形化された脂肪酸塩もしくは天然ワックスまたは合成ワックスで、これらワックスの融点は５０℃以上である一価アルコールからなる脂肪酸エステルを、編物もしくは織物からなるシール部材の繊維の表面に直接的に擦り付けて形成し、その擦り付ける方向を、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向として皮膜状に付着することにより形成したことを特徴とする電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するシール部材。
トナーなどの粉体を扱う電子写真装置の画像処理装置の感光体のクリーニング装置や現像装置などの処理装置の回転体である粉体担持体の端部でトナーなどの粉体の流れを規制する編物もしくは織物からなるシール部材であって、脂肪酸ナトリウムからなる石鹸またはナトリウムやカリウム以外の金属の脂肪酸塩である金属石鹸からなる展延性を有する固形化された脂肪酸塩もしくは天然ワックスまたは合成ワックスで、これらワックスの融点は５０℃以上である一価アルコールからなる脂肪酸エステルを、編物もしくは織物からなるシール部材の繊維の表面に間接的に擦り付けて形成し、その擦り付ける方向を、粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向として皮膜状に付着することにより形成したことを特徴とする電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するシール部材。
粉体の漏れ防止を行う粉体の流れを規制する方向に摺り付ける方向を向けて皮膜状に付着することにより形成したシール部材は、織物または編物から所望の形状および打抜き角度として形成してローラ表面あるいは回転ドラムの回転軸の所定の取付け面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子写真のトナーなどの粉体の漏れ出しを防止するシール部材。