JP6195790B2 - 電子写真複写機用クリーニングウェブ - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機用クリーニングウェブに関するものであり、より詳細には、電子写真複写機の定着ロールなどの被清掃部材に付着したトナーを除去するためのクリーニングウェブに関する。

電子写真複写機の定着ロールの表面に付着した残存トナー等の汚れを除去するために、定着ロールに、ロール巻きしたウェブ状の基材（クリーニングウェブ）を圧接して汚れを拭き取るウェブクリーニングが行われている。トナーとして定着性の余りよくない耐熱トナーを用いる場合、限られた電力（熱量）で高速複写する場合、あるいは、複写画像向上のためにトナーが微粒子化する場合等においては、定着ロール表面にトナーや紙粉が沈着する問題がより発生しやすい状況となる。

定着ロールに押圧することによって、定着ロール表面に転写されたトナー及び紙粉を拭き取るクリーニングシートとしては、一般に、全芳香族ポリアミド繊維と未延伸ポリエステル繊維とを適宜配合した繊維ウェブを、熱カレンダーロールによって加熱加圧して製造した不織布が使用されている（特許文献１−３他）。

特開平５−１１９６８８号公報 特開２００８−２２５１８３号公報 特開２０１０−２３０９８７号公報

しかるに、全芳香族ポリアミド繊維と未延伸ポリエステル繊維からなる不織布は、高温の定着ロールに晒されるため、熱可塑性樹脂であるポリエステルが軟化し、不織布が定着ロールに接している部分で不織布の伸びが発生し、充分にトナーを拭き取れないという欠点がある。また、全芳香族ポリアミド繊維は、耐熱性があって高温下で使用する場合には好ましいが、材質が硬いために定着ロール表面を摩耗させるおそれがある。

そこで本発明は、定着ロールの拭取り性を向上させる共に充分な耐熱性を有し、更に、定着ロール表面の摩耗を軽減し得るクリーニングウェブを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、電子写真複写機における定着ローラ部分に付着したトナーをクリーニングするためのウェブであって、非木材パルプ５〜１００重量％と木材パルプ０〜９５重量％とから構成され、前記非木材パルプは、マニラ麻パルプその他の葉脈繊維由来のパルプであることを特徴とする電子写真複写機用クリーニングウェブである。

好ましい実施形態における前記クリーニングウェブは、２００℃雰囲気において２Ｎ／ｃｍ以上の引張強さを有し、また、２００℃雰囲気において１０％以下の破断伸びを有し、更に、中心線平均粗さＲａが１．５μｍ以下の表面粗さを有するものとされる。

また、好ましい実施形態における前記クリーニングウェブは、その厚さが２０〜１２０μｍであって、厚さを幅方向に２ｃｍ間隔で測定したときの変動係数が３．０％以下である。

また、好ましい実施形態においては、前記クリーニングウェブは、シリコーンオイルを含有する。

本発明に係るクリーニングウェブは上記のとおりのものであって、従来のクリーニングウェブに用いられる全芳香族ポリアミド繊維に比べて柔軟な木材パルプや非木材パルプが用いられるために、定着ロール表面の摩耗を軽減することができ、また、非木材パルプは繊維径が細いために、木材パルプと混合されることでウェブ自身にも柔軟性が備わり、且つ、木材パルプや非木材パルプは全芳香族ポリアミド繊維やポリエステル繊維と比べてトナーとの親和性が高いために、充分な拭取り効果が得られ、更に、非木材パルプを５重量％以上含有することで、耐熱性を保有する効果がある。

本発明に係る電子写真複写機の定着ローラ等の被清掃部材に付着したトナーを除去（クリーニング）するためのクリーニングウェブは、非木材パルプ５〜１００重量％と木材パルプ０〜９５重量％とから構成されることを特徴としている。そして、このクリーニングウェブは、定着ロール表面の摩耗を軽減しつつ、充分な拭取り性を有し、また、耐熱性を具備するものである。

本発明に係るクリーニングウェブが上記のような優れた効果を発揮するのは、以下に述べる理由によるものと推測される。先ず、定着ロール表面の摩耗を軽減するとの作用効果は、本発明に係るクリーニングウェブに用いられる木材パルプや非木材パルプが、従来のクリーニングウェブに用いられる全芳香族ポリアミド繊維に比べて柔軟であることによってもたらされると考えられる。

また、拭取り性の向上効果は、本発明において用いられる非木材パルプは、繊維径が細いために、木材パルプと混合されることで、ウェブ自身にも柔軟性が備わることによってもたらされるものと考えられる。この点については更に、木材パルプや非木材パルプは、トナーの被着体である定着シートに通常用いられる紙と同じ素材であるセルロースであり、トナーはセルロース繊維に定着しやすいように改良されているため、全芳香族ポリアミド繊維やポリエステル繊維と比べてトナーとの親和性が高く、そのために充分な拭取り効果が得られるものと考えられる。

本発明に係るクリーニングウェブの場合、非木材パルプ５〜１００重量％及び木材パルプ０〜９５重量％から構成されることが重要である。それは、非木材パルプを５重量％以上含有することでクリーニングウェブの強度が向上し、高温になった定着ロールにクリーニングウェブを押圧した際に、ウェブの破断が抑制されるからである。

非木材パルプと木材パルプの配合比率は、非木材パルプ５〜１００重量％、木材パルプ０〜９５重量％であるが、好ましくは、非木材パルプ１０〜６０重量％、木材パルプ９０〜４０重量％とする。それは、非木材パルプを１０重量％以上配合することにより、大きな強度向上効果が得られ、一方、６０重量％を超えて配合した場合には、クリーニングウェブの地合の均一性が損なわれるおそれがあるからである。

本発明において用いる木材パルプは、広葉樹、針葉樹を公知の方法で蒸解して得られるパルプである。これらの木材原料を単独、あるいは、２種以上混合して使用することができる。但し、広葉樹パルプは柔細胞を含んでおり、この柔細胞が定着ロール拭取り時における紙粉発生の原因となりやすい。そのため、本発明において用いる木材パルプは、針葉樹パルプであることが好ましい。

一方、本発明において用いる非木材パルプは、ケナフ、亜麻、***、マニラ麻、ジュート、サイザル麻、こうぞ、三椏等の非木材原料を公知の方法で蒸解して得られるパルプである。これらの非木材原料もしくは非木材パルプを、単独あるいは２種以上混合して使用することができるが、シートの拭取り性や、定着ロール拭取り時の加熱による強度劣化面を考慮すると、靭皮繊維由来のパルプであるケナフパルプ、ジュートパルプ、あるいは、葉脈繊維由来のパルプであるマニラ麻パルプ、サイザル麻パルプを用いることが好ましい。その中でも、マニラ麻パルプはセルロースの重合度が高く、熱による強度劣化が少ないので、最も好ましいと言える。

本発明に係るクリーニングウェブは、公知の製紙技術によって製造することができる。その製造に用いる抄紙機としては、円網式抄紙機、傾斜短網式抄紙機、長網式抄紙機、ツインワイヤー式抄紙機等を挙げることができるが、要求されるクリーニングウェブの幅方向の厚さのバラつきを考慮すると、円網式抄紙機を用いることが望ましい。

原料パルプの叩解度は、クリーニングウェブに求められる特性に応じて設定することができ、通常は３００ＣＳＦ〜６００ＣＳＦの間に調成される。本発明の場合、原料パルプの叩解は、マニラ麻パルプと木材パルプを混合して行ってもよいが、別々に叩解したパルプを混合することとしてもよい。原料パルプには、必要に応じ、ロジンサイズ剤等のサイズ剤、ポリアクリルアミド等の乾燥紙力増強剤、ポリアミド・ポリアミン・エピクロルヒドリンやメラミン樹脂等の湿潤紙力増強剤、硫酸バンドその他の定着剤等の製紙用副資材を、適宜添加することができる。

また、クリーニングウェブの強度を向上させるために、サイズプレス装置等によって、スチレン系樹脂、スチレン・アクリル系樹脂、スチレン・マレイン酸樹脂、アルキルケテンダイマー、澱粉、酸化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシメチル化グアーガム、リン酸化グアーガム、酸化グアーガム、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の薬品を塗工することとしてもよい。

本発明に係るクリーニングウェブは、２００℃雰囲気において２Ｎ／ｃｍ以上の引張強さを有するものとする。２Ｎ／ｃｍ以上の引張強さがあれば、実用上問題なく使用することができるが、好ましくは３．５Ｎ／ｃｍ以上、更に好ましくは、７Ｎ／ｃｍ以上の引張強さを有するものとする。

また、本発明に係るクリーニングウェブは、２００℃雰囲気において１０％以下の破断伸びを有するものであることが好ましい。全芳香族ポリアミド繊維６０重量％と、延伸ポリエステル繊維５重量％と、未延伸ポリエステル繊維３５重量％とから成る不織布に熱圧加工を行った従来のクリーニングウェブの場合は、２００℃雰囲気において熱可塑性樹脂であるポリエステルが軟化するために、４０％を超える破断伸びを示すことが確認された。これに対し、木材パルプにＮＢＰＫを用い、非木材パルプにマニラ麻を用いたシートの場合の２００℃雰囲気における破断伸びは、５％以下であることが確認された。

更に、本発明のクリーニングウェブの表面粗さは、中心線平均粗さＲａが１．５μｍ以下であることが好ましい。通常、クリーニングウェブは、表面粗さが小さいほど拭き取り性が向上するが、その反面、拭き取りの耐久性（拭き取り回数）が低下する。クリーニングウェブは、その使用方法によっては耐久性が必要とされる場合がある。従来のカレンダー処理されたクリーニングウェブの場合、その要請に応えるためには、密度を低くして空隙率を高くする必要があった。しかし、密度を低くすると、表面粗さが大きくなるために拭き取り性能が低下し、また、強度も低下するという問題が起こる。即ち、従来のクリーニングウェブの場合は、拭き取り性と拭き取り耐久性とを両立させることに限界があった。

しかるに、本発明に係るクリーニングウェブの場合は、クリーニングウェブの空隙率を高くすることなく拭き取り耐久性が良好となり、且つ、表面粗さが小さいために拭き取り性に優れたクリーニングウェブとなる。

本発明のクリーニングウェブは、厚さが２０〜１２０μｍであって、厚さを幅方向に２ｃｍ間隔で測定したときの厚さの変動係数が３．０％以下であり、式（１）によって得られる地合い係数が２．０以下であることが望ましい。厚さの変動係数が３．０％以上もしくは地合い係数が２．０以上であると、定着ロールの拭き取り時に拭き取りムラが発生しやすくなる。
（式１）地合い係数＝地合い指数÷平均透過率

＜地合い係数の測定＞
クリーニングウェブの地合いを、下記の測定機器及び測定ソフトウェアを用い、読み取り部の測定範囲を流れ方向１８ｃｍ、幅方向２５ｃｍとして測定を行った。測定により得られた地合い指数は、ウェブの厚さに起因する光の透過の影響を受けるため、式１に示すように地合い指数を平均透過率で除し、地合い係数として評価した。
測定機器：野村商事（株）製フォーメーションテスターＦＭＴ−ＭＩＩＩ
ソフトウェア：ＦＭＴ−ＭＩＩＩ ｖｅｒ２．７
測定範囲：流れ方向１８ｃｍ、幅方向２５ｃｍ

本発明のクリーニングウェブは、定着ロールに対して押圧することにより、トナー等を払拭できるものであるが、クリーニングウェブにオイルを含有させると、クリーニングとオイル塗布を同時に行うことのできるクリーニングシートとすることができる。ここで用いるオイルとしては、トナーの離型性に優れるシリコーンオイルが好適であり、例えば、メチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、エチルシリコーンオイル、フェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、３
， ３ ， ３ − トリフロロプロピルシリコーンオイル等のシリコーンオイルを単独で、又は混合して用いることができる。

なお、オイルの付着量はクリーニングウェブの厚さなどによって異なるが、１〜１
０ ０ ｇ ／ ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは２〜６０ｇ／ｍ^２である。それが２ｇ／ｍ^２未満ではオイル塗布量が少なくなり、６０ｇ／ｍ^２を超えると定着ロールに塗布されないオイル量が多くなる。また、オイルの粘度は、定着ロール表面におけるオイルの拡散性に優れるように、常温（２５℃）での粘度が１
０ 〜 ５０ ， ０ ０ ０ センチストークスであることが好ましい。

＜表面粗さの測定＞
クリーニングウェブの表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準じ、ミツトヨ製表面粗さ測定器ＳＪ−４０２を用い、クリーニングウェブの表面及び裏面をそれぞれ測定した。平滑で、クリーニングウェブとして通常使用する面であって表面粗さの小さい方をＲａ１、表面粗さの大きい方をＲａ２とした。測定条件は、基準長さ５ｍｍ、測定速度０．５ｍｍ／秒、カットオフ値（λｃ）０．８ｍｍ、カットオフ値（λｓ）２．５μｍとした。

≪実施例１≫
３５０ＣＳＦに叩解したＮＢＫＰを８０重量％と、４５０ＣＳＦに叩解したマニラ麻パルプ２０重量％とを混合し、ロジン系サイズ剤０．２重量％、ポリアミドエピクロルヒドリン系湿潤紙力剤１．５重量％、硫酸バンド０．３重量％を順次添加混合して、紙料とした。この紙料を、円網抄紙機を用いて坪量２３ｇ／ｍ^２、厚さ４０μｍとなるように抄造し、実施例１のクリーニングウェブを作成した。

≪実施例２≫
３５０ＣＳＦに叩解したＮＢＫＰを５０重量％と、４５０ＣＳＦに叩解したマニラ麻パルプ５０重量％とを混合した以外は、実施例１と同様にして、実施例２のクリーニングウェブを作成した。

≪比較例１≫
３５０ＣＳＦに叩解したＮＢＫＰのみを使用した以外は、実施例１と同様にして、比較例１のクリーニングウェブを作成した。

≪比較例２≫
市販のアラミド繊維とポリエステル繊維とからなるクリーニングウェブを比較例２として、試験に供した。このクリーニングウェブは、０．９デシテックスの全芳香族ポリアミド６０重量％と、３．３デシテックスの延伸ポリエステル繊維５重量％と、１．２デシテックスの未延伸ポリエステルを混合した乾式不織布を、４０μｍの厚さになるよう熱圧処理したものであった。

比較例１は、３５０ＣＳＦに叩解したＮＢＫＰのみを使用したため、２００℃雰囲気において大きく引張強さが低下した。比較例２は、アラミド繊維とポリエステル繊維とから成るものであるため、２００℃雰囲気における破断伸びが４０％以上にも達した。

実施例１、２及び比較例１、２のクリーニングウェブについて、それぞれ表面粗さの小さい方の面（Ｒａ１面）を用い、常温（２５℃）での粘度が２５０ センチストークスのシリコーンオイルを、付着量が６．５ｇ／ｍ２となるよう含浸させ、市販のクリーニング機構を有する複写機（株式会社リコー製ｉｍａｇｉｏ ＭＰ５０００）のクリーニングウェブに供した。

そして、グレースケール４０％の濃度にて５，０００枚を連続印刷し、クリーニングウェブのトナーの付着の程度を評価した。その評価は、比較例２よりも、トナーによる着色の程度が濃い（クリーニングウェブの拭き取り性が良い）ものを○、比較例２とトナーによる着色の程度が同等のものを△とする方法によって行った。その結果は、表１に示すとおり、本発明に係る実施例１と実施例２の場合は○の評価であったのに対し、比較例１と比較例２の場合は△の評価であった。

この試験結果から、木材パルプと非木材パルプから成る本発明に係るクリーニングウェブは、非木材パルプを含むために、定着ロールの熱による強度低下と破断伸びの上昇を抑えることができて、クリーニングウェブへのトナーの付着の程度が多い、即ち、定着ロールに対するクリーニング特性の優れたクリーニングウェブであることを確認することができた。

Claims (6)

1. 電子写真複写機における定着ローラ部分に付着したトナーをクリーニングするためのウェブであって、非木材パルプ５〜１００重量％と木材パルプ０〜９５重量％とから構成され、前記非木材パルプは、マニラ麻パルプその他の葉脈繊維由来のパルプであることを特徴とする電子写真複写機用クリーニングウェブ。
2. 前記クリーニングウェブは、２００℃雰囲気において２Ｎ／ｃｍ以上の引張強さを有する、請求項１に記載のクリーニングウェブ。
3. 前記クリーニングウェブは、２００℃雰囲気において１０％以下の破断伸びを有する、請求項１又は２に記載のクリーニングウェブ。
4. 前記クリーニングウェブは、中心線平均粗さＲａが１．５μｍ以下の表面粗さを有する、請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニングウェブ。
5. 前記クリーニングウェブは、厚さが２０〜１２０μｍであって、厚さを幅方向で２ｃｍ間隔で測定したときの変動系数が３．０％以下である、請求項１乃至４のいずれかに 記載のクリーニングウェブ。
6. 前記クリーニングウェブは、シリコーンオイルを含有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニングウェブ。