説明

微粉粒体の漏れ防止用のシール材

【課題】クッション層に繊維を直接植毛して表面シール層を形成することにより、トナーなどの微粉粒体の漏れを改善した微粉粒体の漏れ防止用のシール材を提供する。
【解決手段】本発明のシール材1は、微粉粒体の漏れ防止用のシール材であって、クッション層10と表面シール層11とを含み、表面シール層11は、繊維がクッション層10に直接植毛されて形成されている。前記繊維は、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、ポリ尿素系繊維、羊毛繊維、シルク繊維、コットン繊維、アセテート系繊維、レーヨン系繊維、キュプラ繊維、炭素繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トナーなどの微粉粒体の漏れ防止用のシール材に関する。詳細には、電子写真方式により画像を現出する装置に用いられる、トナーなどの微粉粒体の漏れ防止用のシール材に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式による現像装置は、図2に示すような、ハウジング20内にトナーを収容し、ハウジングの開口部21にトナー供給ローラ22を回転自在に軸支したトナーカートリッジを含むものであって、トナー供給ローラ22の表面にトナーを付着させ、そのトナーを露光した感光体に供給し、感光体から記録用紙などにトナーを転写し、それを熱と圧力によって用紙表面に定着させることが行われている。
【0003】
そしてトナーカートリッジのハウジング20におけるトナー供給ローラ22の両端を受ける軸受部23には、トナーシール材が設けられ、ハウジング20内のトナーが軸受部23から側方に漏出するのを防止するようになっている。
【0004】
従来、トナーシール材としては、繊維素材の表面シール層とクッション層を含む複合クッション材が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、通常、複合クッション材は、まず織物などに繊維を植毛し、表面シール層を作製した後に発泡ウレタン、不織布などのクッション層と複合して作製していた。しかし、このような複合クッション材をトナーシール材として、湾曲させて使用する場合、織物層とクッション層の湾曲率の差が原因となり表面シール層の表面に皺が発生する。そして、この状態で複写機やプリンターのトナーカートリッジにおけるトナー供給ローラの両端を受ける軸受部に使用した場合、皺が拡がりその隙間からトナーが漏れるという致命的な現象が起きてしまう。また、近年は軸の直径が6mm以下の細い軸のトナー供給ローラが用いられる傾向や、トナーの直径も5μm程度と小さくなる傾向があるため、トナーシール材の表面の微量な皺でもトナーカートリッジからトナーが漏れてしまうといった致命的現象に繋がるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−113750号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記従来の問題を解決するため、クッション層に繊維を直接植毛して表面シール層を形成することにより、トナーなどの微粉粒体の漏れを改善した微粉粒体の漏れ防止用のシール材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のシール材は、微粉粒体の漏れ防止用のシール材であって、クッション層と表面シール層とを含み、前記表面シール層は、繊維が前記クッション層に直接植毛されて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、クッション層と表面シール層とを含み、繊維をクッション層に直接植毛して表面シール層を形成することにより、クッション層と表面シール層間の湾曲率の差をなくし、湾曲して使用する時における表面シール層の皺の発生を低減させて、トナーなどの微粉粒体の漏れを効果的に防止できる微粉粒体の漏れ防止用シール材を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、本発明の微粉粒体の漏れ防止用シール材の一例を示す概略断面図である。
【図2】図2は、トナーカートリッジの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明のシール材は、クッション層と表面シール層とを含み、繊維が前記クッション層に直接植毛されて表面シール層を形成している。以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0011】
図1は、本発明の微粉粒体の漏れ防止用シール材の一例を示す概略断面図である。図1に示しているように、微粉粒体の漏れ防止用シール材1は、クッション層10と表面シール層11とを含み、表面シール層11は、繊維がクッション層10に直接植毛されることにより形成されている。
【0012】
クッション層10は、例えば、比較的弾力性に富んだ不織布、樹脂シートなどの弾性体で構成されればよく、特に限定されない。湾曲して使用する時の皺の発生をより低減させるという観点から、クッション層10の厚みは0.1〜3.0mmであることが好ましく、0.5〜2.0mmであることがより好ましい。クッション層10は、トナー供給ローラなどの回転体の軸受部に沿ってU字形に湾曲させたときに、皺が生じることがない程度の柔軟性が必要であり、トナー供給ローラなどの回転体を軸支し得る程度の弾性を有するものであることが必要である。弾力性に優れるという観点から、樹脂シートとしては例えばポリウレタンやゴム系などの発泡体を用いることが好ましく、不織布としては羊毛・獣毛フェルト、ニードルパンチ不織布を用いることが好ましい。また、弾力性の観点から、樹脂シートは密度が50〜500kg/m3であることが好ましく、不織布は密度が50〜500kg/m3であることが好ましく、80〜350kg/m3であることがより好ましい。クッション層は湾曲して使用する際に内側は圧縮されて密度が高くなり、外側は伸ばされて密度が低くなるため、内側(植毛する側)の密度が低く外側の密度が高い構造体、すなわち厚さ方向に密度勾配を有する構造体が好ましい。さらに、3層以上の密度勾配を有することが好ましく、隣あわせる層の密度差は、高い方の密度の50%以下であることがより好ましい。
【0013】
表面シール層11は、繊維をクッション層10に直接植毛することにより形成される。植毛は、静電植毛であればよく、一般的に用いられる方法で行えばよい。植毛する繊維としては、天然繊維及び合成繊維などを用いればよく特に限定されないが、トナー供給ローラなどの回転体の軸との摩擦係数が低い繊維のほうが好ましい。湾曲して使用する時の皺の発生をより低減させるという観点から、表面シール層11の厚みは0.3〜3.0mmであることが好ましく、0.5〜1.5mmであることがより好ましい。また、シール性の向上の観点から、植毛した繊維の重量(目付)は、30〜300g/m2であることが好ましく、70〜120g/m2であることがより好ましい。
【0014】
植毛する繊維としては、特に限定されず、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、ポリ尿素系繊維などの合成繊維、羊毛繊維、シルク繊維、コットン繊維などの天然繊維、アセテート系繊維、レーヨン系繊維、キュプラ繊維などの半合成繊維、炭素繊維などの無機繊維を用いることができる。植毛の加工性を考慮すると、ビニロン繊維、コットン繊維、トリアセテート繊維、レーヨン繊維、ポリアミド繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維であることが好ましい。また、弾性や植毛の均一性に優れるという点から、ビニロン繊維がより好ましい。
【0015】
クッション層10を上記の樹脂シートなどの弾性体で構成する場合は、シール材1は、樹脂シートを作製しながら植毛を行うことにより作製できる。例えば、樹脂が架橋・硬化する前に繊維に電荷をかけて静電植毛して固着させる。前記樹脂シートとしては、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、フェノール、ポリ乳酸、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、ハイバロン、チオコールなどが挙げられる。
【0016】
また、クッション層10を羊毛・獣毛フェルト、ニードルパンチ不織布などの不織布で形成する場合は、不織布の生地作成時に溶融繊維などのバインダー繊維や溶融パウダーを混合しておき、植毛時に生地に熱をかけることで溶融繊維などのバインダー繊維及び/又は溶融パウダーを溶融させて植毛した繊維を固定する。また、植毛した繊維の固着性の観点から、不織布におけるバインダー繊維の含有量は、不織布を構成する繊維全体に対して、好ましくは10〜80重量%であり、より好ましくは30〜50重量%である。上記バインダー繊維としては、50℃以上の融点を有する溶融繊維であればよく、特に限定されないが、繊維の軟化点や生産効率を考慮すると、90〜200℃の融点を有する低融点ポリエステル繊維、ポリエチレン−ポリプロピレン共重合繊維などを用いることが好ましい。溶融パウダーとしては、50℃以上の融点を有する溶融パウダーであればよく、特に限定されないが、パウダーの軟化点、生産効率を考慮すると、90〜200℃の融点を有するポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系の溶融パウダーなどを用いることが好ましい。また、溶融パウダーの固着量は、最終的な生地の密度、硬度の観点から、不織布全体重量に対して、3〜50重量%が好ましく、5〜40重量%であることがより好ましい。また、シール性をより向上させるという点から、不織布は、植毛する側の密度が低くなるように厚さ方向に密度勾配を有することが好ましい。
【0017】
シール材1において、クッション層10が接着性を有し、植毛した繊維を固定するため、接着層を設ける必要がなく、植毛した繊維がクッション層10まで入りこむ。シール材が植毛繊維とクッション層のみで構成されているため、クッション層のもつ柔軟性を最大限に活用することができる。また、植毛した繊維とクッション層の間に他のもの(例えば、基材の織物など)が存在しないため、それとクッション層の間で、材質の差、柔軟性の差、湾曲率の違いなどからしわが発生してしまうという恐れもない。すなわち、クッション層の柔軟性が生かされ、湾曲して使用する時の表面シール層における皺の発生がより軽減され、シール性能も向上する。
【実施例】
【0018】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【0019】
(製造例1)
厚さ1.5mmで発泡倍率3倍の発泡樹脂シート(密度200kg/m3)エチレン-プロピレン-ジエン共重合ゴムに、表面が硬化する前の150〜180℃の加硫工程にて、長さ1.2mmで繊度2.2dtexのビニロン繊維を電荷をかけて固着させ(目付120g/m2)、厚さ2.7mmの製造例1のシール材を作製した。
【0020】
(製造例2)
厚さ1.5mmのポリエステル不織布(融点が110℃であるポリエステルバインダー繊維40重量%とレギュラーポリエステル繊維60重量%からなる、密度200kg/m3)をニードルパンチ法で作製した。また、植毛する繊維との接着力をさらに増す目的で不織布作製の最終工程で不織布に融点が130℃であるポリエステルパウダー(EMS−GRILTECH製“Griltex 6E”)を不織布全体重量に対して約20重量%固着させた。得られたポリエステル不織布の表面に、150℃の環境下で、長さ1.2mmで繊度2.2dtexのビニロン繊維を目付120g/m2で静電植毛し、厚さ2.7mmmの製造例2のシール材を作製した。なお、植毛を150℃の環境下で行うことで、不織布に含まれているバインダー繊維と溶融パウダーが溶融して植毛した繊維を固定する役割を果たす。
【0021】
(製造例3)
厚さ1.5mm、平均密度が200kg/m3のポリエステル不織布(融点が110℃であるポリエステルバインダー繊維40重量%とレギュラーポリエステル繊維60重量%からなる)を二−ドルパンチ法で作製した。作製した不織布は、繊維を植毛する側から順番に、上層が100kg/m3、中層が200kg/m3、下層が300kg/m3という密度勾配を有する。製法はそれぞれ密度の違うウエブを重ね、ニードリングすることで1枚のシートにした。また植毛する繊維との接着力をさらに増す目的で不織布作製の最終工程で不織布に融点が130℃であるポリエステルパウダー(EMS−GRILTECH製“Griltex 6E”)を不織布全体重量に対して約10重量%、いちばん密度の低い上層のみに固着させた。その後は製造例2と同様の操作を行い、製造例3のシール材を作製した。
【0022】
(製造例4)
植毛する繊維としてビニロン繊維の代わりに、長さ1.2mmで繊度2.2dtexのレーヨン繊維を用いた以外は、製造例1と同様にして、製造例4のシール材を得た。
【0023】
(製造例5)
植毛する繊維としてビニロン繊維の代わりに、長さ1.2mmで繊度2.2dtexのナイロン繊維を用いた以外は、製造例1と同様にして、製造例5のシール材を得た。
【0024】
(製造例6)
ポリエステルマルチフィラメントで織られた厚さ0.4mmの織物(目付200g/m2)にポリウレタン系接着剤を塗布した後、長さ0.8mmで繊度2.2dtexのレーヨン繊維を目付120g/m2で植毛して厚さ1.2mmの基材を作製した。得られた基材と厚さ1.5mmの発泡ウレタン(イノアック製“ポロンLE−20”)とを不織布基材レスの両面テープ(SONY社製“NP203”)で接着して厚さ2.7mmの製造例6のシール材を作製した。
【0025】
(製造例7)
ポリエステルマルチフィラメントで織られた厚さ0.4mmの織物(目付200g/m2)にポリウレタン系接着剤を塗布した後、長さ0.8mmで繊度2.2dtexのビニロン繊維を目付120g/m2で植毛して厚さ1.2mmの基材を作製した。得られた基材と厚さ1.5mmのポリエステル繊維100%の不織布(密度200kg/m3)とを不織布基材レスの両面テープ(SONY社製“NP203”)で接着して厚さ2.7mmの製造例7のシール材を作製した。
【0026】
(製造例8)
ポリエステルマルチフィラメントで織られた厚さ0.4mmの織物(目付200g/m2)にポリウレタン系接着剤を塗布した後、長さ0.8mmで繊度2.2dtexのビニロン繊維を目付120g/m2で植毛して厚さ1.2mmの基材を作製した。得られた基材と厚さ1.5mmの発泡ウレタン(イノアック製“ポロンLE−20”)とを不織布基材レスの両面テープ(SONY社製“NP203”)で接着して厚さ2.7mmの製造例8のシール材を作製した。
【0027】
製造例1〜8のシール材のシール性を、以下のように皺の状態及びトナーの漏れまでの回転数により評価した。
【0028】
(皺の状態)
シール材の生地を幅5mm、長さ18mmにカットし、直径8mmのトナー供給ロールの両端にロールに添うようにセットし、皺の状態を以下のような3段階で評価した。
皺無し:1
皺少々あり:2
皺有り:3
【0029】
(トナーの漏れ)
シール材の生地を幅5mm、長さ18mmにカットし、図2に示しているような、直径8mmのトナー供給ロール22の両端にトナー供給ロール22に添うようにセットした後、トナー供給ロール22をシール材の圧縮率が10%になるようにハウジングの開口部21に固定し、トナー供給ロール22の裏面から粒径5〜8μmのトナーをハウジング20に充填した。次いで、約360回転/分でトナー供給ロール22を回転させ、1000回転毎にトナー漏れの確認を行った。トナー漏れの判断は、シール材の外部に2mm角の両面接着テープを設置し、テープの全面をトナーが覆った時点をトナー漏れが起きた時点とした。ここで、シール材の圧縮率とは、下記式で示されるものである。以下においても同様である。
【0030】
(数1)
圧縮率(%)=(元のシール材の厚さ−トナー供給ロールをセットした後のシール材の厚さ)/元のシール材の厚さ×100
【0031】
下記表1に、製造例1〜8のシール材の皺の状態及びトナーの漏れの結果を示した。製造例1〜8において、製造例1〜5は実施例であり、製造例6〜8は比較例である。
【0032】
【表1】

【0033】
表1の結果から、織物層を抜いて、クッション層に繊維を直接植毛したシール材の方が、湾曲して使用する時に皺の発生が少なく、トナーなどの微粉粒体の漏れに対して寿命が長くなることが分かった。また、製造例2及び製造例3の比較から、クッション層として、植毛する側の密度が低くなるように厚さ方向に密度勾配を有する不織布を用いた方が、トナーなどの微粉粒体の漏れ防止効果が高いことが分かった。
【0034】
製造例1、4、及び5のシール材における繊維の切れ及びシール材の表面シール層の繊維によるトナー供給ロールの損傷を以下のよう評価した。
【0035】
(繊維の切れ及びロールの損傷)
幅12mm、長さ18mmのシール材を用い、シール材の最下層に、両面テープ日東5000NS(再離型タイプ)を付け、離型紙を剥がした。次いで、表面の付着物を、掃除機で吸い取った後、シール材の重量を測定した。トナー供給ロール22の重量も測定した。次いで、トナー供給ロール22をシール材の圧縮率が10%になるようにハウジングの開口部21に固定し、トナーは充填させず、約360回転/分で5万回転させた。回転後、シール材を剥がし、余計な異物がないよう掃除機で表面の付着物を吸い取った後、再度重量を測定し、回転前後でのシール材の重量変化(回転前のシール材の重量−回転後のシール材の重量)を計算し、繊維の切れを評価した。トナー供給ロール22も同様に掃除機で表面の付着物を吸い取った後、重量をはかった。また、目視でトナー供給ロール22のキズの有無を確認した。
【0036】
下記の表2に製造例1、4及び5のシール材の繊維の切れ及びロールの損傷の結果を示した。
【0037】
【表2】

【0038】
表2の結果から、ビニロン繊維の方が、毛切れも少なく、ロールに傷も付けず、植毛する繊維としてより優れていうことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明のシール材は、電子写真方式により画像を現出する装置において、トナーなどの微粉粒体の漏出を防止するために用いられるものであるが、これに限定されるものではなく、トナーカートリッジにおける現像機構とクリーニング機構との間隔保持、各種の回転ローラや往復作動部材の気密保持などにも利用可能である。
【符号の説明】
【0040】
1 微粉粒体の漏れ防止用のシール材
10 クッション層
11 表面シール層
2 トナーカートリッジ
20 ハウジング
21 ハウジングの開口部
22 トナー供給ロール
23 ハウジングの軸受部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
微粉粒体の漏れ防止用のシール材であって、クッション層と表面シール層とを含み、前記表面シール層は、繊維が前記クッション層に直接植毛されて形成されていることを特徴とするシール材。
【請求項2】
前記繊維は、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、ポリ尿素系繊維、羊毛繊維、シルク繊維、コットン繊維、アセテート系繊維、レーヨン系繊維、キュプラ繊維、炭素繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維である請求項1に記載のシール材。
【請求項3】
前記クッション層が、植毛する側の密度が低くなるように厚さ方向に密度勾配を有する請求項1又は2に記載のシール材。
【請求項4】
前記クッション層は、樹脂シート又は不織布で形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のシール材。
【請求項5】
前記不織布が、バインダー繊維を含む請求項4に記載のシール材。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−153659(P2011−153659A)
【公開日】平成23年8月11日(2011.8.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−15080(P2010−15080)
【出願日】平成22年1月27日(2010.1.27)
【出願人】(000229863)アンビック株式会社 (35)
【Fターム(参考)】