JPH09101707A

JPH09101707A - 電子写真装置用剥離部材

Info

Publication number: JPH09101707A
Application number: JP13887496A
Authority: JP
Inventors: Noboru Umemoto; 昇梅本
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】５万回程度の剥離動作でも定着部ローラから
紙面を確実に分離でき、定着後の紙面に爪痕を形成せず
に爪先端表面の非粘着性および潤滑性に使用耐久性が充
分な分離爪などの剥離部材とすることである。【解決手段】トナー像を定着したシート部材を定着部
ローラから剥離する電子写真装置用分離爪などの耐熱性
樹脂製剥離部材において、この剥離部材の少なくとも先
端部分を含む表面に、フッ化黒鉛を含有し、イミド基を
含有する重合体またはポリアミドイミド系樹脂の１０〜
７０重量％をバインダーとする耐熱性樹脂被膜を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ターなどの電子写真装置におけるトナー像を載せたシー
ト部材を、定着部ローラその他の搬送部品から剥離する
電子写真装置用剥離部材、電子写真装置用分離爪および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、乾式複写機などの電子写真装置
においては、感光ドラムの表面に形成された静電荷潜像
に粉体であるトナーを付着させ、このトナー像を紙面に
転写し、この紙面を加熱してトナーを融着する定着装置
が設けられている。

【０００３】図１を利用して説明すると、この定着装置
は、加熱ヒータＨを備えた定着部ローラ２に加圧ローラ
１を圧接させ、これらのローラの間に未定着のトナー像
を載せた紙等のシート部材３を通過させ、画像を定着し
た後にシート部材３を定着部ローラ２や加圧ローラ１か
ら剥離する分離爪Ａおよび摺動ガイドＢからなる剥離部
材を有している。

【０００４】分離爪Ａは、爪先端部分を３０°程度の鋭
角に形成した厚さ（すなわち、ローラ表面に摺接する
幅）２〜５ｍｍ程度の薄肉の部品であって、その爪先端
部分を鋭角に形成している。すなわち、分離爪Ａは、先
端部の鋭角を形成する図中の２辺のうち、片方の辺を定
着部ローラ２の表面に所要の角度で圧接させ、他方の辺
で紙面をすくい上げると共に、シート部材３を爪の後方
に案内し、これを円滑に剥離する。そして、分離爪には
そのような剥離機能を確実に発揮させるために、爪先端
部分の曲率半径（Ｒ）を０．１ｍｍ以下、好ましくは
０．０５ｍｍ以下という極めて鋭い鋭角状の曲面に形成
している。

【０００５】また、このような分離爪Ａは、ヒータＨの
熱が定着部ローラ２を介して伝わり、または定着部ロー
ラ２および加圧ローラ１を介して伝わるので、分離爪本
体および爪先端部分には１７０〜２７０℃の高温で変形
または変質しない耐熱性が必要であり、耐熱性樹脂がそ
の成形材料として採用されている。

【０００６】分離爪に要求される他の特性としては、少
なくとも爪先端部分にトナーが付着しないように非粘着
性が要求される。なぜなら、トナーが爪先端に融着して
固まりを形成すると、曲率半径が変化してシート部材を
分離不良になったり、シート面に接触する面が粗くなっ
て、シート部材に融着したトナーを掻き取り易くなり、
画像定着後の紙面に白い筋（爪痕）を付けるという問題
を発生させるからである。

【０００７】また、爪先端ですくい上げた紙などのシー
ト部材を円滑に剥離して紙詰まりを起こないようにする
ためには、低摩擦係数である特性（自己潤滑性または固
体潤滑剤による潤滑性）も要求される。

【０００８】従来、非粘着性と低摩擦特性がある程度具
備された耐熱性樹脂からなる分離爪としては、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリアリーレンサルファイド、
芳香族ポリエーテルケトン、芳香族ポリサルホン、芳香
族ポリエーテルイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリ
エステルなどの耐熱性樹脂を主要成形材料とし、四フッ
化エチレン樹脂、またはグラファイトその他の固体潤滑
剤を混入した組成物からなるものがある。

【０００９】また、所定のポリイミド樹脂を成形した分
離爪の表面にフッ素含有重合体を被覆して、非粘着性を
改善した技術が、特開平１−２５７８８４号公報に、ま
たは液晶ポリエステル樹脂を主成分とする組成物を成形
した分離爪の表面を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で被覆した分離爪
が特開平５−１４２９６５号公報に開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、耐熱性樹脂製
の分離爪の表面にフッ素含有重合体を被覆した従来の分
離爪などの剥離部材では、長時間使用すると、先端部分
（分離爪では爪先端部分）の非粘着性および潤滑性が低
下し、例えば定着装置に３万回以上の通紙試験（被加熱
条件での剥離動作）を行なうと、先端部分の潤滑性が不
良となって紙面等のシート面に融着したトナーを掻き取
り易くなって、白い筋（爪痕）を形成したり、または、
爪先端に融着したトナーが堆積して紙詰まりが発生し易
くなるという問題点がある。

【００１１】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決して、３万回を越える通紙試験（被加熱条件での
剥離動作）でも定着部ローラから紙等のシート部材を確
実に分離でき、しかも定着後の紙面等のシート面に爪痕
を形成しないように、爪先端表面などの剥離部材の表面
に、非粘着性、潤滑性および使用耐久性が充分な電子写
真装置用分離爪とし、または同様に非粘着性、潤滑性お
よび使用耐久性が良好な電子写真装置用剥離部材を提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、トナー像を定着したシート部
材を定着部ローラから剥離する電子写真装置用の耐熱性
樹脂製剥離部材において、この剥離部材の少なくとも先
端部分を含む表面に、フッ化黒鉛を含有し耐熱性樹脂を
バインダーとする耐熱性樹脂被膜を形成した電子写真装
置用剥離部材としたのである。

【００１３】または、粉体画像を融着した紙面を定着部
ローラから剥離する耐熱性樹脂製の電子写真装置用分離
爪において、少なくとも爪先端部分を含む表面にフッ化
黒鉛を含有する耐熱性樹脂被膜を形成したのである。

【００１４】このような電子写真装置用分離爪などの剥
離部材は、トナー像を融着したシート部材を定着部ロー
ラから剥離する電子写真装置用剥離部材の基材を耐熱性
樹脂で形成し、この基材の表面にフッ化黒鉛とその溶剤
の混合液を塗布し、次いで塗膜を熱処理することで製造
することができる。

【００１５】この発明の分離爪などの電子写真装置用剥
離部材は、樹脂被膜中に存在するフッ化黒鉛が、バイン
ダーとなる樹脂に保持されて爪などの先端部分またはそ
の他の表面を固体潤滑する。その際にフッ化黒鉛は、バ
インダーとなる樹脂の分離爪等の剥離部材の表面に対す
る密着性を阻害しないので、長時間の使用に耐える非粘
着性および潤滑性を発揮する。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明に用いる耐熱性樹脂は、
１５０℃以上の高温雰囲気で、機械的強度が定着紙分離
爪材として連続使用可能であるような周知の耐熱性樹脂
を採用できる。そのような耐熱性樹脂（製造会社：代表
的な登録商標）を列挙すれば以下の通りである。

【００１７】芳香族ポリアミドイミド（米国アモコ社
製：ＴＯＲＬＯＮ）ポリイミド樹脂（米国デュポン社製：ＶＥＳＰＥＬ−Ｓ
Ｐ）ポリイミド樹脂（三井東圧化学社製：オーラム）ポリフェニレンサルファイド樹脂（東ソーサスティール
社製：サスティールＰＰＳ）ポリエーテルケトン樹脂（ＢＡＳＦ社製：ＵＬＴＲＡＰ
ＥＫ）ポリエーテルエーテルケトン樹脂（英国アイ・シー・ア
イ社製：ビクトレックス−ＰＥＥＫ）ポリエーテルサルホン樹脂（英国アイ・シー・アイ社
製：ビクトレックス−ＰＥＳ）ポリエーテルイミド樹脂（米国ゼネラル・エレクトリッ
ク社製：ＵＬＴＥＭ）芳香族ポリエステル樹脂（米国カーボランダム社製：Ｅ
ＫＯＮＯＬ）。

【００１８】次に、この発明に用いるフッ化黒鉛は、Ｃ
−Ｃ結合またはＣ−Ｆ結合を有するものであればよく、
好ましくはＣ−Ｃ結合およびＣ−Ｆ結合のみで構成され
た平面状の高分子が層状構造を呈する化合物であり、市
販品としてはセントラル硝子社製：セフボン、または米
国アライドケミカル社製：ＡＣＣＵＦＬＵＯＲを使用で
きる。

【００１９】これらは、ポリカーボンモノフルオライド
とも称され、（ＣＦ）_nの組成からなるものであって、
代表的なものとしては六方晶系の６角板状の構造のもの
が挙げられるが、三方晶系等の多形の構造体であっても
よい。このような分子構造からなるフッ化黒鉛は、例え
ばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）における
（−ＣＦ₂−ＣＦ₂−）_nのような略直線状または直線
構造の重合体とは以下のように、物性が異なると考えら
れている。

【００２０】すなわち、フッ化黒鉛は、極端な低表面エ
ネルギー化合物で、ＰＴＦＥよりも撥水性や撥油性が大
きく、また潤滑性も優れている。

【００２１】分離爪のように、トナーなどの粘着性物質
の付着によってコピー用紙を少しでも汚さないようにす
るためには、これらのような非粘着特性に優れたもので
爪を覆うと、用紙の汚れや分離不良を極力防ぐことがで
きると考えられる。

【００２２】グラファイトは、層間のπ電子による電気
伝導性を有するが、フッ化黒鉛は、フッ素が炭素の周囲
と全部反応して共有結合をつくると導電性が失われる。
この特性は、絶縁性を必要とする分離爪には有利であ
る。

【００２３】一方、フッ素結合量を反応条件によって例
えば半分に調節したり、炭素の層間にフッ素を封じ込め
たり、または（ＣＦ）_nの表面処理によって、電気伝導
性を与えることもできる。この場合は、導電性を必要と
する分離爪に有用である。通電によって、ローラと用紙
との静電吸着力を除去し、分離不良を略防止できる。

【００２４】また、フッ化黒鉛は、耐酸化性、耐薬品性
などにも優れており、酸、アルカリなどの溶剤に対して
も安定しており、加熱しても融解することがないため、
特に、複写機の加熱定着部分のように、熱や化学薬品な
どに接する厳しい使用環境にある部品、なかでもヒータ
ーなどの加熱手段を有する加熱定着部ローラ用の分離爪
に有用である。

【００２５】このようなフッ化黒鉛を含有させて耐熱性
樹脂被膜を形成する場合に使用するバインダーとして
は、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポ
キシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテルサルフォ
ン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等のポリ
アリーレンサルファイド樹脂、その他の耐熱性樹脂が挙
げられる。このなかでも架橋特性を有する材料であれ
ば、密着強度が高く好ましい。

【００２６】以下に、バインダー樹脂の一例であるイミ
ド基を含有する重合体の具体例を説明する。

【００２７】すなわち、この発明に用いるイミド基を含
有する重合体としては、ポリイミド樹脂や、アミド結合
を有し結着性や密着性に優れたポリアミドイミド樹脂が
挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例を下記の化１の式
で示した。

【００２８】

【化１】

【００２９】これらのポリイミド樹脂の市販品として
は、下記の化２の式で表わされるデュポン社製：ＲＹＲ
Ｅ−ＭＬ、ＰＹＲＡＬＩＮなどが挙げられる。

【００３０】

【化２】

【００３１】また、ポリアミドイミド樹脂は、イミド基
とアミド基を併有する重合体からなる樹脂であり、具体
的な化学構造は下記の化３に示すものが代表例として挙
げられる。

【００３２】

【化３】

【００３３】（式中、ｎは整数を表わし、Ｒ₇は水素原
子、メチル基、またはフェニル基を表わし、Ｒ₅は少な
くとも１つのベンゼン環を含む３価の芳香族基を表わ
し、Ｒ₆は２価の有機基を表わす。）なお、化３式中のＲ₅の具体例を下記の化４に示した。

【００３４】

【化４】

【００３５】また、前記した化３中のＲ₆の具体例は、
−（ＣＨ₂）_m− （式中、ｍは４〜１２の整数を表わ
す。）で示す飽和脂肪族炭化水素基や下記の化５の式に
示したアリール基が挙げられる。

【００３６】

【化５】

【００３７】以上説明したようなポリアミドイミド樹脂
の具体例としては、下記の化６〜８に示す樹脂または下
記の化９に示す米国アモコ社製：ＡＩなどを挙げること
ができる。

【００３８】

【化６】

【００３９】

【化７】

【００４０】

【化８】

【００４１】

【化９】

【００４２】上記したポリイミド系樹脂やポリアミドイ
ミドは、その製造方法としては、例えばＨ₂Ｎ−Ｒ−Ｎ
Ｈ₂（Ｒは化１式におけるＲに同じ）で表わされるジア
ミンやジイソシアネート等の上記ジアミンの誘導体と、
ピロメリット酸二無水物などのテトラカルボン酸無水
物、トリカルボン酸無水物またはその誘導体とを反応さ
せることによって、ポリアミド酸を生成し、これを脱水
環化して得ることができる。

【００４３】ここで、前記のイミド基を含有する重合体
は、塗布・焼成前の段階ではイミド基の部分がポリアミ
ド酸の状態となっていてもよい。これらは焼成すること
によって分離爪の基材と密着強度の高い樹脂被膜になり
得ると考えられる。これらのイミド基または芳香族環を
有する重合体は、耐熱性に優れているので、高温となる
定着部周辺の剥離部材には好適である。

【００４４】フッ化黒鉛の含有量は、バインダー樹脂に
対し、１０〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量
％、より好ましくは３０〜５０重量％である。なぜな
ら、フッ化黒鉛の含有量が所定範囲未満では、非粘着
性、潤滑性などの効果がなく、所定量を越える多量で
は、被膜の結着材としての役割を担うバインダー樹脂が
少なくなるため、被膜の爪母材への密着強度が低下して
好ましくないからである。

【００４５】このようなバインダーは、例えばベンゼン
含有溶剤の一例のエチルベンゼン、キシレン、Ｎ−メチ
ルピロリドン、メチルエチルケトン、トルエンその他、
いわゆるシンナーと呼ばれる有機溶剤で希釈し、これに
前記したフッ化黒鉛を混合する。このようにすると、分
離爪の表面に、フッ化黒鉛を含有する耐熱性樹脂被膜を
形成する塗装が簡単に行え、すなわち被膜の形成方法と
して噴霧（スプレー）、浸漬（ディッピング）などの塗
装方法を採用することができる。

【００４６】フッ化黒鉛と、イミド基を含有する重合体
等のバインダーと、溶剤とを混合した塗布液は、分離爪
などの剥離部材を形成する基材に対して優れた密着性を
示すが、そのような密着作用は、バインダーとフッ化黒
鉛との凝集エネルギー密度の差によるのではないかと考
えられる。

【００４７】このような塗布液を用いた塗膜の膜厚を可
及的に均一に、特に分離爪の先端部分周辺にも安定した
精度の膜厚で塗膜を形成するには、噴霧（スプレー）に
よる塗布方法を採用することが好ましい。塗布液の歩留
りを上げ、塗布液を効率よく使用するには浸漬（ディッ
ピング）による塗布方法を採用することが好ましい。

【００４８】なお、前記使用する有機溶剤は、例えば次
のように分類できる。・アセトン、メチルケトン等のエトン類・酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類・キシレン類、トルエン類の芳香族炭化水素類・メチルクロロホルム、トリクロロエチレン、トリクロ
ロトリフルオロエタン等の有機ハロゲン物・Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ）、メチル−イソ−
ピロリドン（ＭＩＰ）の単独又はこれらの混合物（例え
ば、ＮＭＰを４０〜５０重量部、ＮＩＰを２０〜３０重
量部）、またこれらにキシレンを５〜１５重量部加えて
も良く、周囲の温度や湿度等の環境に応じて、これらの
輝発性溶剤を適宜配合してもよい。

【００４９】また、上記コーティング液のフッ化黒鉛と
バインダー樹脂との混合物は、５〜６０重量％（溶剤９
５〜４０重量％）、好ましくは１０〜５０重量％（溶剤
９０〜５０重量％）、より好ましくは２０〜３５重量％
（溶剤８０〜６５重量％）とする。コーティング液の混
合樹脂が５重量％未満であると分離爪等の剥離剤の表面
に充分な樹脂が付着せず、溶剤も無駄になりやすい。６
０重量％を越えると、固形分量が多すぎるので、スプレ
ーガンなどの霧化手段のノズルの液づまりの原因となり
やすい。

【００５０】このようなコーティング液の粘度は、フォ
ードカップ＃４を用いた液粘度の測定試験において２０
〜７０秒である。上記測定試験で所定の時間未満の粘度
では、溶剤が過剰で塗布面に液垂れが起こり、所定の時
間を越える粘度では、前述のようにスプレーガンのノズ
ルが詰まる原因になる。このような傾向から前記の測定
方法でのより好ましい粘度は、２０〜６０秒であり、よ
り好ましくは２０〜４０秒である。

【００５１】また、この発明で使用するコーティング装
置のスプレーガンのノズル口径は、０．８〜１．６ｍｍ
程度であればよく、好ましくは１．０〜１．２ｍｍであ
る。

【００５２】ノズル口径が１．０ｍｍ未満では添加した
固形物や液粘度が高い場合にノズルが詰まりやすい、特
に０．８ｍｍ未満ではこのような傾向が高まる。

【００５３】ノズル口径が１．２ｍｍを越えると噴霧時
の塗布液の粒子が粗くなり、均一な厚さの塗膜を形成し
難い。このような傾向は、ノズル口径が１．６ｍｍを越
えた場合に顕著である。

【００５４】塗装作業を速やかに行なうためには、加熱
して乾燥することが好ましく、また密着性を高めるため
には焼付け塗装することが好ましい。加熱温度は、バイ
ンダー樹脂の種類にもよるが、１８０〜３８０℃、好ま
しくは１８０〜３３０℃であれば密着性をよく改善する
ことができる。

【００５５】例えばバインダー樹脂（結着性樹脂）がポ
リアミドイミド樹脂である場合には、被膜の加熱温度は
１８０〜２８０℃が適当である。結着性樹脂の架橋温度
未満（例えば１８０℃未満）であると結着性樹脂の架橋
が進行せず、混合樹脂被膜の分離爪に対する密着性が期
待できない。また、加熱温度が３８０℃を越え（ポリア
ミドイミド樹脂では２８０℃を越え）、特にバインダー
樹脂の分解開始温度（なかでも微分熱分解開始温度）を
越えると、バインダー樹脂の分解が進み始めるので好ま
しくない。

【００５６】ここでいう熱分解温度は、重量分析等で測
定できる。詳しくは、熱分析（ＤＳＣ、ＤＴＡ、ＴＧＡ
など）により、熱天秤法のような熱天秤減量曲線（Ｔ
Ｇ）と、示差熱分析曲線（ＤＴＡ）で求めることができ
る。例えば１５ｍｇの試料片を昇温速度１０℃／分で空
気中または窒素ガス中で加熱し、試料片に５％の重量減
少が生じる温度、または５ｍｇの重量減が生じた温度、
または各温度別の重量減少％を調べ、これから５０重量
％に対応する温度を求めて、これを熱分解による５０重
量％減量温度として求めることができ、また微分熱分解
開始温度として評価する。

【００５７】焼成時は、所定の温度に達する前に、例え
ば常温〜８０℃〜１３０℃〜１８０℃〜２３０℃〜２８
０℃というように数段階に分け、１５分〜１８０分の範
囲内で１５分〜６０分ごとに徐々に昇温させることによ
り、結着性樹脂のキュアが徐々に確実に進行し、均一な
密着強度を有する被膜を形成することができる。また、
被膜にちぢみ、しわ、わき、われ等の発生を防ぐことも
できる。

【００５８】焼成時の最高温度の保持時間は、１５〜６
０分、好ましくは３０〜４５分の範囲であればよい。最
高温度の保持時間が１５分未満の短時間では結着性樹脂
のキュアが不安定で、６０分を越える長時間では耐熱性
樹脂からなる分離爪への熱的影響（例えば、熱変形の発
生等）が心配され、また電気炉の消費電力量も多くな
る。更に製造工程の時間も長くなり、コスト低減につな
がらない。

【００５９】また、昇温時には１００〜１２０℃で１５
〜６０分間昇温を一時停止し一定温度に保持させるよう
にしてもよい。これは、予備乾燥後の樹脂被膜内に極く
わずかの水分等の溶剤が含まれていた場合、その溶剤を
被膜から完全に乾燥させて、その後に焼成に移るように
するためである。

【００６０】短時間で急激に加熱して被膜を焼成しよう
とすると前記の水分等の溶剤が沸点を越えて気化し、蒸
発しようとする時に体積が膨張し、被膜に泡状の膨れや
穴等のいわゆる「はじき」「へこみ」「わき」「われ」
「ふくれ」等の不具合が発生するが、前述のように、徐
々に一定時間の間で一定温度に保持しその後に焼成工程
に移るようにすることにより、このような不具合の発生
を防ぐことができる。

【００６１】焼成工程後の冷却は、前記上昇時と逆の段
階を経て冷却してもよく、また６０〜１８０分程度の時
間をかけて連続的に徐冷してもよい。このように徐冷す
ることにより被膜と被覆物とが互いに均一に精度よく収
縮し、精度の高い分離爪を提供することができる。

【００６２】なお、分離爪基材に対する高温の熱処理
は、電子写真装置用剥離部材の耐熱性の向上および機械
的強度の向上のために必要である場合が多い。具体的な
熱処理としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂やポ
リイミド樹脂等を基材とした場合のアニール熱処理（ア
ニーリング）、ポリアミドイミド樹脂等を採用した場合
のポストキュア処理などが挙げられる。

【００６３】このような分離爪基材に対する熱処理は、
前述の焼成温度と同程度の高温にまで加熱することが多
く、通常は被膜の焼成工程の前に基材の熱処理を施せば
よい。また、分離爪基材と被膜材料との組合わせにもよ
るが、製造工程のエネルギー消費効率を改善するには、
被膜の焼成工程と分離爪基材の熱処理工程を同時に行な
うことも好ましい。

【００６４】フッ化黒鉛を含有する耐熱性樹脂被膜は、
分離爪の先端部分、すなわち、定着部ローラに接し、か
つその形状が紙面の剥離性の良否に関係する部分につい
て、少なくとも被覆した状態で密着固定させる。この被
膜の厚さは、５〜４０μｍ、好ましくは５〜３０μｍ、
より好ましくは５〜２０μｍである。なぜなら、前記所
定範囲未満の薄膜では、連続した被膜の形成が困難であ
り、所定範囲を越える厚膜では先端Ｒ形状が適当でなく
なり、安定した剥離性がなくなるからである。

【００６５】また、この発明における図１に示した分離
爪などの剥離部材の成形体（基材）の先端部の角度は、
特に限定されるものではなく、この発明の剥離部材の角
状の端部（角端部）の具体的な角度を例示すれば、９０
°以下、好ましくは６０°以下、より好ましくは４５°
以下、さらに好ましくは３０°以下であり、また下限が
５〜１０°以上の鋭利な角度である。

【００６６】前記角度が所定範囲を越える鈍い角度で
は、剥離部材に最も必要な機能である用紙等のシート部
材をローラから剥離する機能が損なわれる。前記角度が
所定範囲未満の鋭角では、剥離部材の角端部周辺の肉厚
が薄くなり過ぎて用紙が剥離部材の先端に引っ掛かるよ
うになり、紙詰まりが発生したり、角端部周辺に強度を
越える過剰な力が作用するなどの弊害が発生する。

【００６７】そして、このような角端部に所定の被膜４
を形成した際の先端部曲率半径Ｒは、剥離するシート部
材３の厚み以下の先端Ｒとなるように、Ｒ０．００５〜
０．１ｍｍ、好ましくはＲ０．０１〜０．０６ｍｍ、さ
らに好ましくは０．０２〜０．０５ｍｍであればよい。

【００６８】上記角端部の先端Ｒが、用紙等のシート部
材よりも大きい場合にはシート部材を良好に剥離し難く
なり、紙詰まり（ジャム）の原因になる。また、前記先
端Ｒが所定範囲より小さければ、剥離部材の取扱い時に
角端部の先端部分の欠損発生の原因になる場合があると
共に、そのような先端Ｒとするためには製造工程で精密
切削加工等の加工が必要になって効率的に製造できなく
なり、さらには精密な先端Ｒ形状の精度を管理する（品
質維持の）ために多大な時間を要し、製造コストの低減
を図り得なくなる。

【００６９】なお、このように適度な精度の角端部の先
端Ｒ形状を維持しつつ、角端部の強度を向上させる手段
としては、剥離部材の基材となる耐熱性樹脂材中に、ガ
ラス繊維、炭素繊維、ウィスカ類などの短繊維その他の
繊維状強化材を均一に混合する手段がある。

【００７０】上記ウィスカ類としては、例えばＫ₂Ｏ・
６ＴｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ・６ＴｉＯ₂・１／２Ｈ₂Ｏや、Ｋ
₂Ｔｉ₂Ｏ₅、Ｋ₂Ｔｉ₄Ｏ₉、Ｋ₂Ｔｉ₆Ｏ₁₃、Ｋ₂
Ｔｉ₈Ｏ₁₇などのように一般式Ｋ₂Ｏ・ｎＴｉＯ₂（ｎ
は１以上の整数または２以上の偶数）で表わされるチタ
ン酸カリウムウィスカが挙げられる。

【００７１】また、前記したウィスカ以外には、一般式
９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃、２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃等
で示される白色針状結晶体のようなホウ酸アルミニウム
ウィスカを採用することもでき、これらにＳ（イオウ）
を添加して白色化したものや、Ｐｂ、Ｃｄなどの不純物
を含んで黄色や灰色のテトラポット状、またはこれらが
折れて円錐状、テーパ状となったような一般式ＺｎＯで
示される酸化亜鉛ウィスカ、ルチル型白色針状結晶体の
ような一般式ＴｉＯ₂で示される酸化チタンウィスカな
どもこの発明に使用できる。

【００７２】前述のウィスカ類は、針状（髭状）の単結
晶体または多結晶体であり、結晶体の大きさは平均直径
０．０１〜１０μｍである（種類によっては平均直径
０．１〜１μｍ）。

【００７３】因みに、一般的なウィスカ類の平均長さは
１μｍ以上で５０〜６０ｍｍまで達するものもあるが、
平均長さは１〜３００μｍである。そしてウィスカの種
類に応じて、その平均長さは１〜５０μｍの場合があ
り、これらのアスペクト比は１〜２００、一般的には１
０〜１００である。すなわち、この発明において、ウィ
スカ類の平均直径、平均長さ、アスペクト比は、特に限
定されるものではない。

【００７４】ところで、上述のウィスカ類は、所定の範
囲内で非常に小径であり、かつ短繊維であるため、これ
らを含む耐熱性樹脂材を射出成形し、また切削成形する
ことによって、寸法精度がよく、かつ補強された角端部
の先端Ｒ形状を有する剥離部材を製造できる。しかし、
前述のウィスカ類の平均直径や平均長さが所定の範囲よ
り小さいものでは補強効果がなく、平均直径や平均長さ
が所定範囲を越えて大きいものでは剥離部材の角端部を
精度よくＲ形状に形成することが困難である。

【００７５】上記ウィスカのような繊維状強化材の配合
割合は、耐熱性樹脂材中に１〜５０重量％であることが
好ましい。なぜなら、前記の所定量未満の配合割合で
は、適当な補強効果がなく、所定割合を越えて配合する
と、射出成形による成形性が悪くなり、またバインダー
としての耐熱性樹脂の組成物中の割合が低くなるからで
ある。また、その他の要因として、射出成形のショート
ショットなどの不具合の発生原因になり、剥離部材の角
端部のＲ形状を精度よく形成することが困難になること
も挙げられる。このような傾向から、より好ましい繊維
状強化材の配合割合は、１０〜４０重量％、さらに好ま
しくは２０〜３０重量％である。

【００７６】なお、剥離部材が分離爪である場合の爪の
幅は、０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍであれ
ば、爪先端の実用強度を保有し、しかも対接する相手ロ
ーラ表面の損傷を最低限に抑えられると考えられる。

【００７７】この発明における耐熱性樹脂被膜の表面形
状・表面粗さは、Ｒmax （最大粗さ）、Ｒａ（算術平均
粗さ）、Ｒｚ（十点平均粗さ）などのＪＩＳ規定の測定
法によって評価できる。

【００７８】この発明における耐熱性樹脂被膜は、Ｒma
x で０．１〜４０μｍの範囲に形成することが好まし
い。なぜなら、０．１μｍ未満のＲmax に形成するに
は、被覆膜の表層に精密な切削加工を施す必要が生じ、
製造効率を低下させるので、好ましくなく、４０μｍを
越えるＲmax では、被膜の表面にトナーなどの粘着性物
質が付着し易くかつ除去し難くなって、分離爪の剥離性
能が低下し、また紙詰まりの原因になるからである。こ
のような傾向から、より好ましいＲmax は、０．１〜２
５μｍ、１〜１０μｍまたは１〜３．２μｍである。

【００７９】なお、分離爪の仕様やその使用条件によ
り、分離爪先端部周辺や通紙面に粘着性物質が付着し難
い場合には、前記した表面粗さのＲmax を３〜８μｍ程
度の範囲に設定してもよい。

【００８０】このような樹脂被膜の表面は、水、酢酸の
水滴の接触角を測定することにより、表面の非粘着性を
判断することができる。例えば水滴の接触角は、８０〜
１２０°であれば、この発明において充分な非粘着性を
有する樹脂被膜の表面状態であるとみなされ、より好ま
しい接触角は９０〜１２０°、特に通紙試験前では１０
０〜１２０°である。

【００８１】酢酸の液滴の接触角は、２０〜５０°であ
れば、この発明において充分な非粘着性を有する樹脂被
膜の表面状態であるとみなされ、より好ましい接触角は
３０〜５０°、特に通紙試験前では３５〜５０°であ
る。

【００８２】因みに、接触角の測定方法は、エルマ光学
社製のゴニオメーター式接触角試験機を用い、常温、常
圧で０．０１〜０．１ミリリットルの液滴、好ましくは
０．０５ミリリットルの水滴を試験片の表面に滴下し、
滴下直後から１分間（３０秒後および１分後）の接触角
を測定する方法が代表的であるが、このような測定方法
に限定されるものではない。

【００８３】なお、この発明における複写機用分離爪
は、外部から与えられた電気信号によって記録パターン
を感光体等の媒体上に形成し、この媒体上に形成された
電気量のパターンを可視的なパターンに変換する種々の
方式を採用したプリンタにも適用できることは勿論であ
る。

【００８４】そのようなプリンタの方式としては、電子
写真方式、インクジェット方式、感熱方式、光プリンタ
方式、電子記録方式などが挙げられる。前記した電子写
真方式の種類としては、カールソン法、光・電荷注入
法、光分極法、光起電力法、電荷移動法、電解電子写真
法、静電潜像写真法、光電気泳動法、サーモプラスチッ
ク法が挙げられる。また、前記した光プリンタとして
は、レーザプリンタ、ＬＥＤ（発光ダイオード）プリン
タ、液晶シャッタプリンタ、ＣＲＴプリンタが挙げられ
る。また、電子記録方式としては、静電記録方式、通電
記録方式、電解記録方式、放電記録方式が挙げられる。

【００８５】具体的には、トナー像転写式の乾式静電複
写機や湿式静電複写機、レーザービームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）、液晶シャッタ（ＬＣＤ）プリンタ、ファクシミリ
用プリンタなど、ＰＰＣ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、
銀塩写真方式によるプリンタ（ＣＲＴ）などのプリンタ
や印刷機といった画像形成装置の全般を指す概念であ
る。

【００８６】また、この発明の複写機用分離爪は、給紙
部、感光部、定着部、排紙部その他の用途に限定使用さ
れるものではなく、優れた耐熱性樹脂を選択的に採用す
れば、定着ローラや加圧ローラを含む定着部ローラに有
効である。なかでもこの発明の複写機用分離爪は、熱的
条件の厳しい定着ローラに対して適しており、さらにま
た定着部の加圧ローラよりも高温状態で使用され、オイ
ル塗布によりトナーの付着を防止するような湿式静電複
写機よりもさらに厳しいトナーの非粘着性が要求される
乾式静電複写機の定着装置の定着部ローラの排紙側周辺
にも適用できるものである。

【００８７】

【実施例】実施例に用いた成形用の耐熱性樹脂などの材
料を一括して以下に示す。（１）ポリフェニレンサルファイド樹脂（旭硝子社製：
ＲＥ１０１ＪＡ、融点２８０〜２９０℃）（２）ポリアミドイミド樹脂（アモコ社製：トーロン４
２０３、融点２８０〜２９０℃）（３）ポリイミド樹脂（三井東圧化学社製：オーラム４
５０、融点３８０〜３９０℃）（４）ポリエーテルエーテルケトン樹脂（アイ・シー・
アイ社製：ＰＥＥＫ−１５０Ｐ、融点３３０〜３４０
℃）（５）ポリエーテルケトン樹脂（ＢＡＳＦ社製：ＵＬＴ
ＲＡＰＥＫ−Ａ２０００、融点３７０〜３８５℃）（６）フッ化黒鉛（セントラルガラス社製：セフボン−
ＣＭＡ）〔実施例１〜５〕表１に示す成形材料で分離爪（厚さ幅
３ｍｍ、先端部曲率半径Ｒ＝０．０４ｍｍ、乾式静電複
写機の定着装置の分離爪と同一形状のものを射出成形し
た。次に、被膜の物性に悪影響を及ぼす塵やゴミ、油な
どを基材表面から取り除くため、分離爪基材を有機溶剤
に浸漬する表面洗浄処理を施した。

【００８８】そして、ポリアミドイミド樹脂（熱分解温
度３６０〜４８０℃）６０重量％と、表１に示したフッ
化黒鉛４０重量％とを、固形分濃度２５％となるように
エチルベンゼンからなる有機溶剤に分散させたコーティ
ング液をフォードカップ＃４を用いて２５〜３５秒の間
に調製し、これをスプレー法にて分離爪の先端部分に塗
装した。

【００８９】この時、ノズル口径１ｍｍのスプレーガン
を用い、分離爪の通紙面と先端Ｒに向かって往復して移
動させながら分離爪に所定のコーティング液を塗布し
た。移動速度は、１秒以上の連続移動時の速度むらが±
１０％以内となるようにし、５０〜３００ｍｍ／秒に設
定した。５０ｍｍ／秒未満の低速では塗布液が垂れ易
く、３００ｍｍ／秒を越える高速では濡れ面が形成され
難いからである。また、スプレーガンの霧化吐出圧を３
〜６ｋｇｆ／ｃｍ²に設定した。３ｋｇｆ／ｃｍ²未満
の低圧では霧状塗布液の粒子が粗くなり、６ｋｇｆ／ｃ
ｍ²を越える高圧では塗布液が無駄に飛散するからであ
る。

【００９０】また、吹付け距離は、被塗装面とノズル先
端との距離が１５０〜２５０ｍｍに設定した。１５０ｍ
ｍ未満の近距離では塗装液が被塗装面に溜まって塗装む
らが生じやすくなり、２５０ｍｍを越える遠距離では被
塗装面に塗装液が充分に付着する前に霧状の塗装液粒子
が乾燥し、塗装面の表面粗さが増すからである。

【００９１】２５０℃、１時間、加熱焼成して分離爪の
先端部分に厚さ１５μｍの被膜を形成した。膜厚の測定
には、表面粗さ計を用いて分離爪の基準面の１箇所にマ
スキングを施し、基準面と被覆面との段差を表面粗さ計
で測定し、その値を膜厚とした。

【００９２】なお、実施例に使用した分離爪基材の成形
材料は、いずれも軟化点が１８０〜４００℃であり、そ
の融点は２８０〜４８０℃の熱可塑性を示す芳香族系の
耐熱性重合体であり、これらの耐熱性重合体は、芳香族
環を有するために耐熱性が優れており、定着部まわりの
剥離部材として使用するには好適なものである。特に実
施例３、４、５は、成形樹脂としてそれぞれポリイミド
樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテル
ケトン樹脂を採用し、各々にチタン酸カリウムウィスカ
（大塚化学社製：ティスモＮ、平均繊維径０．２〜０．
５μｍ、平均繊維長１〜３０μｍ）を２５重量％溶融混
合したものを用いた。

【００９３】得られた分離爪について、以下の試験方法
にて、分離爪としての機能耐久性および非粘着性（ぬれ
性：°）を調べ、結果を表１中に併記した。

【００９４】（ａ）分離爪としての機能耐久性乾式静電複写機の定着装置を用い、同型の分離爪と同一
形状の試験片を加熱ヒータを有する定着ローラに分離爪
先端部が３〜３０ｇｒｆの押付力によって接触するよう
に調整して定位置に取り付け、Ａ４版の複写用紙５万枚
を連続して通紙し、５万回の複写を繰り返し、定着部
ローラからの紙の分離不良（紙詰まり）発生時の複写枚
数、爪跡によるトナー画像汚染発生の有無、分離爪
へのトナーの付着量を調べた。

【００９５】トナーの付着量については、付着していな
いか、または微量付着している（◎印）、比較的少量付
着している（○印）、少量付着している（△印）、多量
に付着している（×印）の４段階に評価し、表中に記号
で示した。

【００９６】（ｂ）非粘着性分離爪を試験片として、エルマ光学社製のゴニオメータ
ー式接触角試験機を用いて、水と酢酸に対する接触角
（°）を求め、結果を表中に併記した。

【００９７】

【表１】

【００９８】〔比較例１〕実施例１において、成形体の
表面にフッ化黒鉛を含有する樹脂被膜を形成しなかった
こと以外は、実施例１と全く同様にして分離爪を製造
し、前記した性能試験（ａ）および（ｂ）を行ない、そ
の結果を表２中に併記した。

【００９９】〔比較例２および３〕表２に示す成形材料
で実施例１、２と全く同じようにして分離爪を形成し、
その表面に四フッ化エチレン樹脂含有のエナメル（ダイ
キン工業社製：ポリフロンタフコートエナメル、ＴＣ７
１０９ＢＫ）をスプレー法にて塗装し、２５０℃、１時
間で焼付け加工して被膜を形成した。この分離爪につい
て、前記した性能試験（ａ）および（ｂ）を行ない、そ
の結果を表２中に併記した。

【０１００】

【表２】

【０１０１】表１および表２の結果からも明らかなよう
に、分離爪の先端部分に所定の被膜が形成されていない
比較例１は、１９００枚の通紙で分離不良となり、紙面
に爪痕が形成され、分離爪にトナーが付着した。また、
分離爪の表面にフッ素含有重合体を被覆した比較例２ま
たは比較例３についても、分離良好な通紙量の限界は、
約３００００枚であった。

【０１０２】これに対して全ての条件を備えた実施例１
〜５は、フッ素含有重合体と略同等の非粘着性（接触
角）を有すると共に、５００００枚の通紙試験において
紙と定着部ローラを確実に分離でき、紙面に爪痕がな
く、分離爪にはトナーが殆ど付着しないものであり、分
離爪としての機能耐久性が優れていることが判明した。

【０１０３】なお、実施例３〜５では、平均繊維径と平
均繊維長と強度、価格等の点において総合的に優れたチ
タン酸カリウムウィスカを採用し、これを前記耐熱性樹
脂に混合したから、分離爪先端の精密なＲ形状を保ちつ
つ強度を向上でき、しかも製造コストも低減できるもの
となった。

【０１０４】

【効果】この発明は、以上説明したように、耐熱性樹脂
を成形した分離爪などの剥離部材の爪先端部分を含む表
面にフッ化黒鉛を含有する樹脂被膜を形成したので、非
粘着性および潤滑性に使用耐久性が充分な電子写真装置
用剥離部材となり、分離爪に係る発明では、５万回程度
の通紙試験（被加熱条件での剥離動作）でも紙面の分離
不良、爪痕の形成、トナーの付着が起こらない分離爪と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）分離爪の側面図（ｂ）分離爪の使用状態を説明する定着装置の概略側面
図

【符号の説明】

１加圧ローラ２定着ローラ３シート部材４被膜Ａ分離爪Ｂ摺動ガイドＨ加熱ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を定着したシート部材を定着部
ローラから剥離する電子写真装置用の耐熱性樹脂製剥離
部材において、この剥離部材の少なくとも先端部分を含
む表面に、フッ化黒鉛を含有し耐熱性樹脂をバインダー
とする耐熱性樹脂被膜を形成したことを特徴とする電子
写真装置用剥離部材。
【請求項２】耐熱性樹脂被膜のバインダーが、イミド
基もしくは芳香族環または両者を含有する重合体である
請求項１記載の電子写真装置用剥離部材。
【請求項３】耐熱性樹脂被膜のバインダーが、ポリア
ミドイミド系樹脂である請求項１記載の電子写真装置用
剥離部材。
【請求項４】耐熱性樹脂被膜のバインダーの含有量
が、１０〜７０重量％である請求項１〜３のいずれか１
項に記載の電子写真装置用剥離部材。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の電
子写真装置用剥離部材からなる電子写真装置用分離爪。
【請求項６】トナー像を融着したシート部材を定着部
ローラから剥離する電子写真装置用剥離部材の基材を耐
熱性樹脂で形成し、この基材の表面にフッ化黒鉛とその
溶剤の混合液を塗布し、次いで塗膜を熱処理することか
らなる電子写真装置用剥離部材の製造方法。
【請求項７】熱処理温度が、１８０〜３８０℃である
請求項６記載の電子写真装置用剥離部材の製造方法。