JP2005234131A - シート状剥離部材 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状剥離部材先端部と定着部材との配置を調節しないでも、定着部材との接触による表面剥離がなく、現像剤を付着させることがない。
【解決手段】 電子写真装置の定着部材から用紙を剥離するためのシート状剥離部材であって、該シート状剥離部材は、薄板状芯材の自由端部、および少なくとも一方の平面部にエラストマーと、エラストマーの表面にフッ素樹脂フィルムとが形成されてなり、また、該剥離部材の自由端部の先端において、薄板状芯材の先端部からエラストマー先端部までの幅寸法が薄板状芯材の平面上のエラストマーの厚み寸法より大きく、また、フッ素樹脂フィルムは、エラストマーの加硫工程によってエラストマーの表面に形成されたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置に設置される定着ローラや定着ベルト等の定着部材等から用紙を剥離するシート状剥離部材に関する。

複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置には、感光ドラム上に形成された静電潜像をトナー等の現像剤を用いて用紙上に現像し、その後定着させるために加熱定着装置が設けられている。加熱定着装置には現像剤を加熱溶融するとともに加圧することで用紙に定着させるための定着ローラや定着ベルト等の定着部材を有している。
従来、定着部材や定着部材に用紙を加圧する加圧ローラ等には、現像剤が定着された用紙を円滑にローラ等から剥離するための分離爪が設けられているが、近年分離爪に代わりローラやベルトに対して線接触または近接配置できるシート状剥離部材が使用されている。

例えば、金属薄板の芯材の表面に樹脂を塗布した剥離シートが開示されている（特許文献１参照）。当該剥離シートによれば、剥離シートの先端部が定着ローラに線接触するため、定着ローラの表面に傷や偏摩耗が起こらない。しかし、金属薄板のエッジ部分には塗膜は形成されにくく、線接触していても金属薄板のエッジ部分によって定着ローラの表面への傷は完全には防止できない。また、塗膜にフッ素樹脂を使用したとしても、近年の粘着性の高いトナーに対しては非トナー付着性が十分でなく、用紙を汚染するという問題がある。
このような問題に対処するため、本出願人は少なくとも定着部材に接触または近接する金属板の部位に、シリコーン系粘着剤を介してフッ素樹脂フィルムが貼付されてなることを特徴とする剥離シートを開示した（特許文献２参照）。当該剥離シートは、定着部材と接触または近接する先端部周辺がフッ素樹脂フィルムで覆われているため、優れた非トナー付着性を有していると同時に高い用紙剥離性および高温耐久性を兼ね備えている。

しかしながら、剥離シート先端部において、フッ素樹脂フィルムおよびシリコーン系粘着剤は非常に薄く、その直下に金属薄板があることから、ジャミング等が起因し定着部材が傷付くという懸念がある。また、剥離部材先端部の位置決めの微調整が煩雑になるという問題がある。特に発泡ゴムからなるソフトローラ製定着ローラや、ベルト式定着部材に用いる場合、ニップ部の隙間が非常に小さくなり、剥離部材先端部の位置決めの微調整が困難であるという問題がある。さらには金属の露出部が多く修理等の保守時の取り扱いにおいて高温となる部位が露出するおそれがあった。
特開昭５９−１８８６８１号公報 特開２００１−２３５９５９号公報

本発明は、剥離部材先端部が定着部材に接触しても定着部材を傷付けることがなく、また、剥離部材先端部の位置決め微調整をする必要がないシート状剥離部材の提供を目的とする。

本発明のシート状剥離部材は、電子写真装置の定着部材から用紙を剥離するためのシート状剥離部材であって、該シート状剥離部材は、薄板状芯材の自由端部、および少なくとも一方の平面部にエラストマーと、前記エラストマーの表面にフッ素樹脂フィルムとが形成されてなることを特徴とする。
また、該剥離部材の自由端部の先端において、薄板状芯材の先端部からエラストマー先端部までの幅寸法は、薄板状芯材の平面上のエラストマーの厚み寸法より大きいことを特徴とする。
また、前記フッ素樹脂フィルムは、エラストマーの加硫工程によってエラストマーの表面に形成されたものであることを特徴とする。

本発明のシート状剥離部材は、薄板状芯材の自由端部、および少なくとも一方の平面部にエラストマーと、前記エラストマーの表面にフッ素樹脂フィルムとが形成されてなるので、ジャミングした場合でもエラストマーが緩衝材の役割をし定着ローラ等を傷付けることがない。
また、剥離部材の自由端部の先端において、薄板状芯材の先端部からエラストマー先端部までの幅寸法が薄板状芯材の平面上のエラストマーの厚み寸法より大きいので、剥離部材の先端付近ではエラストマー内に芯材を有さない構造となり、定着部材への傷付き防止性がますます高くなる。
また、前記フッ素樹脂フィルムは、エラストマーの加硫工程によってエラストマーの表面に形成されたものであるため、剥離部材通紙面でのフッ素樹脂フィルム厚さがエラストマー表面から突出することがなく、フラットな通紙面が得られる。さらに先端形状を薄くすることが可能となり、隙間の小さいニップ部であっても、よりニップ部に接近して設置させることが可能となる。

本発明のシート状剥離部材を用いたベルト式定着装置の一例を図１を用いて説明する。図１はベルト式定着装置の概要図である。
ベルト式定着装置は、内部にヒーター７ａを有し、外周が発泡ゴム７ｂで形成された定着ローラ７と、２つの支持ローラ１０、１０との間に張られた加圧ベルト９とからなる。ニップ部１１は加圧パッド８で保持された加圧ベルト９の上から定着ローラ７が押圧することで形成される。未定着トナー１２ａを担持した用紙１２はニップ部１１で加熱加圧され、未定着トナー１２ａの定着が行なわれる。

シート状剥離部材１はニップ部１１の出口付近に配置される。すなわち、シート状剥離部材１の先端辺１ａはニップ部１１を通過した用紙１２を定着ローラ７から剥離できるように定着ローラ７に接触または近接する位置に設けられている。ここで、定着ローラに接触とは、図１に示すように、シート状剥離部材の先端辺１ａが定着ローラの長手方向に対して線接触することをいい、近接するとは、用紙が定着ローラに巻き付くのを防ぐことができる程度に、シート状剥離部材の先端辺１ａが定着ローラに接近配置されていることをいう。

シート状剥離部材の一例を図２により説明する。図２はシート状剥離部材の部分拡大斜視図である。
シート状剥離部材１は、薄板状の芯材２の自由端部、および少なくとも一方の平面部にエラストマー３と、このエラストマーの表面にフッ素樹脂フィルム４とが形成されている。剥離部材１の先端部においてフッ素樹脂フィルム４はエラストマー３に巻き返して貼り付けられている。５は支持部材である。

シート状剥離部材１は、定着ローラまたは加圧ベルトの幅方向長さと略同じ長さの接触幅Ｌを有している。接触幅が大きいことによって、定着ローラまたは加圧ベルトに接触した場合であっても、定着ローラ等に対する単位面積当たりの接触圧力が小さくなりローラ表面の局部的な摩耗が防止できる。なお、定着ローラの幅方向長さと略同じ長さとは、上記効果が得られる程度の長さをいい、具体的には少なくとも定着ローラ等の幅方向長さの半分程度以上であって、定着ローラ等の幅方向長さと同じか僅かに長ければよい。

芯材２は、硬く耐熱性を有する薄板であれば材質を限定する必要はなく、金属板、樹脂板、セラミック板のいずれでもよい。樹脂板を使用する場合、ポリイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の耐熱性樹脂が使用できる。より具体的には、繊維状補強材の配合によって熱変形温度が 180 ℃以上に高められた合成樹脂組成物や、無配合でも熱変形温度が 180 ℃以上有する耐熱性合成樹脂である。なお、熱変形温度とはＡＳＴＭ Ｄ６４８の試験方法に定義されている。
金属板では、例えば、鉄板、ステンレス板、アルミニウム板、銅板等を好適に用いることができる。
薄板状芯材の板厚さは、 35〜500μm の範囲が好ましく、40〜300μm の範囲が最も好ましい。 35μm 未満では剛性を確保できなくなるおそれがあり、 500μm をこえると芯材先端部位置から自由端までの表面形状がスムーズにつながらなくなり、ジャミングの発生原因となるおそれがある。

エラストマー３は、定着ローラ７の熱に耐える耐熱性エラストマーであることが必要であり、フッ素ゴムまたはシリコーンゴムが好ましい。
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン−三フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン三元共重合体、四フッ化エチレン−プロピレンゴム、フッ素系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
シリコーンゴムとしては、ミラブル型シリコーンゴム、常温加硫型シリコーンゴムのいずれも使用できる。
フッ素ゴムおよびシリコーンゴムは公知の方法で充填剤などの配合剤および加硫剤を配合することができ、後述する金型内での一体成形により加硫した後のＪＩＳＡのゴム硬度が２０°〜７０°、好ましくは３０°〜６０°である。ゴム硬度が２０°未満ではシート状剥離部材先端部での剛性が維持できず用紙剥離性が低下し、７０°をこえると一体成形時のゴム注入が困難となる。

エラストマー３の薄板状芯材の平面上の厚さｔは、図２および図３それぞれの場合において、 0.1 〜 0.5mm 、好ましくは 0.15 〜 0.3mm である。 0.1 mm 未満では、均一な厚さを維持することが困難であり、また、 0.5 mm をこえると剥離部材の全厚が厚くなりすぎる。
エラストマー３の薄板状芯材の先端部からエラストマー先端部までの幅寸法Ｍは、薄板状芯材の平面上のゴム材の厚み寸法より大きいことが望ましい。具体的には幅寸法Ｍは、 0.5 mm をこえ 3.0 mm 以下、好ましくは 1.0 〜 2.0 mm である。 0.5 mm 以下では剥離部材の先端Ｒが大きくなり用紙剥離性が低下し、また、 3.0 mm をこえると剥離部材先端部の剛性が維持できない。
エラストマー３の先端形状は、鋭角で最先端部分は所定のＲ形状、例えばＲ 30 〜 70 μm であることが好ましい。また、エラストマー３の先端部の斜面と剥離部材表面とのつなぎ目はスムーズな面でつなぐ必要があり、上述した芯材の厚みが影響する。
エラストマー３は、図２に示すように、芯材２の両面を覆って芯材２より突出する形態でもよく、あるいは、図３に示すように、芯材２の片面より突出する形態でもよい。

フッ素樹脂フィルムとはフッ素樹脂が１００％もしくは主成分のフィルムのことであり、ビレットからのスカイブ品やペースト押出しによるもの、溶融押出しによるもの等が例示され、あらかじめシート状にされたフィルムを指す。本剥離部材に直接、粉体または液体の塗料を塗布したあと焼成することで成膜される塗膜は含まない。
フッ素樹脂フィルム４の材質は、ポリテトラフルオロエチレン重合体（以下、ＰＴＦＥと略称する）、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（以下、ＰＦＡと略称する）、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体（以下、ＦＥＰと略称する）およびテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと略称する）等の公知のフッ素樹脂が使用できる。

フッ素樹脂フィルムの中でも、上記したＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥからなるフィルムはトナーに対する非トナー付着性に優れており、また、耐熱性も十分に有しているので本発明のシート状剥離部材に好適である。なお、フッ素樹脂フィルムをケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボン微粉末を配合したフッ素樹脂から形成することによって、静電気による用紙剥離性の低下を防止することもできる。

フッ素樹脂フィルム４の厚さは 10〜100μm の範囲が好ましく、より好ましい範囲は 20〜80μm である。 10μm 未満の厚さでは、トナー等現像剤との摩擦によって破れが生じるおそれや僅かな摩耗によってゴム材が露出するおそれがある。また、成形工程でしわになりやすく、取り扱いが困難になる。 100μm をこえる厚さになると先端Ｒが大きくなり用紙剥離性が低下する。

シート状剥離部材１は、支持部材５と金属板２とがレーザースポット溶接にて接合されている。６はレーザースポット部を示す。このレーザースポット部６の数は、シート状剥離部材１先端部の波打ち現象を抑えるために、シート状剥離部材１が定着ベルト等に接触または近接する先端辺と平行に複数個設けることが好ましい。

本発明のシート状剥離部材１は、芯材２と、エラストマー３と、フッ素樹脂フィルム４とを金型内で一体成形することにより製造できる。
一体成形の方法としては、例えば、次の２つの方法が挙げられる。
（１）金型のキャビティの内面に沿ってフッ素樹脂フィルム４を、キャビティ内部に芯材２をそれぞれ配置し、型締めを行なった後、未加硫ゴム材をキャビティに注入し、その後金型内で加硫させる一体成形方法。
（２）金型のキャビティの内面に沿ってフッ素樹脂フィルム４を敷き、さらにその上に未加硫ゴム材と芯材２とを配置し、芯材２の自由端より先のフッ素樹脂フィルムと未加硫ゴム材とを芯材２の自由端から折りたたみ型締めを行なった後、その後金型内で未加硫ゴム材を加硫させる一体成形方法。
なお、フッ素樹脂フィルムの貼り付け面にはフッ素除去処理を行なったうえ加硫接着剤を塗布し、芯材の貼り付け面にも加硫接着剤を塗布しておくことは必須である。

本発明のシート状剥離部材は、薄板状芯材の自由端部、および少なくとも一方の平面部にエラストマーと、前記エラストマーの表面にフッ素樹脂フィルムとが形成されてなるので、定着ローラ等の表面を傷付けず、優れた剥離性能を長期間維持でき、耐久性に優れるので、複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置に適用できる。

シート状剥離部材を用いたベルト式定着装置の概要図である。 シート状剥離部材の拡大断面斜視図である。 シート状剥離部材の他の例を示す拡大断面斜視図である。

符号の説明

１ シート状剥離部材
２ 芯材
３ エラストマー
４ フッ素樹脂フィルム
５ 支持部材
６ レーザースポット部
７ 定着ローラ
８ 加圧パッド
９ 加圧ベルト
１０ 支持ローラ
１１ ニップ部
１２ 用紙

Claims (3)

1. 電子写真装置の定着部材から用紙を剥離するためのシート状剥離部材であって、
   該シート状剥離部材は、薄板状芯材の自由端部、および少なくとも一方の平面部にエラストマーと、前記エラストマーの表面にフッ素樹脂フィルムとが形成されてなることを特徴とするシート状剥離部材。
2. 該剥離部材の自由端部の先端において、前記薄板状芯材の先端部から前記エラストマー先端部までの幅寸法は、前記薄板状芯材の平面上の前記エラストマーの厚み寸法より大きいことを特徴とする請求項１記載のシート状剥離部材。
3. 前記フッ素樹脂フィルムは、前記エラストマーの加硫工程によってエラストマーの表面に形成されたものであることを特徴とする請求項２記載のシート状剥離部材。

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