JP3757020B2

JP3757020B2 - Sliding guide for sheet conveyance of image forming apparatus

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Publication number: JP3757020B2
Application number: JP06113797A
Authority: JP
Inventors: 正明大橋
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JPH10254199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等の画像形成装置内で画像形成され搬送されるシートを案内する画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機やレーザプリンタ等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、電子写真プロセスにより感光体上に形成した像を転写紙にトナー像として転写し、この像を転写紙上に定着装置で定着した後、機外に排出する。
【０００３】
前記定着装置は、ヒータを内蔵する定着ローラと、これに圧接する加圧ローラとからなり、そのニップ部に定着トナー像を担持する転写紙を通紙し、加熱と押圧によってトナーを転写紙に溶融し定着させ、その後に転写紙を排紙コロおよび排紙ローラ等により機外に排出する。
【０００４】
図１は、加熱ローラを有する定着装置の概略構成例を示している。この定着装置Ａは、ヒータ１を内蔵する定着ローラ２に転写紙経路を挟んで従動回転する加圧ローラ３を設けたものである。図外の転写部より搬送ベルト４により搬送されてきた未定着のトナー像１４を担持する転写紙などのシート５は、定着入口ガイド６に案内されて定着ローラ２と加圧ローラ３とのニップ部に挿入され、対のローラ２、３に挟圧された際、トナー像が定着されて送り出される。定着後のシート５は、定着ローラ２のニップ部の下側に接する分離爪７の爪先によって定着ローラ２から剥離される。
【０００５】
定着ローラから剥離された用紙は、排紙ガイド１０、１１に摺動案内されて搬送経路を通った後、回転駆動されている排紙ローラ９と従動回転する排紙コロ８の間を通り、さらに排紙ガイド１２、１３で案内されて機外に排出される。
【０００６】
このようなシート搬送用摺接ガイドには、排紙ローラと同様に耐熱性や難燃性が求められ、さらにシートを円滑に通過させる摺動特性も必要であるから、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）やポリアセタール（ＰＯＭ）等の材料が用いられていた。
【０００７】
ところで、複写機、ファクシミリ（Ｆａｘ）、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の画像形成装置においては、処理時間短縮の要求が高まり、そのために印刷機能を高速化し、定着温度を上昇（２５０℃付近）させることが必要になった。例えば、このように高速化された機器の定着周囲部分の通常の使用雰囲気温度は、２５〜１５０℃であり、瞬間的には５０〜２５０℃に達する場合もある。
【０００８】
さらに画像形成装置本体のコンパクト化も重要な技術的課題であるため、高温の定着部とシート搬送用摺接ガイドとの距離は短くなる傾向がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の処理時間の短縮化と装置の小型化の要求を満たすため、シート搬送用摺接ガイドに、トナーによる汚れ、熱による変形や安全性の確保、摺接面の摩耗という従来の画像形成装置では発生することがなかった新たな問題が生じた。
【００１０】
前記トナーによる摺接ガイドの汚れは、画像の汚れや不鮮明といった画像状態の悪化に直接影響することが多い。
【００１１】
そこで、この発明の課題は上記した問題点を解決し、画像形成装置の処理速度の高速化や装置本体の小型化といった技術的要求に対応できるように、耐熱性、難燃性、耐摩耗性およびトナーの非付着性に優れた画像形成装置のシート搬送用摺接ガイド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、この発明では、画像形成後に装置内で搬送されるシートに摺接し、このシートを案内する摺接ガイドにおいて、この摺接ガイドをフルオロカーボン系樹脂を主成分とする樹脂組成物で形成したのである。
【００１３】
または、前記フルオロカーボン系樹脂を主成分とする樹脂組成物が、フルオロカーボン系樹脂を主成分とし繊維状補強材を添加した樹脂組成物である画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドとしたのである。
【００１４】
または、画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドをフルオロカーボン系樹脂で射出成形により作製したのである。
【００１５】
画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドをフルオロカーボン系樹脂で形成すると、トナーが付着しない鮮明な画像を得ることができる画像形成装置になり、そのシート搬送用摺接ガイドは耐熱性、難燃性をも兼ね備えている。
【００１６】
また、フルオロカーボン系樹脂に繊維状補強材を添加した樹脂組成物からなるシート搬送用摺接ガイドは、耐摩耗性に優れ、熱変形も小さいので、処理速度がより高速化された画像形成装置にも使用可能なシート搬送用摺接ガイドになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
シート搬送用摺接ガイドを、以下のようにしてフルオロカーボン系樹脂で形成した。
フルオロカーボン系樹脂としては、成形性の点で溶融フルオロカーボン系樹脂が好ましく、射出成形可能なフルオロカーボン系樹脂がより好ましい。その中でもＰＦＡ、ＦＥＰおよびＥＴＦＥが特に好ましい。
【００１８】
フルオロカーボン系樹脂の代表例として、下記に列挙したような樹脂が挙げられる。なお、〔〕内には、▲１▼熱変形温度（４．６ｋｇｆ／ｃｍ²の曲げ応力下、ＪＩＳＫ７２０７）、▲２▼融点、▲３▼熱分解温度、▲４▼溶融粘度、▲５▼数平均分子量、▲６▼硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０、ＪＩＳＫ７２１５）、▲７▼限界酸素指数（ＡＳＴＭＤ２８６３）、▲８▼燃焼性のＵＬ９４規格をこの順に示し、数値は全て代表値である。
【００１９】
（１）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、〔▲１▼１２１℃、▲２▼３２７℃、▲３▼約５０８〜５３８℃、▲４▼１０¹¹〜１０¹²ポイズ〈３４０〜３８０℃〉、▲５▼約１０⁶〜１０⁷、▲６▼Ｄ５０〜Ｄ６５、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０相当〕
（２）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（ＰＦＡ）、〔▲１▼７４℃、▲２▼３００〜３１０℃、▲３▼４６４℃以上、▲４▼１０⁴〜１０⁵ポイズ〈３８０℃〉、▲５▼（２〜３）×１０⁵、▲６▼Ｄ６０〜Ｄ６４、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０相当〕
（３）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（ＦＥＰ）、〔▲１▼７２℃、▲２▼２５０〜２８２℃、▲３▼４１９℃以上、▲４▼４×１０⁴〜１０⁵ポイズ〈３８０℃〉、▲５▼（３〜５）×１０⁵、▲６▼Ｄ６０〜Ｄ６５、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０相当〕
（４）テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、〔▲１▼８９〜１０４℃、▲２▼２６０〜２７０℃、▲３▼３４７℃以上、▲４▼１０⁴〜１０⁵ポイズ〈３００℃〉、▲５▼１×１０⁵、▲６▼Ｄ７５、▲７▼３０容量％、▲８▼Ｖ−０相当〕
（５）ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、〔▲１▼１２６℃、▲２▼２１０〜２１２℃、▲３▼３４７〜４１８℃、▲４▼１０⁷ポイズ〈２３０℃〉、▲５▼（１〜５）×１０⁵、▲６▼Ｄ９０、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０相当〕
（６）クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、〔▲１▼１１６℃、▲２▼２４５℃、▲３▼３３０℃以上、▲４▼２×１０³〜１０⁵ポイズ〈２６０〜３１５℃〉、▲５▼（１〜５）×１０⁵、▲６▼Ｄ５５〜Ｄ７５、▲７▼６０容量％、▲８▼Ｖ−０相当〕
（７）ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、〔▲１▼１４９℃、▲２▼１５６〜１７０℃、▲３▼４００〜４７５℃、▲４▼２×１０³〜１０⁵ポイズ〈２１０〜２７０℃〉、▲５▼（３〜８）×１０⁵、▲６▼Ｄ７０〜Ｄ８０、▲７▼４４容量％、▲８▼Ｖ−０相当〕
（８）ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、〔▲２▼１９５〜２０５℃、▲３▼３７２〜４８０℃、▲５▼（２〜５）×１０⁵、▲７▼２３容量％、▲８▼Ｖ−０相当〕
（９）テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ）〔▲３▼４４０℃以上〕。
【００２０】
また、フルオロカーボン系樹脂は、単独重合体ばかりでなく、上記したフルオロカーボン樹脂のモノマーの例えば約１：１０から１０：１の重合量で２種類以上の共重合体や、３元共重合体などのフッ素化ポリオレフィンなどであってもよく、また二種類以上の混合物であってもよく、これらはいずれも固体潤滑剤としての特性を示すものである。これらのなかでもＰＴＦＥは、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、低摩擦係数などの諸特性に優れており特に好ましいものである。
【００２１】
これらのフルオロカーボン系樹脂群は微分熱分解開始温度が比較的高いので好ましい。例えば、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦの分解点は、それぞれ約４９０℃、約３５０℃であり、これらの微分熱分解開始温度は、それぞれ約５５５℃、約４６０℃をも示す。
【００２２】
また、フルオロカーボン系樹脂のなかでもテトラフルオロエチレン系フルオロカーボン樹脂があり、これは上記のＰＴＦＥ以外に以下のものが例示できる。
【００２３】
・テトラフルオロエチレン−パーフルオロ〔アルキル（メチル，エチル，プロピル，ブチル）〕ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）
・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（ＦＥＰ）
・テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロ〔オレフィン（アルキル，プロピル）〕ビニルエーテル三元共重合体（ＥＰＥ）
・エチレン−テトラフルオロエチレン〔交互〕共重合体（ＥＴＦＥ）（ＥＴＦＥには、これに第３成分が含まれているものでもよい。交互性は９０〜１００％のものが安定した物性となって好ましい。）。
【００２４】
テトラフルオロエチレン系フルオロカーボン樹脂は、骨格に（−ＣＦ₂−ＣＦ₂−）（テトラフルオロカーボン）を分子構造中に有するため、Ｃ−Ｆ間の強固な結合により、耐熱性、低摩擦係数に優れる。これらの中でも、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のパーフルオロ系テトラフルオロカーボン樹脂は、骨格である炭素原子の周囲を全てフッ素原子、または微量の酸素原子を介して取り囲まれ、Ｃ−Ｆ間の強固な結合と、炭素骨格の周囲がフッ素で守られるので、耐熱性、低摩擦係数、潤滑性により優れており、また非粘着性、耐薬品性等の諸特性にも優れるので、溶融したトナーやホコリ、チリ等が表面に付着し難くなり、異物の付着による摺動面の摩耗が少なくなることが期待でき、また耐熱性にも優れたシート搬送用摺接ガイドとなる。
【００２５】
また、耐熱性の評価基準として、例えば熱変形温度（ＪＩＳＫ７２０７）について説明すると、熱変形温度（ＪＩＳＫ７２０７、４．６ｋｇｆ／ｃｍ²の曲げ応力）で５０℃以上、好ましくは７０〜２５０℃のフルオロカーボン系樹脂組成物であれば、熱による変形量が少ないので好ましい。なお、本願の発明におけるシート搬送用摺接ガイドのような使用条件では負荷が小さいので、４．６ｋｇｆ／ｃｍ²の曲げ応力条件で判断することは適当である。
【００２６】
フルオロカーボン系樹脂は、耐熱性に優れることからみてもこの発明に用いることは好ましく、その結晶融点の上限値はフッ素と炭素との結合エネルギーや、主鎖の炭素間同士の結合エネルギーの点からみて、最も高いものでも４００℃以下と考えられる。因みに、結晶融点は２５０℃以上の熱特性を示す物性である。
【００２７】
また、フルオロカーボン系樹脂は、その熱分解温度が３００℃以上であるものが好ましく、より好ましくは４００〜５５０℃の熱分解温度のものである。ここでいう熱分解温度は、重量分析等で測定できる温度であり、詳しくは熱分析（ＤＳＣ、示差走査熱量測定、ＤＴＡ、ＴＤＡなど）により、熱天秤法のような熱天秤減量曲線（ＴＧ）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、もしくは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される。
【００２８】
また、ＪＩＳＫ７２１０の測定法により、剪断速度が１０²〜１０⁴（ｓｅｃ^-1）の時に溶融粘度が１０³〜１０⁵ポイズとなるフルオロカーボン系樹脂は、射出成形性に優れているので好ましい。このような射出成形性の点でより好ましいフルオロカーボン系樹脂の溶融粘度は１０⁴〜１０⁵ポイズである。
【００２９】
因みに、ＰＦＡ、ＦＥＰの溶融粘度は、３８０℃でそれぞれ１０⁴〜１０⁵ポイズ、４×１０⁴〜１０⁵ポイズであり、ＥＴＦＥは３００℃で１０⁴〜１０⁵ポイズであり、またＰＴＦＥでは３４０〜３８０℃で１０¹¹〜１０¹²ポイズであり、このような高温下でも１０³〜１０¹²ポイズ程度の粘度特性を有するフルオロカーボン系樹脂であるものは、高粘度特性を有するので、耐熱性が優れており好ましい。
【００３０】
しかし、２８０〜３８０℃での溶融粘度が１０⁷ポイズを越えると、後述の造粒時や射出成形時に溶融成形機などのシリンダーにかかる負荷が大きく、安定した造粒性と射出成形性および寸法精度が期待できなくなり、また耐熱性、成形性および量産性を考慮すると、フルオロカーボン系樹脂の２８０〜３８０℃での溶融粘度は、１０³〜１０⁶ポイズであることが好ましい。
【００３１】
前記したＰＦＡは、パーフルオロアルコキシ側鎖を有する鎖状フッ素樹脂であって、単独重合体であるＰＴＦＥとパーフルオロアルコキシ基を含有する単量体との変性物や、ＰＴＦＥと上記側鎖を与えるコモノマーとを必須成分とする共重合体である。
【００３２】
このようなＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥの溶融粘度は、ＡＳＴＭＤ３３０７の評価方法によりＰＦＡやＦＥＰの場合は３７０〜３８０℃であり、詳しくは３７２±１℃における比溶融粘度で評価され、またＥＴＦＥの場合は２９０〜３００℃における比溶融粘度で評価され、これら射出成形可能なフルオロカーボン樹脂の比溶融粘度は、１×１０³〜１×１０⁶ポイズである。また、これらのメルトフローインデックス（メルトフローレート）は１〜３６ｇ／１０分であるが、好ましくは１〜１８ｇ／１０分であり、射出成形性と耐熱性の両立性からみて３〜１８ｇ／１０分（ＡＳＴＭＤ３３０７）のものがより好ましい。
【００３３】
なお、ＰＦＡが有するアルキル基の炭素数は、１〜１０または１〜４程度であり、アルキル基はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等であってよい。樹脂を構成する一種類以上のアルキル基部分の樹脂中の割合は、０．１〜１０重量％、好ましくは１〜８重量％、より好ましくは３〜６重量％の割合である。ＦＥＰのヘキサフルオロプロピレン部分が８〜１６重量％、好ましくは８〜１０重量％の割合である。このような割合であればＰＦＡ、ＦＥＰとも最適な溶融粘度となり、成形性に優れると共に耐熱性に優れたシート搬送用摺接ガイドになる。耐熱性、非粘着性、溶融粘度等の諸種の特性を総合的に勘案すると、ＰＦＡが有するアルキル基の部分は、主にプロピル基であるものが好ましい。
【００３４】
一方、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦなどの水素含有系フルオロカーボン樹脂は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの比較的可撓性のある樹脂群と比較すると機械的強度が大きく耐摩耗性等に優れるので好ましい。なかでもＥＴＦＥは、ガラス転移点が約１００℃以上という耐熱性があると共に耐衝撃性が良好であり、例えば室温でのノッチ付きアイゾット衝撃試験においても破断しないため、成形体の不用意なクラック発生等が発生しないと考えられる。このようなＥＴＦＥの特性により、熱変形温度、曲げ弾性率および耐摩耗性を向上させるために繊維状補強材を混入した樹脂成形体について、このものの衝撃強度が低下するという繊維状補強材添加による弊害を補うことができる。
【００３５】
ＥＴＦＥにおけるテトラフルオロエチレン部分とエチレン部分の組成比率は、７０：３０から３０：７０の範囲であればよく、好ましくは４０：６０から６０：４０の範囲であればよい。ＥＴＦＥの結晶融点は、テトラフルオロエチレンの含有量が約５０モル％付近で極大になるので、前記比率が４５：５５から５５：４５の範囲のものが耐熱性の点でより好ましいものと考えられる。なお、このような重合体に対して少量の第３成分が含有されているものであってもよい。
【００３６】
ところで、前述したＰＴＦＥを粉末状にしてＰＴＦＥ以外の例えばＥＴＦＥのような水素含有のフルオロカーボン系樹脂に添加する場合は、粒径が７０μｍ以下のＰＴＦＥ粉末やＰＦＡ粉末などのパーフルオロ系でテトラフルオロカーボン系の樹脂粉末が組成の均一化のために好ましく、好ましい粒径は１〜５０μｍより好ましくは３〜３０μｍである。シート搬送用摺接ガイドの機械的特性値を重視する場合には、繊維状のＰＴＦＥ粉末（バージン材のＰＴＦＥ粉末）を用いればよい。
【００３７】
この発明ではバージン材のＰＴＦＥに代えて、再生ＰＴＦＥを使用してより好ましい結果が得られる。再生ＰＴＦＥ粉末は、バージン材を一度焼成した後、粉砕して得られる粉末であり、繊維状になり難い性質を有し、バージン材のＰＴＦＥ粉末を樹脂組成物に添加した場合のように樹脂組成物の溶融粘度を著しく上昇させることがなく、射出成形性を阻害しないものである。また、再生ＰＴＦＥ粉末は、一度焼成されているので、これを混合した樹脂成形品の寸法変化、形状変化またはクラックの発生も起こさずに安定した成形品が得られる添加剤である。再生ＰＴＦＥ粉末の市販品としては、例えば喜多村社製：ＫＴ３００Ｍ、ＫＴ３００Ｈ、ＫＴ４００Ｍ、ＫＴ４００Ｈ、ＫＴＬ６１０などがある。
【００３８】
また、再生ＰＴＦＥに代えまたはこれと併用してＰＴＦＥにγ線照射処理をして低分子量化したＰＴＦＥ粉末を用いることができる。γ線処理した市販の潤滑剤用ＰＴＦＥとしては、喜多村社製のＫＴＬ６１０などを例示できる。
【００３９】
主成分のフルオロカーボン系樹脂に対して、ＰＴＦＥ粉末、再生ＰＴＦＥ粉末、ＰＦＡ粉末、ＦＥＰ粉末のようなパーフルオロ系テトラフルオロエチレンを添加し、非粘着性を向上させ摺動相手材の損傷を回避する場合の配合割合は、全組成物中のパーフルオロ系テトラフルオロエチレンの割合が１〜２５重量％であり、好ましくは２〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％である。このような所定範囲未満ではシート搬送用摺接ガイドの摺動特性が改善されず、また所定範囲を越えて配合すると、成形性が悪くなるという弊害が起こるからである。
【００４０】
フルオロカーボン系樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）は、１×１０⁴〜１×１０⁸が好ましい。なぜなら、数平均分子量が所定範囲より小さいものは、耐摩耗性がなく、所定範囲を越えて大きいものは、射出成形が困難になり効率良く成形し難くなるからである。このような傾向からより好ましい数平均分子量（Ｍｎ）は、１×１０⁵〜１×１０⁷であり、射出成形性を重視すると１×１０⁵〜１×１０⁶である。
【００４１】
また、シート搬送用摺接ガイドまたはその射出成形金型のシート搬送用摺接ガイドのキャビティ部において、シート搬送用摺接ガイドとシートが摩擦する摺動部分は、シートを円滑に接触通過させるため、または射出成形金型からのシート搬送用摺接ガイドの離型性を離型性を良くするために、表面形状や表面粗さは小さいほうがよい。
【００４２】
このような表面形状、粗さおよび形状粗さは例えば、最大粗さ（Ｒｍａｘ）、算術平均粗さ（Ｒａ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）等のＪＩＳで定義された評価法によって測定されるが、その値は例えば算術平均粗さ（Ｒａ）の評価法にて２５μｍ以下であり、１０μｍ以下が好ましく、３．２μｍ以下がより好ましい。なぜなら表面粗さが前記値を越えると、摺動面に傷が多く付くようになり、これは摩耗の原因となると考えられる。また、射出成形金型からシート搬送用摺接ガイドの型離れ性が劣ることにもなり、製造工程が非効率的で歩留りも低下する。
【００４３】
表面形状、粗さの下限値は、射出成形用金型のキャビティ面や支持軸、また、シート搬送用摺接ガイドの精密切削加工時等の効率性も考慮して、０．１μｍ以上、または加工性を考慮すると１μｍ以上であればよい。なお、射出金型や支持軸表面の仕上げ加工などの工程に長時間を要するので、効率的でないことや樹脂材の転移膜の形成に影響される可能性もあるため、摩耗に影響されないような仕様や条件であれば、前記各々の表面形状・粗さは２〜８μｍ程度の範囲としても良いとも考えられる。表面粗さが小さいと水滴の接触角がより大きくなり、非粘着性を向上できると考えられる。
【００４４】
また、シート搬送用摺接ガイドの硬度は、たとえばショア硬さ（ＡＳＴＭＤ２２４０、〈ＪＩＳＫ７２１５〉、デュロメータ硬度計）にてＤ４０〜Ｄ９０、好ましくはＤ５０〜Ｄ８０の硬度であることが好ましい。硬度が低すぎると摺接ガイドの相手部材と接触する部分や、またＯＨＰ用転写部材、転写紙等の接触や摺動により、転写紙が接触する部分の摩耗原因にもなると考えられ、高すぎると摺接ガイドの相手部材と接触する部分や、またＰＰＣ用紙を始めＯＨＰ用転写部材等への損傷性を抑え難くなると考えられる。
【００４５】
このような硬度にするには、必要に応じて有機系充填剤、無機系充填剤などの各種充填剤（りん片状、球状などの粒状や、繊維状などの各種形状）を１〜５０重量％を混合すればよい。なお、ウィスカなどの各種繊維状充填剤については後に詳述する。
【００４６】
画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドを形成する樹脂成形体の表面は、付着する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°以上であれば、この発明において充分な非粘着性を有する樹脂成形体であるとみなされ、より好ましい接触角は９０°以上である。
【００４７】
因みに、接触角の測定方法は、例えばエルマ光学社製のゴニオメータ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らず、他の測定方法であってもよいのは勿論である。
【００４８】
この発明で使用される繊維状補強材は、繊維径０．０５〜８μｍ、繊維長１〜１００μｍのものが好ましく、特に繊維径０．１〜３μｍ、繊維長１〜４０μｍのものが好ましい。なぜなら、繊維径および繊維長が前記所定範囲より小さければフルオロカーボン系樹脂の耐摩耗性を改善することができず、補強効果がなく、前記所定範囲を越えると、前記した表面粗さが所要範囲を越えて大きくなり、角形の端部を精密に形成できなくなるからである。
【００４９】
繊維状補強材具体例としては、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、ホウ酸マグネシウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、酸化チタンウィスカ、炭酸カルシウムウィスカ、硫酸アルミニウムウィスカ、硫酸カルシウムウィスカ、硫酸マグネシウムウィスカ、ケイ酸カルシウムウィスカ、ウォラストナイトウィスカ、窒化ケイ素ウィスカ、炭化ケイ素ウィスカ、アルミナウィスカなど各種のセラミックスウィスカ、酸化ケイ素を主成分とするウィスカ各種の鉱物ウィスカ、火成岩を溶融し加工精製した鉱物ウィスカ、炭素繊維、ガラス繊維、グラファイト繊維が挙げられる。
【００５０】
チタン酸カリウムウィスカは、例えばＫ₂Ｏ・６ＴｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ・６ＴｉＯ₂・１／２Ｈ₂Ｏや、Ｋ₂Ｔｉ₂Ｏ₅、Ｋ₂Ｔｉ₄Ｏ₉、Ｋ₂Ｔｉ₆Ｏ₁₃、Ｋ₂Ｔｉ₈Ｏ₁₇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。これらは真比重が３．０〜３．６であり、種類によっては３．２〜３．３であり、融点１３００〜１４００℃であり、フラックス法やメルト法などによって製造される。
【００５１】
フラックス法は、１１５０℃で原料（ＴｉＯ₂とＫ₂ＣＯ₃）とフラックスの混合物を溶融し、それを徐冷してＫ₂Ｔｉ₄Ｏ₉ウィスカ（１次化合物）を合成する。そして、このウィスカを希酸水溶液または沸騰水で処理して層間のＫの一部を抽出して組成変性し、それを１０００℃で熱処理してトンネル構造を有するＫ₂Ｔｉ₆Ｏ₁₃ウィスカを２次化合物として合成する。ウィスカサイズは、直径が０．１〜０．５μｍ、長さが１〜５０μｍ程度のものが多く、市販品としては大塚化学社製ティスモＮ、ティスモＬ、ティスモＤ等が挙げられる。
【００５２】
メルト法は、原料をＫ₂Ｔｉ₂Ｏ₅に相当化学量論組成比に混合し、１１００℃で溶融し、その融体を急冷固化して針状のＫ₂Ｔｉ₂Ｏ₅を１次化合物として合成する。次にこのウィスカをＫ₂Ｔｉ₄Ｏ₉と同様に組成・構造変換プロセスで処理し、２次化合物としてＫ₂Ｔｉ₆Ｏ₁₃ウィスカを合成する。ウィスカサイズは、フラックス法よりは太いのが特徴であり、直径が１０〜３０μｍ、長さが８０〜５００μｍ程度のもの、または直径が０．５〜２．０μｍ、長さが１０〜５０μｍ程度のものが多く、市販品としてクボタ社製ティーザクスＡ、ティーザクスＢ等が挙げられる。
【００５３】
ホウ酸アルミニウムウィスカについては、これにＳ（イオウ）を添加して白色化したものであってもよいが、化学式９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃または２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃で表わされる白色針状結晶であり、平均繊維径０．０５〜５μｍ、平均繊維長１〜１００μｍのものである。
【００５４】
９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃で表わされるホウ酸アルミニウムウィスカは、真比重２．９３〜２．９５、融点１４００〜１５００℃であり、アルミニウム水酸化物およびアルミニウム無機塩の少なくとも一種と、ホウ素の酸化物、酸素酸およびアルカリ金属塩の少なくとも一種をアルカリ金属の硫酸塩、塩化物および炭酸塩の少なくとも一種からなる溶融剤の存在下９００〜１２００℃に加熱して、反応、育成させることによって製造する。
【００５５】
一方、２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃で表わされるホウ酸アルミニウムウィスカは、真比重２．９２〜２．９４、融点１０００〜１１００℃で、９Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃を製造するのと同じ成分、溶融剤を用いて６００〜１０００℃に加熱して反応、育成することによって製造できる。
【００５６】
これらのホウ酸アルミニウムウィスカをはじめ各種ウィスカの補強効果をさらに向上させるためには、カップリング剤による表面処理をおこなってもよく、その場合のカップリング剤としては、シラン系、シリコン系、チタン系、アルミニウム系、ジルコニウム系、ジルコアルミニウム系、クロム系、ボロン系、リン系、エポキシ系、アミノ酸系、変性シリコーンオイル系などである。
【００５７】
好ましいホウ酸アルミニウムウィスカの市販品としては、四国化成工業社製：アルボレックスＹ、アルボレックスＧなどがあり、その平均繊維径は、０．５〜１μｍ、平均繊維長は１〜３０μｍである。
【００５８】
また、上記以外のウィスカとしては、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、テーパ状になった酸化亜鉛ウィスカ（ＺｎＯ）、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。
【００５９】
因みに、一般的なウィスカ類の平均径は、０．０１〜１０μｍであり、この発明では前述のように平均径０．０５〜８μｍのものが好ましい。さらに、一般的なウィスカ類の平均長さは１μｍ以上であり、平均的には１〜３００μｍであり、５０〜６０ｍｍに達するものもある（アスペクト比は１〜２００）。この発明では、前記した理由によって、繊維長１〜１００μｍのものが好ましい。
【００６０】
そして、上述したウィスカ類をこの発明の繊維状補強材として採用すると、射出成形、および必要に応じて切削成形を行なうことにより、寸法精度がよく、かつ補強され、しかもバリなどの少ないシート搬送用摺接ガイドが得られる。
【００６１】
また、この発明に用いるウィスカ等の繊維状補強材について、シート搬送用摺接ガイドが摺接する相手部材への損傷を考慮すると、モース硬度で１〜１０のものが好ましく、より好ましくは３〜９である。モース硬度が低すぎると補強性を期待できず、高すぎると相手摺動部材の損傷性を抑え難いと考えられる。
【００６２】
なお、モース硬度は、新モース硬度、旧モース硬度のいずれの評価試験基準を採用してもよいが、本願で説明するモース硬度については、旧モース硬度を基準にして評価する。この場合、例えばモース硬度５を１つの臨界点とし、モース硬度５未満のものを硬度の低いものとし、モース硬度５以上のものを硬度の高いものとして評価することもできる。
【００６３】
このような硬度を有するウィスカとしては、チタン酸カリウムウィスカ、炭酸カルシウムウィスカ、ウォラストナイトウィスカ、硫酸マグネシウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカなどがあるが、繊維形状や機械的強度の点でチタン酸カリウムウィスカやホウ酸アルミニウムウィスカが特に好ましい。
【００６４】
なお、樹脂組成物中のチタン酸カリウムウィスカやホウ酸アルミニウムウィスカ等のウィスカは、ペレットの造粒時または成形時に折れて、その平均繊維長さが１０μｍ未満になり、種類によっては１〜５μｍになると考えられる。このような寸法のウィスカは、射出成形時の流動性を阻害することなくシート搬送用摺接ガイドの表面は非常に滑らかになり、非粘着性が向上し、シート搬送用摺接ガイドの成形品の角部にバリが少なくなる。
【００６５】
以上述べたような繊維状補強材の樹脂組成物中の配合割合は、フルオロカーボン系樹脂６５〜１００重量％、繊維状補強材０〜３５重量％、好ましくは２〜２５重量％である。繊維状補強材が３５重量％を越える多量では、フルオロカーボン系樹脂のトナー等に対する非粘着性が損なわれて好ましくないからである。
【００６６】
前述のフルオロカーボン系樹脂の物性値で示した燃焼性についてのＵＬ規格について、以下に説明する。
ＵＬ９４に規定される燃焼性試験法は、水平燃焼性試験９４ＨＢと、垂直燃焼性試験９４Ｖの２つの試験方法があり、一般に難燃性材料には９４Ｖの評価方法が適用され、ＵＬ９４Ｖ−０（以下Ｖ−０と略記する。）は最も厳しい認定規格である。
【００６７】
ここで、難燃性に関する特性として、前述のフルオロカーボン系樹脂の物性値で示した限界酸素指数（ＡＳＴＭＤ２８６３、ＪＩＳＫ７２０１）について以下に説明する。
例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥは、限界酸素指数が９５容量％以上であり、不燃性である。ＥＴＦＥは、限界酸素指数が３０容量％であり、ＰＦＡやＦＥＰ等より自消性に劣るが、限界酸素指数が２７容量％以上、１００容量％以下のものであれば自消性を有するので、燃焼性に関する仕様や条件に応じて使用することもできる。しかし、燃焼性に対する安全性を重視するならば、限界酸素指数は少なくとも５０容量％以上、好ましくは８０〜１００容量％のものが好ましい。
【００６８】
画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドの形状は、図２に示すように、円弧状の縁を有する長方形板の他、球、楕円球、円柱、円板、楕円板などシートの平面を案内するために円曲面を有するか、またはシートの縁を案内するために段または溝が形成されているものなどであってもよい。
【００６９】
摺接ガイドは、シートとの摺接面を含めてフルオロカーボン樹脂を主要成分とする樹脂組成物で一体に成形してもよいのは勿論であり、複数個を並べたような形状に一体成形したものであってもよい。
【００７０】
このような摺接ガイドの体積は、３００００ｍｍ³以下のものが好ましい。所定体積を越える成形体は、「ひけ」が大きくなり、寸法精度を維持し難くなるからである。また、所定体積未満の小型では成形し難いので、より好ましくは１０〜１００００ｍｍ³、さらに好ましくは５０〜５０００ｍｍ³である。
【００７１】
なお、この発明における画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドは、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。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、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、更に直接法、間接法等がある。またこれら静電記録方法等で、油等を塗布する湿式、これに対する乾式等の方式がある。
【００７２】
具体的には、トナー像転写式の湿式静電複写機や乾式静電複写機（ＰＰＣ）、レーザービームプリンター（ＬＢＰ）、液晶シャッタ（ＬＣＤ）プリンター、ファクシミリ用プリンター等、発光ダイオード（ＬＥＤ）、銀塩写真方式によるプリンタ（ＣＲＴ）等のプリンター等の印刷機などといった画像形成装置の全般を指す概念である。
【００７３】
また、この発明でいう画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドは、感光部、現像部、定着部等の排紙部など、画像形成装置内での配置部位を特に限定されるものではない。前記フルオロカーボン系樹脂の優れた耐熱性を適用すれば、感光部、現像部よりも高温で使用される定着部や、主として定着装置から転写紙の搬送方向下流側に用いられるシート搬送用摺接ガイドとして好適である。
【００７４】
【実施例】
この発明の実施例および比較例に使用した原材料を一括して以下に示した。なお、〔〕内には、▲１▼熱変形温度（４．６ｋｇｆ／ｃｍ²の曲げ応力下、ＪＩＳＫ７２０７）、▲２▼融点、▲３▼熱分解温度、▲４▼溶融粘度、▲５▼数平均分子量、▲６▼硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０、ＪＩＳＫ７２１５）、▲７▼限界酸素指数（ＡＳＴＭＤ２８６３）、▲８▼難燃性のＵＬ９４規格をこの順に示し、数値は全て代表値である。
【００７５】
（１）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ−１）
デュポン社製：テフロン７Ｊ〔▲１▼１２１℃、▲２▼３２７℃、▲３▼約５０８〜５３８℃、▲４▼１０¹¹〜１０¹²ポイズ〈３４０〜３８０℃〉、▲５▼約１０⁶〜１０⁷、▲６▼Ｄ５０〜Ｄ６５、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０〕
（２）再生ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ−２）
喜多村社製：ＫＴＬ６１０（平均粒径１０〜２０μｍ）
（３）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（ＰＦＡ）
旭硝子社製：アフロンＰＦＡＰ−６３〔▲１▼７４℃、▲２▼３００〜３１０℃、▲３▼４６４℃以上、▲４▼１０⁴〜１０⁵ポイズ〈３８０℃〉、▲５▼（２〜３）×１０⁵、▲６▼Ｄ６０〜Ｄ６４、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０〕
（４）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（ＦＥＰ）
旭硝子社製：アフロンＦＥＰＨ−３３０Ｂ〔▲１▼７２℃、▲２▼２５０〜２８２℃、▲３▼４１９℃以上、▲４▼４×１０⁴〜１０⁵ポイズ〈３８０℃〉、▲５▼（３〜５）×１０⁵、▲６▼Ｄ６０〜Ｄ６５、▲７▼９５容量％以上、▲８▼Ｖ−０〕
（５）テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）
旭硝子社製：アフロンＣＯＰＣ８８Ａ〔▲１▼８９〜１０４℃、▲２▼２６０〜２７０℃、▲３▼３４７℃以上、▲４▼１０⁴〜１０⁵ポイズ〈３００℃〉、▲５▼１×１０⁵、▲６▼Ｄ７５、▲７▼３０容量％、▲８▼Ｖ−０〕
（６）ホウ酸アルミニウムウィスカ（ウィスカ−１）
四国化成工業社製：アルボレックスＹ（繊維径０．５〜１μｍ、繊維長１０〜３０μｍ、モース硬度７）
（７）チタン酸カリウムウィスカ（ウィスカ−２）
大塚化学社製：ティスモＮ（繊維径０．１〜０．３μｍ、繊維長２０〜３０μｍ、モース硬度４）
（８）ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）
東ソーサスティール社製：ＧＳ４０
（９）ポリアセタール（ＰＯＭ）
ポリプラスチック社製：ジュラコンＡＷ−０１。
【００７６】
〔実施例１〜８、比較例１および２〕
実施例１は、各原料を乾式混合したあと、圧縮成形により予備成形体を形成し、これを金型から外して焼成し、得られた成形体から切削加工等の機械加工により搬送用摺接ガイドを作成した。
【００７７】
また実施例２〜８および比較例１〜２は表１に示す配合割合で原材料を溶融混合し、造粒してできたペレットを射出成形機にて各々の樹脂に適した条件で射出成形し、搬送用摺接ガイドを作製した。
【００７８】
これらの摺接ガイドの物性は、下記に示す試験方法で評価し、それらの結果をまとめて表１に示した。
【００７９】
（１）実機試験
摺接ガイドを、乾式静電複写機の定着装置における最も使用条件が過酷である（高温であり、トナーに対して非粘着性が最も要求される図１中の番号１０）位置に等間隔で８個を並列状に装着し、Ａ４判の複写機用紙３万枚を連続通紙し、３万回の複写を繰り返し、１万枚ごとにシートて画像状態を観察した。
（ａ）トナーの付着性
摺接ガイドにトナーの付着が全く認められなかったものを○印、トナーの付着が認められたものを×印として２段階に評価した。
（ｂ）耐熱性
摺接ガイドに変形が認められなかったものを○印、変形が認められたものを×として２段階に評価した。
（ｃ）耐摩耗性
摺接ガイドのシート（複写紙）との摺接面に摩耗が認められなかったものを○印、摩耗が認められたものを×印として２段階に評価した。
（ｄ）画像状態
複写を３万回繰り返した際に、１万枚ごとにシート（複写紙）の画像状態を観察し、画像が鮮明であるものを○印、不鮮明であるものを×印として２段階に評価した。
【００８０】
（２）物性試験
（ｅ）非粘着性
エルマ光学社製ゴニオメーター式接触角測定機を用いて水滴の接触角を求め、接触角が９０°以上を○印、接触角が９０°未満を×印とする評価を行なった。
（ｆ）成形性
量産に適しているか否かについて、射出成形が可能であるものを○印、射出成形が不可能であるが圧縮成形は可能であり後加工を必要としないものを△印、射出成形が不可能であり圧縮成形では後加工を必要するものを×印で評価した。
（ｇ）難燃性
ＵＬ規格、ＵＬ９４に基づいて評価した。
（ｈ）耐摩耗性
スラスト式摩耗試験機を用い、内径φ１７×外径φ２１×長さ１０ｍｍの円筒試験片で１５０℃、荷重０．５ｋｇｆ、回転数２００ｒｐｍ、相手材ステンレスＳＵＳ３０４、無潤滑の条件で試験を行ない摩耗量（ｍｇ）を調べた。
【００８１】
【表１】

【００８２】
表１の結果からも明らかにように、実施例２〜８は、射出成形が可能で成形性が良好であり、耐熱性、難燃性および摺動面の耐摩耗性にも優れていることに加え、非粘着性に優れていてトナーの付着がなく、鮮明な画像が得られる摺接ガイドであることが判った。また、実施例１は成形性以外の物性や実機性能は優れていた。
【００８３】
また、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥからなる実施例２、３および４は、射出成形法によって製造できるので、低コストで製造できる摺接ガイドであり、複雑な形状にも成形できるので生産性効率に優れていた。
【００８４】
これに対して、比較例１および２は、トナーの付着が認められ、耐熱性、非粘着性（トナーの非付着性）にも劣っていた。
【００８５】
【発明の効果】
この発明に係る画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドは、画像形成装置の処理速度の高速化や装置本体のコンパクト化の要請に対応でき、耐熱性、難燃性、耐摩耗性およびトナーの非付着性に優れた画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドであるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
１ヒータ
２定着ローラ
３加圧ローラ
４搬送ベルト
５シート
６入口ガイド
７分離爪
８排紙コロ
９排紙ローラ
１１、１２、１３シート搬送用摺接ガイド
１４トナー像
Ａ定着装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet conveyance sliding guide for an image forming apparatus for guiding a sheet on which an image is formed and conveyed in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a laser beam printer.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using an electrophotographic process such as an electrophotographic copying machine or a laser printer transfers an image formed on a photosensitive member by an electrophotographic process as a toner image onto a transfer paper, and the image is transferred onto the transfer paper by a fixing device. After fixing, discharge outside the machine.
[0003]
The fixing device includes a fixing roller having a built-in heater and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. A transfer paper carrying a fixing toner image is passed through the nip portion, and the toner is transferred to the transfer paper by heating and pressing. After melting and fixing, the transfer paper is discharged out of the apparatus by a discharge roller and a discharge roller.
[0004]
FIG. 1 shows a schematic configuration example of a fixing device having a heating roller. In this fixing device A, a pressure roller 3 that rotates following a transfer paper path is provided on a fixing roller 2 containing a heater 1. A sheet 5 such as transfer paper carrying an unfixed toner image 14 conveyed by a conveying belt 4 from a transfer unit (not shown) is guided by a fixing inlet guide 6 and is a nip between the fixing roller 2 and the pressure roller 3. The toner image is fixed and sent out when the toner image is inserted between the rollers and pressed between the pair of rollers 2 and 3. The sheet 5 after fixing is peeled off from the fixing roller 2 by the tip of the separation claw 7 that contacts the lower side of the nip portion of the fixing roller 2.
[0005]
The sheet peeled off from the fixing roller is slidably guided by the sheet discharge guides 10 and 11 and passes through the conveyance path, and then passes between the sheet discharge roller 9 that is rotationally driven and the sheet discharge roller 8 that is driven to rotate. Further, the paper is guided by the paper discharge guides 12 and 13 and discharged outside the apparatus.
[0006]
Such a sheet conveyance sliding contact guide is required to have heat resistance and flame retardance like the paper discharge roller, and also to have a sliding characteristic that allows the sheet to pass smoothly. Therefore, polyphenylene sulfide (PPS), Materials such as polyacetal (POM) have been used.
[0007]
By the way, in image forming apparatuses such as copying machines, facsimiles (Fax), and laser beam printers (LBP), there is an increasing demand for shortening the processing time. For this reason, the printing function is increased in speed and the fixing temperature is increased (around 250 ° C.). It became necessary. For example, the normal use atmosphere temperature of the fixing peripheral portion of the apparatus that has been speeded up in this way is 25 to 150 ° C., and may instantaneously reach 50 to 250 ° C.
[0008]
Furthermore, since downsizing of the image forming apparatus main body is also an important technical problem, the distance between the high-temperature fixing unit and the sheet conveyance sliding contact guide tends to be short.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to satisfy the above-mentioned demands for shortening the processing time and downsizing the apparatus, the conventional image of the sheet conveyance sliding contact guide, such as toner contamination, thermal deformation and ensuring safety, and sliding surface wear. A new problem has arisen that did not occur in the forming apparatus.
[0010]
The contamination of the sliding contact guide by the toner often directly affects the deterioration of the image state such as image contamination or unclearness.
[0011]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to meet technical demands such as an increase in the processing speed of the image forming apparatus and a reduction in the size of the apparatus main body, heat resistance, flame resistance, and abrasion resistance. It is another object of the present invention to provide a sheet conveyance sliding guide for an image forming apparatus excellent in toner non-adhesiveness.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the present invention, in a sliding contact guide that slides in contact with a sheet conveyed in the apparatus after image formation and guides the sheet, the sliding contact guide is a resin mainly composed of a fluorocarbon resin. It was formed with a composition.
[0013]
Alternatively, the sheet composition sliding contact guide of the image forming apparatus, in which the resin composition containing the fluorocarbon resin as a main component is a resin composition containing the fluorocarbon resin as a main component and a fibrous reinforcing material added thereto.
[0014]
Alternatively, the sheet conveyance sliding contact guide of the image forming apparatus is made of a fluorocarbon resin by injection molding.
[0015]
When the sheet conveyance sliding contact guide of the image forming apparatus is formed of a fluorocarbon resin, it becomes an image forming apparatus capable of obtaining a clear image to which toner does not adhere. The sheet conveyance sliding guide is heat resistant and flame retardant. Has both.
[0016]
In addition, the sheet conveyance sliding contact guide made of a resin composition in which a fibrous reinforcing material is added to a fluorocarbon resin is excellent in wear resistance and small in thermal deformation. Can also be used as a sliding guide for sheet conveyance.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The sheet conveyance sliding contact guide was formed of a fluorocarbon resin as follows.
The fluorocarbon resin is preferably a molten fluorocarbon resin in terms of moldability, and more preferably an injection moldable fluorocarbon resin. Among these, PFA, FEP and ETFE are particularly preferable.
[0018]
As typical examples of the fluorocarbon-based resin, the following resins are listed. In addition, in [], (1) thermal deformation temperature (4.6 kgf / cm²JIS K 7207), (2) melting point, (3) thermal decomposition temperature, (4) melt viscosity, (5) number average molecular weight, (6) hardness (ASTM D2240, JIS K 7215), (7) ▼ Limiting oxygen index (ASTM D2863), 8) UL94 standards for flammability are shown in this order, and all numerical values are representative values.
[0019]
(1) Polytetrafluoroethylene (PTFE), [(1) 121 ° C., (2) 327 ° C., (3) about 508 to 538 ° C., (4) 10¹¹-10¹²Poise <340-380 ° C>, (5) Approx. 10⁶-10⁷, (6) D50 to D65, (7) 95% by volume or more, (8) Equivalent to V-0]
(2) Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), (1) 74 ° C., (2) 300 to 310 ° C., (3) 464 ° C. or higher, (4) 10^Four-10^FivePoise <380 ° C>, (5) (2-3) x 10^Five(6) D60 to D64, (7) 95% by volume or more, (8) V-0 equivalent)
(3) Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), [(1) 72 ° C., (2) 250-282 ° C., (3) 419 ° C. or higher, (4) 4 × 10^Four-10^FivePoise <380 ° C>, (5) (3-5) × 10^Five(6) D60 to D65, (7) 95% by volume or more, (8) V-0 equivalent)
(4) Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), (1) 89-104 ° C., (2) 260-270 ° C., (3) 347 ° C. or higher, (4) 10^Four-10^FivePoise <300 ° C>, (5) 1 × 10^Five, (6) D75, (7) 30% by volume, (8) V-0 equivalent)
(5) Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), [(1) 126 ° C., (2) 210 to 212 ° C., (3) 347 to 418 ° C., (4) 10⁷Poise <230 ° C>, (5) (1-5) × 10^Five, (6) D90, (7) 95% by volume or more, (8) V-0 equivalent)
(6) Chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), [(1) 116 ° C., (2) 245 ° C., (3) 330 ° C. or higher, (4) 2 × 10^Three-10^FivePoise <260-315 ° C>, (5) (1-5) × 10^Five, (6) D55 to D75, (7) 60% by volume, (8) V-0 equivalent)
(7) Polyvinylidene fluoride (PVDF), [(1) 149 ° C., (2) 156 to 170 ° C., (3) 400 to 475 ° C., (4) 2 × 10^Three-10^FivePoise <210-270 ° C.> (5) (3-8) × 10^Five(6) D70 to D80, (7) 44% by volume, (8) V-0 equivalent)
(8) Polyvinyl fluoride (PVF), [(2) 195 to 205 ° C., (3) 372 to 480 ° C., (5) (2 to 5) × 10^Five(7) 23% by volume, (8) V-0 equivalent)
(9) Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE) [(3) 440 ° C. or higher].
[0020]
In addition, the fluorocarbon-based resin is not only a homopolymer, but also two or more types of copolymers or terpolymers of the above-mentioned fluorocarbon resin monomers at a polymerization amount of about 1:10 to 10: 1, for example. It may be a fluorinated polyolefin or the like, or may be a mixture of two or more types, both of which exhibit characteristics as a solid lubricant. Among these, PTFE is particularly preferable because it is excellent in various properties such as heat resistance, chemical resistance, non-adhesiveness, and low friction coefficient.
[0021]
These fluorocarbon resin groups are preferable because they have a relatively high differential pyrolysis start temperature. For example, the decomposition points of PTFE and PVDF are about 490 ° C. and about 350 ° C., respectively, and their differential thermal decomposition onset temperatures also show about 555 ° C. and about 460 ° C., respectively.
[0022]
Further, among fluorocarbon resins, there are tetrafluoroethylene-based fluorocarbon resins, and the following can be exemplified in addition to the above PTFE.
[0023]
・ Tetrafluoroethylene-perfluoro [alkyl (methyl, ethyl, propyl, butyl)] vinyl ether copolymer (PFA)
・ Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP)
・ Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoro [olefin (alkyl, propyl)] vinyl ether terpolymer (EPE)
・ Ethylene-tetrafluoroethylene [alternate] copolymer (ETFE) (ETFE may contain a third component. Alternation of 90-100% is a stable physical property. preferable.).
[0024]
Tetrafluoroethylene-based fluorocarbon resin has (-CF₂-CF₂Since-) (tetrafluorocarbon) is contained in the molecular structure, it is excellent in heat resistance and low friction coefficient due to the strong bond between C and F. Among these, perfluoro-based tetrafluorocarbon resins such as PTFE, PFA, and FEP are surrounded by all fluorine atoms or a small amount of oxygen atoms around the skeleton carbon atoms, and strong bonds between C and F. Since the periphery of the carbon skeleton is protected by fluorine, it is excellent in heat resistance, low friction coefficient, lubricity, and excellent properties such as non-adhesiveness and chemical resistance, so molten toner and dust, It becomes difficult for dust and the like to adhere to the surface, and it can be expected that wear of the sliding surface due to adhesion of foreign matter is reduced, and it becomes a sliding guide for sheet conveyance having excellent heat resistance.
[0025]
As an evaluation standard for heat resistance, for example, the heat deformation temperature (JIS K 7207) will be described. The heat deformation temperature (JIS K 7207, 4.6 kgf / cm).²(Bending stress) of 50 ° C. or higher, preferably 70 to 250 ° C., because the amount of deformation due to heat is small. Since the load is small under the use conditions such as the sheet conveyance sliding contact guide in the present invention, 4.6 kgf / cm²It is appropriate to judge based on the bending stress condition.
[0026]
The fluorocarbon resin is preferably used in the present invention in view of its excellent heat resistance, and the upper limit of the crystal melting point is from the viewpoint of the bond energy between fluorine and carbon and the bond energy between carbons in the main chain. Even the highest one is considered to be 400 ° C. or lower. Incidentally, the crystalline melting point is a physical property showing thermal characteristics of 250 ° C. or higher.
[0027]
The fluorocarbon-based resin preferably has a thermal decomposition temperature of 300 ° C. or higher, more preferably a thermal decomposition temperature of 400 to 550 ° C. The thermal decomposition temperature here is a temperature that can be measured by gravimetric analysis or the like, and more specifically, by thermal analysis (DSC, differential scanning calorimetry, DTA, TDA, etc.), a thermobalance loss curve (TG) such as a thermobalance method. And a differential thermal analysis curve (DTA). For example, a sample piece of 15 mg is heated in air or nitrogen gas at a heating rate of 10 ° C./min, the temperature at which the sample piece loses 5% by weight, the temperature at which 5 mg weight loss occurs, or for each temperature From this, the temperature corresponding to 50% by weight is obtained, and this can be determined as the 50% weight loss temperature due to thermal decomposition, and is evaluated as the differential thermal decomposition starting temperature.
[0028]
Further, according to the measurement method of JIS K 7210, the shear rate is 10²-10^Four(Sec^-1) At a melt viscosity of 10^Three-10^FiveA fluorocarbon-based resin that is a poise is preferred because of its excellent injection moldability. The melt viscosity of the fluorocarbon resin more preferable in terms of such injection moldability is 10^Four-10^FiveIt is a poise.
[0029]
Incidentally, the melt viscosity of PFA and FEP is 10 at 380 ° C., respectively.^Four-10^FivePoise, 4 × 10^Four-10^FivePoison, ETFE is 10 at 300 ° C.^Four-10^FiveIt is a poise and 10% at 340 to 380 ° C. for PTFE.¹¹-10¹²Poise, 10 even under such high temperatures^Three-10¹²A fluorocarbon resin having a viscosity characteristic of a poise is preferable because it has a high viscosity characteristic and thus has excellent heat resistance.
[0030]
However, the melt viscosity at 280 to 380 ° C. is 10⁷Exceeding the poise, a large load is applied to a cylinder of a melt molding machine or the like at the time of granulation or injection molding, which will be described later, and stable granulation, injection moldability and dimensional accuracy cannot be expected. Considering mass productivity, the melt viscosity at 280 to 380 ° C. of the fluorocarbon resin is 10^Three-10⁶A poise is preferred.
[0031]
The PFA described above is a chain fluororesin having a perfluoroalkoxy side chain, and gives a modified product of PTFE that is a homopolymer and a monomer containing a perfluoroalkoxy group, or PTFE and the above side chain. A copolymer containing a comonomer as an essential component.
[0032]
The melt viscosity of such PFA, FEP, and ETFE is 370 to 380 ° C. in the case of PFA and FEP according to the evaluation method of ASTM D3307, specifically, the specific melt viscosity at 372 ± 1 ° C. is evaluated, and in the case of ETFE Is evaluated by a specific melt viscosity at 290 to 300 ° C. The specific melt viscosity of these injection-moldable fluorocarbon resins is 1 × 10^Three~ 1x10⁶It is a poise. The melt flow index (melt flow rate) is 1 to 36 g / 10 minutes, preferably 1 to 18 g / 10 minutes, and 3 to 18 g / 10 in view of compatibility between injection moldability and heat resistance. Minutes (ASTM D3307) are more preferred.
[0033]
In addition, carbon number of the alkyl group which PFA has is about 1-10, or 1-4, and an alkyl group may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc. The ratio of one or more alkyl group moieties constituting the resin in the resin is 0.1 to 10% by weight, preferably 1 to 8% by weight, more preferably 3 to 6% by weight. The hexafluoropropylene part of FEP is 8 to 16% by weight, preferably 8 to 10% by weight. With such a ratio, both PFA and FEP have optimum melt viscosities, and the sheet conveying sliding contact guide is excellent in moldability and heat resistance. In consideration of various characteristics such as heat resistance, non-adhesiveness, and melt viscosity, it is preferable that the alkyl group portion of PFA is mainly a propyl group.
[0034]
On the other hand, hydrogen-containing fluorocarbon resins such as ETFE, PCTFE, and PVDF are preferable because they have large mechanical strength and excellent abrasion resistance as compared with relatively flexible resin groups such as PTFE, PFA, and FEP. In particular, ETFE has a heat resistance of about 100 ° C. or higher and a good impact resistance. For example, ETFE does not break even in a notched Izod impact test at room temperature, so that inadvertent cracks occur in the molded body. Etc. are not expected to occur. Due to such ETFE characteristics, the resin molded body mixed with a fibrous reinforcing material in order to improve the thermal deformation temperature, the flexural modulus, and the wear resistance is reduced by the addition of the fibrous reinforcing material that reduces the impact strength of the resin molded body. It can make up for evil.
[0035]
The composition ratio of the tetrafluoroethylene portion and the ethylene portion in ETFE may be in the range of 70:30 to 30:70, and preferably in the range of 40:60 to 60:40. Since the crystalline melting point of ETFE becomes maximum when the content of tetrafluoroethylene is about 50 mol%, it is considered that the ratio in the range of 45:55 to 55:45 is more preferable in terms of heat resistance. . A small amount of the third component may be contained in such a polymer.
[0036]
By the way, when PTFE mentioned above is powdered and added to a hydrogen-containing fluorocarbon resin such as ETFE other than PTFE, it is a perfluoro-based tetrafluorocarbon-based PTFE powder or PFA powder having a particle size of 70 μm or less. In order to make the composition uniform, a preferable particle diameter is 1 to 50 μm, more preferably 3 to 30 μm. When importance is attached to the mechanical characteristic value of the sheet conveying sliding contact guide, fibrous PTFE powder (virgin PTFE powder) may be used.
[0037]
In the present invention, more preferable results can be obtained by using regenerated PTFE instead of PTFE of virgin material. Recycled PTFE powder is a powder obtained by firing a virgin material once and then pulverizing it, and has a property that it is difficult to form a fiber. The resin composition is the same as when a virgin PTFE powder is added to a resin composition. It does not significantly increase the melt viscosity of the product and does not hinder the injection moldability. In addition, since the regenerated PTFE powder is baked once, it is an additive that can obtain a stable molded product without causing a dimensional change, shape change, or generation of cracks of a resin molded product mixed therewith. Examples of commercially available recycled PTFE powder include KT300M, KT300H, KT400M, KT400H, and KTL610 manufactured by Kitamura.
[0038]
Further, PTFE powder obtained by subjecting PTFE to γ-ray irradiation treatment to reduce the molecular weight in place of or in combination with regenerated PTFE can be used. Examples of commercially available PTFE for lubricant that has been subjected to γ-ray treatment include KTL610 manufactured by Kitamura.
[0039]
Perfluoro tetrafluoroethylene such as PTFE powder, recycled PTFE powder, PFA powder and FEP powder is added to the main component fluorocarbon resin to improve non-stickiness and avoid damage to the sliding counterpart. In this case, the proportion of perfluoro tetrafluoroethylene in the entire composition is 1 to 25% by weight, preferably 2 to 20% by weight, and more preferably 5 to 15% by weight. This is because the sliding property of the sheet conveying sliding contact guide is not improved when the thickness is less than the predetermined range, and when the content exceeds the predetermined range, the moldability deteriorates.
[0040]
The number average molecular weight (Mn) of the fluorocarbon resin is 1 × 10^Four~ 1x10⁸Is preferred. This is because those having a number average molecular weight smaller than the predetermined range do not have wear resistance, and those having a number average molecular weight larger than the predetermined range are difficult to be efficiently molded because injection molding becomes difficult. From this tendency, the more preferable number average molecular weight (Mn) is 1 × 10.^Five~ 1x10⁷1 × 10 when emphasizing injection moldability^Five~ 1x10⁶It is.
[0041]
Further, in the cavity portion of the sheet conveying sliding contact guide or the sheet conveying sliding contact guide of the injection molding die, the sliding portion where the sheet conveying sliding contact guide and the sheet are rubbed allows the sheet to smoothly pass through. Alternatively, in order to improve the releasability of the sheet conveyance sliding contact guide from the injection mold, the surface shape and the surface roughness should be small.
[0042]
Such surface shape, roughness and shape roughness are measured by an evaluation method defined by JIS such as maximum roughness (Rmax), arithmetic average roughness (Ra), ten-point average roughness (Rz), and the like. However, the value is, for example, 25 μm or less, preferably 10 μm or less, more preferably 3.2 μm or less, according to an arithmetic mean roughness (Ra) evaluation method. This is because if the surface roughness exceeds the above value, the sliding surface is often scratched, which is considered to cause wear. In addition, the releasability of the sliding guide for sheet conveyance from the injection mold is inferior, the manufacturing process is inefficient, and the yield is reduced.
[0043]
The lower limit of the surface shape and roughness is 0.1 μm or more in consideration of the efficiency during precision cutting of the cavity surface and support shaft of the mold for injection molding and the sliding contact guide for sheet conveyance, or In consideration of workability, it may be 1 μm or more. In addition, since it takes a long time to finish the injection mold and the surface of the support shaft, it is not efficient and may be affected by the formation of a transition film of resin material, so it is not affected by wear. If it is a specification and conditions, it is thought that each said surface shape and roughness are good also as the range of about 2-8 micrometers. If the surface roughness is small, the contact angle of water droplets is increased, and it is considered that non-adhesiveness can be improved.
[0044]
Further, the hardness of the sheet conveyance sliding contact guide is preferably D40 to D90, preferably D50 to D80, for example, in Shore hardness (ASTM D2240, <JIS K 7215>, durometer hardness meter). If the hardness is too low, it is considered that it may cause wear on the portion that contacts the mating member of the sliding contact guide, or on the portion that contacts the transfer paper due to contact or sliding of the OHP transfer member, transfer paper, etc. It is considered that it becomes difficult to suppress damage to the contact member of the sliding contact guide and the OHP transfer member including PPC paper.
[0045]
In order to achieve such hardness, 1 to 50 weights of various fillers such as organic fillers and inorganic fillers (particles such as flakes and spheres, and various shapes such as fibers) as necessary. % May be mixed. Various fibrous fillers such as whiskers will be described in detail later.
[0046]
The non-adhesiveness of the surface of the resin molded body forming the sheet conveyance sliding contact guide of the image forming apparatus can be determined by measuring the contact angle of water droplets adhering thereto. For example, if the contact angle of water droplets is 80 ° or more, it is regarded as a resin molded article having sufficient non-adhesiveness in the present invention, and a more preferable contact angle is 90 ° or more.
[0047]
Incidentally, the contact angle is measured by using, for example, a goniometer type contact angle tester manufactured by Elma Optical Co., Ltd., and a drop of 0.01 to 0.1 ml, preferably 0.05 ml of water drop at normal temperature and pressure. A typical method is to drop the sample onto the surface of the test piece and measure the contact angle for 1 minute (30 seconds and 1 minute) immediately after the dropping, but not limited to such a measurement method. Of course, there may be.
[0048]
The fibrous reinforcing material used in the present invention preferably has a fiber diameter of 0.05 to 8 μm and a fiber length of 1 to 100 μm, particularly preferably a fiber diameter of 0.1 to 3 μm and a fiber length of 1 to 40 μm. This is because if the fiber diameter and the fiber length are smaller than the predetermined range, the abrasion resistance of the fluorocarbon-based resin cannot be improved, and there is no reinforcing effect. This is because it becomes larger and the square end cannot be precisely formed.
[0049]
Specific examples of the fibrous reinforcing material include potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, magnesium borate whisker, zinc oxide whisker, titanium oxide whisker, calcium carbonate whisker, aluminum sulfate whisker, calcium sulfate whisker, magnesium sulfate whisker, and silicic acid. Calcium whisker, Wollastonite whisker, Silicon nitride whisker, Silicon carbide whisker, Alumina whisker, etc. Ceramic whisker, Whisker various mineral whisker based on silicon oxide, Mineral whisker made by melting and processing igneous rock Examples thereof include glass fiber and graphite fiber.
[0050]
Potassium titanate whiskers are, for example, K₂O · 6TiO₂, K₂O · 6TiO₂・ 1 / 2H₂O or K₂Ti₂O_Five, K₂Ti_FourO₉, K₂Ti₆O₁₃, K₂Ti₈O₁₇The general formula K₂O · nTiO₂And potassium titanate whisker represented by (n is an integer of 1 or more or an even number of 2 or more). These have a true specific gravity of 3.0 to 3.6, 3.2 to 3.3 depending on the type, a melting point of 1300 to 1400 ° C., and are produced by a flux method or a melt method.
[0051]
The flux method uses a raw material (TiO 2 at 1150 ° C.₂And K₂CO_Three) And flux mixture, and slowly cool it to K₂Ti_FourO₉A whisker (primary compound) is synthesized. Then, this whisker is treated with a dilute acid aqueous solution or boiling water to extract a part of K between the layers, and the composition is modified, and it is heat-treated at 1000 ° C. to have a tunnel structure.₂Ti₆O₁₃Whisker is synthesized as a secondary compound. Many whisker sizes have a diameter of about 0.1 to 0.5 μm and a length of about 1 to 50 μm, and commercially available products include Tismo N, Tismo L, Tismo D, etc. manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.
[0052]
Melt method uses K as raw material₂Ti₂O_FiveIs mixed at an equivalent stoichiometric composition ratio and melted at 1100 ° C., and the melt is rapidly cooled and solidified to form needle-like K₂Ti₂O_FiveIs synthesized as a primary compound. Next, this whisker₂Ti_FourO₉And processed as a secondary compound by the composition / structure conversion process.₂Ti₆O₁₃Synthesize whiskers. The whisker size is characterized by being thicker than the flux method, and has a diameter of 10 to 30 μm and a length of about 80 to 500 μm, or a diameter of 0.5 to 2.0 μm and a length of about 10 to 50 μm. There are many things, and KUBOTA's tea sax A, tea sax B, etc. are mentioned as a commercial item.
[0053]
The aluminum borate whisker may be whitened by adding S (sulfur) to the aluminum borate whisker.₂O_Three・ 2B₂O_ThreeOr 2Al₂O_Three・ B₂O_ThreeThe white needle crystal is represented by the formula (1) and has an average fiber diameter of 0.05 to 5 μm and an average fiber length of 1 to 100 μm.
[0054]
9Al₂O_Three・ 2B₂O_ThreeThe aluminum borate whisker represented by the formula has a true specific gravity of 2.93 to 2.95, a melting point of 1400 to 1500 ° C., at least one of aluminum hydroxide and aluminum inorganic salt, boron oxide, oxygen acid and alkali metal It is produced by heating and reacting at least one kind of salt at 900 to 1200 ° C. in the presence of a melting agent comprising at least one kind of alkali metal sulfate, chloride and carbonate.
[0055]
On the other hand, 2Al₂O_Three・ B₂O_ThreeThe aluminum borate whisker represented by the formula has a true specific gravity of 2.92 to 2.94, a melting point of 1000 to 1100 ° C., 9Al₂O_Three・ B₂O_ThreeCan be produced by heating and reacting at 600 to 1000 ° C. using the same components and melting agent as in the production.
[0056]
In order to further improve the reinforcing effect of these aluminum borate whiskers and various whiskers, surface treatment with a coupling agent may be performed. In this case, the coupling agent may be a silane, silicon, or titanium system. Aluminum, zirconium, zircoaluminum, chromium, boron, phosphorus, epoxy, amino acid, modified silicone oil, and the like.
[0057]
Preferable commercial products of aluminum borate whiskers include Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: Arborex Y, Arborex G, and the like. The average fiber diameter is 0.5 to 1 μm, and the average fiber length is 1 to 30 μm.
[0058]
In addition, whiskers other than the above include yellow or gray tetrapots containing impurities such as Pb and Cd, or zinc oxide whisker (ZnO) in which these are bent into a cone or taper, rutile white needles TiO-like general crystal₂The titanium oxide whisker represented by can also be used in the present invention.
[0059]
Incidentally, the average diameter of general whiskers is 0.01 to 10 μm, and in the present invention, the average diameter is preferably 0.05 to 8 μm as described above. Furthermore, the average length of general whiskers is 1 μm or more, and is 1 to 300 μm on average, and some of them reach 50 to 60 mm (the aspect ratio is 1 to 200). In the present invention, those having a fiber length of 1 to 100 μm are preferable for the reason described above.
[0060]
When the above-described whiskers are employed as the fibrous reinforcing material of the present invention, injection molding, and cutting molding as necessary, the dimensional accuracy is improved and the sheet is transported with less burrs. A sliding contact guide is obtained.
[0061]
Further, the fibrous reinforcing material such as whisker used in the present invention is preferably 1 to 10 in terms of Mohs hardness, more preferably 3 to 9 in consideration of damage to the mating member to which the sheet conveying sliding contact guide comes into sliding contact. It is. If the Mohs hardness is too low, the reinforcing property cannot be expected, and if the Mohs hardness is too high, it is considered difficult to suppress the damage property of the mating sliding member.
[0062]
As the Mohs hardness, either the new Mohs hardness or the old Mohs hardness evaluation test standard may be adopted, but the Mohs hardness described in the present application is evaluated based on the old Mohs hardness. In this case, for example, a Mohs hardness of 5 can be regarded as one critical point, a Mohs hardness of less than 5 can be evaluated as a low hardness, and a Mohs hardness of 5 or higher can be evaluated as a high hardness.
[0063]
Whisker having such hardness includes potassium titanate whisker, calcium carbonate whisker, wollastonite whisker, magnesium sulfate whisker, aluminum borate whisker, etc., but potassium titanate whisker in terms of fiber shape and mechanical strength. And aluminum borate whiskers are particularly preferred.
[0064]
In addition, whiskers such as potassium titanate whisker and aluminum borate whisker in the resin composition are broken at the time of granulation or molding of the pellet, the average fiber length is less than 10 μm, and depending on the type, it is 1 to 5 μm. It is considered to be. Whisker with such dimensions makes the surface of the sliding contact guide for sheet conveyance very smooth without impairing the fluidity during injection molding, and improves the non-adhesiveness. There are fewer burrs at the corners.
[0065]
The blending ratio of the fibrous reinforcing material as described above in the resin composition is 65 to 100% by weight of the fluorocarbon resin, 0 to 35% by weight of the fibrous reinforcing material, and preferably 2 to 25% by weight. This is because if the amount of the fibrous reinforcing material exceeds 35% by weight, the non-adhesiveness of the fluorocarbon resin to the toner or the like is impaired, which is not preferable.
[0066]
The UL standard for the combustibility indicated by the physical property values of the fluorocarbon resin will be described below.
There are two flammability test methods stipulated in UL94, a horizontal flammability test 94HB and a vertical flammability test 94V. Generally, a 94V evaluation method is applied to flame retardant materials, and UL94V-0 ( (Hereinafter abbreviated as V-0) is the strictest certification standard.
[0067]
Here, the critical oxygen index (ASTM D 2863, JIS K 7201) indicated by the physical property values of the above-mentioned fluorocarbon-based resin will be described below as characteristics relating to flame retardancy.
For example, PTFE, PFA, FEP, and PCTFE have a limiting oxygen index of 95% by volume or more and are nonflammable. ETFE has a limiting oxygen index of 30% by volume and is inferior to self-extinguishing properties such as PFA and FEP, but has a self-extinguishing property if the limiting oxygen index is 27% by volume or more and 100% by volume or less. It can also be used according to specifications and conditions relating to flammability. However, if importance is placed on the safety against combustibility, the critical oxygen index is preferably at least 50% by volume, preferably 80-100% by volume.
[0068]
As shown in FIG. 2, the shape of the sheet conveying sliding guide of the image forming apparatus guides the plane of the sheet such as a sphere, an elliptical sphere, a cylinder, a circular plate, an elliptical plate in addition to a rectangular plate having an arcuate edge. For example, it may have a circular curved surface, or may have a step or a groove formed to guide the edge of the sheet.
[0069]
SlidingThe contact guide may be integrally formed with a resin composition containing a fluorocarbon resin as a main component including the sliding contact surface with the sheet, and is integrally formed into a shape in which a plurality of contact guides are arranged. May be.
[0070]
The volume of such a sliding contact guide is 30000 mm^ThreeThe following are preferred. This is because a molded product exceeding a predetermined volume has a large “sink mark” and it is difficult to maintain dimensional accuracy. Further, since it is difficult to mold with a small size less than a predetermined volume, more preferably 10 to 10000 mm.^ThreeMore preferably, 50 to 5000 mm^ThreeIt is.
[0071]
The sheet conveying sliding contact guide of the image forming apparatus according to the present invention forms a recording pattern on a medium such as a photosensitive member by an electric signal given from the outside, and the electric quantity pattern formed on the medium is formed. Of course, the present invention can also be applied to a printer that employs various methods for converting into a visible pattern. Examples of such a printer system include an electrophotographic system, an inkjet system, a thermal system, an optical printer system, and an electronic recording system. The types of electrophotography described above include the Carlson method, light / charge injection method, photopolarization method, photovoltaic method, charge transfer method, electroelectrophotography, electrostatic latent image photography, photoelectrophoresis, thermophoresis, The plastic method can be mentioned. Examples of the optical printer include a laser printer, an LED (light emitting diode) printer, a liquid crystal shutter printer, and a CRT printer. Further, examples of the electronic recording method include an electrostatic recording method, an energization recording method, an electrolytic recording method, and a discharge recording method, and further include a direct method and an indirect method. In addition, these electrostatic recording methods and the like include a wet method in which oil or the like is applied and a dry method for this.
[0072]
Specifically, a toner image transfer type wet electrostatic copying machine, a dry electrostatic copying machine (PPC), a laser beam printer (LBP), a liquid crystal shutter (LCD) printer, a facsimile printer, a light emitting diode (LED), This is a concept indicating the whole of an image forming apparatus such as a printer such as a printer such as a silver halide photographic printer (CRT).
[0073]
Further, the sheet conveyance sliding guide of the image forming apparatus referred to in the present invention is not particularly limited in the location in the image forming apparatus such as a paper discharge unit such as a photosensitive unit, a developing unit, and a fixing unit. If the excellent heat resistance of the fluorocarbon resin is applied, a fixing unit used at a higher temperature than the photosensitive unit and the developing unit, and a sheet conveyance sliding guide mainly used on the downstream side in the conveyance direction of the transfer paper from the fixing device. It is suitable as.
[0074]
【Example】
The raw materials used in Examples and Comparative Examples of the present invention are collectively shown below. In addition, in [], (1) thermal deformation temperature (4.6 kgf / cm²JISK 7207), (2) melting point, (3) thermal decomposition temperature, (4) melt viscosity, (5) number average molecular weight, (6) hardness (ASTM D2240, JIS K 7215), (7) Limit oxygen index (ASTM D2863), (8) UL94 standards of flame retardancy are shown in this order, and all numerical values are representative values.
[0075]
(1) Polytetrafluoroethylene (PTFE-1)
DuPont: Teflon 7J (1) 121 ° C, (2) 327 ° C, (3) about 508-538 ° C, (4) 10¹¹-10¹²Poise <340-380 ° C>, (5) Approx. 10⁶-10⁷, (6) D50 to D65, (7) 95% by volume or more, (8) V-0]
(2) Regenerated polytetrafluoroethylene (PTFE-2)
Kitamura Co., Ltd .: KTL610 (average particle size 10-20 μm)
(3) Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA)
Asahi Glass Co., Ltd .: Aflon PFA P-63 [(1) 74 ° C., (2) 300-310 ° C., (3) 464 ° C. or higher, (4) 10^Four-10^FivePoise <380 ° C>, (5) (2-3) x 10^Five, (6) D60 to D64, (7) 95% by volume or more, (8) V-0]
(4) Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP)
Asahi Glass Co., Ltd .: Aflon FEP H-330B [1] 72 ° C., (2) 250-282 ° C., (3) 419 ° C. or higher, (4) 4 × 10^Four-10^FivePoise <380 ° C>, (5) (3-5) × 10^Five, (6) D60 to D65, (7) 95% by volume or more, (8) V-0]
(5) Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE)
Asahi Glass Co., Ltd .: Aflon COP C88A [(1) 89-104 ° C., (2) 260-270 ° C., (3) 347 ° C. or higher, (4) 10^Four-10^FivePoise <300 ° C>, (5) 1 × 10^Five, (6) D75, (7) 30% by volume, (8) V-0]
(6) Aluminum borate whisker (whisker-1)
Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: Arborex Y (fiber diameter 0.5-1 μm, fiber length 10-30 μm, Mohs hardness 7)
(7) Potassium titanate whisker (whisker-2)
Otsuka Chemical Co., Ltd .: Tismo N (fiber diameter 0.1 to 0.3 μm, fiber length 20 to 30 μm, Mohs hardness 4)
(8) Polyphenylene sulfide (PPS)
Tosoh Steel Co., Ltd .: GS40
(9) Polyacetal (POM)
Made by Polyplastics: Duracon AW-01.
[0076]
[Examples 1-8, Comparative Examples 1 and 2]
In Example 1, each raw material was dry-mixed, then a preform was formed by compression molding, and this was removed from the mold and fired.Cut outA sliding contact guide for conveyance was created by machining such as machining.
[0077]
In Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 and 2, the raw materials were melted and mixed at the blending ratios shown in Table 1, and the granulated pellets were injection molded under conditions suitable for each resin using an injection molding machine., CarryingA sliding contact guide for feeding was prepared.
[0078]
The physical properties of these sliding guides were evaluated by the following test methods, and the results are summarized in Table 1.
[0079]
(1) Actual machine test
The sliding contact guides are equally spaced at positions where the use conditions are the harshest in the fixing device of the dry electrostatic copying machine (number 10 in FIG. 1 where high temperature and non-adhesiveness are most required for toner). Eight pieces were mounted in parallel, and 30,000 sheets of A4 size copier paper were continuously passed through. The copying was repeated 30,000 times, and the image state was observed for every 10,000 sheets.
(A) Toner adhesion
Evaluation was made on a two-point scale, where a toner contact on the sliding contact guide was not recognized at all, and a toner contact was confirmed as an X mark.
(B) Heat resistance
Evaluation was made in two stages, with ○ showing that no deformation was observed in the sliding contact guide and x showing that deformation was observed.
(C) Abrasion resistance
The sliding contact surface of the sliding guide with the sheet (copy paper) was evaluated in two stages, with the mark showing no wear and the mark showing wear being marked with x.
(D) Image state
When copying was repeated 30,000 times, the image state of the sheet (copy paper) was observed every 10,000 sheets and evaluated in two stages, with a clear image indicating a circle and an unclear image indicating a mark. .
[0080]
(2) Physical property test
(E) Non-adhesive
The contact angle of water droplets was determined using a goniometer-type contact angle measuring machine manufactured by Elma Optical Co., Ltd., and evaluation was performed with a contact angle of 90 ° or more as “◯” and a contact angle of less than 90 ° as “x”.
(F) Formability
As to whether it is suitable for mass production, ○ mark indicates that injection molding is possible, △ mark indicates that injection molding is impossible but compression molding is possible and no post-processing is required, and injection molding is not possible In compression molding, those that require post-processing were evaluated with x marks.
(G) Flame retardancy
Evaluation was performed based on UL standards and UL94.
(H) Abrasion resistance
Using a thrust type wear tester, a cylindrical specimen with an inner diameter of φ17 x outer diameter of φ21 x length of 10 mm was tested under conditions of 150 ° C, load 0.5 kgf, rotation speed 200 rpm, mating material stainless steel SUS304, and no lubrication. (Mg) was examined.
[0081]
[Table 1]

[0082]
As is clear from the results in Table 1, Examples 2 to 8 can be injection-molded, have good moldability, and have excellent heat resistance, flame retardancy, and sliding surface wear resistance. In addition, it was found to be a sliding contact guide that is excellent in non-adhesiveness, has no toner adhesion, and provides a clear image. Further, Example 1 was excellent in physical properties other than moldability and actual machine performance.
[0083]
In addition, Examples 2, 3 and 4 made of PFA, FEP, and ETFE can be manufactured by an injection molding method, so that they are slidable contact guides that can be manufactured at a low cost, and can be molded into complicated shapes, so that they are excellent in productivity. It was.
[0084]
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, toner adhesion was observed, and heat resistance and non-adhesiveness (toner non-adhesiveness) were inferior.
[0085]
【The invention's effect】
The sliding contact guide for sheet conveyance of the image forming apparatus according to the present invention can meet the demands for speeding up the processing speed of the image forming apparatus and downsizing of the apparatus main body, heat resistance, flame resistance, abrasion resistance, and toner. There is an advantage that it is a sliding guide for sheet conveyance of an image forming apparatus excellent in non-adhesiveness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device.
[Explanation of symbols]
1 Heater
2 Fixing roller
3 Pressure roller
4 Conveyor belt
5 sheets
6 Entrance guide
7 Separating nails
8 Discharge roller
9 Paper discharge roller
11, 12, 13 Sliding contact guide for sheet conveyance
14 Toner image
A Fixing device

Claims

In a sliding contact guide having a circular curved surface that guides the plane of the sheet in sliding contact with the sheet peeled off from the fixing roller in the apparatus after image formation, the sliding contact guide includes a sliding contact surface with the sheet. Number average molecular weight (Mn) 1 × 10 ⁴ to 1 × 10 ⁸ , crystal melting point 250 ° C. or higher, melting point viscosity at 280 to 380 ° C. is 1 × 10 ³ ~ 1 × 10 ⁶ Sheet conveying sliding guide of the image forming apparatus, characterized in that are integrally molded by leaving morphism a resin composition melt-type fluorocarbon resin was blended 65 to 100 wt% of the poise.

The sliding contact guide for sheet conveyance of an image forming apparatus according to claim 1, wherein the resin composition containing a fluorocarbon resin as a main component is a resin composition containing a fluorocarbon resin as a main component and a fibrous reinforcing material added.

The sheet conveying sliding contact guide according to claim 2, wherein the fibrous reinforcing material is a fibrous reinforcing material having a fiber diameter of 0.05 to 8 μm and a fiber length of 1 to 100 μm.

4. The sheet conveyance sliding contact guide for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the fluorocarbon-based resin is a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. 5.

The sheet conveyance sliding contact guide for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the fluorocarbon-based resin is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer.

The sheet conveyance sliding contact guide for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the fluorocarbon-based resin is a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer.