JP3848720B2 - 画像形成装置のシート検知用摺接部品 - Google Patents
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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などの画像形成装置内で搬送されるシートに摺接するシート検知用摺接部品およびその製造方法に関する。
【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等のシートにトナー像として転写し、この像を転写紙等の上に定着装置で定着した後、機外に排出する装置である。
【０００３】
画像形成装置内の定着装置は、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等を通紙し、加熱と押圧によってトナーを転写紙等に溶融し定着させ、その後に転写紙等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に転写紙等のシートの搬送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トナー像を担持する転写紙等のシート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に挟圧された際に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２から剥離されたシート５は、排紙ガイド１０、１１に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】
このように画像形成された後の紙などのシート５は、その搬送状態を機外から観察できず、また種々の原因で装置内に詰まる場合があり、搬送状態にあるシートの位置確認または紙詰まりの検出などの目的で検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品が取りつけられている。
【０００７】
図１および図２に示すシート検知用摺接部品１４は、棒状の一端に直交状に突出する支持軸１５を形成し、他端に湾曲部１６を形成したシート検知用レバーであり、画像形成装置内の軸受（図示せず）に支持軸１５を回転自在に保持させて揺動自在に吊り下げ、湾曲部１６の外側は搬送されるシート５の上面に摺接させて通過するシート５の厚みを検知させ、レバーの傾きが所定範囲を越えた際に検知スイッチ１７を押し、これを動作させるものである。
【０００８】
このようなシート検知用摺接部品１４は、搬送経路の所定位置をシート５が通過したか否かを知る検出手段であると共に、折れ曲がったシートや複数枚重なったシートをレバーの傾きで検出することにより、紙（シート）詰まりを検出することができるものである。
【０００９】
従来のシート検知用摺接部品については、排紙ローラや排紙ガイドと同様に耐熱性や難燃性が求められ、さらに用紙を円滑に接触通過させる摺動性も必要であるからポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）やポリアセタール（ＰＯＭ）等の材料で形成されていた。
【００１０】
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。
【００１１】
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転動体との距離は短くなる傾向がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような画像処理時間の短縮化と装置の小型化の要求を具現化すると、シート検知用摺接部品に、トナーによる汚れと熱による変形、摺接部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問題が新たに生じた。
【００１３】
また、前記のようにシート検知用摺接部品に、トナーによる汚れが堆積し、それが熱によって固まると、シートが摺接部に引っ掛かるようになり、シート（紙）詰まりの原因になる。
【００１４】
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コンパクト化の要請に対応できるように、耐熱性、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検知用摺接部品を提供することである。
【００１５】
【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、画像形成後に搬送されるシートに摺接し、このシートの搬送位置に対応して検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品において、この摺接部品をフルオロカーボン系樹脂を主要成分とする樹脂組成物で形成したのである。
【００１６】
または、画像形成後に搬送されるシートに摺接し、このシートの搬送位置に対応して検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品において、この摺接部品を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で形成したのである。
【００１７】
シート検知用摺接部品をフルオロカーボン系樹脂で形成すると、画像形成後、すなわちトナーが定着したシートに摺接した際にトナーが付着しないシート検知用摺接部品になり、トナーによる汚れが堆積しないので、シート（紙）詰まりし難いシート検知用摺接部品となる。またこのようなシート検知用摺接部品は、フルオロカーボン系樹脂の特性により耐熱性および耐摩耗性をも兼ね備えているので、熱変形や摩耗変形による誤動作がない。
【００１８】
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検知用摺接部品は、繊維補強されていないものに比べて耐摩耗性に優れ熱変形も小さいので、誤動作が極めて少なく、トナーが付着しないものであり、これによって処理速度がより高速化され、よりコンパクト化（小型化）された画像形成装置にも使用可能なシート検知用摺接部品になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
シート検知用摺接部品を、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。
【００２０】
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、ＪＩＳ Ｋ ７２０７）、▲２▼融点、▲３▼熱分解温度、▲４▼溶融粘度、▲５▼数平均分子量、▲６▼硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０、ＪＩＳ Ｋ ７２１５）、▲７▼限界酸素指数（ＡＳＴＭ Ｄ２８６３）、▲８▼燃焼性のＵＬ９４規格をこの順に示した。これらの数値は全て代表値である。
【００２１】
（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〕。
【００２２】
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。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好ましいものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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、上記のＰＴＦＥ以外に以下のものが例示できる。
【００２５】
・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。）。
【００２６】
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、チリ等がシート検知用摺接部品の表面に付着し難くなり、紙詰まりも生じることなく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シート検知用摺接部品となる。
【００２７】
また、耐熱性の評価基準として、例えば熱変形温度（ＪＩＳ Ｋ ７２０７）について説明すると、熱変形温度（ＪＩＳ Ｋ ７２０７、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転動体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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。前記の熱分解温度は、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。
【００３０】
また、ＪＩＳ Ｋ ７２１０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
このようなＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥの溶融粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ３３０７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（ＡＳＴＭ Ｄ３３０７）のものがより好ましい。
【００３５】
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は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検知用摺接部品になる。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。シート検知用摺接部品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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、再生ＰＴＦＥに代えまたはこれと併用して、ＰＴＦＥをγ線照射処理することによって低分子量化したＰＴＦＥ粉末を用いることができる。このようなγ線照射処理がなされた市販の潤滑剤用のＰＴＦＥとしては、喜多村社製：ＫＴＬ６１０などを例示できる。
【００４１】
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検知用摺接部品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。
【００４２】
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。
【００４３】
また、シート検知用摺接部品またはその射出成形金型のキャビティ部において、シート検知用摺接部品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検知用摺接部品の離型性を良くするために、表面形状や表面粗さは小さい方がよい。
【００４４】
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検知用摺接部品の型離れ性が劣ることにもなり、効率的でなく歩留りも低下する。
【００４５】
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、シート検知用摺接部品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大きくなり、非粘着性を向上できると考えられる。
【００４６】
また、シート検知用摺接部品の硬度は、たとえばショア硬さ（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０、〈ＪＩＳ Ｋ ７２１５〉、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が摩耗する原因にもなると考えられ、高すぎると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。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。
【００４７】
画像形成装置のシート検知用摺接部品を形成する樹脂成形体の表面は、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、すなわち補強効果がなく、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ので好ましくない。
【００５０】
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、グラファイト繊維などが挙げられる。
【００５１】
チタン酸カリウムウィスカは、例えばＫ2 Ｏ・６ＴｉＯ2 、Ｋ2 Ｏ・６ＴｉＯ2 ・１／２Ｈ2 Ｏや、Ｋ2 Ｔｉ2 Ｏ5 、Ｋ2 Ｔｉ4 Ｏ9 、Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13、Ｋ2 Ｔｉ8 Ｏ17などのように、一般式Ｋ2 Ｏ・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、種類によっては３．２〜３．３、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。
【００５２】
フラックス法は、１１５０℃で原料（ＴｉＯ2 とＫ2 ＣＯ3 ）とフラックスの混合物を溶融し、それを徐冷してＫ2 Ｔｉ4 Ｏ9 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Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13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。
【００５３】
メルト法は、原料をＫ2 Ｔｉ2 Ｏ5 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Ｋ2 Ｔｉ2 Ｏ5 を１次化合物として合成する。次にこのウィスカをＫ2 Ｔｉ4 Ｏ9 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Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13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、また直径が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。
【００５４】
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９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 または２Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 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。
【００５５】
９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 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。
【００５６】
一方、２Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 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、９Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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し、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検知用摺接部品が得られる。
【００６２】
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、シート検知用摺接部品の回転（支持）軸の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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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転動体の表面は非常に滑らかになり、非粘着性が向上し、シート搬送用転動体の成形品の角部にバリが少なくなる。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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（ＡＳＴＭ Ｄ ２８６３、ＪＩＳ Ｋ ７２０１）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。
【００６９】
画像形成装置のシート検知用摺接部品は、その形状が図１および図２に示されるレバー状のものの他、所要形状のカム、短冊形であって弾性的にシート上面に触れるものその他の周知形状のものを採用できる。要するに、シート検知用摺接部品は、画像形成されたシートに摺接し、この搬送シートの上下方向、搬送の前後方向または左右方向の位置変化に対応して検知スイッチを動作できる形状であればよい。
【００７０】
また、このような画像形成装置のシート検知用摺接部品の体積は、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検知用摺接部品は、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検知用摺接部品は、感光部、現像部、定着部等の排紙部など、その用途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排紙部のシート検知用摺接部品など、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検知用摺接部品として好適である。
【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、ＪＩＳＫ ７２０７）、▲２▼融点、▲３▼熱分解温度、▲４▼溶融粘度、▲５▼数平均分子量、▲６▼硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０、ＪＩＳ Ｋ ７２１５）、▲７▼限界酸素指数（ＡＳＴＭ Ｄ２８６３）、▲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ＰＦＡ Ｐ−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ＦＥＰ Ｈ−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ＣＯＰ Ｃ８８Ａ〔▲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）ポリカーボネート（ＰＣ）
三菱ガス化学社製：ユーピロン Ｓ２０００
（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、圧縮成形し、得られた成形体から図２に示した形状のシート検知用レバーを切削加工によって作成した。
【００７７】
また実施例２〜４、５〜８および比較例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、図２に示した形状のシート検知用レバーを作製した。成形品であるシート検知用レバーは、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。
【００７８】
（１）実機試験
乾式静電複写機の定着装置に試験用の図２に示すシート検知用レバーを図１に示す箇所に装着し、この複写機にＡ４判の複写機用紙５万枚を連続通紙し、５万回の複写を繰り返したあと、シート検知レバーを取り出してその紙との摺接面を観察した。
（ａ）トナーの付着性
シート検知レバー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
シート検知レバー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。
【００７９】
（２）物性試験
（ｃ）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、水による接触角を求めた。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。
（ｄ）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、射出成形はできないが後加工を必要としないものを△印、射出成形ができずに後加工を必要とするものを×で評価した。
（ｅ）難燃性
ＵＬ規格、ＵＬ９４に基づいて評価した。
（ｆ）熱変形性
図３に示す熱変形性試験機を用い、恒温槽内を室温（２０℃）または１２０℃の雰囲気にして、先端荷重を１０ｇｆ、２０ｇｆまたは５０ｇｆにした時のシート検知レバーの変形量を測定した。すなわち、図３に示す試験機は、恒温槽２０の内部に支持軸１５の軸芯から先端までの長さが４０ｍｍで直径３ｍｍの先端が屈曲したレバー状のシート検知用摺接部品１４を入れて、基台上の軸受２１および支点２２で支持し、先端に所定の重り２３を負荷するようにした熱変形性試験機である。このような試験機で熱変形したシート検知用摺接部品１４の変形量を測定するには、恒温槽２０の窓からレーザー照射機２４によってレーザー光を照射し、シート検知用摺接部品１４の先端（自由端）の変位を正確に計測して求めた。
【００８０】
【表１】
【００８１】
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に問題がなく、高温の１２０℃での熱変形が少なく耐熱性に優れており、また難燃性に優れていることに加え、優れた非粘着性によってトナーの付着がないシート検知レバーであった。また、実施例１は成形性以外には問題がなく、シート検知レバーとして充分に使用に耐えるものであった。
【００８２】
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シート検知レバーであり、生産効率に優れていた。
【００８３】
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）に劣っていた。
【００８４】
【発明の効果】
この発明に係る画像形成装置のシート検知用摺接部品は、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検知用摺接部品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
【図２】（ａ）シート検知用摺接部品の側面図
（ｂ）シート検知用摺接部品の正面図
【図３】熱変形性試験機の概略構成を示す説明図
【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 定着入口ガイド
７ 分離爪
８ 排紙コロ
９ 排紙ローラ
１０、１１、１２、１３ 排紙ガイド
１４ シート検知用摺接部品
１５ 支持軸
１６ 湾曲部
１７ 検知スイッチ
２０ 恒温槽
２１ 軸受
２２ 支点
２３ 重り
２４ レーザー照射機
【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などの画像形成装置内で搬送されるシートに摺接するシート検知用摺接部品およびその製造方法に関する。
【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等のシートにトナー像として転写し、この像を転写紙等の上に定着装置で定着した後、機外に排出する装置である。
【０００３】
画像形成装置内の定着装置は、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等を通紙し、加熱と押圧によってトナーを転写紙等に溶融し定着させ、その後に転写紙等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に転写紙等のシートの搬送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トナー像を担持する転写紙等のシート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に挟圧された際に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２から剥離されたシート５は、排紙ガイド１０、１１に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】
このように画像形成された後の紙などのシート５は、その搬送状態を機外から観察できず、また種々の原因で装置内に詰まる場合があり、搬送状態にあるシートの位置確認または紙詰まりの検出などの目的で検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品が取りつけられている。
【０００７】
図１および図２に示すシート検知用摺接部品１４は、棒状の一端に直交状に突出する支持軸１５を形成し、他端に湾曲部１６を形成したシート検知用レバーであり、画像形成装置内の軸受（図示せず）に支持軸１５を回転自在に保持させて揺動自在に吊り下げ、湾曲部１６の外側は搬送されるシート５の上面に摺接させて通過するシート５の厚みを検知させ、レバーの傾きが所定範囲を越えた際に検知スイッチ１７を押し、これを動作させるものである。
【０００８】
このようなシート検知用摺接部品１４は、搬送経路の所定位置をシート５が通過したか否かを知る検出手段であると共に、折れ曲がったシートや複数枚重なったシートをレバーの傾きで検出することにより、紙（シート）詰まりを検出することができるものである。
【０００９】
従来のシート検知用摺接部品については、排紙ローラや排紙ガイドと同様に耐熱性や難燃性が求められ、さらに用紙を円滑に接触通過させる摺動性も必要であるからポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）やポリアセタール（ＰＯＭ）等の材料で形成されていた。
【００１０】
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。
【００１１】
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転動体との距離は短くなる傾向がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような画像処理時間の短縮化と装置の小型化の要求を具現化すると、シート検知用摺接部品に、トナーによる汚れと熱による変形、摺接部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問題が新たに生じた。
【００１３】
また、前記のようにシート検知用摺接部品に、トナーによる汚れが堆積し、それが熱によって固まると、シートが摺接部に引っ掛かるようになり、シート（紙）詰まりの原因になる。
【００１４】
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コンパクト化の要請に対応できるように、耐熱性、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検知用摺接部品を提供することである。
【００１５】
【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、画像形成後に搬送されるシートに摺接し、このシートの搬送位置に対応して検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品において、この摺接部品をフルオロカーボン系樹脂を主要成分とする樹脂組成物で形成したのである。
【００１６】
または、画像形成後に搬送されるシートに摺接し、このシートの搬送位置に対応して検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品において、この摺接部品を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で形成したのである。
【００１７】
シート検知用摺接部品をフルオロカーボン系樹脂で形成すると、画像形成後、すなわちトナーが定着したシートに摺接した際にトナーが付着しないシート検知用摺接部品になり、トナーによる汚れが堆積しないので、シート（紙）詰まりし難いシート検知用摺接部品となる。またこのようなシート検知用摺接部品は、フルオロカーボン系樹脂の特性により耐熱性および耐摩耗性をも兼ね備えているので、熱変形や摩耗変形による誤動作がない。
【００１８】
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検知用摺接部品は、繊維補強されていないものに比べて耐摩耗性に優れ熱変形も小さいので、誤動作が極めて少なく、トナーが付着しないものであり、これによって処理速度がより高速化され、よりコンパクト化（小型化）された画像形成装置にも使用可能なシート検知用摺接部品になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
シート検知用摺接部品を、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。
【００２０】
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、ＪＩＳ Ｋ ７２０７）、▲２▼融点、▲３▼熱分解温度、▲４▼溶融粘度、▲５▼数平均分子量、▲６▼硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０、ＪＩＳ Ｋ ７２１５）、▲７▼限界酸素指数（ＡＳＴＭ Ｄ２８６３）、▲８▼燃焼性のＵＬ９４規格をこの順に示した。これらの数値は全て代表値である。
【００２１】
（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〕。
【００２２】
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。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好ましいものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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、上記のＰＴＦＥ以外に以下のものが例示できる。
【００２５】
・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。）。
【００２６】
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、チリ等がシート検知用摺接部品の表面に付着し難くなり、紙詰まりも生じることなく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シート検知用摺接部品となる。
【００２７】
また、耐熱性の評価基準として、例えば熱変形温度（ＪＩＳ Ｋ ７２０７）について説明すると、熱変形温度（ＪＩＳ Ｋ ７２０７、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転動体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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。前記の熱分解温度は、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。
【００３０】
また、ＪＩＳ Ｋ ７２１０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
このようなＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥの溶融粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ３３０７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（ＡＳＴＭ Ｄ３３０７）のものがより好ましい。
【００３５】
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は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検知用摺接部品になる。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。シート検知用摺接部品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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、再生ＰＴＦＥに代えまたはこれと併用して、ＰＴＦＥをγ線照射処理することによって低分子量化したＰＴＦＥ粉末を用いることができる。このようなγ線照射処理がなされた市販の潤滑剤用のＰＴＦＥとしては、喜多村社製：ＫＴＬ６１０などを例示できる。
【００４１】
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検知用摺接部品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。
【００４２】
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。
【００４３】
また、シート検知用摺接部品またはその射出成形金型のキャビティ部において、シート検知用摺接部品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検知用摺接部品の離型性を良くするために、表面形状や表面粗さは小さい方がよい。
【００４４】
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検知用摺接部品の型離れ性が劣ることにもなり、効率的でなく歩留りも低下する。
【００４５】
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、シート検知用摺接部品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大きくなり、非粘着性を向上できると考えられる。
【００４６】
また、シート検知用摺接部品の硬度は、たとえばショア硬さ（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０、〈ＪＩＳ Ｋ ７２１５〉、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が摩耗する原因にもなると考えられ、高すぎると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。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。
【００４７】
画像形成装置のシート検知用摺接部品を形成する樹脂成形体の表面は、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、すなわち補強効果がなく、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ので好ましくない。
【００５０】
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、グラファイト繊維などが挙げられる。
【００５１】
チタン酸カリウムウィスカは、例えばＫ2 Ｏ・６ＴｉＯ2 、Ｋ2 Ｏ・６ＴｉＯ2 ・１／２Ｈ2 Ｏや、Ｋ2 Ｔｉ2 Ｏ5 、Ｋ2 Ｔｉ4 Ｏ9 、Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13、Ｋ2 Ｔｉ8 Ｏ17などのように、一般式Ｋ2 Ｏ・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、種類によっては３．２〜３．３、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。
【００５２】
フラックス法は、１１５０℃で原料（ＴｉＯ2 とＫ2 ＣＯ3 ）とフラックスの混合物を溶融し、それを徐冷してＫ2 Ｔｉ4 Ｏ9 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Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13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。
【００５３】
メルト法は、原料をＫ2 Ｔｉ2 Ｏ5 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Ｋ2 Ｔｉ2 Ｏ5 を１次化合物として合成する。次にこのウィスカをＫ2 Ｔｉ4 Ｏ9 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Ｋ2 Ｔｉ6 Ｏ13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、また直径が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。
【００５４】
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９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 または２Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 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。
【００５５】
９Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｂ2 Ｏ3 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。
【００５６】
一方、２Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 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、９Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｂ2 Ｏ3 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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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し、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検知用摺接部品が得られる。
【００６２】
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、シート検知用摺接部品の回転（支持）軸の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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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転動体の表面は非常に滑らかになり、非粘着性が向上し、シート搬送用転動体の成形品の角部にバリが少なくなる。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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（ＡＳＴＭ Ｄ ２８６３、ＪＩＳ Ｋ ７２０１）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。
【００６９】
画像形成装置のシート検知用摺接部品は、その形状が図１および図２に示されるレバー状のものの他、所要形状のカム、短冊形であって弾性的にシート上面に触れるものその他の周知形状のものを採用できる。要するに、シート検知用摺接部品は、画像形成されたシートに摺接し、この搬送シートの上下方向、搬送の前後方向または左右方向の位置変化に対応して検知スイッチを動作できる形状であればよい。
【００７０】
また、このような画像形成装置のシート検知用摺接部品の体積は、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検知用摺接部品は、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検知用摺接部品は、感光部、現像部、定着部等の排紙部など、その用途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排紙部のシート検知用摺接部品など、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検知用摺接部品として好適である。
【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、ＪＩＳＫ ７２０７）、▲２▼融点、▲３▼熱分解温度、▲４▼溶融粘度、▲５▼数平均分子量、▲６▼硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０、ＪＩＳ Ｋ ７２１５）、▲７▼限界酸素指数（ＡＳＴＭ Ｄ２８６３）、▲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ＰＦＡ Ｐ−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ＦＥＰ Ｈ−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ＣＯＰ Ｃ８８Ａ〔▲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）ポリカーボネート（ＰＣ）
三菱ガス化学社製：ユーピロン Ｓ２０００
（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、圧縮成形し、得られた成形体から図２に示した形状のシート検知用レバーを切削加工によって作成した。
【００７７】
また実施例２〜４、５〜８および比較例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、図２に示した形状のシート検知用レバーを作製した。成形品であるシート検知用レバーは、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。
【００７８】
（１）実機試験
乾式静電複写機の定着装置に試験用の図２に示すシート検知用レバーを図１に示す箇所に装着し、この複写機にＡ４判の複写機用紙５万枚を連続通紙し、５万回の複写を繰り返したあと、シート検知レバーを取り出してその紙との摺接面を観察した。
（ａ）トナーの付着性
シート検知レバー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
シート検知レバー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。
【００７９】
（２）物性試験
（ｃ）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、水による接触角を求めた。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。
（ｄ）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、射出成形はできないが後加工を必要としないものを△印、射出成形ができずに後加工を必要とするものを×で評価した。
（ｅ）難燃性
ＵＬ規格、ＵＬ９４に基づいて評価した。
（ｆ）熱変形性
図３に示す熱変形性試験機を用い、恒温槽内を室温（２０℃）または１２０℃の雰囲気にして、先端荷重を１０ｇｆ、２０ｇｆまたは５０ｇｆにした時のシート検知レバーの変形量を測定した。すなわち、図３に示す試験機は、恒温槽２０の内部に支持軸１５の軸芯から先端までの長さが４０ｍｍで直径３ｍｍの先端が屈曲したレバー状のシート検知用摺接部品１４を入れて、基台上の軸受２１および支点２２で支持し、先端に所定の重り２３を負荷するようにした熱変形性試験機である。このような試験機で熱変形したシート検知用摺接部品１４の変形量を測定するには、恒温槽２０の窓からレーザー照射機２４によってレーザー光を照射し、シート検知用摺接部品１４の先端（自由端）の変位を正確に計測して求めた。
【００８０】
【表１】
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に問題がなく、高温の１２０℃での熱変形が少なく耐熱性に優れており、また難燃性に優れていることに加え、優れた非粘着性によってトナーの付着がないシート検知レバーであった。また、実施例１は成形性以外には問題がなく、シート検知レバーとして充分に使用に耐えるものであった。
【００８２】
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シート検知レバーであり、生産効率に優れていた。
【００８３】
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）に劣っていた。
【００８４】
【発明の効果】
この発明に係る画像形成装置のシート検知用摺接部品は、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検知用摺接部品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
【図２】（ａ）シート検知用摺接部品の側面図
（ｂ）シート検知用摺接部品の正面図
【図３】熱変形性試験機の概略構成を示す説明図
【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 定着入口ガイド
７ 分離爪
８ 排紙コロ
９ 排紙ローラ
１０、１１、１２、１３ 排紙ガイド
１４ シート検知用摺接部品
１５ 支持軸
１６ 湾曲部
１７ 検知スイッチ
２０ 恒温槽
２１ 軸受
２２ 支点
２３ 重り
２４ レーザー照射機
Claims (6)
- 画像形成後に搬送されるシートに摺接し、このシートの搬送位置に対応して検知スイッチを動作させるシート検知用摺接部品において、この摺接部品を結晶融点２５０℃以上、２８０〜３８０℃における融点粘度を１×１０ 3 〜１×１０ 6 ポイズの範囲の溶融タイプのフルオロカーボン系樹脂６５〜１００重量％を主成分とする樹脂組成物で射出成形して設けたことを特徴とする画像形成装置のシート検知用摺接部品。
- 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に繊維状補強材を添加した樹脂組成物である請求項１記載の画像形成装置のシート検知用摺接部品。
- 前記繊維状補強材が、繊維径０．０５〜８μｍ、繊維長１〜１００μｍの繊維状補強材である請求項２に記載の画像形成装置のシート検知用摺接部品。
- 前記フルオロカーボン系樹脂が、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あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置のシート検知用摺接部品。
- 前記フルオロカーボン系樹脂が、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である請求項１〜３項のいずれか１項に記載の画像形成装置のシート検知用摺接部品。
- 前記フルオロカーボン系樹脂が、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置のシート検知用摺接部品。
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