JP3853301B2 - 画像形成装置のシート搬送用摺接ガイド - Google Patents

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、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、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（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、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。
【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、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。
【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（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Ｋ₂ Ｏ・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、テイスモ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（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。
【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】
また、図２示した摺接ガイドは、シートとの摺接面（円弧面）の表層のみをフルオロカーボン樹脂を主要成分とする樹脂組成物で形成し、他の部分を他の樹脂や金属などで複合成形したものを示した。しかしながら、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。なお、図２中の番号１５は、画像形成装置への取付け穴であり、これにより必要に応じて揺動自在に取付けたり、または揺動しないように固定して取付けてもよい。
【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、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図２に示す形状に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、図２に示す形状の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
【図２】（ａ）シート搬送用摺接ガイドの正面図
（ｂ）シート搬送用摺接ガイドの側面図
【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
１０、１１、１２、１３ シート搬送用摺接ガイド
１４ トナー像
１５ 取付け穴
Ａ 定着装置

Claims (6)

1. 画像形成後に装置内で定着ローラから剥離されて搬送されるシートに摺接し、このシートの平面を案内する円曲面を有すると共に画像形成装置への取り付け穴を有する摺接ガイドを、シートとの摺接面を含めて数平均分子量（Ｍｎ）１×１０⁴〜１×１０⁸、結晶融点２５０℃以上、２８０〜３８０℃における融点粘度が１×１０³〜１×１０⁶ ポイズの範囲の溶融タイプのフルオロカーボン系樹脂を６５〜１００重量％配合した樹脂組成物を溶融混合し、造粒してできたペレットを射出成形機にて射出成形して作製することからなる画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドの製造方法。
2. 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請求項１記載の画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドの製造方法。
3. 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搬送用摺接ガイドの製造方法。
4. 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搬送用摺接ガイドの製造方法。
5. 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のいずれか１項に記載の画像形成装置のシート搬送用摺接ガイドの製造方法。
6. 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搬送用摺接ガイドの製造方法。

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