JP4093711B2

JP4093711B2 - 剥離部材

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Publication number: JP4093711B2
Application number: JP2000275569A
Authority: JP
Inventors: 正明大橋
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: US6908683B2; JP2002091222A; US20020031648A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置に設置される各種ローラから用紙を剥離する剥離部材に関し、特に耐熱性の要求される定着ローラ等の定着部材用の剥離部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やレーザービームプリンタ等の電子写真装置には、感光ドラム上に形成された静電潜像をトナー等の現像剤を用いて用紙上に現像し、その後定着させるために各種のローラが設けられている。現像部には感光ドラムや、乾式電子写真装置を除いて、オイル塗布ローラ等があり、定着部には定着ローラや加圧ローラ等を有している。
従来、感光ドラムや定着ローラ、加圧ローラ等には用紙がローラに巻き付き円滑な動作の妨げになるのを防ぐため分離爪が設けられている。この分離爪は、その先端をローラの外周面に摺接させながら用紙の端をすくい上げることにより、ローラに用紙が巻き付くことを防いでいる。
この分離爪のローラとの接触部の幅は約 1〜10mmであり、 1本のローラに対して 4〜16個配置されている。分離爪はローラに対し局部的に接触しているため、どうしてもローラを部分的に摩耗させてしまい良好な画像が得られなくなる。また、用紙に対しても局部的に接触するため、用紙に転写された現像剤を掻き取りやすく、さらに掻き取った現像剤が分離爪にも付着することによって用紙が汚れやすくなる場合がある等の問題があった。
そのような問題に対して、例えば特開昭５９−１８８６８１にローラに対して線接触できる紙剥離装置が提案されている。
また、片面にフッ素系樹脂が形成された耐熱性プラスチックスシートまたは金属シートを基材として、この基材をフッ素系樹脂形成面を外側にして二つ折りにして積層体を形成した剥離シートが提案されている（特開平１１−１８４３００）。
また、上記金属シート等を基材とする場合、多くは剥離シートと、この剥離シートを支持する支持部材とは接着剤によって接合されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、剥離シートと支持部材とが接着剤により接合されている場合、長時間、高温下での使用や、高温と低温とがくりかえされる温度サイクル下での使用により、剥離シートが接合部から剥がれるという問題が発生する。また、接着剤を均一に塗布するのは難しく、部位において接着力が異なり、部分的に剥がれてしまい、剥離シートが波打ちを生じ、用紙が剥離できない状態となってしまうという問題がある。
【０００４】
一方、上記特開昭５９−１８８６８１に記載の紙剥離装置は、フッ素樹脂等からなる厚さ 0.05mm 以上のプラスチックプレートを金属製ベースプレートに固定支持するものであり、金属製ベースプレートからわずかに突出させたプラスチックプレート先端を定着ローラに線接触させている。このため、プラスチックプレート先端部が塑性変形によってめくれてしまい紙剥離性能が低下するという問題がある。
また、特開平１１−１８４３００に記載の片面にフッ素系樹脂が形成された基材をフッ素系樹脂形成面を外側にして二つ折りにした積層体は、定着ローラ接触断面での湾曲が大きくなるという問題がある。
【０００５】
特に、近年の電子写真装置に採用される現像剤は、発色性を向上させるため、トナーの構成要素の一つであるバインダー樹脂も、透明度の高いポリエステル系に移行しており、ポリエステル系バインダー樹脂をもつトナーは、非常に粘着性が高いため、特開昭５９−１８８６８１に記載の紙剥離装置にあっては、金属製ベースプレートや金属製ベースプレートとプラスチックプレートとの接合部にトナーが付着するという問題がある。また特開平１１−１８４３００に記載の場合、定着ローラとの線接触が困難になり、剥離が困難になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、剥離シートの波打ち現象を抑え、剥離シートと支持部材とを均一に接合するとともに、ローラとの線接触が十分にでき、またその接触部においてローラを傷つけず、優れた紙剥離性能を長期間維持できる剥離部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリエステル系バインダー樹脂を持つトナーを使用する電子写真装置のヒータが内蔵された定着ローラから用紙を剥離するために、一辺を上記ローラに接触させた剥離シートを支持部材に接合してなる剥離部材において、上記支持部材と上記剥離シートとがレーザースポット溶接により接合され、上記剥離シートは、厚さ 50 〜 300 μ m の金属板からなり、定着ローラに接触する部位の角部が丸められており、金属板の表面から定着ローラに接触する端面をとおり裏面までの部位に、厚さ 5 〜 50 μ m のシリコーン系粘着剤を介して厚さ 10 〜 200 μ m のフッ素樹脂フィルムが貼付られていることを特徴とする。
ここで、ローラに接触とは、剥離シートの一辺がローラの軸方向に対して線接触することをいい、近接するとは、用紙がローラに巻き付くのを防ぐことができる程度に、剥離シートの一辺がローラに接近配置されていることをいう。
また、上記レーザースポット溶接におけるレーザースポット部は、上記剥離シートが上記ローラに接触または近接する辺と平行に等間隔で複数個設けることを特徴とする。
また、上記レーザースポット溶接は、ＹＡＧレーザースポット溶接であることを特徴とする。
【０００９】
また、フッ素樹脂フィルムが、ポリテトラフルオロエチレン重合体（以下、ＰＴＦＥと略称する）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦＡと略称する）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰと略称する）およびテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと略称する）から選ばれる少なくとも一つの樹脂フィルムであることを特徴とする。
【００１０】
また、フッ素樹脂フィルムの金属板への貼付面は、表面処理が施されていることを特徴とする。
また、フッ素樹脂フィルムと金属板とを貼付するシリコーン系粘着剤は、ジメチルポリシロキサン生ゴムを含むものであることを特徴とする。
【００１１】
支持部材と剥離シートとをレーザースポット溶接により接合することにより、接合力が熱的に安定するとともに、部位による接合力のばらつきもなく、剥離シートが剥がれたり、波打ちを発生しなくなる。そのことにより、本発明の剥離部材は用紙をスムーズに剥離することができる。
【００１２】
ローラに接触または近接する部位の板厚さを 300μm 以下の金属薄板からなる剥離シートとし、この金属薄板にフッ素樹脂フィルムを貼付することにより、金属薄板先端部が塑性変形によってめくれることがない。また、所定のフッ素樹脂フィルムおよびシリコーン系粘着剤を用い、またエッチング処理などの表面処理を施すことにより、優れた接着性が得られるので耐久性に優れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は剥離部材を用いた定着装置の概要図である。
定着装置は、ヒータ７ａが内蔵され、矢印Ａ方向に回転する定着ローラ７と、、この定着ローラ７に接触して矢印Ｂ方向に回転する加圧ローラ８と、定着ローラ７と加圧ローラ８とが接触して形成されるニップ部９の付近に配置される剥離部材１とから構成される。剥離部材１を構成する剥離シートの先端部分２ａはニップ部９を通過した用紙１０を定着ローラ７から剥離できるように定着ローラ７に接触または近接する位置に設けられている。
【００１４】
剥離部材の一例を図２により説明する。図２は剥離部材を剥離シート側からみた部分拡大斜視図である。
剥離部材１は、支持部材５と剥離シート２とがレーザースポット溶接にて接合されている。６はレーザースポット部を示す。このレーザースポット部６の数は、剥離シート２の波打ち現象を抑えるために、剥離シート２がローラに接触または近接する辺と平行に複数個設けることが好ましく、スポット部６同士の間隔は、レーザースポット溶接が可能となる範囲で狭い方が好ましい。具体的には、接触幅の長さ 300mm程度の剥離シート２の場合、スポット部６同士の間隔は略 10mm 程度が好ましい。
【００１５】
レーザースポット溶接に用いるレーザーとしては、金属同士を溶接したり、加工したりすることのできる固体レーザー、例えばＹＡＧレーザー、ルビーレーザー等が好ましい。特にＹＡＧレーザーが、微小加工に向くため本発明に好適である。ＹＡＧレーザーは、レーザー発振に寄与する活性イオンＮｄ³⁺が添加されたイットリウム・アルミニウム・ガーネットからなる人工結晶を励起させて得られるレーザーである。ＹＡＧレーザー溶接機としてミヤチテクノス（株）製のパルスＹＡＧレーザー溶接機がある。
【００１６】
支持部材５および剥離シート２は、ともにレーザースポット溶接が可能となる金属板で作製することが好ましい。
剥離シート２を構成する金属板の材質としては、鉄、アルミニウム、銅、ステンレス等を用いることができる。また、板厚さは 50〜300μm の範囲が好ましい。 50μm 未満では剥離力を確保するためのローラへの圧接力を与えることができなくなるおそれがあり、 300μm を超えると剥離すべき用紙が剥離シート２の先端に突き当たってしまい、ジャミングの発生原因となるおそれがある。
【００１７】
剥離シート２の先端部分２ａは用紙剥離性能が向上するように、表面に潤滑性被膜を塗布するか、または貼付けることが好ましい。特にフッ素樹脂フィルムを貼付けることが用紙剥離性と高温耐久性に優れるため好ましい。
図３は剥離シート２にフッ素樹脂フィルムを貼付けた剥離部材１の部分拡大斜視図である。
図３に示すように、フッ素樹脂フィルム４は剥離シート２がローラに接触または近接する金属板の部位２ａに、シリコーン系粘着剤３を介して貼付けられている。
また、剥離シート２は、ローラの軸方向長さと略同じ長さの接触幅（Ｌ）を有している。接触幅が大きいことによってローラに対する単位面積当たりの接触圧力が小さくなりローラ表面の局部的な摩耗が防止できる。なお、ローラの軸方向長さと略同じ長さとは、上記効果が得られる程度の長さをいい、具体的には少なくともローラの軸方向長さの半分程度以上であって、ローラの軸方向長さと同じか僅かに長ければよい。
【００１８】
フッ素樹脂フィルム４の厚さは 10〜200μm の範囲が好ましく、より好ましい範囲は 40〜80μm である。 10μm 未満の厚さでは、現像剤との摩擦によって破れが生じるおそれや僅かな摩耗によって金属薄板が露出するおそれがある。また、金属薄板への貼付工程でしわになりやすく、取り扱いが困難になる。 200μm を超える厚さになると用紙剥離性が低下する。
【００１９】
フッ素樹脂フィルム４の材質は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、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の公知のフッ素樹脂からなるフィルムが使用できる。
【００２０】
上記したフッ素樹脂フィルムの中でも、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥからなるフィルムは現像剤に対する非粘着性に優れており、また、耐熱性も十分に有しているので本発明の剥離部材に好適である。なお、フッ素樹脂フィルムをケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボン微粉末を配合したフッ素樹脂から形成することによって、静電気による用紙剥離性の低下を防止することもできる。
【００２１】
フッ素樹脂フィルムは、金属板への貼付面に表面処理を施すことが好ましい。ここで表面処理とは、フッ素樹脂フィルムを後述するシリコーン系粘着剤材を介して金属板に接着する際、接着効果を高める処理である。例えばコロナ放電処理、スパッタエッチング処理、プラズマエッチング処理、金属ナトリウムによるＴＯＳ処理、紫外線照射処理等が挙げられる。
【００２２】
本発明に用いるシリコーン系粘着剤とは、例えばＳｉＯ₂単位と（ＣＨ₃）₃ＳｉＯ単位とからなる共重合体とジオルガノポリシロキサン生ゴムを縮合させて得た粘着剤が挙げられる。このシリコーン系粘着剤を用いることにより、フッ素樹脂フィルムを金属板に強固に接着可能であり、特に重要なことは定着温度に対しても接着効果が維持できる。また粘着剤層を薄くすることができ、粘着剤層によって剥離シートの厚さが剥離機能を損なうほど厚くなることがない。シリコーン系粘着剤層の厚さは 5〜50μm の範囲の厚さであればよく、 5μm より薄いと接着効果が十分に得られず、50μm より厚いと剥離シートの厚さが相対的に厚くなることにより用紙剥離性が低下するため好ましくない。
【００２３】
本発明の剥離部材は、電子写真装置に設置される各種ローラから用紙を剥離するために用いることができる。ローラとしては、特に耐熱性の要求される定着ローラ等に好適に適用できる。
【００２４】
【実施例】
実施例１
厚さ 200μm のステンレス（ＳＵＳ３０４ＣＳＰ）からなる長さ（Ｌ） 300mm、幅 40mm の剥離シートを、厚さ 1mm の同材質からなる長さ 300mm、幅 60mm の金属支持板に、スポット径 0.5mm、スポット間隔 5mm でＹＡＧレーザースポット溶接を行なって剥離部材を得た。得られた剥離部材を、高温 190℃と低温 -20℃の環境下に、 2H ごとに 100回繰返し放置したが、金属支持板から剥離シートは剥がれず、また波打ちも発生しなかった。
【００２５】
実施例２
厚さ 100μm のステンレス（ＳＵＳ３０４ＣＳＰ）からなる金属薄板を接触幅（Ｌ）となる長さ 300mm、幅 40mm にカットして剥離シートとなる金属薄板を準備した。この剥離シートの切断面に生じたバリを丁寧に取り除き、ローラと接触する部位となる角部を曲率半径 R0.01mm〜 R0.03mm程度に丸めた。
この剥離シートを、厚さ 1mm 、長さ 300mm、幅 60mm の金属支持板に、スポット径 0.5mm、スポット間隔 5mm でＹＡＧレーザースポット溶接を行ない剥離部材を得た。
【００２６】
次いで、剥離シートの先端部分にフッ素樹脂フィルムを貼付けた。フッ素樹脂フィルムとしては、厚さ 50μm のＰＴＦＥフィルム（ＮＴＮ精密樹脂社製ベアリーＦＬ３０９０）を準備し、金属薄板に貼り付ける表面に対して金属ナトリウムのアンモニア溶液に浸漬するエッチング処理を行なった。
このフッ素樹脂フィルムのエッチング処理面に、ジメチルポリシロキサン生ゴムを含むシリコーン系粘着剤溶液（信越化学社製ＫＲ１０１）を均一に塗布し 120〜200℃で加熱乾燥した。その後室温まで自然冷却を行ない、約 30μm のシリコーン系粘着剤層を形成した。
【００２７】
フッ素樹脂フィルムを粘着剤層を有する表面を表向きにして皺にならないように平滑な板上に敷き、次に面取りされた剥離シートを石油ベンジンで十分に脱脂した後、フッ素樹脂フィルムの中央部に角部を丸めたローラ接触部を配置した。このローラ接触部を境界としてフィルムを剥離シート表面に貼付けた。
このようにしてローラ接触部および裏表面にフッ素樹脂フィルムをシリコーン系粘着剤を介して接着した剥離シートが接合された剥離部材を得た。なお、剥離シートの全厚さは 230μm である。
【００２８】
この剥離部材を試験用複写機（定着温度 190℃、Ａ４複写速度 57 枚／分）の定着部にセットし、画像比率 30％のラインチャートを原稿とし、Ａ４普通紙を用いて、5,000 枚の連続通紙による複写試験を 30,000 枚まで行なった。5,000 枚毎に試験機を止め、複写済みの用紙を目視によって画像低下の有無を確認した。さらに剥離部材を定着部から取り外し、フッ素樹脂の摩耗、トナー付着の有無および定着ローラの摩耗状況を確認した。
試験の結果、実施例２の剥離部材は 30,000 枚の通紙試験終了まで画像低下がみられず、通紙試験終了後に確認したフッ素樹脂フィルムには損傷はなかった。また剥離シート部分にトナーの付着はなく、さらに定着ローラの摩耗も認められなかった。
【００２９】
比較例１
実施例１で用いた剥離シートと金属支持板とを、シリコンゴム系接着剤である信越化学製ＲＴＶ−ＫＥ１８００ＡＢＣにて相互に接合し、実施例１と同一の評価試験を行なったところ、剥離シートの接合部全体が剥がれてしまった。
【００３０】
比較例２
実施例２と同一の金属薄板を準備して、この金属薄板に厚さ 50μm のＰＴＦＥフィルム（ＮＴＮ精密樹脂社製ベアリーＦＬ３０９０）を、その一端が自由端となるように、金属薄板の一辺から 0.5mmの長さ突出させて固定支持した。
この剥離シートを実施例２で用いた試験用複写機にセットし、実施例２と同一の連続通紙による複写試験を行なった。
試験の結果、比較例２の紙剥離装置は 10,000 枚後の確認で金属薄板にトナーの付着が認められた。ただし複写後の用紙に画像低下が認められなかったため引き続き試験を行なったところ、15,000 枚後にプラスチックプレートの変形および複写後の用紙に画像低下が認められた。このため以降の試験は中止した。
【００３１】
比較例３
フッ素樹脂フィルムをアクリル系粘着剤付きＰＴＦＥフィルム（日東電工社製ニトフロン粘着テープ）に代える以外は実施例２と同一の剥離シートを作製した。
この剥離シートを実施例２で用いた試験用複写機にセットし、実施例２と同一の連続通紙による複写試験を行なった。
試験の結果、比較例３の剥離シートは 5,000 枚通紙まで画像低下が認められなかったが、約 9,000 枚通紙までにジャムが発生した。剥離シートを確認したところフッ素樹脂フィルムが金属薄板から剥がれており、さらに金属薄板とフィルムとの剥がれた隙間にトナーが入り込んでいた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の剥離部材は、支持部材と剥離シートとがレーザースポット溶接により接合されているので、接合力が熱的に安定するとともに、部位による接合力のばらつきがなくなる。その結果、剥離シートが剥がれたり、剥離シートの波打ち現象が発生したりしなくなるので用紙をスムーズに剥離できる。
【００３３】
また、少なくともローラに接触または近接する剥離シートの金属板の部位に、シリコーン系粘着剤を介してフッ素樹脂フィルムが貼付されてなるので、優れた紙剥離性と高温耐久性および非トナー付着性を兼ね備えた剥離部材となる。
【００３４】
また、フッ素樹脂フィルムを所定のフッ素樹脂から選定したので非トナー付着性がより向上する。
【００３５】
フッ素樹脂フィルムの貼付面を、エッチング処理したのでフッ素樹脂フィルムとシリコーン系粘着剤との接着性が向上する。その結果、金属板よりフッ素樹脂フィルムが剥離し難くなる。
【００３６】
シリコーン系粘着剤がジメチルポリシロキサン生ゴムを含むものであるので、フッ素樹脂フィルムを金属薄板に強固に接着可能であり、定着温度などの高温に絶えずさらされてもフッ素樹脂フィルムが剥がれない剥離部材となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】剥離部材を用いた定着装置の概要図である。
【図２】剥離部材を剥離シート側からみた部分拡大斜視図である。
【図３】剥離シートに樹脂フィルムが貼付けられた剥離部材の部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１剥離部材
２剥離シート
３シリコーン系粘着剤
４フッ素樹脂フィルム
５支持部材
６レーザースポット部
７定着ローラ
８加圧ローラ
９ニップ部
１０用紙

Claims

ポリエステル系バインダー樹脂を持つトナーを使用する電子写真装置のヒータが内蔵された定着ローラから用紙を剥離するために、一辺を前記ローラに接触させた剥離シートを支持部材に接合してなる剥離部材において、
前記支持部材と前記剥離シートとがＹＡＧレーザースポット溶接により接合され、前記レーザースポット溶接におけるレーザースポット部は、前記剥離シートが前記ローラに接触する辺と平行に等間隔で複数個設けられ、
前記剥離シートは、厚さ 50 〜 300 μ m の金属板からなり、定着ローラに接触する部位の角部が丸められており、前記金属板の表面から定着ローラに接触する端面をとおり裏面までの部位に、ジメチルポリシロキサン生ゴムを含む厚さ 5 〜 50 μ m のシリコーン系粘着剤を介して厚さ 10 〜 200 μ m の無充填ポリテトラフルオロエチレン重合体のフッ素樹脂フィルムが貼付されてなり、前記フッ素樹脂フィルムの前記金属板への貼付面は、表面処理が施されていることを特徴とする剥離部材。