JPS62157074A - 複写機用分離爪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は複写機用分離爪ｆこ関するものである。

〔従来の技術〕

社会の情報化に伴って急速な進歩発展をした乾式複写機
は、原稿の文字、図形等ｔこ対応してドラムの表面りこ
形成された静電荷潜像をトナー像に変換した後、このト
ナー像を給紙カセットから供給されてくる紙面に転写し
、さらＥこ転写されたトナー像を紙面に定着させるため
に、加熱された定着ローラによって表面を加熱加圧し、
トナー像と低繊維とを融着させて両者が容易１こ離れな
いよう）こする機構を有するものである。しかし、この
ような装置のたとえば最終の定着工程（こおいて、定着
ローラによって加熱加圧された紙がローラ表面に密着し
たまま回転し、紙詰まりの原因となる危険がきわめて多
く、そのために定着ローラの表面に先端を押し付けた分
離爪を使ってローラに密着している紙の縁を持ち上げて
円滑に剥離させることが肝要である。したがって、分離
爪は先端部が変形しないような耐熱性を必要とすること
は当然であるが、それと同時；こ先端の曲率半径（以下
これを先端にと略称する）を小さく（たとえばＱ、　ｌ
　ｍｍ以下、好ましくはｏ、　０５　ｍｍ以下）したり
、分離爪に潤滑性を持たすたりして、定着紙を定着ロー
ラ側に送ってしまう分離不良（以下この現象を単に分離
不良と呼ぶ）または分離爪部での紙詰まり（以下これを
単ｌこ紙詰まりと呼ぶ）を防ぐことが大切である。さら
に、定着ローラの表面が１７０〜２７０℃に上昇するた
め、紙ζこ付着したトナーが分離爪ｆこ融着し、この量
が増加するとこの融着トナーによって紙詰まりが起きた
り、紙に付着したトナーを掻き取るために定着紙面のト
ナ一定着部分ｉこ白い筋（以下これを爪跡と呼ぶ）が入
ることもしばしばあるので、これを避けるために分離爪
はトナーに対して非粘着性のものでなければならない。

このような分離爪の具備すべき条件を満たすためＩこ、
従来ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアリーレンサ
ルファイド、芳香族ポリエーテルケトン、芳香族ポリサ
ルホン、芳香族ポリエーテルイミド、芳香族ポリアミド
、芳香族ポリエステル等の樹脂またはこれら樹脂に四フ
ッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂もしくはグラファイト
その他の固体潤滑剤を混入したもの、ざら（こは実公昭
５４−１８９２１号公報、特開昭５７−１１１５６９号
公報などに示されているように、上記のような樹脂の表
面に四フッ化エチレン等のフッ素樹脂を被覆して潤滑比
および非粘着性を向上させたものなどが実用化されて来
た。しかし、たとえフッ素樹脂または固体潤滑剤などを
混入したものであっても潤滑性、非粘着性共に不充分で
あって、紙詰まり、爪跡の問題を起こし、また表面にフ
ッ素樹脂をｆ＆覆した分離爪であっても、期待する潤滑
性も非粘着性も共（こ不充分であり、長期の連続使用も
しくはトナーの種類によっては、紙詰まり、爪跡の問題
が前記の場合と同様に起こる。一般に分離爪先端のフッ
素樹脂被覆膜の膜厚は潤滑性、非粘着性の効力を発揮す
るためには平均３０μｍ、少なくとも１０μｍ以上は必
要であるから、折角小さい値ｌこ成形された分離爪の先
端Ｒも被覆することによって大きくなって、分離不良、
紙詰まりなどが起こりやすくなる。したがって、分離爪
の先端Ｋが被覆膜の膜厚によって大きくなることを避け
るため分離爪の成形時（こ先端Ｋを膜厚分を考慮して／
、Ｉ八さくするという対策が採られることもあるが、こ
のような処置では当然先端部が熱変形を受けやすくなり
、使用可能温度が低下するばかりではなく、樹脂製の分
離爪本体とフッ素樹脂とは通常強固ｌこ結合しているわ
けではないので、被覆膜の界面剥離も起こりやすい。ま
た、フッ素樹脂を被覆するには、通常極性溶媒に分散さ
せたフッ素樹脂をスプレーによって２０〜４０μｍ程度
に塗布する方法が採用されているが、分離爪の周囲に飛
沫が飛散して、製品歩留りは低下し、コストが非常（こ
高くなるということもあって、多くの問題がある。なお
、シリコーン油の薄膜を、たとえばディッピング法等に
よって分離爪の表面に形成させて潤滑性および非粘着性
とを発現させようとする試みもあるが、短時間で表面か
ら離脱するため浸れた効果を長期Ｉこわたって維持する
ことは不可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の技術ｔこ基づく分離爪の先端被覆には
潤滑特性、非粘着性、密着強度および薄膜形成能のすべ
ての点で優れているものはなく、熱変形を始めとし分離
不良、紙詰まり、爪跡などの好ましくない現象がしばし
ば起こるという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の間届点を解決するために、この発明ｔこおいては
耐熱性樹脂製分離爪の少なくとも先端部の表面層を、炭
素数２〜２０のポリフルオロアルキル基を有し、かつ前
記分離爪の母材樹脂との親ｍ性が大きい極性基を有する
フッ素系化合物１こよって被覆するという手段を採用し
たのである。以下その詳細を述べる。

まず、この発明における耐熱性樹脂とは、１５０℃以上
の雰囲気下で、その機械的強度が定着紙分離爪材として
連続使用可能な、たとえば米国アコモ社の登録商標名で
あるＴＯＲＬＯＮ　　として市販されている芳香族ポリ
アミドイミド樹脂、米国デュポン社の登録商標名である
ＶＥＳＰＥＬ−ＳＰとして市販されているポリイミド樹
脂、米国フィリップス社の登録商標名であるＲＹＴＯＮ
として市販されているポリフェニレンサルファイド樹脂
、英国アイ・シー・アイ社の登録商標名であるＵｄｅｌ
−ＰＥＥＫとして市販されているポリエーテルエーテル
ケトン樹脂またはＵｄｅｌ　−ＰＥＳとして市販されて
いるポリエーテルサルホン樹脂、米国ゼネラル・エレク
トリック社の登録商標名であるＵＬＴＥＭ−とじて市販
されているポリエーテルイミド樹脂および米国カーポラ
ンダム社の登録商標名であるＥＫＯＮＯＬとして市販さ
れている芳香族ポリエステル樹脂等の合成樹脂などをさ
す。

つぎ（こ、この発明（こおいて使用するフッ素系化合物
は炭素数２〜２０のポリフルオロアルキル基、たとえば
、 ＣＦ２Ｃ１（ＣＦ２）１□−など および極性基、たとえば、 −ＮＧＯ，−ＯＨ，−５Ｈ，−ＣＯＯＨ，−５０３Ｈ。

−５Ｏ２Ｆ、　−ＣＯＦ　　　　　　　などを有する化
合物であって、パーフルオロアルキル基が潤滑閂や非粘
着性の向上に、また極性基が耐熱性樹脂とフッ素系化合
物との密着性向上ｌこ役立つ。ここで、上記の極性基が
分子の末端ｔこ位置しているフッ素系化合物が密着性り
こ優れて好ましく、また、これら極性基はフッ素系化合
物１分子中に１個もしくは２個以上（異種のものであっ
てもよい）を同時ｔこ存在してもよい、、なお、−ＮＣ
Ｏ基を有するフッ素系化合物と一〇Ｈ基を有するフッ素
系化合物とを併用すれば耐熱性樹脂とフッ素系化合物と
の密着性が一層改善されることから、異種の極性基を有
する異種のフッ素化合物を併用することも可能である。

このようなフッ素系化合物の具体例はつぎのとおりであ
り、これらを単独もしくは適宜組み合わせて用いること
ができる。すなわち、 ＣＦ　Ｏ（ＣＦ　０）ＣＯＦ、Ｃ６Ｆ、３ＣＯＯＨ。

ＣＦ　　ＣＨ０ＣＯＣＨ２ＳＨ。

Ｃ３Ｆ１゜Ｃ２Ｈ４０Ｈ１Ｃ８Ｆ１□Ｃ２Ｈ４５Ｈ１Ｎ
ＣＯ Ｃ１ｏＦ２□ＣＯＮ■（ｃ２Ｈ４ｏＨなどであり、さら
に極性基が水酸基であるフッ素系化合物と各種のポリフ
ルオロアルキル基を含有しないインシアナートとを併用
する方法を採用してもよい。

複写機分離爪シこ潤滑性および非粘着性を付与するため
のフッ素化合物の薄膜を形成するには、上記フッ素化合
物そのままでは粘度が高過ぎるので、有機溶媒に溶解ま
たは分散させて、たとえばスプレー法、ディッピング法
などの適当な方法で処理すればよいが、処理液の浪費が
非常に少ないことからディッピング法が好ましい。なお
、有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンな
どのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸インアミ
ルなどのエステル類、ジエチルエーテル、ジオキサンな
どのエーテル類、メチルクロロホルム、トリクロロエチ
レン、テトラクロロエチレン、テトララクロロジフルオ
ロエタン、１，１．２−トリクロロ−１，２，２−１１
フルオロエタン（フロン１１３）などのハロゲン化炭化
水素類の１種または２種以上の混合物などを挙げること
ができる。そしてこれら有機溶媒に溶解させたフッ素系
化合物の濃度は特ｔこ限定するものではないが、コスト
的には０．３〜１０重量％程度が好ましく、特に効果的
な薄膜を得ようとするときは０．５〜３重量％程度が好
ましい。さらに薄膜形成後乾燥し、軟質の布やティッシ
ュペーパー等で表面を磨き、わずかに曇っていた表面状
態を光沢のあるものとするが、このような操作は過剰な
フッ素系化合物を除去する上で有効である。このように
して分離爪表面１こ形成されたフッ素系化合物の被膜は
非常に薄いためｆこ、その膜厚を測定することは困難で
ある。この発明に適用されるフッ素系化合物の単分子層
は４０オングストロ一ム程度と考えられるので、この被
膜はそれに近い膜厚で、厚くても１μｍ以下であると推
定される。厚過ぎる膜は過剰のフッ素系化合物を含み、
その結果分離爪母材樹脂との結合に関与していない遊離
反応性基を多く有すること、Ｅなるため、この発明の複
写機用分離爪（こ要求される潤滑性および非粘着性に悪
影響を及ぼすのである。

分離爪母材樹脂に上記の方法、すなわち、フッ素系化合
物を適当な濃度で有機溶媒ｌこ溶解または分散させ、デ
ィッピング法等の適当な処理方法で被膜を形成させ、有
機溶媒を除去するため（こたとえば熱風（５０℃付近）
乾燥炉などで乾燥する。

このような乾燥後または乾燥を兼ねてさらに高い温度で
処理しても当然よいし、またフッ素系化合物の極性基と
分離爪母材樹脂との親和性を高める方策を考えることが
好ましい。たとえば芳香族ポリアミドイミド樹脂である
米国アモコ社のＴＯＲＬＯＮを射出成形することにより
分離爪の形状にした母材の表面に、フッ素系化合物溶液
をディッピング法で塗布し、２５０〜２７０℃の高温（
すなわち母材樹脂およびフッ素系化合物が熱変形や熱分
解を起こさない程度の高い温度）で適当時間熱処理する
というようなやり方である。

〔実施例〕

以下実施例および比較例を示すが、原材料の配合割合は
すべて重量％である。

実施例１〜３： グラファイト１０％、ポリエーテルイミド樹脂（米国ゼ
ネラル・エレクトリック社製；　ＵＬＴＥＭｌｏｏｏ）
３０％および芳香族ポリアミドイミド樹脂（米国アモコ
社製：　ＴＯＲＬＯＮ　４０００Ｔ）５　Ｑ％をヘンシ
ェルミキサーで混合後、二軸溶釉押出機を用いて混練後
押出し、押出されたストランドをカットしてペレットと
した。得られたペレットを射出成形し、分離爪の形状を
した成形品および摩擦試験用の試験片を作製した。また
フッ素系化合物としてつぎの３種類を選び、実施例１〜
３のそれぞれに、フッ素系化合物１．５％のフロン１１
３溶液を調製し、この溶液に前記成形品および試験片を
浸漬し、浸漬後取出して２６０℃、２４時間乾燥および
熱処理を行なった。

フッ素系化合物： 実施例１においてはＣ３Ｆ１７０ＣＯＮＨ（ＣＨ２）６
ＮＧＯなお、得られた成形品および試験片について潤滑
性、非粘着性および分離爪材としての機能性などの評価
を行なった。各評価の方法はつぎのとおりである。得ら
れた結果は第１表にまとめた。

（１）潤滑性ニ スラスト型摩擦試験機を使用して、荷重１ｋｇ／ｃｍ”
　、速度１ｃｍ／秒の条件で軸受鋼（ＳＵＪ２）を相手
ｌこ試験した。

（２）非粘着性： 分離爪を試験片として、エルマ光学社製ゴニオメータ式
接触角試験機を用いて、水と酢酸に対する接触角を求め
た。

（３）分離爪材としての機能性： シャープ社製乾式複写機Ｚ−６０型を用い、同型の分離
爪と同一形状の試験片を定位置に取り付け、Ａ４判の複
写用紙５万枚を連続通第　　　１　　　表 からの紙の分離不良（紙詰まり）発生時までの複写回数
、爪跡によるトナー画像汚染発生の有無、分離爪へのト
ナーの付着量〔付着していないまたは微量付着している
（◎印）、している（△印）、多量に付着している（Ｘ
印）の４段階〕で評価した。また、通紙試験後１こ分離
爪ｌこ付着したトナーをエチルアルコールでふき取った
後、水および酢酸に対する接触角を測定した。

比較例１： 分離爪の表面にフッ素系化合物の被覆膜を設けなかった
こと以外は実施例１〜３と全く同じ方法で試強片を作製
し、同様の測定を行なった。得られた結果を第１表（こ
併記した。第１表から明らかなようｌこ、実施例１〜３
の分離爪は潤滑性および非粘着性は共に非常に優れてお
り、複写機の実用的機能も充分満足できる結果であって
、通紙試験後の接触角も試験前と同様の大きい値を示し
て、比較例１の接触角とは大きな差があった。これは実
施例１〜３の分離爪表面には比較例１の場合とは全く相
違して、試験後においてもフッ素系化合物の被膜が厳然
と存在し、その被膜の良好な密着強度および耐摩耗性を
示している。

実施例４〜９： 耐熱性樹脂として、実施例４においては芳香族ポリアミ
ドイミド樹脂〔米国アモコ社製ＴＯＲＬＯＮ４２０３Ｌ
（二酸化チタン３％、四フッ化エチレン樹脂０．５％混
入〕〕、実施例５においては芳香族ポリ芳香族ポリアミ
ド樹脂〔米国アモコ社製ＴＯＲＬＯＮ　４３０１　（グ
ラファイト１２％、四フッ化エチレン樹脂３％混入）〕
、実施例６１こおいてはポリフェニレンサルファイド樹
脂〔旭硝子社製ＲＥ　１０１　ＪＡ）、実施例７１こお
いてはポリフェニレンサルファイド樹脂〔同社製ＰＦＧ
１５３０　ＪＡ（四フッ化エチレン樹脂１５％、ガラス
繊維３０％混入）〕、実施例８においては芳香族ポリエ
ーテルケトン樹脂〔英国アイ・シー・アイ社製ＰＥＥＫ
−ｉｓｏｐｉこチタン酸カリウムボイスカー（大板化学
社製テイスモＤ１０１を７：３に溶融ブレンド〕、実施
例９においては芳香族ポリイミド樹脂〔米国デュポン社
製ＶＥＳＰＥＬ−５ＰＩ　）　　をそれぞれ用いたこと
、成形方法は各樹脂の熱的性質の上から実施例４〜８は
実施例１と同様に射出成形し、実施例４および５は得ら
れた成形品をざらｆこ２６０℃、２４時間熱処理したこ
と、また実施例９は試験片を丸棒から削り出したこと、
そして成形品に実施例１と同じフッ素系化合物を塗布し
た後熱処理を５０℃の熱風乾燥炉で行なったこと以外は
すべで実施例１と同様の操作を行なって表面ｔこフッ素
系化合物を被覆した分離爪を作製し、実施例１〜３と同
様の測定を行なった。得られた結果を第２表１こまとめ
た。第２表から明らかなようｌこ、実施例４〜９におけ
る分離爪も実施例１〜３におけるものと同様に、潤滑性
、非粘着性、実用的機能のいずれも非常（こ良好であり
、さらｆこ通紙後の接触角の値を見ても被覆の密着強度
、耐摩耗性ともに満足できるものであった。

比較例２〜８： 耐熱性樹脂として、比較例２．３および８においては実
施例４と同じ芳香族ポリアミド樹脂〔米国アモコ社製Ｔ
ＯＲＬＯＮ　４２０３Ｌ　〕、比較例４　Ｉｃおいては
芳香族ポリアミドイミド樹脂〔米国アモコ社製ＴＯＲＬ
ＯＮ　４３４７　（グラファイト１２％、四フッ化エチ
レン樹脂８％混入）〕、比較例５に第　　　２　　　表 おいては実施例６と同じポリフェニレンサルファイド樹
脂［旭硝子社製ＲＥ　１０１　ＪＡ］　、比較例６１こ
おいては実施例７と同じポリフェニレンサルファイド樹
脂〔同社ＷＲＦＧ　１５３０　ＪＡ）　、比較例７にお
いては実施例８と同じ芳香族ポリエーテルケトン樹脂〔
英国アイ・シー・アイ社製ＰＥＥＫ−１５０Ｐにチタン
酸カリウムホイスカー（火爆化学社製ティモスＤＩＯＩ
Ａを７：３に溶融ブレンド〕をそれぞれ用い、これら樹
脂を実施例１と同様ｆこ射出成形し、比較例２．３．４
および８においては成形後２６０℃、２４時間熱処理を
行ない、さらに比較例３および５はフッ素樹脂含有樹脂
エナメル〔ダイキン工業社製ポリフロンタフコートエナ
メルＴＣ７１０５ＧＮおよびＴＣ７４０９ＢＫ〕を吸上
げ式スプレーガンで膜厚３０μｍ程度まで均−Ｉこ被覆
し、これを１００℃、３０分乾燥し、さらｆこ比較例３
１こついては２５０℃、３０分間、比較例５１こついて
は１８０℃、３０分間熱処理した。また比較例８におい
ては熱処理後、極性基を含有しないポリフルオロアルキ
ルエーテル重合体〔伊国モンテヂソン社製ＦＯＭＢＬＩ
Ｎ　−Ｚ　２５　（２０℃の粘度２５０　Ｃ３ｔ）をフ
ロン１１３Ｉこ１．５％濃度ｔこなるよう溶解した液に
分離爪を浸漬した後取出して乾燥（５０℃）した。これ
らの試験片を用いて実施例１と同じ試験を行ない、得ら
れた結果を第３表ｆこまとめた。第３表から明らかなよ
うに、第３表 分離爪表面に被覆を形成しない比較例２．４．６および
７における爪は潤滑性、非粘着性ともに不良であり、実
用的機能も良い結果は得られなかった。また分離爪表面
に被覆が形成された比較例３および５も、３０μｍの厚
膜（こよる先端にの増大ｌこより、また被膜の潤滑性お
よび非粘着性が充分でないために分離不良を起こしたり
、爪跡が入ったり、トナー付着量が増加している。さら
ｆこ極性基を有しないポリフルオロアルキルエーテル重
合体による薄膜を形成した比較例８の爪にお（１ては、
試験前の潤滑性、非粘着性は非常に優れていたが、通紙
試験途中に分離不良、爪跡およびトナー付着量など実用
的機能上の障害が現われ、通紙試験後の接触角（対水お
よび対酢酸のいずれも）が大きく低下して、被覆を施さ
ない爪と同等の値となった。、これは爪付材に対する密
着強度の不足のために試験中Ｅこ折角の被膜が剥離した
ものと判断される。

〔効果〕

以上のことから明らかなように、この発明の複写機用分
離爪は潤滑性、非粘着性が共に優れ、被の先端にの増大
に基づく分離不良または紙詰まりを起こすことなく、ま
た熱伝導性、電気伝導性を損うことなく長期連続使用ｌ
こ充分耐え得るものである。よって、この発明の意義は
きわめて大きいと言うことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定着ローラから定着紙を剥離する耐熱性樹脂製分離爪の
   少なくとも先端部の表面層が炭素数２〜２０のポリフル
   オロアルキル基を有し、かつ前記分離爪の母材樹脂の表
   面との親和性が大きい極性基を有するフッ素系化合物に
   よって被覆されていることを特徴とする複写機用分離爪
   。