(57)【要約】  【課題】   複写機や画像形成装置の定着装置に用いられる板状の記録材分離部材において、耐熱性および非トナー付着性に優れ、耐久性の良い分離部材を提供する。  【解決手段】  定着装置における記録材を定着部材から分離させるための板状の分離部材であって、金属材料やプラスチック材料等からなる芯材に対して、芯材の表面に記録材の分離機能を持つ形状を、溶融させたフッ素樹脂にて直接成形によって記録材分離部材を形成する。  【選択図】  図２
2007193063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着装置における記録材を定着部材から分離させるための板状の分離部材であって、該分離部材は、芯材の表面に溶融したフッ素樹脂が成形にて固定され一体化されてなるものであることを特徴とする定着装置の記録材分離部材。
【請求項２】
芯材に穴または溝または凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置の記録材分離部材。
【請求項３】
芯材が、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置の記録材分離部材。
【請求項４】
芯材が、プラスチック材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置の記録材分離部材。
【請求項５】
芯材がガラス材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置の記録材分離部材。
【請求項６】
芯材が、記録材を分離する側の厚みを肉薄に形成した形状のものであることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の定着装置の記録材分離部材。
【請求項７】
フッ素樹脂が、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、ポリテトラフルオロエチレン、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または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1〜６のいずれかに記載の定着装置の記録材分離部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置等のトナー定着装置に好適に用いられる定着ローラーや定着ベルト等の定着部材から記録材（定着体）を分離させるための記録材分離部材関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー定着装置には、定着ローラー等の定着部材から記録材（定着体）を分離するために分離爪が用いられているが、このような分離爪を用いたトナー定着装置においては、局部的な加圧による定着ローラー等の定着部材の寿命低下が懸念されている。それを考慮し、分離爪に代わり板状の記録材分離部材が使われ、定着ローラー等の定着部材に対し近接配置、または線接触させて寿命低下を防ぐ提案がなされている。
【０００３】
具体的に、板状の分離部材として、０．０５ｍｍ以上の厚みのプラスチックシートを金属板に固定させた装置が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この提案のように、プラスチックシートのみでは剛性が低く記録材の分離機能の低下が懸念される。
【０００４】
また、別の板状の分離部材として、金属板にフッ素樹脂フィルムを貼り付けた分離部材が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この提案では、金属板にフッ素樹脂フィルムを異物を除き、皺なく貼り付けることは難しく歩留まりが悪く、また接着剤の厚みコントロールが難しくトナーの非粘着性が低下が課題である。
【０００５】
また、別の板状の分離部材として、金属の芯材にエラストマー層を成形し、その表面にフッ素樹脂フィルムが形成されている分離部材が提案されてる（特許文献３参照）。しかしながら、この提案でも、特許文献２の提案と同様にフィルムの貼り付けの歩留まりとエラストマー層の厚みコントロールの難しさによるトナーの非粘着性の低下に問題がある。
【特許文献１】特開昭５９−１８８６８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５９５９号公報
【特許文献３】特開２００５−２３４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、複写機や画像形成装置等の定着装置に用いられる板状の記録材分離部材において、耐熱性と非トナー付着性に優れ、耐久性の良い定着装置の記録材分離部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の定着装置の記録材分離部材は、定着装置における記録材を定着部材から分離させるための板状の分離部材であって、該分離部材は、芯材の表面に溶融したフッ素樹脂が成形にて固定され一体化されてなるものである。
【０００８】
本発明の定着装置の記録材分離部材の好ましい態様によれば、前記の芯材には穴または溝または凹凸が形成されており、そして前記の芯材は、金属材料、プラスチック材料ガラス材料で構成されている。
【０００９】
また、本発明の定着装置の記録材分離部材の好ましい態様によれば、前記の芯材は、記録材を分離する側の厚みを肉薄に形成した形状のものである。
【００１０】
また、本発明の定着装置の記録材分離部材の好ましい態様によれば、前記のフッ素樹脂は、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、ポリテトラフルオロエチレン、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またはテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の定着装置の記録材分離部材は、芯材に溶融したフッ素樹脂を直接成形にて固定するものであるため、芯材の選定により必要な剛性を得ることができる。芯材にフッ素樹脂を直接成形することから、フッ素樹脂の特性により、耐熱性およびトナーの非粘着性という両方の目的を達成することができる。また、芯材にフッ素樹脂を直接成形し寸法精度を管理できることから、従来の事例のような分離機能部分に接着剤やエラストマー厚みの不均一によるトナーの非粘着性の低下を防止することができる。さらに、成形されるフッ素樹脂の形状については自由度があるため、記録材との磨耗による耐久性にも優れている。
【００１２】
本発明の記録材分離部材は、定着ローラー等の定着部材に近接または接触する部分が所定厚みのフッ素樹脂で覆われている構造となっているので、記録材の分離性能と高温耐久性および非トナー付着性を兼ね備えている。また、記録材との接触による磨耗に対しても成形されるフッ素樹脂の形状にて耐久性を持たせられる。芯材として、金属等の剛性を有する素材を選択することにより、分離部材自体に剛性を持たせることができ、長期の高温条件下においても剛性を維持することが可能で耐久性を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の定着装置の記録材分離部材の例を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の定着装置分離部材を用いた定着装置を例示説明するための概要側面図である。
【００１４】
図１において、定着装置は、定着ローラ等の定着部材２とこの定着部材２に接触して回転する加圧ローラ等の加圧部材３とで基本的に構成されている。定着部材２は、通常、ヒーター２ａで加熱されている。矢印方向に回転する定着部材２と加圧部材３から送り出される用紙等の記録材4を、定着部材２から分離するため記録材分離部材１が、定着部材２の下流側に近接または接触して配置されている。図１では、矢印方向に回転する定着部材2と加圧部材3にて送り出される記録材4を、定着部材2から分離するため分離部材1が、定着部材2に近接または接触して配置されており、記録材分離部材１が、定着部材２と加圧部材３の間から排出されてくる記録材４と定着部材２との間に介在して、走行する記録材４を定着部材２から剥離している。
【００１５】
また、機種によって異なるが、定着装置は１５０℃〜２５０℃程度の高温雰囲気に曝され使用されることがあるので、出きるだけ耐熱性の部材で構成することが好ましい。
【００１６】
図2は、本発明の定着装置の分離部材を例示説明するための斜視図であり、図2の例では、芯材5のまわりに射出成形にてフッ素樹脂6が成形され、固化一体化されている。
【００１７】
また、芯材5がフッ素樹脂6と融着しない素材の場合は、後述する図4に示したように芯材5に穴を開けてフッ素樹脂６をまわり込ませて固定する方法が考えられる。固定方法に関しては、後述する図5に示したように、芯材5の表面に機械加工で溝を彫ってフッ素樹脂６をもぐり込ませても良い。芯材5がフッ素樹脂６等で表面が溶融して一体化する場合は、芯材5に特に加工する必要はない。
【００１８】
図３は、本発明の他の定着装置の記録材分離部材を例示説明するための斜視図である。記録材の分離機能があれば、図３のように、芯材5の上に成形されるフッ素樹脂６が３箇所に分割されていてもよい。また、この例では３箇所に分割されているが、定着装置のスペース等の都合により２分割や５分割等複数に分割することができる。また、それぞれのフッ素樹脂６の幅は均一であってもよいが必ずしも均一にする必要がなく、フッ素樹脂６の間隔も自由に設定することができる。
【００１９】
図４は、本発明の定着装置の記録材分離部材を構成する芯材に、穴あけ加工してフッ素樹脂を固定した記録材分離部材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。図４においては、記録材分離部材を構成する芯材５に、穴あけ加工が施され削穴が形成されており、その芯材５にフッ素樹脂６が固定されている。
【００２０】
図５は、本発明の定着装置の記録材分離部材を構成する芯材の表面に、機械加工してフッ素樹脂を固定した記録材分離部材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。  図５においては、記録材分離部材を構成する芯材５の表面に、機械加工が施され溝状の凹凸が形成されており、その芯材５にフッ素樹脂６が固定されている。
【００２１】
図６は、本発明の記録材分離部材を構成する芯材の例であり、芯材５にプレス加工やレーザー加工等により、穴７が設けられている。図６に示した芯材５を、金型内に設置し溶融したフッ素樹脂６を流し込み、冷却して固化させて穴７にフッ素樹脂を回り込むようにすることにより、芯材５とフッ素樹脂６が強固に一体化した図４に示した記録材分離部材となる。
【００２２】
図７は、本発明の他の記録材分離部材を構成する芯材の例であり、芯材５にフライス加工またはレーザー加工等により溝８が設けられている。図７に示した芯材５を、金型内に設置し溶融したフッ素樹脂６を流し込み冷却して固化させて溝８にフッ素樹脂が入り込むことにより、芯材５とフッ素樹脂６が強固に一体化した図５に示した記録材分離部材となる。
【００２３】
本発明の記録材分離部材の強度については、芯材の材質を選択することで最適な状態にすることができる。本発明で用いられる芯材としては、金属材料、繊維強化プラスチック材料またはガラス材料等で構成することができる。
【００２４】
本発明で用いられる金属材料としては、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウムおよび銅を挙げることができ、また、真鍮やりん青銅等の合金を用いることもできる。中でも、剛性および錆びにくい等の特性から、ステンレスが最も好ましい金属材料である。また、金属材料からなる芯材の厚みは、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ位であり、特に好ましくは０．１〜０．２ｍｍ位である。
【００２５】
本発明で用いられるプラスチック材料としては、例えば、プラスチック材料、繊維強化プラスチック材料および無機強化プラスチック材料等が挙げられる。プラスチック材料としては、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびポリイミド系材料、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリエーテルサルファイド等からなるものが挙げられる。
【００２６】
また、繊維強化プラスチック材料としては、例えば、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維と、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびポリイミド系材料、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルファイド等のマトリックス樹脂からなるものが挙げられる。
【００２７】
また、無機強化プラスチック材料としては、例えば、タルク等の無機鉱物とエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびポリイミド系材料、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルファイド等のマトリックス樹脂からなるものが挙げられる。
【００２８】
定着装置は、既述のように１５０℃〜２５０℃程度の高温雰囲気に曝され使用されることがあるので、芯材を構成するプラスチック材料も、出きるだけ耐熱性の素材で構成することが好ましい。好ましいプラスチック材料としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が挙げられる。
【００２９】
また、本発明で用いられるガラス材料としては、例えば、普通ガラス、強化ガラスおよび複合ガラス等が挙げられる。
【００３０】
本発明では、成形されるフッ素樹脂6の形状を適切に設計することにより、記録材との磨耗に対する耐久性が良好となる。本発明で用いられる芯材は、図２〜図５に示したように、定着部材から記録材を分離する機能を向上させるために、フッ素樹脂6の形状を記録材を分離する端部側のみ厚みを薄くすることが好ましい。例えば、図２の端部厚みｄは、薄ければ薄いほど好ましく、好ましくは０．５ｍｍ未満とすることができる。先端部の厚みｄは、望ましくはゼロであるが、現実的には０．０５ｍｍ〜０．２mmくらいである。先端部の形状については、任意であるが、例えば、記録材側が端部から５mm〜１０ｍｍぐらいの範囲で芯材の基本厚みから徐変して、先端部の厚みｄが０．０５ｍｍ〜０．２mmくらいになるように構成することができる。
【００３１】
本発明では、このように成形されるフッ素樹脂6の形状を適切に設計することにより、記録材との磨耗に対する耐久性が良好となり、記録材の分離機能を有する形状を直接成形で形成することができる。
【００３２】
また、本発明で用いられる芯材は、成形されるフッ素樹脂との強固な固定一体化を図るため、芯材に穴（もしくは孔）または溝または凹凸が形成されていることが好ましい。例えば、図４や図６のように芯材に穴あけ加工したり、図５や図７のように芯材の表面に機械加工したり、あるいは、芯材表面を薬品等で表面処理して芯材表面に凹凸を形成させることにより、アンカー効果にて成形されたフッ素樹脂を芯材に強固に固定するようにすることができる。具体的に、図４や図６では、形成された穴７にフッ素樹脂6を潜り込ませてフッ素樹脂6を固定しており、図５や図７では、溝８にフッ素樹脂6を潜り込ませてフッ素樹脂6を固定している。
【００３３】
本発明で好適に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）およびテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等が挙げられるか、耐熱性および非トナー付着性を満足すれば、他のフッ素樹脂を用いても良い。また、帯電防止機能を持たせたいときは、フッ素樹脂にカーボン微粉末等を配合することにより、目的を達成することができる。
【００３４】
射出成形にて本発明の記録材分離部材を形成する際には、溶融フッ素樹脂のガスにより腐食しないように耐腐食性に優れた専用射出成形機を用い、金型にも耐腐食加工を施す。まず、ペレット状のフッ素樹脂をホッパーから供給し、予め約３５０℃〜４００℃の温度に加熱されたシリンダ内に配置されたスクリュの回転によってフッ素樹脂を溶融しながら一定量計量する。
【００３５】
また別に、２００℃〜２３０℃の温度に加熱された金型内に芯材を配置する。金型を閉じた後、一定計量されたフッ素樹脂をスクリュの前進にて金型内に流し込み、芯材と一体化させる。溶融したフッ素樹脂は、金型に熱を奪われ固化していくので、適当な時間を金型内で保持し、しかる後金型を開き芯材と一体化したフッ素樹脂を取り出す。
【００３６】
形成された記録材分離部材は、定着装置の保持具に固定され使用されるが、保持具への固定方法に関しては記録材の通過を妨げない構造であれば、ねじ止め、カシメおよび接着等の方法が可能である。また、固定手段として接着を行う際には、接着部のフッ素樹脂との接着性を向上させるためのコロナ放電処理、プラズマエッチング処理およびプライマーによる極性の付加等の表面処理等が必要となる。
【００３７】
本発明の記録材分離部材は、トナー像転写式の乾式静電複写機、湿式静電複写機、レーザービームプリンターおよび液晶プリンター、ファクシミリ用プリンター等の画像形成装置等の定着装置に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の定着装置の記録材分離部材は、定着ローラーや定着ベルト等の定着部材に近接または接触する部分が成形されたフッ素樹脂で構成されているので、記録材（定着体）の分離性能と高温耐久性および非トナー付着性を兼ね備えている。フッ素樹脂成形体で構成されているので、耐熱性に優れ、トナーの非粘着性という目的を達成することができるので、複写機やプリンター等の画像形成装置等の定着装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の定着装置の記録材分離部材を用いた定着装置を例示説明するための概要側面図である。
【図２】図２は、本発明の定着装置の記録材分離部材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。
【図３】図３は、本発明の他の定着装置の記録材分離部材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。
【図４】図４は、本発明の定着装置の記録材分離部材を構成する芯材に、穴あけ加工してフッ素樹脂を固定した記録材分離部材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。
【図５】図５は、本発明の定着装置の記録材分離部材を構成する芯材の表面に、機械加工してフッ素樹脂を固定した記録材分離部材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。
【図６】図６は、本発明の定着装置の記録材分離部材を構成する芯材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。
【図７】図７は、本発明の定着装置の記録材分離部材を構成する他の芯材を例示説明するための拡大部分断面斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ：分離部材
２  ：定着部材
２ａ：ヒーター
３  ：加圧部材
４  ：記録材
５  ：芯材
６  ：フッ素樹脂
７  ：穴
８  ：溝
【図１】
2007193063.tif 000003
【図２】
2007193063.tif 000004
【図３】
2007193063.tif 000005
【図４】
2007193063.tif 000006
【図５】
2007193063.tif 000007
【図６】
2007193063.tif 000008
【図７】
2007193063.tif 000009