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CN101604138B - 清洁刮板,图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法 - Google Patents

清洁刮板,图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法 Download PDF

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CN101604138B CN2009101459803A CN200910145980A CN101604138B CN 101604138 B CN101604138 B CN 101604138B CN 2009101459803 A CN2009101459803 A CN 2009101459803A CN 200910145980 A CN200910145980 A CN 200910145980A CN 101604138 B CN101604138 B CN 101604138B
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Abstract

本发明的名称是清洁刮板,图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法。一种清洁刮板,其与被清洁部件的表面相接触,从该被清洁表面上将粉体清除,其特征在于,具有弹性体刮板,该弹性体刮板的前端过渡部的摩擦系数为0.5以下,以及具有覆盖所述弹性体刮板的前端过渡部覆盖的表面层,该表面层在距离弹性体前端50μm处的层厚为1μm以上50μm以下,以及该表面层比所述弹性体刮板要硬。

Description

清洁刮板,图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法
技术领域
本发明涉及用于打印机,传真机以及复印机等的图像形成装置的清洁刮板,具有该清洁刮板的图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法。
背景技术
已往,在电子照相形式的图像形成装置中,作为被清洁件的感光体等的图像承载体,在其上的调色剂被转印到转印纸以及转印体上以后,表面上附着有不需要的残存调色剂,该残余调色剂被用清洁装置除去。
人们孰知,这样的清洁装置中的清洁部件,从结构简单,清洁性能优良的观点,一般使用长方形的清洁刮板。这样的清洁刮板,由聚氨酯的等的长方形弹性体构成。清洁刮板的底端由支持部件支持,前端的过渡部与图像承载体的外周面相接触,降图像承载体上的残留调色剂刮落而除去。
另外,近年来,为了适应高图像质量的要求,出现了使用由聚合法等制成小粒径近乎圆形的聚和调色剂(以下称聚合调色剂)的图像形成装置。该聚合调色剂与以往的粉碎调色剂相比,具有转印效率高的特点,由此可以适应所述高图像质量的要求。但是,聚合调色剂的场合,在用清洁刮板将其从图像承载体的表面除去时就会变得困难,从而就会发生清洁不良的问题。这是由于小粒径以及圆形度优良的聚合调色剂会从清洁刮板与图像承载体之间的小缝隙滑漏的缘故。
为了抑止该滑漏,就有必要提高图像承载体与清洁刮板的接触压力。但是,如提高清洁刮板的接触压力,就会如图6a所示的那样,图像承载体23与清洁刮板262的磨擦力变高,清洁刮板262被拉向图像承载体23的移动方向,清洁刮板23的前端过渡部就会发生卷曲,与该卷曲对抗的清洁刮板262的复原就会产生噪音。进一步,如清洁刮板262的前端的过渡部在卷曲的状态下继续进行清洁刮板的话,就会如图6(b)那样,发生在离开前端数μm的地方发生局部磨耗。在这种情况下,如再进一步进行清洁的话,这种局部磨耗就会变大。最终就会发生前端过渡部262c的掉落(图6c)。该前端部分的掉落,就会引起清洁不良。
在专利文献1中,记载了至少在由橡胶构成的清洁刮板与图像承载体相接触的部分设置膜硬度为铅笔硬度B-6H的表面层。在清洁刮板与图像承载体的接触部设置具有比橡胶硬的铅笔硬度B-6H的膜硬度的表面层的场合,与在清洁刮板与图像承载体的接触部不设置该表面层的场合相比,可以提高清洁刮板的耐磨性。另外,还可以降低清洁刮板与图像承载体的接触部分的摩擦力,由此可以良好地抑止清洁刮板的前端过渡部的卷曲。进一步,铅笔硬度B-6H的铅笔硬度的表面层硬而不易变形,这样就更进一步抑止了清洁刮板前端过渡部的弯曲。
另外,专利文献2,记载了将含有硅氧烷的紫外线硬化材料对弹性刮板进行浸渍膨润后,进行紫外线照射处理,表面形成硬化层的清洁刮板。如此,就可以设置具有比紫外线硬化材料组成的弹性刮板硬度还高的硬化层,耐摩耗性就会提高,清洁刮板的前端过渡部的卷曲也就可以得到抑制。
【专利文献1】特许第3602898号公报
【专利文献2】特开2004-233818号公报
一般说来,我们知道用于清洁刮板的橡胶材料的反弹弹性力越大,清洁刮板的前端过渡部就易于对于图像承载体产生微小的震动,并且使清洁刮板相接触的调色剂粒子的跳回的作用就会变得越大,清洁性能就会变得越高。另外,我们也知道,使用反弹力越大的橡胶的清洁刮板的耐磨性越低。由此,就象专利文献1中所记载的那样,在清洁刮板的前端过渡部形成硬的表面层,这样就是使用反弹性大的橡胶材料,也可以抑止清洁刮板的磨耗。从而可以维持清洁性。
但是,如果橡胶材料的反弹弹性变大,清洁刮板的前端部分的微小震动就会变得过大,从而有可能发出令人不愉快得噪音。如长时间使用就会发生表面层磨耗,弹性刮板的前端过渡部露出,该露出的部分与像担持体接触。此时,弹性刮板的前端过渡部的摩擦系数大,露出部分与像担持体的摩擦力变大,该露出部分被拉向像担持体的移动方向,露出的部分向感光体移动方向变形。此时,露出部分的露出面积非常小,所以该露出的部分的变形就微小。露出部分向感光体移动方向微小变形后,会复原到原来的形状。该动作重复进行,露出部分就会发生微小振动。该微小振动就会产生令人不快的震动音。另外,该露出部分被向图像承载体的回转方向牵引,有时会产生卷曲缺损,如该缺损发生,会造成清洁不良。
本发明就使鉴于以上背景而成的。本发明的目的就是提供一种既抑止异常声音的发生,又可以长期维持清洁性的清洁刮板,图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法。
发明内容
为了达成所述目的,本发明人提出了以下技术方案:
1.一种清洁刮板,其与被清洁部件的表面相接触,从该被清洁表面上将粉体清除,其特征在于,
具有弹性体刮板,该弹性体刮板的前端过渡部的摩擦系数为0.5以下,以及
具有覆盖所述弹性体刮板的前端过渡部覆盖的表面层,该表面层在距离弹性体前端50μm处的层厚为1μm以上50μm以下,以及该表面层比所述弹性体刮板要硬。
2.根据上述1的清洁刮板,其特征在于从距离该前端到弹性体刮板内测5mm以内的区域内的tanΔ峰值温度比距离该弹性体前端的距离大于5mm的区域的tanΔ峰值温度低3℃至7℃。
3.根据上述2的清洁刮板,其特征在于,如将所述弹性刮板的距离其前端5mm以上的区域的tanΔ峰值问题作为T1,将所述表面层的tanΔ峰值温度作为T2,则满足t2≥t1+40。
4.根据上述1的清洁刮板,其特征在于所述的橡胶刮板包括含有尿烷基的橡胶材料,以及JIS-A硬度为65°以上80°以下,反弹弹性模量为80%以下。
5.根据上述1的清洁刮板,其特征在于所述表面层至少包括一种从紫外线固化树脂,热固化树脂或者含氟热固化树脂的一种。
6.根据上述5的清洁刮板,其特征在于其包括作为所述紫外线固化树脂的每一个胶联单元具有300-1500的数均分子量的紫外线固化树脂。
7.根据上述1的清洁刮板,其特征在于所述弹性体刮板的前端过渡部被用选自异氰酸酯化合物、氟化合物、硅氧烷化合物的至少一种进行了浸渍处理。
8.根据上述7的清洁刮板,其特征在于进行所述浸渍处理用的异氰酸酯化合物的数均分子量为500以下。
9.一种图像形成装置,包括
图像承载体;
使该图像承载体表面带电的充电装置;
使带电的图像承载体的表面形成静电潜影的静电潜影形成装置;
将该图像承载体表面上形成的静电潜影显影形成调色剂图像的显影装置;
将该图像承载体表面上的调色剂图像转印到转印体上的转印装置;以及
与该图像承载体的表面接触,将附着在该图像承载体表面上的残余调色剂除去的清洁刮板,其特征在于作为该清洁刮板,使用了上述1的清洁刮板。
10.一种处理卡盒,包括
图像承载体;
以及具有通过与图像承载体表面接触来将残留在图像承载体表面的调色剂除去的清洁刮板的清洁装置,其对图像形成装置易于拆卸,其特征在于所述清洁刮板,是上述1的清洁刮板。
11.一种图像形成方法,包括
在图像承载体的表面形成调色剂图像;
将该调色剂图像从承载体表面上转印到转印体上;
用清洁刮板将附着在该图像承载体表面上的残余调色剂除去,其特征在于所述清洁刮板,是上述1的清洁刮板。
在此,橡胶材料的反弹弹性,与表示橡胶粘弹性的tanΔ峰值温度具有相关关系,tanΔ峰值温度越高,反弹弹性越低,tanΔ峰值温度越低,反弹弹性越高。
本发明人通过精心的研究,得知如将橡胶材料构成的弹性体刮板过渡部近旁进行改进处理,使该前端过渡部的近旁的tanΔ峰值温度与未进行改进的区域的tanΔ峰值低3℃至7度,就是可以既维持良好的清洁性,又可以抑止奇异声音的发生。
在所述技术方案中,如在后面进行的实验中证明的那样,通过使用由橡胶材料构成的长方形的弹性体刮板,覆盖该长方形弹性体刮板前端过渡部的是比该弹性体还要硬的表面层,该弹性体的近旁被变性处理,使从该前端到弹性体的内测5mm以内的区域中的tanΔ峰值温度与未进行改进的区域的tanΔ峰值温度低3℃至7度。如此就是可以既维持良好的清洁性,又可以抑止奇异声音的发生。
根据上述技术方案,后述的验证实验的结果那样,本发明提供一种清洁刮板,其与被清洁部件的表面相接触,从该被清洁表面将粉体清除,其特征在于,对该清洁刮板进行低摩擦处理,使其前端过渡部的摩擦系数为0.5以下,以及形成将所述弹性体刮板的前端过渡部覆盖的表面层,该表面层厚为1μm以上50μm以下,该表面层比所述弹性体刮板要硬,且由紫外线硬化树脂组成。由此,可以在抑止震动以及异常音的发生的同时,抑止清洁刮板前端面的局部的磨耗。
另外,如后述的验证实验的结果,使表面层的层厚为1~50[μm],就可以良好地抑止表面层的卷曲,使表面层的耐摩耗性变得良好,并且可以抑止对感光体的偏心等的变动的追随性的低下,可以长时间维持良好的清洁性。
另外,通过用紫外线硬化树脂形成表面层,只要用紫外线对在弹性体刮板的前端过渡部涂布的树脂进行照射,就可以形成具有比弹性体刮板高的硬度的表面层,由此就可以廉价地进行清洁刮板的制造。
进一步,如后述的验证实验的结果那样,使弹性体刮板的前端过渡部的摩擦系数为0.5以下,即使由于长期使用,表面层磨耗,弹性体刮板的前端过渡部露出,由于该露出的部分与被清洁部件表面的摩擦力低,可以抑止露出的部分被拉,而向被清洁部件的移动方向变形。其结果,可以抑止露出的部分的微小变动,由此可以抑止震动音的发生。另外,还可以抑止露出的部分的卷曲,以及露出部分缺欠,其结果,可以長期维持良好的清洁性。
即,根据本发明,可以达到既可以抑止噪音的发生,又可以长期维持良好的清洁性。
附图说明
图1为清洁刮板的扩大结构图
图2是本发明的实施形态的打印机的主要部分的概略结构图。
图3(a)与图3(b)圆形度测定方法的说明图
图4为清洁刮板的立体图。
图5串联型全色图像形成装置的主要部分结构图。
图6(a)为表示清洁刮板前端过渡部卷曲状态的图;图6(b)为说明清洁刮板的前端面的局部磨耗的图;图6(c)为表示清洁刮板的过渡部掉落的图。
具体实施方式
以下,对将本发明适用于作为图像形成装置的打印机(以下简称打印机)实施形态进行说明。
图2为表示本实施形态的打印机的主要部分的概略结构图。打印机进行单一色的复制,根据图中没有表示的图像读取部读取的图像数据进行图像的形成。
如图2所示,打印机具有作为图像承载体的鼓状感光体3。图中的感光体虽然为鼓状,但是也可以为片状,环形带状。
感光体3的周围,配置有充电装置,使潜影变为调色剂图像的显影装置5,将调色剂图像转印到作为转印体的转印纸上的转印装置7,将转印纸从图像承载体3上分离下来的分离爪8,使转印后的图像承载体上残留的调色剂的带电极性一致的清洁前充电器9,将转印后的感光体3上残留的调色剂除去的清洁装置6,润滑剂涂布装置10以及将感光体3进行消电的消电灯11等。
充电装置4被配置得与感光体3保持规定得距离,以使感光体3以规定得极性以及规定得电位带电。由充电装置而均匀带电的感光体3,被从图中没有表示出的作为潜影形成装置的曝光装置并依据图像数据发出的光L照射,形成静电潜影。
显影装置5,具有作为显影剂承载体的显影辊51。在该显影辊51,被从图中没有表示出的电源施加以偏压。在显影装置的外壳内,设置有将装存的显影剂以相互相反的方向一边运送一边被搅拌的供给螺旋52以及搅拌螺旋53。另外,还设置有对显影辊51上承载的显影剂的厚度进行规定的定厚器54。被运送螺旋52以及搅拌螺旋53两条螺旋运送以及搅拌的显影剂中的调色剂带上规定极性的电荷。显影剂被显影辊51汲上,由定厚器规定厚度,在与感光体3相对的相应区域附着在感光体3上的潜影上。
转印装置7具有转印前充电器71,转印充电器72,分离充电器73。转印前充电器71进行电晕放电,在调色剂的极性齐备后,转印充电器72进行电晕放电,将调色剂图像转印到转印纸上。然后,通过分离充电器73的电晕放电以及分离爪73将该转印纸从感光体3上分离下来。
润滑剂涂布装置10,包括涂布刷101,固体润滑剂103以及润滑剂加压弹簧104等。固体润滑剂103被图中没有表示出的托架加以保持,润滑剂加压弹簧104向涂布刷101侧加压。这样,相对于感光体3的回转方向,在被连带回转的方向上回转的涂布刷101将固体润滑剂削下,涂布在感光体3上。由于该润滑剂对感光体3的涂布,感光体与清洁刮板62的磨擦系数被有效地降低。
另外,涂布刷101在将感光体3上的转印后的残余调色剂抓乱的同时,会将附着在刷上的转印后残余调色剂的一部分除去。
清洁装置6包括清洁刮板62等。清洁刮板62与感光体3的回转方向相逆地接触。清洁刮板62将被涂布刷刮乱的,易于除去的感光体上的转印残余调色剂除去。清洁刮板的详细内容将在下述。
转印前充电器71,分离爪8,清洁前充电器9,是根据需要而配置的。
充电装置4,包括转印前充电器71,转印充电器72,分离充电器73。在清洁前充电器9中,可以使用电晕管,栅极电晕管,固体带电器(solid staticcharger)等的各种已知的装置。
在这些带电装置中,特别是接触带电方式,或非接触的接近配置方式,更受人欢迎,它们具有充电效率高,臭氧发生量少,可以使装置小型化的优点。
另外,图中没有表示出的曝光装置以及消电灯11等的光源,可以使用萤光灯,钨丝灯,卤素灯,水银灯,钠灯,发光二极管(LED),半导体激光(D),电萤光(EL)等的发光物。
另外,为了仅使所期望的频段的光进行照射,也可以使用各种滤器,例如尖锐切割滤光器,频段滤光器,近红外切割滤光器,二向性滤光器,干涉滤光器,色温变换滤光器等。
在这些光源中,发光二极管以及半导体激光照射能高,并且具有600-800nm的波长,所以为优选光源。
以下对打印机的图像形成动作进行说明。
从图中没有表示出的操作部得到打印开始的信号后,充电装置4,显影辊51,转印前充电器71,转印充电器72,分离充电器73,清洁充电器5分别在规定的时点顺次被施加上规定的电压或电流。同样,曝光装置以及消电灯11等也被分别在规定的时点顺次施加上规定电压或电流。另外,与此同步,感光体3,被作为驱动手段的感光体驱动马达(图中没有表示出)驱动,以图中箭头表示的方向回转。
感光体3按图中的箭头方向回转,首先感光体表面被充电器4充上规定的电位。然后,图中没有表示出的曝光装置发出的与图像信息向对应的光L照射感光体3,光L照射的感光体的部分被消电,从而形成静电潜影。
形成静电潜影的感光体3在与显影装置相对的部分被显影辊51上形成的显影剂的磁刷滑擦。这时,显影辊51上的带负电的调色剂由于显影辊51上被施加的规定的显影偏压移向静电潜影侧,从而调色剂图像化(显影)。如此,在本发明实施方式中,感光体3上形成的静电显影通过显影装置5,被带负电的调色剂翻转显影。在本实施方式中,是用N/P(电位低的地方调色剂附着)非接触带电辊方式来进行说明的,但是并不限于此。
感光体3上形成的调色剂图像,被转印到,从图中没有表示出的供纸部通过上对位辊12与下对位辊13相对部,被送到感光体3与转印充电器之间形成的转印区域的转印纸上。此时,转印纸在上对位辊12与下对位辊13的对向部取同步,而被供给。另外,在向转印纸转印时,施加规定的偏压。被转印了调色剂图像的转印纸,被分离爪8以及分离充电器73从感光体3上分离下来,被运送到图中没有表示出的作为定影手段的定影装置。然后,转印纸通过该定影装置,施加热以及压力,调色剂图像被定影在转印纸上,纸被排到机外。
另一方面,转印后的感光体3的表面,由润滑剂涂布装置10涂上润滑剂,清洁装置6将转印后的残留调色剂除去,然后用消电灯11消电。
另外,在本打印机中,可以感光体3以及作为处理装置的充电装置,显影装置5,清洁装置6,润滑剂涂布装置10等收存在框体2内,来作为处理卡盒1,作为一个整体对装置本体可装可卸。但是,也可以将感光体3,显影装置5,清洁装置6,润滑剂涂布装置10分别进行新旧交换。
以下,对适宜于本打印机的调色剂进行说明。作为适宜于本发明打印机使用的调色剂,为了提高图像质量,优选使用易于得到高圆形化,小粒径化的调色剂的悬浊聚合法,乳化聚合法,分散聚合法制造的聚合调色剂。
特别是,圆形度0.97以上,体积平均粒径5.5[μm]以下的聚合调色剂位优选。通过使用平均圆形度为0.97以上,体积平均粒径5.5[μm]以下的调色剂,可以形成具有更高解像度的图像。
在此,「圆形度」为用流动式粒子图像分析装置FPIA-2000(东亚医用电子公司制,商品名)计测的平均圆形度。具体地说,向容器中的预先除去不纯固形物地100-150[ml]的水中,将作为分散剂的表面活性剂,最好是烷基苯磺酸盐0.1-0.5[ml]加入,进一步将测定试样(调色剂)0.1-0.5[g]左右加入。此后,将该调色剂分散在其中的悬浊液用超音波分散器进行约1-3分钟分散处理,将浓度为3000-1[万个/μl]的分散液装在所述的分析装置上,对调色剂的形状以及分布进行测定。然后,基于该测定结果,将图3(a)表示的实际的调色剂投影形状的外周长作为C1,将投影面积作为S,与该投影面积S相同的图3(b)表示的真正圆形的周长作为C2,求此时的C2/C1,将其平均値作为圆形度。
关于体积平均粒径,可以用可而他(コ一ルタ-)法来求取。具体地说,用可而他多尺寸(コ一ルタ一マルチサイザ一)2e型(可而他公司制)进行测定的调色剂的个数分布以及体积分布的数据,通过界面(日科机公司制)送入个人计算机进行解析而得到。更详细的说,是用1级氯化钠制得得1%NaCl水溶液作为电解液。然后,向该电解水溶液100-150[ml]中加入作为分散剂的表面活性剂,特别是烷基苯磺酸盐0.1-5[ml]。进一步,向其中加入作为被检测试样的调色剂2-20[mg],用超音波分散器进行约1-3分的分散处理。然后,在另一个烧杯中加入电解水溶液100-200[ml],向其中加入分散处理后的溶液而得到所定浓度,加在所述可而他多尺寸测量仪(コ一ルタ一マルチサイザ一)2e型上。空隙为100[μm],对50,000个的调色剂粒子的粒径进行测定。测定2.00-2.52[μm]未满;2.52-3.17[μm]未满;3.17-4.00[μm]未满;4.00-5.04[μm]未满;5.04-6.35[μm]未满;6.35-8.00[μm]未满;8.00-10.08[μm]未满;10.08-12.70[μm]未满;12.70-16.00[μm]未满;16.00-20.20[μm]未满;20.20-25.40[μm]未满;25.40-32.00[μm]未满;32.00-40.30[μm]未满的13个区间。即以粒径2.00[μm]以上32.0[μm]以下的调色剂粒子作为对象。然后,基于「体积平均粒径=∑XfV/∑fV」的关系式,将体积平均粒径算出。但是,X为个区段的代表粒径,V为各区段的代表粒径相当体积,f为各区段的粒子个数。
这样的聚合调色剂,如所述那样即使想用清洁刮板62将其从感光体3表面除去,该聚合调色剂也不能从感光体3表面充分地除去,从而发生清洁不良。因此,如通过将清洁刮板62与感光体3的接触压提高,来提高清洁性,就会产生清洁刮板62过早摩耗的问题。另外,清洁刮板62和感光体3的摩擦力就会提高,清洁刮板62与感光体3接触的前端过渡部就会被向朝着感光体3的移动方向牵引,从而前端过渡部发生卷曲。清洁刮板62的前端过渡部发生卷曲,产生奇怪声音以及振动,前端过渡部的缺损等各种各样的问题。
因此,在本实施方式中,设置了覆盖清洁刮板62的前端过渡部的比弹性体刮板622的硬度还高的表面层。
图4为清洁刮板62的斜视图。图1为清洁刮板62的放大结构图。清洁刮板62,是由金属以及硬质塑料等的刚性材料构成的长方形形状的支架621以及长方形形状的弹性体刮板622构成的。在清洁刮板62的前端面62a全体以及刮板下面62b的前端过渡部62c近傍形成了覆盖前端过渡部62c的表面层623。
弹性体刮板622在支架621的一端侧被用粘着剂固定,支架621的另一端,被清洁装置6的外壳支持。
作为弹性体刮板622,为了跟随感光体3的偏心以及感光体表面的微小的起伏等,优选高反弹性的弹性体,这以具有尿烷基的橡胶为宜。特别是,在25℃时的硬度为65-80度(JISA),反弹弹性模量为80[%]以下的聚氨酯橡胶为优选。如聚氨酯橡胶的硬度超过80度,缺乏柔软性,例如,支架621被安装地有微小傾斜时,易于发生清洁刮板62的轴方向上一端侧和他端侧的接触压不同的所谓的偏接触,軸方向上难以得到均一的接触压。其结果,有可能使清洁性变的低下。另一方面,硬度65度未满的場合,如将接触压定在高得即使聚合调色剂也可以清洁的时候,清洁刮板62就会翻过来,清洁刮板62的前端过渡部62c浮起,清洁刮板62的刮板下面62b就与感光体3接触,这就发生了所谓的中腹相碰的现象。如发生了中腹相碰的现象,清洁刮板62和感光体表面的接触面积就会激剧增大,即使对清洁刮板62用大力推压,反而会使接触接触压变小,清洁性变得低下。
另外,反弹弹性模量如超过80〔%],清洁刮板62发生卷曲时,就易于发出很大的奇异声音。
如此,作为含有尿烷基的橡胶,使用在25℃时的硬度为65-85度(JISA),反弹弹性模量为80[%]以下的橡胶,就可以既抑制奇异声音的发生,又可以得到良好的清洁性。
表面层623,通过喷雾涂布,浸渍涂布,在清洁刮板62的前端过渡部62c产生保护膜。作为表面层623,优选硬度比弹性体刮板622高的。比弹性体刮板622弹性高,由此,就不会被感光体3削蚀。另外,表面层623,由于硬而刚直,难以变形,从而可以抑制清洁刮板62的前端过渡部62c的卷曲。
另外,作为表面层623的材质,树脂为优选,紫外线固化树脂为更优选。使用紫外线固化树脂,仅对清洁刮板62的前端过渡部62c付着的树脂用紫外线进行照射,就能得到具有所望的硬度的表面层623,从而廉价制得清洁刮板62。
作为所述紫外线固化树脂,一个官能基相当分子量300-1500的单体优选。如所述分子量超过1500超过,表面层623过于脆弱,清洁刮板62的前端过渡部62c卷曲,就是会发生图6(b)那样的前端面摩耗,不能长期保持清洁性。但是如分子量比300低,表面层623变得过于刚直。表面层623变得过于刚直,表面层623的耐摩耗性能的低下,震动音就会变得易于发生。其原因还不是特别明白,但是可能是以下的原因。即以往的仅由橡胶材料得到的清洁刮板的場合,前端过渡部被拉向感光体移动方向,其后前端过渡部恢复原来的形状时,从而发出震动音。另一方面,过于刚直的場合,即使前端过渡部被拉向感光体移动方向,变形也很微小,结果是前端过渡部微小震动,也发出震动音。
另外,过于刚直得場合,清洁刮板的前端过渡部不向着感光体移动方向变形以及不与感光体表面一起移动,所以与感光体表面不停地滑擦。由此,相反耐摩耗性变得低下。即,要使清洁刮板的过渡部向感光体移动方向变形,使清洁刮板的前端过渡部处于不卷曲的程度,由此就可以抑止清洁刮板的前端过渡部与感光体的滑擦,从而使耐摩耗性提高。
另外,如变得过于刚直,对感光体的偏心等的变动的跟随性会变得低下。其结果,不能得到良好得清洁性。
另外,作为紫外线固化树脂,使用一官能基相当的分子量300-1500的单体,可以得到以清洁刮板的前端过渡部不卷曲程度地使前端过渡部向感光体移动方向变形的硬度的表面层。其结果,可以得到不发生震动音,耐摩耗性良好,前端面的局部摩耗得到抑制的清洁刮板。另外,还可以对感光体的偏心等的变动进行良好跟随。
另外,所述紫外线固化树脂单体,可以混合使用2种以上的单体,使每一官能基相当的数均分子量为300-1500。
另外,在所述紫外线固化树脂中,可以以降低与感光体3的摩擦系数的目的,添加氟树脂,硅氧烷树脂等的低摩擦系数化成分。另外,为了使由橡胶构成的弹性体刮板622的粘着性向上,可以添加异氰酸酯化合物。
另外,优选从具有与感光体3相接触可能性的前端过渡部62c到至少离开50[μm]的位置,在前端面62a和刮板下面62b上形成表面层。由此,即使前端过渡部62c的表面被削蚀,弹性体刮板622与感光体3直接接触,再者即使前端过渡部62c卷曲,在从前端面62a的前端过渡部62c离开数[μm]的場所与感光体3相接触,由于该处有表面层62
3形成,从而可以抑止前端面62a的局部摩耗。由此,就可以抑止由于前端面62a的局部摩耗而引起的清洁刮板62的前端过渡部62c的欠落。另外,由于感光体3的安装误差以及清洁刮板62的安装误差等,会使清洁刮板62的接触压必要以上地变高,清洁刮板62必要以上弯曲,清洁刮板在从刮板下面62b的前端过渡部62c离开数[μm]的地方与感光体3进行接触,由于该处也有表面层623形成,从而可以抑止刮板下面的局部摩耗。
另外,表面层623的层厚,1-50[μm]优选。层厚1[μm]以下,表面层623的刚性变弱,清洁刮板62的前端过渡部62c变得易于卷曲。另外,如层厚超过50[μm],调色剂的滑掉变多,清洁不良就易于发生。表面层623可以用喷雾涂布以及浸渍涂布来形成,特别是使液体材料付着以便形成表面层623,但是前端过渡部62c由于表面张力的关系,难以形成保护膜。由此,随着从前端过渡部62c得离开距离变远,表面层623的层厚增加。如果在距离前端过渡部62c距离为50[μm]的位置,层厚为50um以上时,清洁刮板62的前端过渡部62c的角度变为鈍角。前端过渡部62c的角度变位鈍角的场合与前端过渡部62c为直角的場合相比,前端面62a和感光体3形成的接触部的上流侧的空隙X(图1参照)变狭窄。由此,长期进行清洁动作,调色剂就会在空隙中堆积,塞住的空隙X内的调色剂就没有去的地方,空隙X内的调色剂就会慢慢地被推到感光体3的下流侧,清洁不良发生。
另外,如超过50[μm],清洁刮板变得过于刚直,如所述那样,震动音就易于发生,耐摩耗性低下,跟随性低下。
如长期使用,表面层623被摩耗,弹性体刮板622的前端过渡部露出,该弹性体刮板622的前端过渡部的露出部与感光体表面就会接触。而且,如所述那样,在喷雾涂布以及浸渍涂布中,使液体材料附着形成表面层623,但是前端过渡部62c由于表面张力的关系,保护膜难以形成,前端过渡部的表面层623的层厚与其他部分相比也薄。由此,弹性体刮板622的前端过渡部,会过早露出。
此时,对弹性体刮板622的前端过渡部不进行低摩擦化处理的場合,露出的部分的摩擦系数高,该露出的部分和感光体3的摩擦大,由此,露出的部分,向感光体移动方向拉动。此时,由于露出部分的面积非常小,露出的部分的变形微小。其结果,露出的部分有微小变形,震动音就会发生。进一步,该露出部分有时会发生卷曲。露出部分一发生卷曲,弹性体刮板622的卷曲的露出部分和表面层623的境界部分应力大,卷曲的露出部分就会欠落,发生清洁不良。
因此,弹性体刮板622的前端过渡部,用喷雾涂布,浸渍涂布等,将至少一种选自异氰酸酯化合物,氟化合物,硅氧烷化合物的化合物浸入的低摩擦处理,使摩擦系数变为0.5以下。由此,由于可以使长时间摩耗而露出的弹性体刮板622的前端过渡部和感光体3的摩擦力变弱,并可以抑止露出的部分的向感光体表面移动方向的变形。其结果,抑止震动音的生成。另外,可以抑止露出部分的卷曲以及卷曲的露出部分的欠落。进一步,由于可以使弹性体刮板622的前端过渡部的摩擦系数变为0.5以下,露出部分难以被感光体3削蚀,从而提高清洁刮板62的耐摩耗性。
另外,如表面层623的进一步被摩耗,弹性体刮板622的前端过渡部的大部分露出时,由于弹性体刮板622柔软,所以前端过渡部易于向感光体移动方向变形,前端过渡部易于卷曲。但是,由于前端过渡部的摩擦系数低,从而可以抑止弹性体刮板622的前端过渡部向感光体移动方向的变形。进一步,比弹性体刮板622的前端过渡部在感光体移动方向更下流侧的还没有由于摩耗而消失的刚直的表面层623,可以抑止前端过渡部向感光体移动方向的变形。如此,使前端过渡部的摩擦系数处于0.5以下,以及在感光体移动方向上的下流侧的表面层623的叠加効果,就可以抑止前端过渡部的卷曲,可以抑止前端面的局部的摩耗。其结果,就抑止了前端过渡部欠落,可以维持长时间的清洁性能。
在此,一般说来,清洁刮板使用的橡胶材料的反弹弹性越大,清洁刮板的前端过渡部越容易微小振动,使与清洁刮板接触的调色剂跳回的作用就会越大,清洁性能也就会变得越高。另外,越使用反弹弹性大的橡胶材料的清洁刮板,其耐摩耗性越低。由此,如在清洁刮板的前端过渡部形成硬的表面层,即使使用反弹弹性大的橡胶材料,也可以抑止清洁刮板的摩耗,从而可以维持长期的清洁性。但是,橡胶材料的反弹弹性越大,清洁刮板的前端过渡部的微小振动就会变得过大,从而有可能发出震动音等的令人不愉快的奇异声音。另外,橡胶材料的反弹弹性与表示橡胶材料的粘弹性的tanΔ峰值温度有相关关系,tanΔ峰值温度越高,反弹弹性越低,tanΔ峰值温度越低,反弹弹性越高。
本发明的发明者,进行了认真研究,发现,如图1表示得那样,如对tanΔ峰值温度-6[℃]以上的橡胶构成的弹性体刮板的前端部(前端过渡部附近)进行改进处理,使改进部62d的tanΔ峰值温度比没有进行改进处理的地方的tanΔ峰值温度低3[℃]至7[℃],就可以即保持良好的清洁性,又可以抑止震动音等的奇异声音发生。
以下,对本发明的发明者进行的,清洁刮板的长期的清洁性以及震动音的发生等的验证实验进行说明。本验证实验中,使弹性体刮板的材质,对弹性体刮板的前端部(前端过渡部附近)的改进处理使用的浸渍剂的组成,覆盖弹性体刮板的前端过渡部的表面层的材质进行各种各样的变化,来进行耐久实验。
[弹性体刮板]
作为弹性体刮板622,使用了25[℃]时的物性为以下的7种聚氨酯橡胶。
聚氨酯橡胶1:硬度70度,反弹弹性50[%](东洋橡胶工业制)
聚氨酯橡胶2:硬度72度,反弹弹性31[%](东洋橡胶工业制)
聚氨酯橡胶3:硬度71度,反弹弹性18[%](东洋橡胶工业制)
聚氨酯橡胶4:硬度77度,反发弹性27%(新基特库(シンジ一テツク)制)
聚氨酯橡胶5:硬度70度,反发弹性68%(新基特库(シンジ一テツク)制)
聚氨酯橡胶6:硬度75度,反弹弹性50[%](东洋橡胶工业制)
聚氨酯橡胶7:硬度77度,反发弹性17%(新基特库(シンジ一テツク)制)
聚氨酯橡胶的硬度,是用岛津制作所制的小型携带式硬度计(硬度计),按JIS K6253进行测定的。与约2[mm]的薄片重叠,从而使试样厚变为6[mm]以上。
聚氨酯橡胶的反弹弹性,用东洋精机制作所制的无.221弹性测试仪(レジリエンステスタ),按JIS K6255进行测定。与约2[mm]的薄片重叠,从而使试样厚变4[mm]以上。
[浸渍剂]
浸渍剂如下。
Figure G2009101459803D00171
Figure G2009101459803D00181
[表面层]
表面层如下。
Figure G2009101459803D00182
Figure G2009101459803D00191
Figure G2009101459803D00201
表面层5中的低磨擦系数添加剂共聚物A1为下列化合物的共聚物。该化合物的(a-1)以及具有带有丙烯酰氧基(a-3)的侧链(a-2):
Figure G2009101459803D00211
使用GPC法(凝胶渗透色谱法)得到共聚物A1的重均分子量为37,000(聚苯乙烯换算),分子量分布指数(Mw/Mn)为1.9.用1H-NMR.求得的共聚物A1的(a-1)∶(a-2)的重量比为1∶1.73。
下面,对进行验证实验的图像形成装置的结构进行说明。
使用所述聚氨酯橡胶1-3的任一个,制作厚2[mm]的长方形形状的弹性体刮板,将该弹性体刮板的前端部5m m以内,浸在浸渍剂1-3的任一个中10分,其后,将弹性体刮板放入到调温至100[℃]的恒温槽中10分钟,聚氨酯橡胶和浸渍剂中含有的异氰酸酯进行反应,对所述前端部5[mm]以内进行处理。另外,作为异氰酸酯,MDI,HDI等分子量500以下的易于浸渍,为优选物。接着,弹性体刮板的前端部的改进了的范围内将紫外线固化树脂涂布,使表面层1-3的任一个膜厚变为10[μm]。具体说,对由各种聚氨酯橡胶组成的弹性体刮板,从刮板面以及前端面的2方向用10[mm/s]的喷雾枪移动速度进行2次涂敷,3分钟干燥后,用紫外线曝光(140[W/cm]×5[m/min]×5次)。但是,刮板下面用掩蔽带进行规置,在前端3[mm]幅度度,形成表面层。紫外线固化树脂优选在聚合时三维胶联单元分子量为300-1500的聚氨酯丙烯酸酯,所述分子量以1000-1500为更优选。
将形成了这样的表面层的弹性体刮板用粘结剂粘接在可以装在理光制彩色复合机imagio Neo C455上的金属板支架上,制成试作清洁刮板。将制作的清洁刮板安装在理光制彩色复合机imagioNeo C455(与图2同样的结构)。另外,安装清洁刮板要使线压:20[g/cm],清洁角:79度。
验证实验中,使用聚合法制造的调色剂。另外,调色剂的物性如下。
调色剂母体:圆形度0.98,平均粒径4.9[μm]
外添剂:小粒径二氧化硅1.5部(库拉里安特(クラリアント)制H 2000)
小粒径氧化钛0.5部(太以卡(テイカ)制MT-150AI)
大粒径二氧化硅1.0部(电气化学工业制UFP-30H)
验证实验的评价环境:20[℃]·65[%RH],通纸条件:图像面积率5[%]图案进行3次打印/图案,打印500,000枚(A4横)。然后,进行以下的项目的评价。
[评价项目].
清洁不良发生:有无(图像面积比率5[%]图案输出目视观察)
刮板前端摩耗面积:刮板下面侧看到的摩耗面积
另外,表面层的层厚,用开恩司(キ一エンス)制马以库劳司考普(マイクロスコ一)VHX-100,以及另外同样涂布的弹性体刮板的断面进行了测定。试样用日进EM制的SEM试样制作用涛里名谷(トリミング)刀片切出断面而成的。
另外,弹性刮板前端过渡部的摩擦系数,是用新东科学株式会公司制·摩擦摩耗实验机(刮板支架装着)来测定的。具体的说,在玻璃板上形成与感光体表面层同成分的保护膜的「拟制感光体」。清洁刮板与以与上述同样的接触条件(角度:79°,线压:20[g/cm])来安装上的。使玻璃板运动,从而测得该时的动态摩擦系数。
另外,弹性体刮板的tanΔ峰值温度的测定是按旧JIS-K7198以以下顺序进行的。
(1)在所定的浸渍剂中将聚氨酯橡胶浸漬10分钟,拉上后用100[℃]的电炉进行15分钟煅烧。其后,进行1星期放置,制备样品。(2)将该样品切40[mm]×5[mm]的一段,装在SII公司制的粘弹性测定装置DMS6100上。(3)拉伸方式,正弦波测定方式,升温速度3[℃/分],周波数1[Hz],从-50[℃]至+80[℃]进行粘弹性测定,用其测定结果求tanΔ峰值温度。
实施例1-22以及比较实施例1-10的结果表示如下。
表1-1
 实施例   聚氨酯橡胶   浸渍剂   表面层   聚氨酯橡胶的硬度   聚氨酯橡胶的反弹弹性模量(%)
 实施例1   1   1   1   70   50
 实施例2   1   2   2   70   50
 实施例3   1   3   3   70   50
 实施例4   1   4   4   70   50
 实施例5   1   5   4   70   50
 实施例6   2   2   4   72   31
 实施例7   3   2   4   71   18
 实施例8   4   2   4   77   27
 实施例9   4   4   4   77   27
 实施例10   5   4   4   70   68
 实施例11   3   1   5   71   18
 实施例12   3   6   3   71   18
 实施例13   3   7   3   71   18
实施例14 3 7 6 71 18
  实施例15   3   8   3   71   18
  实施例16   3   8   6   71   18
  实施例17   3   9   6   71   18
  实施例18   3   7   1   71   18
  实施例19   3   8   6   71   18
  实施例20   3   10   7   71   18
  实施例21   7   7   1   77   17
  实施例22   7   9   3   77   17
  比较实施例1   1   -   -   70   50
  比较实施例2   1   1   -   70   50
  比较实施例3   1   -   1   70   50
  比较实施例4   1   1   2   70   50
  比较实施例5   1   4   -   70   50
  比较实   3   7   -   71   18
  施例6
  比较实施例7   6   -   1   75   50
  比较实施例8   1   7   -   70   50
  比较实施例9   3   -   -   71   18
  比较实施例10   7   -   1   77   17
表1-2
  实施例   前端的磨擦系数   聚氨酯橡胶的TanΔ峰值温度(℃) 前端的Tan Δ峰值温度(℃)   距离前端50μm处的表面层厚度(μm)
  实施例1   0.3   -19   -20   5
  实施例2   0.15   -19   -20   7
  实施例3   0.12   -19   -20   8
  实施例4   0.1   -19   -21   8
  实施例5   0.15   -19   -21   9
  实施例6   0.15   -8   -11   5
  实施例7   0.15   -6   -9   5
  实施例8   0.12   +1   -4   5
  实施例9   0.1   +1   -3   5
  实施例10   0.12   -20   -21   5
  实施例11   0.1   -6   -11   3
  实施例12   0.12   -6   -12   5
  实施例13   0.3   -6   -11   10
  实施例14   0.15   -6   -11   10
  实施例15   0.12   -6   -9   10
  实施例16   0.12   -6.   -9   10
  实施例17   0.1   -6   -13   10
  实施例18   0.15   -6   -11   10
  实施例19   0.12   -6   -11   10
  实施例20   0.1   -6   -9   10
  实施例21   0.1   +5   0   10
  实施例22   0.1   +5   -1   10
  比较实施例1   1.2   -19   -   -
  比较实施例2   0.3   -19   -20   -
  比较实施例3   1.2   -19   -   5
  比较实施例4   0.3   -19   -20   70
  比较实施例5   0.1   -19   -21   -
比较实施例6 0.3 -6 -11 -
  比较实施例7   1.2   -18   -   10
  比较实施例8   0.2   -19   -20   -
  比较实施例   1.2   -6   -   -
  9
  比较实施例10   1.2   -18  -   10
表1-3
 实施例   50,000张图像输出后的磨擦幅度(μm)   500,000张图像输出后的磨擦幅度(μm)   清洁度   令人不愉快的噪声   备考
 实施例1   15   100   好   无
 实施例2   10   100   好   无
 实施例3   10   100   好   无
 实施例4   10   100   好   无
 实施例5   15   100   好   无
 实施例6   10   75   好   无
 实施例7   10   75   好   无
 实施例8   10   50   好   无
 实施例9   15   50   好   无
 实施例10   10   100   好   无
 实施例11   10   75   好   无
 实施例12   10   75   好   无
 实施例13   10   100   好   无
  实施例14  10   75   好   无
  实施例15  10   100   好   无
  实施例16  10   100   好   无
  实施例17  10   50   好   无
  实施例18  15   100   好   无
  实施例19  10   50   好   无
  实施例20  15   100   好   无
  实施例21  10   50   好   无
  实施例22  10   75   好   无
  比较实施例1  20   400   带状清洁不良2处   无   前端有磨耗以及局部磨耗
  比较实施例2  50   300   筋状清洁不良2处   无   前端有磨耗以及局部磨耗
  比较实施例3  50   250   带状清洁不良2处   有
  比较实  150   500   带状清洁不良   有
  施例4   5处
  比较实施例5   50   300   筋状清洁不良3处   无   前端有磨耗以及局部磨耗
  比较实施例6   15   300   筋状清洁不良2处   无   前端有磨耗以及局部磨耗
  比较实施例7   10   250   带状清洁不良2处   有
  比较实施例8   15   400   筋状清洁不良2处   无   前端有磨耗以及局部磨耗
  比较实施例9   15   300   筋状清洁不良2处   无   前端有磨耗以及局部磨耗
  比较实施例10   10   250   带状清洁不良2处   有
前端过渡部近傍不进行tanΔ温度下降处理的比较例3中,帯状清洁不良发生,另外令人不愉快的震动音也可以确认到。另外,如观察清洁刮板的前端过渡部,缺欠被确认到。这是由于长期使用,表面层摩耗,弹性刮板的前端过渡部露出,清洁刮板全体的tanΔ温度低,换言之,清洁刮板全体的反弹弹性系数高,所以,该露出的部分的微小振动变得过大得结果,发出令人不愉快的震动音。另外,弹性刮板的露出部分卷曲,该卷曲露出部分欠落,清洁刮板的前端过渡部缺欠得到确认。这样得缺欠带来帯状的清洁不良现象。
另外,比较例2,5,6,8表示的那样,即使使tanΔ温度降低的改进处理在前端过渡部近傍进行,由于前端过渡部没有设有表面层,前端过渡部的微小振动过大,即使可以抑止震动音等的奇异声音,但是前端面局部摩耗会发生,条状的清洁不良也会产生。
另一方面,在实施例1-22中,令人不愉快的震动音没有确认到。另外,验证实验终了后的清洁刮板进行确认时,前端过渡部的表面层被摩耗掉,弹性刮板的前端过渡部露出。如此,在实施例1-22中,进行了弹性刮板的改进处理的前端过渡部尽管与感光体和接触,前端面局部摩耗以及帯状·条状的清洁不良没有被确认到。这是因为,在实施例1-22中,在感光体移动方向上比弹性体刮板的前端过渡部露出部还要在下流侧的表面层,抑止了露出的弹性体刮板的前端过渡部向感光体移动方向的变形,由此,清洁刮板的前端面没有产生局部摩耗。
从表2表示的验证实验的结果,在实施例a-e中,没有发生令人不愉快的震动音,没有产生前端面的局部摩耗,可以长期维持良好的清洁性。另外,由于浸渍改进处理,弹性体刮板自体的摩耗速度低減,所以寿命比没有进行浸渍改进处理的通常的弹性体刮板(比较例1以及比较例3等)相比要长2倍以上。
即,仅在本实施方式的那样弹性体刮板的前端部(前端过渡部近傍)使tanΔ温度下降,换言之,使反弹弹性变高的改进处理,可以使清洁刮板的高耐久和清洁性和的两方面同时得以提高。
另外,清洁刮板的设计条件(与感光体的接触方法)等没有必要变更,所以对低成本化有利。
在本实施方式中,为所谓的黑白图像形成装置的例子。但是彩色的图像形成装置也可。以下,就彩色图像形成装置适用本实施方式的特征点的場合的
具体例进行说明。
图5,为所谓的串联型的全色图像形成装置中将本发明加以适用的图。
在图5中,符号(3C,3M,3Y,3K)为鼓状的感光体3C,3M,3Y,3K,它们沿图中的箭头方向回转,其周围按顺时针方向至少配置帯电装置4C,4M,4Y,4K,显影装置5C,5M,5Y,5K,清洁装置6C,6M,6Y,6K。
从该帯电装置4C,4M,4Y,4K和显影装置5C,5M,5Y,5K之間的感光体里面侧,图中没有表示出的曝光装置将激光LC,LM,LY,LK照射,在感光体3C,3M,3Y,3K上形成静电潜像。然后,以感光体3C,3M,3Y,3K为中心的4个处理卡盒1C,1M,1Y,1K,沿着作为转印材运送手段的转印运送带14而并列配置。转印运送带14与各处理卡盒1C,1M,1Y,1K的显影装置5C,5M,5Y,5K和清洁装置6C,6M,6Y,6K之间的感光体3C,3M,3Y,3K接触,转印运送带14的感光体侧的里侧的接触面(里面),有施加有转印偏压的转印装置7C,7M,7Y,7K。各处理卡盒1C,1M,1Y,1K除了显影装置内部的调色剂的颜色不同之外,其他完全相同。
图5表示的结构的彩色电子照相图像形成装置中,图像形成动作如下。首先,各处理卡盒1C,1M,1Y,1K中,感光体3C,3M,3Y,3K被按箭头方向回转的帯电装置4C,4M,4Y,4K帯电,接着感光体的内侧配置的曝光装置(图中没有表示出的)的激光LC,LM,LY,LK,作成对应各色的图像而形成静电潜像。
接着,显影装置5C,5M,5Y,5K使潜像显影,成为调色剂像。显影装置5C,5M,5Y,5K,分别为用C(深绿),M(品红),Y(黄),K(黑)的调色剂进行显影的显影装置,在4各的感光体3C,3M,3Y,3K上形成的各色的调色剂像在转印纸上重叠。
转印纸P有供纸滚15从纸库中送出,在上定位辊12和下定位辊13一旦停止,与所述感光体上的图像形成的时机相合,被转印运送带14送来。转印运送带14上保持的转印纸P被搬送,在各感光体3C,3M,3Y,3K的接触位置(转印部),各色调色剂像进行转印。
感光体上的调色剂像,由施加在转印装置7C,7M,7Y,7K的转印偏压和与感光体3C,3M,3Y,3K和的电位差形成的电场,转印到转印纸P上。然后通过4个的转印部,4色的调色剂像重叠的记录纸P被送到定影装置16,调色剂定影,被排到图中没有表示出的排纸部。另外,转印部未转印的各感光体3C,3M,3Y,3K上残余的残留调色剂被清洁装置6C,6M,6Y,6K回収。另外,在图5的例中,图像形成单元从转印纸运送方向上流侧到下流侧,C(深绿),M(品红),Y(黄),K(黑)的顺序排列,但是并不限于该顺序,色順可以任意设定。
另外,图5中,帯电装置虽然与感光体接触,但是两者之间有适当的缝隙(10-200μm程度),由此,在两者的摩耗量减低的同时,帯电部件的的调色剂结膜也少。
图5表示的本实施方式的彩色打印机具有各处理卡盒1C,1M,1Y,1K的清洁装置6C,6M,6Y,6K中,设置有以下的清洁刮板。即,该清洁刮板与被清洁部件的表面相接触,从该被清洁部件的表面将粉末除去,其特征在于,该清洁刮板包括橡胶材料构成的长方形的弹性体刮板,覆盖该长方形弹性体刮板前端过渡部的,比该弹性体还要硬的表面层,该弹性体的近旁被变性处理,使从该前端到弹性体的内测5mm以内的区域中的tanΔ峰值温度与未进行改进的区域的tanΔ峰值低3℃至7度。
本实施方式的彩色打印机,由于具有所述的结构,可以抑止震动音等的奇异声音的发生,清洁刮板的前端过渡部不发生卷曲,可以长期维持良好的清洁性,可以长期抑止感光体3上的清洁不良的发生。
以下,将本发明适用于作为图像形成装置的电子照相打印机(以下,称打印机)另一个实施方式进行说明。另外,本实施方式的打印机的基本的结构与上述的实施方式的打印机基本相同,在此省略说明。
接着,对验证清洁刮板的长期清洁性以及震动音的发生等的验证实验进行说明。在本验证实验中,弹性体刮板的材质,弹性体刮板的前端部(前端过渡部近傍)的改进处理用的浸渍剂的组成,覆盖弹性体刮板的前端过渡部的表面层的材质进行了各种变化,进行了耐久实验。
[弹性体刮板]
作为弹性体刮板622,使用25[℃]的物性为以下的4种聚氨酯橡胶。
  聚氨酯橡胶   硬度(度)   反弹弹性模量(%)   制造厂家
  8   70   50   东洋橡胶工业公司
  9   71   18   东洋橡胶工业公司
  10   75   50   东洋橡胶工业公司
11 77 17   (新基特库(シンジ一テツク)制)
聚氨酯橡胶的硬度,用岛津制作所制硬度计,按JIS K6253进行测定。使试样与约2[mm]的片材重叠,使其厚度为6[mm]以上。
聚氨酯橡胶的反弹弹性,是用东洋精机制作所制无.221回弹测试仪,按JIS K6255进行测定的。将试样与约2[mm]的片状物叠合,使它们的厚度为4[mm]以上。
[浸渍剂]
作为浸渍剂,用以下之物。
浸渍剂11-14如下:
Figure G2009101459803D00321
表面层8-11具有以下组成。
Figure G2009101459803D00331
以下,对进行验证实验的图像形成装置的结构进行说明。
使用所述聚氨酯橡胶8-11的任一个,制作厚2[mm]的长方形形状的弹性体刮板,将该弹性体刮板的前端部5mm以内,浸在浸渍剂1-14的任一个中10分,其后,将弹性体刮板放入到调温至100[℃]的恒温槽中10分钟,聚氨酯橡胶和浸渍剂中含有的异氰酸酯进行反应,对所述前端部5[mm]以内进行处理。另外,作为异氰酸酯,MDI,HDI等分子量500以下的易于浸渍,为优选物。
接着,弹性体刮板的前端部的改进了的范围内将紫外线固化树脂涂布,使表面层8-11的任一个膜厚变为10[μm]。具体说,对由各种聚氨酯橡胶组成的弹性体刮板,从刮板面以及前端面的2方向用10[mm/s]的喷雾枪移动速度进行2次涂敷,3分钟干燥后,用紫外线曝光(140[W/cm]×5[m/min]×5次)。但是,刮板下面用掩蔽带进行规置,在前端3[mm]幅度度,形成表面层。
紫外线固化树脂聚合时的胶联单元分子量为300-1500的尿烷丙烯酸酯优选,所述分子量1000-1500更优选。
将形成了这样的表面层的弹性体刮板用粘结剂粘接在可以装在理光制彩色复合机imagio Neo C455上的金属板支架上,制成试作清洁刮板。将制作试作清洁刮板安装在理光制彩色复合机imagioNeo C455(与图2同样的结构),作成实施例6-10,比较例4-6的图像形成装置。另外,安装清洁刮板要使线压:20[g/cm],清洁角:79度。
在验证实验中,使用了聚合法作制的调色剂。另外,调色剂的物性如下。
调色剂母体:圆形度0.98,平均粒径4.9[μm]
外添剂:小粒径二氧化硅1.5份(库拉里安特(クラリアント)制H2000)
小粒径氧化钛0.5份(太以卡(テイカ)制MT-150AI)
大粒径二氧化硅1.0份(电气化学工业制UFP-30H)
验证实验,评价环境:20[℃]·65[%RH],实际打印条件:图像面积率5[%]图案,3打印/次,共打印500,000枚(A4横)。然后,对以下的项目进行评价。
[评价项目]
清洁不良发生:有无(图像面积比率5[%]图案输出目视观察)
刮板前端摩耗面积:从刮板下面侧看到的摩耗面积
另外,表面层的层厚的测定,通过用开恩司(キ一エンス)制马以库劳司考普(マイクロスコ一)VHX-100对另外同样涂布制得的弹性体刮板的断面进行测定。试样用日进EM制SEM试样制作用涛里名谷(トリミング)刀片切出断面。
另外,弹性体刮板以及表面层等的tanΔ峰值温度的测定,是按旧JIS-K7198进行的。
实施例23-27以及比较例11-13的结果表示在下列表中。
表2-1
  实施例   聚氨酯橡胶   浸渍剂   表面层
  实施例23   9   11   8
  实施例24   9   12   10
  实施例25   10   14   11
  实施例26   11   11   8
  实施例27   11   13   9
  比较实施例11   8   11   -
  比较实施例12   9 - -
  比较实施例13   10 - 8
表2-2
  实施例   聚氨酯橡胶的TanΔ峰值温度(℃)  改进端的TanΔ峰值温度(℃)  表面层的TanΔ峰值温度(℃)   距离前端50μm地方的表面层的厚度(μm)
  实施例23   -6   -11   60   10
  实施例24   -6   -11   50   10
  实施例25   -6   -9   50   10
  实施例26   +5   -9   60   10
  实施例27   +5   -13   45   10
  比较实施例11   -19   -20   -   -
  比较实施例12   -6    -   -   -
  比较实施例13   -18    -   60   10
表2-3
  实施例   500,000张图像输出后磨耗的幅度(μm)   清洁度   令人不愉快的噪声   前端的磨耗以及局部磨耗
  实施例23   100   好   无   无
  实施例24   50   好   无   无
  实施例25   100   好   无   无
  实施例26   50   好   无   无
  实施例27   75   好   无   无
  比较实施例11   400   带-状清洁不良2处   无   有
  比较实施例12   300   筋-状清洁不良2处   无   有
  比较实施例13   250   带-状清洁不良2处   有   无
没有进行使前端过渡部近傍的tanΔ温度下降的改进处理的在比较例13中,发生了帯状清洁不良,另外也确认到了令人不愉快的震动音。另外,观察到了清洁刮板的前端过渡部的缺损。这是,长期使用使表面层发生了摩耗,而消失,弹性刮板的前端过渡部露出时,清洁刮板全体的tanΔ温度低,换言之,清洁刮板全体的反弹弹性高,该露出的部分的微小振动变得过大得结果,从而发生了令人不愉快的震动音。另外,弹性刮板的露出部分卷曲,该卷曲的露出部分欠落,从而可以观察到清洁刮板的前端过渡部的缺欠。由于该缺欠引起了帯状的清洁不良的发生。
另外,如比较例11表示的那样,即使在前端过渡部进行使tanΔ温度下降的改进处理,由于没有设置前端过渡部的表面层,即使能够对前端过渡部的微小振动过大而发生的震动音等的奇异声音进行抑止,前端面局部摩耗也会发生,从而发生条状的清洁不良。
另一方面,在实施例23-27,令人不愉快的震动音没有被确认到。另外,前端过渡部的表面层被摩耗消失,弹性体刮板的前端过渡部没有露出。如此,尽管弹性体刮板与感光体接触,也没有确认到前端面局部摩耗以及帯状·条状的清洁不良。这是因为在感光体移动方向下流侧的表面层,抑止了露出的弹性体刮板的前端过渡部在感光体移动方向上的变形。
在实施例23-27中,没有发生令人不愉快的震动音,没有发生前端面的局部摩耗,保持可长期良好的清洁性。
即,如本实施方式,仅使弹性体刮板的前端部(前端过渡部近傍)的tanΔ温度下降,换言之,仅使反弹弹性模量变高的改进处理,就可以使清洁刮板的高耐久和清洁性和的两方同时得到提高。另外,通过浸渍改进处理,弹性体刮板自体的摩耗速度变低(实施例22-27)的清洁刮板,可以达到比使用没有进行浸渍改进处理的通常的弹性体刮板(比较例12以及比较例13)长2倍以上的寿命。
另外,通过使表面层的tanΔ峰值温度比没有进行弹性体刮板的改进处理的tanΔ峰值温度高40[℃]以上,可以得到能够防止使弹性体刮板的前端过渡部的卷曲(拉入)的充分的机械特性。
另外,也没有必要使清洁刮板的设计条件(与感光体的接触方法)等变更的必要,从而可以低成本化。
至此为止,就所谓的黑白的图像形成装置的例子进行了说明,但是彩色的图像形成装置也同样。
图5表示的本实施方式的彩色打印机所具有的各处理卡盒1C,1M,1Y,1K的清洁装置6C,6M,6Y,6K中,设置了以下那样的清洁刮板,即,该清洁刮板由橡胶材料形成的长方形形状的弹性体刮板以及,具有覆盖弹性体刮板的前端过渡部的,比弹性体刮板要硬的表面层来构成,弹性体刮板的前端过渡部近傍进行了改进处理,离开前端过渡部弹性体刮板内侧5[mm]以内的地方比未对tanΔ峰值温度进行所述改进处理的地方的tanΔ峰值温度低3[℃]至7[℃],进一步,比橡胶刮板要硬的覆盖端部的表面层的tanΔ峰值温度比没有进行弹性体刮板的改进处理的地方的tanΔ峰值温度高40[℃]以上。
本实施方式的彩色打印机,具有所述的结构,由此,即使提高可以对聚合调色剂进行清洁的清洁刮板的线压,也可以抑止震动音等的奇异声音的发生,部发生清洁刮板的前端过渡部的卷曲,可以维持长期良好的清洁性,从而长期抑止在感光体3上的清洁不良的发生。
根据各实施方式,与作为被清洁部件的感光体3的表面接触,从感光体表面将粉体调色剂除去的清洁刮板62,是由橡胶组成的长方形形状的弹性体刮板622以及,将弹性体刮板622的前端过渡部62c进行覆盖的那样形成的,硬度比弹性体刮板622还要硬的表面层623而结构的。弹性体刮板622的前端过渡部近傍进行了改进处理,从前端过渡部62c到弹性体刮板内侧5[mm]以内的地方的tanΔ峰值温度被所述没有改进处理的地方的tanΔ峰值温度要低3[℃]至7[℃],由此,如所述验证实验所明确的那样,即可以抑止奇异声音的发生,又可以保持长期良好的清洁性。
另外,根据各实施方式,所述橡胶材料的tanΔ峰值温度为-6[℃]以上为优选。
另外,根据本发明,弹性体刮板622中,将没有进行所述改进处理的地方的tanΔ峰值温度作为t1,表面层623的tanΔ峰值温度作为t2时,t2≥t1+40的关系成立,由此可以赋予防止弹性体刮板622的前端过渡部62c的卷曲(拉入)的充分的机械特性。
另外,根据各实施方式,作为所述橡胶材料,由于使用具有尿烷基的橡胶材料,即使感光体偏心等,可以进行柔软的清洁刮板变形,由此可以维持所定的接触压,得到良好的清洁性。
另外,根据各实施方式,所述改进处理在前端过渡部近傍(弹性体刮板的前端部),用选自异氰酸酯化合物,氟化合物,硅氧烷化合物的至少1种进行浸渍处理,由此,可以使弹性体刮板的前端过渡部的摩擦系数下降到0.5以下。
另外,根据各实施方式,用于所述改进处理的所述异氰酸酯化合物的数均分子量以500以下为优选。
另外,根据各实施方式,如所述那样,所述橡胶材料的JIS-A硬度以65[°]以上80[°]以下为优选。
另外,根据各实施方式,所述橡胶材料的反弹弹性模量以80[%]以下为优选。
另外,根据各实施方式,表面层623使用紫外线固化树脂,热固化树脂,或氟类热固化树脂来形成,就可以容易地在弹性体刮板622的前端过渡部62c形成表面层623。
另外,根据各实施方式,作为所述紫外线固化树脂,通过使用每1胶联单元具有300-1500的数均分子量的紫外线固化树脂,可以使表面层623具有适度的硬度。由此,前端过渡部62c的卷曲可以得到抑制。另外,可以向感光体移动方向进行适度变形,由此可以在抑止震动音的发生的同时,使表面层623的耐摩耗性变得良好。
另外,根据各实施方式,在图像形成装置中,通过用所述的清洁刮板62将感光体表面的未转印残调色剂,可以长期维持高品质的图像。
另外,根据各实施方式,作为处理卡盒1,与所述的清洁刮板62形成一体结构,从而可以得到清洁性良好的处理卡盒。

Claims (11)

1.一种清洁刮板,其与被清洁部件的表面相接触,从该被清洁表面上将粉体清除,其特征在于,
具有弹性体刮板,该弹性体刮板的前端过渡部的摩擦系数为0.5以下,以及
具有覆盖所述弹性体刮板的前端过渡部的表面层,该表面层在距离弹性体刮板前端50μm处的层厚为1μm以上50μm以下,以及该表面层比所述弹性体刮板要硬。
2.根据权利要求1的清洁刮板,其特征在于从距离该前端到弹性体刮板内侧5mm以内的区域内的弹性体刮板的tanΔ峰值温度比距离该弹性体刮板前端的距离大于5mm的区域的弹性体刮板的tanΔ峰值温度低3℃至7℃。
3.根据权利要求2的清洁刮板,其特征在于,如将所述弹性体刮板的距离其前端5mm以上的区域的弹性体刮板的tanΔ峰值温度作为t1,将所述表面层的tanΔ峰值温度作为t2,则满足t2℃≥t1℃+40℃。
4.根据权利要求1的清洁刮板,其特征在于所述的弹性体刮板包括含有尿烷基的橡胶材料,以及所述含有尿烷基的橡胶材料的JIS-A硬度为65°以上80°以下,反弹弹性模量为80%以下。
5.根据权利要求1的清洁刮板,其特征在于所述表面层至少包括一种从紫外线固化树脂,热固化树脂或者含氟热固化树脂中选择的一种。
6.根据权利要求5的清洁刮板,其特征在于其包括作为所述紫外线固化树脂的每一个交联单元具有300-1500的数均分子量的紫外线固化树脂。
7.根据权利要求1的清洁刮板,其特征在于所述弹性体刮板的前端过渡部被用选自异氰酸酯化合物、氟化合物、硅氧烷化合物的至少一种进行了浸渍处理。
8.根据权利要求7的清洁刮板,其特征在于进行所述浸渍处理用的异氰酸酯化合物的数均分子量为500以下。
9.一种图像形成装置,包括
图像承载体;
使该图像承载体表面带电的充电装置;
使带电的图像承载体的表面形成静电潜影的静电潜影形成装置;
将该图像承载体表面上形成的静电潜影显影形成调色剂图像的显影装置;
将该图像承载体表面上的调色剂图像转印到转印体上的转印装置;以及
与该图像承载体的表面接触,将附着在该图像承载体表面上的残余调色剂除去的清洁刮板,其特征在于作为该清洁刮板,使用了权利要求1的清洁刮板。
10.一种处理卡盒,其对图像形成装置易于拆卸,包括
图像承载体;
以及具有通过与图像承载体表面接触来将残留在图像承载体表面的调色剂除去的清洁刮板的清洁装置,其特征在于所述清洁刮板,是权利要求1的清洁刮板。
11.一种图像形成方法,包括
在图像承载体的表面形成调色剂图像;
将该调色剂图像从图像承载体表面上转印到转印体上;
用清洁刮板将附着在该图像承载体表面上的残余调色剂除去,其特征在于所述清洁刮板,是权利要求1的清洁刮板。
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Granted publication date: 20110413

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