技术领域
[0001] 本发明涉及一种清洁刮板,更详细而言,涉及在电子照相方式的图像形成装置中使用的清洁刮板。
相关背景技术
[0002] 在电子照相方式的图像形成装置中,使用例如用于对感光体等图像载体、中间转印带的表面进行清洁的清洁刮板。清洁刮板将刮板部的前端的端部按压于作为配合部件的图像载体、中间转印带的表面。通过配合部件与端部的滑动接触而刮取去除残留在配合部件表面的残留调色剂。
[0003] 作为以往的清洁刮板,例如众所周知有包括具有板状部的金属制成的支撑体、和在板状部的前端侧的一个面上借助底涂剂、热熔型粘合剂而粘合的板状的由聚氨酯形成的刮板部的清洁刮板。
[0004] 另外,例如,在专利文献1中,提出了在刮板部的板面和支撑板的前端面的双方接合有加强弹性体的清洁刮板。在该文献中,加强弹性体具有截面呈三角形、截面呈梯形的形状。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1日本特开2005-326459号公报
具体实施方式
[0033] 上述清洁刮板,是为了通过与采用电子照相方式的图像形成装置内的配合部件滑动接触来去除残留在配合部件的表面的残留调色剂而使用。作为图像形成装置,具体可举例说明为采用使用带电图像的电子照相方式的复印机、打印机、传真机、多功能一体机、按需打印机等图像形成装置。另外,作为配合部件,可举例说明为感光鼓等图像载体、中间转印带等。再有,中间转印带是用于在将承载在图像载体上的调色剂图像一次转印在该转印带上后,再将该调色剂图像从该转印带向纸张等转印材料二次转印的转印带。上述清洁刮板,更具体地,可以以下述方式使用,将刮板部的前端的端部作为用于与配合部件滑动接触的滑动接触部,并通过使其与动作的配合部件的表面以相互摩擦的状态接触,来刮取去除被运送至滑动接触部的配合部件表面的残留调色剂。
[0034] 上述清洁刮板具有支撑体,该支撑体具有板状部。支撑体可以由各种金属材料等构成。板状部,具体而言,例如可以具备具有规定厚度的长方形的形状,并且可以构成为在宽度方向的前端侧与刮板部接合。在这种情况下,板状部在长度方向的长度可以优选为120-400mm,更优选为230-360mm,在宽度方向的长度可以优选为5-50mm,更优选为9-30mm。
另外,板状部的厚度可以优选为1-2.6mm,更优选为1.2-2mm。支撑体,更具体地,例如可以构成为具有与板状部连接并用于向图像形成装置的部件上安装的安装部。在这种情况下,支撑体可以形成为截面呈“L”字形。
[0035] 上述清洁刮板具有与板状部通过一体成形而接合的聚氨酯制成的刮板部。上述“通过一体成形而接合”是指,在形成刮板部时在聚氨酯材料的固化的同时与板状部接合。再有,可以在板状部的表面形成有底涂剂层。刮板部,具体而言,例如从柔软且有韧性、有利于提高追随性等观点出发,可以由聚氨酯橡胶、聚氨酯弹性体等构成。
[0036] 刮板部具有板状的刮板主体部和加强部。在刮板部中,刮板主体部与板状部的板面接合。具体而言,刮板主体部可以采用基端侧的部分与板状部中的配合部件侧的板面接合的构成。再有,接合后的刮板主体部的自由长度可以优选为5-20mm,更优选为6-12mm,进一步优选为7-10mm。另外,刮板主体部的厚度可以优选为1-2.2mm,更优选为1.5-2mm。再有,刮板主体部的自由长度为板状部的前端面与刮板主体部的前端面之间的距离。可以将刮板主体部的厚度形成为在长度方向上恒定,或者仅将中央部形成得较薄,或者仅将中央部形成得较厚,但在任一情况下,刮板主体部的厚度均为在刮板先端面的位置处的长度方向上的中央部测定的值。
[0037] 在刮板部中,加强部从刮板主体部的表面延伸并且与板状部的前端面接合。加强部具体可以设置为从刮板主体部中的与配合部件侧相反一侧的板面延伸的构成。此处,加强部具有向内侧弯曲的弯曲面。因此,在从垂直于刮板部的长度方向的截面观察加强部的情况下,在将构成弯曲面的弯曲线与构成刮板主体部的板面的板面线之间的交点作为X点,并将构成弯曲面的弯曲线与构成板状部的前端面的前端线之间的交点作为Y点的情况下,弯曲线位于比连结X点和Y点的XY直线更下方(内侧)的位置。再有,X点与弯曲部的前端缘的位置对应。Y点与弯曲部的上端缘的位置对应。
[0038] 加强部的宽度具体可以设置为例如0.5-8mm的范围内。在这种情况下,可得到易于使接触压力的提高、追随性的确保变得可靠,易于在长期使用时抑制调色剂的漏出的清洁刮板。另外,还具有通过增加与支撑体的接合面积而易于提高接合强度等优点。从增加接触压力、防止卷翘等观点出发,加强部的宽度可以优选为2mm以上,更优选为3mm以上,进一步优选为3.5mm以上。另外,从提高追随性等观点出发,加强部的宽度可以优选为7mm以下,更优选为6mm以下,进一步优选为5mm以下。再有,加强部的宽度为板状部的前端面和加强部的前端缘之间的距离。
[0039] 加强部的高度具体可以设置为例如0.5-5mm的范围内。在这种情况下,可得到易于使接触压力的提高、追随性的确保变得可靠,易于在长期使用时抑制调色剂的漏出的清洁刮板。另外,还具有通过增加与支撑体的接合面积而易于提高接合强度等优点。从增加接触压力、防止卷翘等观点出发,加强部的高度可以优选为0.7mm以上,更优选为0.8mm以上,进一步优选为0.9mm以上。另外,从提高追随性等观点出发,加强部的高度可以优选为4mm以下,更优选为3mm以下,进一步优选为2mm以下。再有,加强部的高度为刮板主体部中的与配合部件侧相反一侧的板面和加强部与板状部的前端面相交的上端缘之间的距离。
[0040] 在上述清洁刮板中,刮板主体部的前端厚度可以设置为0.7-3mm的范围内。在这种情况下,可得到易于使接触压力的提高、追随性的确保变得可靠,易于在长期使用时抑制调色剂的漏出的清洁刮板。另外,还具有易于提高与支撑体的接合强度等优点。从增加接触压力、防止卷翘等观点出发,刮板主体部的前端厚度可以优选为1mm以上,更优选为1.3mm以上,进一步优选为1.5mm以上,更进一步优选为1.8mm以上。另外,从易于确保追随性等观点出发,刮板主体部的前端厚度可以优选为2.2mm以下,更优选为2.1mm以下,进一步优选为2mm以下。
[0041] 再有,上述加强部具体可以通过例如在刮板部的一体成形时使用的成形模、研磨加工等而形成。
[0042] 在上述清洁刮板中,刮板主体部可以形成为施加有表面处理或者在表面形成有覆膜的构成,以使与其内部相比摩擦系数降低。在这种情况下,由于刮板主体部的表面被低摩擦化,因此易于抑制由刮板主体部的卷翘、磨损造成的调色剂的漏出。因此,在这种情况下,利用刮板部一体成形和具有上述加强部的协同效应,可得到易于抑制调色剂的漏出的清洁刮板。再有,刮板主体部的内部是指,比表面处理层靠内侧的未施加表面处理的部分。
[0043] 上述表面处理,只要能够使刮板主体部的表面的动摩擦系数与其内部相比较小即可。作为上述表面处理,具体可举例说明为例如将紫外线固化树脂浸渍于刮板主体部后,通过进行紫外线照射处理使紫外线固化树脂固化,由此在刮板主体部的表面部分形成固化层的方法等。除此以外,作为上述表面处理,还可举例说明为例如将含有异氰酸酯化合物的表面处理液浸渍于刮板主体部并进行热处理,由此在刮板主体部的表层部分形成固化层的方法等。另外,上述覆膜具体可以通过例如使用因微波而成为等离子体状态的烃类气体的化学气相沉积而在刮板主体部的表面成膜,或通过等离子体CVD法而成膜为类金刚石碳膜等而形成。
[0044] 在上述清洁刮板中,刮板主体部表面的动摩擦系数具体可以例如优选为3.0以下,更优选为1.0以下,进一步优选为0.5以下。再有,上述动摩擦系数按照以下方法测定。将刮板主体部的端部以接触角度θ:25°、接触压力:1N/cm按压在表面配置有厚度为150μm的PET片的金属制成的板部件上。接着,使板部件以2.5mm/秒的速度在接触角度的形成侧移动,并测定动摩擦系数。
[0045] 在上述清洁刮板中,刮板主体部可以为含有导电剂的构成。在这种情况下,刮板主体部被导电化,因此能够在清洁时消除调色剂的电荷。因此,在这种情况下,易于从图像载体等配合部件去除调色剂,可得到有利于清洁性能提高的清洁刮板。
[0046] 作为上述导电剂,具体可以使用离子导电剂、电子导电剂。作为离子导电剂,已知有液体的离子导电剂和固体的离子导电剂,但优选为适宜地使用在常温下为固体的离子导电剂。这是因为其难以产生渗出且难以污染图像载体等配合部件。作为离子导电剂,具体可举例说明为例如季铵盐、碱金属盐、碱土类金属盐等。作为离子导电剂,更具体地可以优选使用钾盐等。作为钾盐中的阴离子,具体可举例说明为例如CF3SO2C4F9SO2N-、(CF3SO2)2N-、- - - - - - - - - - -(FSO2)2N、C28H20BO6、AlCl4、Al2Cl7、NO3、BF4、PF6 、CH3COO、CF3COO 、CF3SO3、(CF3SO2)3C 、AsF6-、SbF6-、F(HF)N-、CF3CF2CF2CF2SO3-、(CF3CF2SO2)2N-、CF3CF2CF2COO-、(C4F9SO2)2N-、CF2(CF2SO2)2N-、CF3SO2NH2-等。另外,作为电子导电剂,例如可举例说明为炭黑、金属氧化物的微粒等。
[0047] 在上述清洁刮板中,刮板主体部可以为含有微粒并利用该微粒在表面形成有凸部的构成。在这种情况下,能够在抑制调色剂的漏出的同时减小配合部件的表面与刮板主体部的接触面积。因此,在这种情况下,易于减小作用于其与配合部件之间的摩擦力,而有利于低摩擦化。另外,还能够有助于刮板主体部的耐磨损性的提高。再有,上述微粒可以在刮板主体部的表面上部分露出。
[0048] 上述微粒可以优选使用具有1μm以下的纳米尺寸的大小的颗粒。上述微粒的平均粒径具体可以为例如1-900nm,优选为5-700nm,更优选为10-500nm。再有,上述平均粒径是用扫描型电子显微镜观察刮板主体部的截面,并从较大的微粒中选出的10个微粒的粒径的平均值。另外,微粒的材质为无机、有机的任一种皆可。作为微粒,具体可举例说明为例如二氧化硅微粒、氧化铝微粒、金属微粒等。作为构成金属颗粒的金属,可举例说明为Au、Ag、Ni、Mn、它们的合金等。这些可以使用一种或者两种以上并用。
[0049] 在上述清洁刮板中,板状的刮板主体部可以与板状部的板面大致平行地接合,也可以相对于板状部的板面倾斜地接合。上述清洁刮板的刮板部与板状部通过一体成形而接合并且具有上述加强部,因此,如上所述,容易对刮板部相对于板状部的板面的角度进行微调。因此,上述清洁刮板易于根据图像形成装置的机型进行接触角度的设定,而能够提高安装自由度。
[0050] 另外,上述清洁刮板的刮板部与板状部通过一体成形而接合并且具有上述加强部,因此接合性较高。因此,上述清洁刮板有利于将刮板主体部的厚度设计得较薄。刮板主体部中的与配合部件侧相反一侧的板面可以配置于与板状部中的配合部件侧的板面的延长面同一面内。除此以外,刮板主体部中的与配合部件侧相反一侧的板面也可以配置于板状部中的配合部件侧的板面的延长面与板状部中的与配合部件侧相反一侧的板面的延长面之间。在后者的情况下,有利于将刮板主体部的厚度设计得较薄。
[0051] 另外,由于上述清洁刮板的刮板部是一体成形的,因此能够精细地控制刮板主体部的厚度。例如,可以将刮板主体部的厚度形成为在刮板主体部的长度方向上恒定,或者形成为长度方向上的中央部的厚度比两端部厚,或者形成为长度方向上的中央部的厚度比两端部薄。
[0052] 再有,为了获得上述各作用效果等可以根据需要将上述各构成任意组合。
[0053] 实施例
[0054] 以下,使用附图对实施例的清洁刮板进行说明。
[0055] (实施例1)
[0056] 使用图1-图6对实施例1的清洁刮板进行说明。如图1所示,本例的清洁刮板2,为了通过与采用电子照相方式的图像形成装置内的配合部件1的滑动接触来去除残留在配合部件1的表面的残留调色剂(未图示)而使用。在本例中,配合部件1是作为图像载体的感光鼓。另外,在清洁刮板2中,刮板部4的前端的端部411为用于与配合部件1滑动接触的滑动接触部。在图1中,θ为接触角度。另外,箭头Y表示作为图像载体的感光鼓的旋转方向。
[0057] 如图2-图4所示,本例的清洁刮板2具有支撑体3和聚氨酯制成的刮板部4,其中,支撑体3具有板状部31。刮板部4与板状部31通过一体成形而接合。在本例中,支撑体3进一步具有与板状部31连接的安装部32。安装部32是用于向图像形成装置的墨盒(Cartridge)安装的部位。支撑体3由金属材料形成为长条状,并且板状部31及安装部32均形成为具有规定的厚度的长方形。安装部32从板状部31的基端部向与板状部31的板面垂直的方向突出。因此,在本例中,支撑体3形成为截面呈“L”字形。再有,板状部31形成为长度方向上的长度为354mm、宽度方向上的长度为15mm的大小,且厚度为2mm。
[0058] 刮板部4具有板状的刮板主体部41和加强部42。刮板主体部41与板状部3的板面接合。在本例中,具体而言,刮板主体部41与板状部31的板面大致平行地接合。刮板主体部41中的与配合部件1侧相反一侧的板面配置为与板状部31中的配合部件1侧的板面的延长面在大致同一平面内。刮板主体部41的基端侧的部分与板状部31的配合部件1侧的板面接合。加强部42从刮板主体部41的表面延伸,并与板状部31的前端面接合。在本例中,具体而言,加强部42从刮板主体部41中的与配合部件1侧相反一侧的板面延伸。
[0059] 此处,加强部42具有向内侧弯曲的弯曲面421。因此,如图4所示,从垂直于刮板部4的长度方向的截面观察时,在加强部42中,构成弯曲面421的弯曲线421a位于比连结X点和Y点的XY直线更下侧(内侧)的位置处。再有,X点与弯曲部42的前端缘的位置对应,并且X点是构成弯曲面421的弯曲线421a和构成刮板主体部41的板面的板面线41a的交点。另外,Y点是构成弯曲面421的弯曲线421a与构成板状部31的前端面的前端线31a的交点。换言之,可以说加强部42具有弯曲线421a向下侧凸出的R形状。
[0060] 在本例中,图4所示的加强部42的宽度W具体设为0.5-8mm的范围内。同样地,加强部42的高度H设为0.5-5mm的范围内。刮板主体部41的前端厚度t设为0.7-3mm的范围内。刮板主体部41的自由长度L设为5-20mm的范围内。刮板主体部41与支撑体3的板状部31的接合长度BWL设为1.5-7mm的范围内。
[0061] 再有,在本例中,如图3所示,刮板主体部41的厚度在刮板主体部41的长度方向上设为恒定。刮板主体部41,例如,可以如图5所示那样将长度方向上的中央部的厚度形成为比两端部厚,也可以如图6所示那样将长度方向上的中央部的厚度形成为比两端部薄。
[0062] (实施例2)
[0063] 使用图7对实施例2的清洁刮板进行说明。如图7所示,本例的清洁刮板2以刮板主体部41相对于板状部31的板面倾斜的方式接合。倾斜方向为刮板主体部31的前端与配合部件1分离的方向。实施例2的清洁刮板2是对应于与实施例1的图像形成装置不同机型的情况下的例子。其他构成与实施例1相同。
[0064] (实施例3)
[0065] 使用图8对实施例3的清洁刮板进行说明。如图8所示,本例的清洁刮板2以刮板主体部41相对于板状部31的板面倾斜的方式接合。倾斜方向具体为刮板主体部41的前端向配合部件1靠近的方向。本例的清洁刮板2是对应于与实施例1及实施例2的图像形成装置不同机型的情况下的例子。其他构成与实施例1相同。
[0066] (实施例4)
[0067] 使用图9对实施例4的清洁刮板进行说明。如图9所示,在本例的清洁刮板2中,刮板主体部41中的与配合部件1侧相反一侧的板面配置于板状部31中的配合部件1侧的板面的延长面与板状部31中的与配合部件1侧相反一侧的板面的延长面之间。本例的清洁刮板2是将刮板主体部41的厚度形成为比实施例1的清洁刮板2的厚度薄的情况下的例子。其他构成与实施例1相同。
[0068] <实验例>
[0069] 以下,使用实验例进行更具体的说明。
[0070] -聚氨酯组合物的准备-
[0071] 在80℃下以1小时将44质量份的真空脱泡后的聚己二酸丁二醇酯(PBA)(东曹公司制造,“NIPPOLLAN4010”)和56质量份的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)(东曹公司制造,“Millionate MT”)混合,并在氮气气氛下在80℃下反应3小时,由此制备含有聚氨酯预聚物的主剂液。
[0072] 另外,将87质量份的上述聚己二酸丁二醇酯(PBA)、13质量份的由1,4-丁二醇(三菱化学公司制造)与三羟甲基丙烷(广荣Perstorp公司制造)按照6:4的重量比混合而成的低分子量多元醇、以及0.01质量份的作为催化剂的三乙烯二胺(东曹公司制造)在氮气气氛下在80℃下混合1小时,由此制备固化剂液。
[0073] 将上述制备的主剂液和固化剂液,按照以主剂液为100质量份计固化剂液为94质量份的配合比例,在真空气氛下,在60℃下混合3分钟,充分脱泡。由此,制备聚氨酯组合物(1)。聚氨酯组合物(1)用于试样1-10、13-15的清洁刮板的制作。
[0074] 在聚氨酯组合物(1)的制备中,相对于100质量份的主剂液,添加10质量份的二氧化硅微粒(平均粒径:200nm,Corefront公司制造,“SICASTAR43-00-202”),除此以外,按照同样的方法制备聚氨酯组合物(2)。聚氨酯组合物(2)用于试样11的清洁刮板的制作。
[0075] 在聚氨酯组合物(1)的制备中,相对于100质量份的主剂液,添加10质量份的离子导电剂(三菱综合材料电子化成株式会社制造,“EF-12”),除此以外,按照同样的方法制备聚氨酯组合物(3)。聚氨酯组合物(3)用于试样12的清洁刮板的制作。
[0076] -试样1-12的清洁刮板的制作-
[0077] 准备图2所示那样的截面呈“L”字形弯曲形成的金属制成的由长条板材构成的支撑体。另外,准备具有能够形成图4所示那样的刮板部的型腔的各模具。再有,各模具具有能够形成以下各刮板部的各型腔:刮板主体部的长度=354mm,刮板主体部的宽度BW=13mm,刮板主体部的自由长度L=8.6mm,刮板主体部的厚度=2mm,并具有表1所示的加强部的宽度Wmm,加强部的高度Hmm以及刮板主体部的前端厚度tmm。
[0078] 接着,向设置有支撑体的规定的模具内的型腔中注入规定的聚氨酯组合物,在130℃下加热10分钟使其固化。固化后,从模具中取出。由此,得到试样1-9、11、12的清洁刮板。另外,在试样10的清洁刮板的制作中,对所形成的刮板部的表面用表面处理液进行表面处理,由此形成固化层。再有,表面处理液为异氰酸酯系的表面处理液,具体含有聚异氰酸酯、聚合催化剂和有机溶剂。另外,具体而言,通过将刮板部在表面处理液中浸渍30分钟后,将刮板部从表面处理液中取出并在120℃下加热而进行表面处理。
[0079] -试样13的清洁刮板的制作-
[0080] 在试样1的清洁刮板的制作中,如图10(a)所示,不形成加强部,将不具有加强部的刮板主体部91作为刮板部,除此以外,按照同样的方法制作试样13的清洁刮板。
[0081] -试样14的清洁刮板的制作-
[0082] 从由聚氨酯组合物(1)形成的厚度为2mm的聚氨酯橡胶片上采取具有长度354mm×宽度13mm的大小的刮板部。另外,同样地,使用聚氨酯组合物(1)形成具有表1所示的尺寸的截面呈直角三角形的加强部形成材料。接着,如图10(b)所示,使用底涂剂、热熔型粘合剂920将上述刮板部92接合在以试样1准备的支撑体3的板状部31上。另外,通过使用底涂剂、热熔型粘合剂920将上述加强部形成材料921接合在上述刮板部92的板面和板状部31的前端面上而形成加强部。由此,制作试样14的清洁刮板。
[0083] -试样15的清洁刮板的制作-
[0084] 在试样1的清洁刮板的制作中,如图10(c)所示,形成包括刮板主体部93和不具有弯曲面且具有如表1所示的尺寸的截面呈直角三角形的加强部931的刮板部,除此以外,按照同样的方法制作试样15的清洁刮板。
[0085] -耐久时的调色剂漏出评价-
[0086] 将各清洁刮板以与数字复印机(理光公司制造,“imagio MPC40”)的感光鼓滑动接触的方式进行安装,在23℃×55%RH的环境下,连续输出10万张图像面积率为5%的字符表图像(A4大小)。在上述10万张的输出后,输出白、全黑、半色调图像,并进行图像评价。另外,在上述10万张的输出后,以目视确认感光鼓上的调色剂的漏出状态。将在上述图像评价中未观察到图像条纹且在上述目视确认中在感光鼓上没有条纹痕迹的情况评价为能够抑制长期使用时的调色剂的漏出,记作“A”。将观察到图像条纹的情况评价为不能抑制长期使用时的调色剂的漏出,记作“C”。将观察到图像条纹且在上述目视确认中在感光鼓上存在条纹痕迹的情况评价为长期使用时的调色剂的漏出明显,记作“C-”。
[0087] 将制作的各试样的清洁刮板的详细构成和评价结果表示在表1中。
[0088]
[0089] 根据表1可知以下内容。试样1-试样12的清洁刮板具有与支撑体的板状部通过一体成形而接合的刮板部。并且,该刮板部在刮板主体部以外还具有加强部。因此,刮板部由于加强部而使刮板部的基端侧的厚度(截面积)增大,刚性变高。因此,上述清洁刮板即使不进行使该清洁刮板向作为配合部件的感光鼓侧靠近的设计变更也能够提高由刮板部产生的接触压力。
[0090] 进一步的,上述加强部从刮板主体部的表面延伸,因此与刮板主体部一体地连接。并且,加强部的外表面形成为向内侧弯曲的弯曲面,因此在加强部的前端缘处该弯曲面向刮板主体部的表面平滑地过渡。因此,加强部能够在整体上使力量分散,而使应力难以集中于加强部的前端缘。因此,刮板部在与配合部件滑动接触时,在加强部的前端缘部分处刮板主体部难以弯曲,容易较大地保持接触角度。因此,上述清洁刮板能够确保相对于作为配合部件的感光鼓表面的良好的追随性。
[0091] 该结果表明上述清洁刮板无需进行向作为配合部件的感光鼓侧靠近的设计变更就能提高接触压力,并且通过确保相对于感光鼓表面的良好的追随性,而能够在长期使用时抑制调色剂的漏出。
[0092] 再有,试样10-12的清洁刮板与试样1-9的清洁刮板相比,感光鼓的污染更少。这是因为通过在刮板主体部添加用于低摩擦化的表面处理、微粒、导电剂,而提高刮板主体部的润滑性(表面处理、添加微粒),或者提高刮板主体部的调色剂的除电性能(添加导电剂),由此易于长期发挥调色剂的刮除能力。
[0093] 与此相对,试样13的清洁刮板的刮板部不具有加强部。因此,接触压力不足,在耐久时发生调色剂的漏出,以此为原因而产生了条纹图像的图像缺陷。
[0094] 另外,虽然试样14、15的清洁刮板具有加强部,但是加强部不具有弯曲面。因此,追随性降低,在耐久时发生调色剂的漏出,以此为原因而产生了条纹图像的图像缺陷。
[0095] 以上,虽然对本发明的实施例进行了详细的说明,但是本发明不限定于上述实施例,可以在不损害本发明的主旨的范围内进行各种变更。