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清洁刮板有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及一种清洁刮板。

相关背景技术

[0002] 以往,在电子照相设备中,为了对感光体等图像载体、中间转印带等配合部件的表面进行清洁而使用清洁刮板。清洁刮板具备刮板部,该刮板部具有用于与配合部件滑动接触的边缘部。通过将刮板部的边缘部按压在配合部件的表面而将表面移动的配合部件表面上的残留调色剂刮除。
[0003] 作为这种清洁刮板,例如,已知具有通过在刮板部浸渍几十μm-几百μm左右的异氰酸酯等固化成分之后使其固化而形成的浸渍层的清洁刮板。另外,还已知在刮板部的表面形成有表面层的清洁刮板。
[0004] 此外,在现有的专利文献1中,公开了一种具备先端棱线部的清洁刮板,该先端棱线部具有由弹性体刮板的基材、基材与丙烯酸和/或甲基丙烯酸树脂的膜厚为1.0μm以上的混合层、以及含有丙烯酸和/或甲基丙烯酸树脂的膜厚为0.1μm以上的表面层构成的层积结构。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2013-190642号公报

具体实施方式

[0027] 上述清洁刮板是用于去除在电子照相设备内的配合部件的表面上残留的残留调色剂的清洁刮板。作为电子照相设备,具体而言,可列举利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等。另外,作为配合部件,可列举感光鼓等图像载体、中间转印带、带电辊等。此外,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到该转印带上之后将该调色剂图像从该转印带二次转印到纸张等转印材料上的转印带。
[0028] 上述清洁刮板具备刮板部,该刮板部具有用于与配合部件滑动接触的边缘部。刮板部,例如可以呈板状的形状。具体地,边缘部可以包括第一刮板面和与第一刮板面邻接的第二刮板面相交而构成的棱线。更具体地,上述清洁刮板可以使边缘部的棱线与配合部件抵接来使用。
[0029] 边缘部具有刮板部的基材、内层以及外层。刮板部的基材可以由橡胶弹性材料构成。作为橡胶弹性材料,例如可列举聚氨基甲酸酯橡胶等。
[0030] 内层从基材表面延伸至基材内侧而存在。内层含有丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树脂中的至少一种、且厚度不足1μm。具体地,内层可以设为包括刮板部的基材和丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树脂中的至少一种的构成。此外,丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂可以与刮板部的基材混合,也可以与刮板部的基材交联。
[0031] 若内层的厚度为1μm以上,则由于较厚的内层而使边缘部变得过硬,从而在耐久时容易产生边缘部的缺损。因此,引起由于边缘部的缺损而导致的清洁性的降低。从易于抑制耐久时的边缘部的缺损的观点出发,内层的厚度可以优选为0.8μm以下,更优选为0.7μm以下,进一步优选为0.6μm以下,更进一步优选为0.5μm以下。此外,从内层的形成性、耐久性等观点出发,内层的厚度可以优选为0.05μm以上。
[0032] 外层从基材表面延伸至基材外侧而存在。外层含有丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树脂中的至少一种、且厚度不足0.1μm。具体地,外层可以由丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树脂中的至少一种构成。
[0033] 若外层的厚度为0.1μm以上,则由于较厚的外层而使刮板部的橡胶弹性受到阻碍,从而难以维持相对于配合部件的追随性。因此,引起由于相对于配合部件的追随性的降低而导致的清洁性的降低。从易于确保相对于配合部件的追随性的观点出发,外层的厚度可以优选为0.08μm以下,更优选为0.07μm以下,进一步优选为0.06μm以下,更进一步优选为0.05μm以下。此外,对外层的厚度没有特别限定,但从外层的形成性等观点出发,可以优选为0.005μm以上。
[0034] 另外,内层的厚度以及外层的厚度是按照如下方式测定的值。使用扫描透射型电子显微镜(STEM)以暗场像(DF像:Dark Field image)对刮板部的剖面进行观察。在从边缘部的棱线起10μm、20μm、30μm、40μm、50μm的各位置,对内层的剖面厚度进行测定。将得到的各测定位置处的内层的剖面厚度的平均值作为内层的厚度。同样地,在从边缘部的棱线起10μm、20μm、30μm、40μm、50μm的各位置,对外层的剖面厚度进行测定。将得到的各测定位置处的外层的剖面厚度的平均值作为外层的厚度。此外,在刮板部的基材为聚氨基甲酸酯橡胶的情况下,利用10%的磷钨酸水溶液对刮板部的剖面进行10分钟的染色,可以将比基材表面靠内侧的几乎没有被染色的部分作为内层。在该情况下,虽然内层也含有基材的聚氨基甲酸酯橡胶,但是内层含有丙烯酸树脂或甲基丙烯酸树脂。因此,在比内层靠内侧的部分和内层的染色之间产生差异。
[0035] 外层可以设为具有多个比外层的厚度大的颗粒的构成。在该情况下,在外层表面形成多个由颗粒构成的突起,能够通过多个突起而与配合部件点接触。因此,在该情况下,边缘部的动摩擦系数变小,能够得到易于在长期内抑制刮板部的卷曲的清洁刮板。另外,在该情况下,即使增大与配合部件的抵接压力,通过由颗粒产生的突起,也易于减小边缘部与配合部件的接地面积。因此,在该情况下,对抑制调色剂的漏出也是有利的。
[0036] 作为颗粒的材质,从配合部件的损伤抑制、向外层的分散性等观点出发,例如,可列举二氧化硅、各种树脂等。作为上述树脂,具体可列举例如丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂等。在外层具有颗粒的情况下,可以并用一种或两种以上的不同材质的颗粒。
[0037] 具体地,颗粒的粒径可以设为10nm以上300nm以下。在该情况下,能够可靠地实现上述效果。从粗糙度形成性等观点出发,颗粒的粒径优选为12nm以上,更优选为15nm以上,进一步优选为20nm以上,更进一步优选为25nm以上。另外,从清洁性等观点出发,颗粒的粒径优选为280nm以下,更优选为250nm以下,进一步优选为230nm以下,更进一步优选为200nm以下。
[0038] 此外,颗粒的粒径是按照如下方式测定的值。使用扫描透射型电子显微镜(STEM)以暗场像(DF像)对刮板部的剖面进行观察。此时,加速电压可以设为200kV。选择五个自边缘部的棱线起,在10μm的位置处至50μm的位置处之间配置的任意的颗粒,并对上述各颗粒的直径进行测定。将得到的各直径的平均值作为颗粒的粒径。
[0039] 此外,为了得到上述各作用效果等,可以根据需要而对上述各构成任意地进行组合。
[0040] 实施例
[0041] 以下,使用附图对实施例的清洁刮板进行说明。此外,对于相同的部件使用相同的附图标记进行说明。
[0042] (实施例1)
[0043] 使用图1-图3对实施例1的清洁刮板进行说明。如图1-图3所示,本例的清洁刮板1是用于去除在电子照相设备内的配合部件9的表面上残留的残留调色剂(未图示,不仅含有调色剂,还含有调色剂外添剂)的清洁刮板。在本例中,配合部件9具体为感光鼓。此外,感光鼓向图1所示的箭头Y的方向旋转。
[0044] 清洁刮板1具备刮板部2,该刮板部2具有用于与配合部件9滑动接触的边缘部3。在本例中,刮板部2的基材具体为聚氨基甲酸酯橡胶。聚氨基甲酸酯橡胶为非发泡体。另外,在各图中,示出了刮板部2呈板状的形状的例子。在本例中,具体地,清洁刮板1还具备支承体4,该支承体4具有将板状部41以及与板状部41一体地连接的安装部42。刮板部2与支承体4的板状部41的一侧的板面粘接。此外,虽然未图示,但是可以将清洁刮板1的支承体4的板状部41的前端部埋设于刮板部2的内部。
[0045] 如图3所示,边缘部3具有刮板部2的基材20、从基材20表面延伸至基材20内侧而存在的内层31、以及从基材20表面延伸至基材20外侧而存在的外层32。
[0046] 内层31含有丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树脂中的至少一种、且厚度不足1μm。另外,外层32含有丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树脂中的至少一种、且厚度不足0.1μm。
[0047] 在本例中,边缘部3包括第一刮板面21和第二刮板面22相交而构成的棱线23。此外,第一刮板面21以及第二刮板面22均配置为在使用时朝向配合部件9侧。而且,上述的内层31以及外层32,具体地,存在于从棱线23到至少50μm的范围内。
[0048] (实施例2)
[0049] 使用图4对实施例2的清洁刮板进行说明。如图4所示,本例的清洁刮板1的外层32具有多个比外层32的厚度大的颗粒320。因此,在外层32的表面形成有多个由被外层32保持的颗粒320产生的突起。在本例中,颗粒320的粒径具体为10nm以上300nm以下。其他构成与实施例1相同。
[0050] 以下,使用实验例进行更具体的说明。
[0051] (实验例1)
[0052] <氨基甲酸酯橡胶组合物的制备>
[0053] 将44质量份的在80℃下真空脱泡1小时后的聚己二酸丁二醇酯(PBA)(东曹公司制造,“NIPPOLLAN 4010”)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,在氮气气氛下,在80℃下反应3小时,由此制备含有氨基甲酸酯预聚物的主剂液。此外,主剂液中的NCO%(质量%)为17.0%。
[0054] 此外,将87质量份的聚己二酸丁二醇酯(PBA)(东曹公司制造,“NIPPOLLAN4010”)以及13质量份的将1,4-丁二醇(三菱化学公司制造)和三羟甲基丙烷(广荣柏斯托公司制造)以重量比6:4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亚乙基二胺(东曹公司制造),在氮气气氛下,在80℃下混合1小时,由此制备羟值(OHV)为210(KOHmg/g)的固化剂液。
[0055] 接着,以相对于100质量份的主剂液而固化剂液为94质量份的配合比例,将上述制备的主剂液和固化剂液在真空气氛下在60℃下混合3分钟,使其充分脱泡。由此制备氨基甲酸酯橡胶组合物。
[0056] <表面处理液的制备>
[0057] 将100质量份的作为丙烯酸酯单体的季戊四醇三丙烯酸酯(东亚合成公司制造,“ARONIX M305”)、5质量份的作为自由基系光聚合引发剂的2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(BASF公司制造,“IRGACURE 1173”)、以及420质量份的甲基乙基酮混合,由此制备表面处理液I-1。
[0058] 另外,除了将表面处理液I-1的制备中的甲基乙基酮设为945质量份以外,按照同样的方式制备表面处理液I-2。
[0059] 另外,除了将表面处理液I-1的制备中的甲基乙基酮设为310质量份以外,按照同样的方式制备表面处理液I-3。
[0060] 另外,除了将表面处理液I-1的制备中的甲基乙基酮设为157.5质量份以外,按照同样的方式制备表面处理液I-4。
[0061] 另外,除了将表面处理液I-1的制备中的甲基乙基酮设为5145质量份以外,按照同样的方式制备表面处理液I-5。
[0062] 另外,将100质量份的作为丙烯酸酯单体的季戊四醇三丙烯酸酯(东亚合成公司制造,“ARONIX M305”)、5质量份的作为自由基系光聚合引发剂的2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(BASF公司制造,“IRGACURE 1173”)、5质量份的颗粒(信越化学工业公司制造,“QSG-30”,材质:二氧化硅,粒径:30nm)、以及420质量份的甲基乙基酮混合,由此制备表面处理液II。
[0063] 另外,除了在表面处理液II的制备中使用颗粒(信越化学工业公司制造,“QCB-100”、材质:二氧化硅,粒径:200nm)以外,按照同样的方式制备表面处理液III。
[0064] <试样1-试样4、试样1C、试样2C的清洁刮板的制备>
[0065] 准备由上模和下模构成的模具。通过使上模和下模接近并合模而在模具的内部形成具有两个大致长板状的刮板部的大小的型腔。在该型腔中设置有对置的两个收容部。上述各收容部构成为分别能够配置由弯曲形成为剖面呈L字形的金属制成的长条板材(板厚为2mm)构成的金属制成的支承体的板状部。
[0066] 接着,在支承体的板状部的一侧的板面上涂布环氧系的粘合剂(东亚合成公司制造,“ARON MIGHTY AS-60”)。
[0067] 接着,在上述模具的各收容部中分别设置涂布有粘合剂的支承体,在合模后,向型腔内注入规定的氨基甲酸酯橡胶组合物,并在130℃下加热10分钟,由此使氨基甲酸酯橡胶组合物固化。之后,将成形体从模具中取出,以规定的大小切割成两个。由此,如图2所示,在支承体的板状部的一侧的板面上,形成以聚氨基甲酸酯橡胶作为基材的板状的刮板部(厚度为2mm)。此外,刮板部与支承体的粘合宽度为2mm。
[0068] 接着,使刮板部的棱线与后述的表1所示的规定的表面处理液I-1至I-4的液面相对,使刮板部从棱线部分浸渍在表面处理液中。此外,表面处理液的浸渍时间如后述的表1所示。之后,将刮板部从表面处理液中分离,不对表面处理液进行擦拭,使用紫外线照射装置(EYEGRAPHICS公司制造,“UB031-2A/BM”),在紫外线照射装置的紫外线灯(水银灯形式)与刮板部的棱线之间的距离为200mm、紫外线强度为100mW/cm2、照射时间为30秒的照射条件下照射紫外线,由此使表面处理液固化。由此,在刮板部的边缘部形成由丙烯酸树脂和基材的聚氨基甲酸酯橡胶构成的内层,并且形成由丙烯酸树脂构成的外层。如上,得到试样1-试样4、试样1C、试样2C的清洁刮板。此外,如后述的表1所示,通过改变表面处理液的种类、表面处理液的固体成分、向表面处理液的浸渍时间来调节内层的厚度、外层的厚度。另外,通过上述测定方法来测定表1中的内层的厚度、外层的厚度。此外,在该测定中,利用上述的10%磷钨酸水溶液对刮板部的剖面进行染色。
[0069] <试样5的清洁刮板的制备>
[0070] 在试样1的清洁刮板的制备中,向表面处理液I-1浸渍后,对附着于边缘部的基材表面的表面处理液I-1进行擦拭之后,进一步地浸渍在表面处理液I-5中。之后,按照与试样1的清洁刮板的制备同样的方式制备试样5的清洁刮板。
[0071] <试样6、试样7的清洁刮板的制备>
[0072] 代替表面处理液I而使用表面处理液II并按照与试样1的清洁刮板的制备同样的方式制备试样6的清洁刮板。另外,代替表面处理液I而使用表面处理液III并按照与试样1的清洁刮板的制备同样的方式制备试样7的清洁刮板。此外,在试样6、试样7的清洁刮板中,在外层保持有多个比该外层的厚度大的规定的颗粒,从而在外层表面形成有多个由颗粒产生的突起。另外,颗粒的粒径通过上述测定方法来测定。
[0073] <试样3C的清洁刮板的制备>
[0074] 在试样1的清洁刮板的制备中,向表面处理液的浸渍后,对附着于边缘部的基材表面的表面处理液进行擦拭。之后,按照与试样1的清洁刮板的制备同样的方式制备试样3C的清洁刮板。
[0075] <试样4C的清洁刮板的制备>
[0076] 将完全未将刮板部浸渍在表面处理液中、并且也没有进行紫外线照射的清洁刮板作为试样4C的清洁刮板。
[0077] <边缘部的动摩擦系数>
[0078] 使用静/动摩擦系数测定器(协和界面科学公司制造,“Triboster500”),通过触头对在工作台上固定的刮板部的边缘部施加垂直载荷W=100g,并使工作台以7.5mm/秒的速度沿水平方向移动1cm。由此时的刮板和触头之间产生的摩擦力F测定边缘部表面的动摩擦系数(F/W)。此外,可以说,边缘部表面的动摩擦系数的值越小,则越容易长期地抑制刮板部的卷曲。
[0079] <耐卷曲性>
[0080] 不对各试样的清洁刮板的刮板部涂布润滑剂,以使刮板部的边缘部与数字复印机(理光公司制造,“imagio MPC4000”)的感光鼓滑动接触的方式进行安装。然后,在32.5%×85%RH的环境下,使用A4尺寸的纸张打印20,000张。此时,将未产生刮板部的卷曲的情况评价为具有耐卷曲性,记作“A”。另外,将产生了刮板部的卷曲的情况评价为不具有耐卷曲性,记作“C”。
[0081] <清洁性>
[0082] 以使各试样的清洁刮板的边缘部与数字复印机(理光公司制造,“imagio MPC4000”)的感光鼓滑动接触的方式进行安装。然后,在23℃×55%RH的环境下,使用A4尺寸的纸张打印100,000张。在该耐久后,取出各试样的清洁刮板,调查有无边缘部的缺损。另外,与此同时,在上述耐久后,在上述数字复印机的带电辊的表面粘贴市售的胶带(冈本公司制造,“No.300”)之后,将胶带剥离。然后,求出调色剂的污染部分相对于该胶带的粘贴面积的面积率。
[0083] 将没有边缘部的缺损、且调色剂污染为20%以下的情况评价为由边缘部的缺损而导致的清洁性降低、以及由相对于感光鼓的追随性的降低而导致的清洁性的降低这两方面都受到了抑制,记作“A”。将存在边缘部的缺损、且调色剂污染超过20%的情况评价为由于边缘部的缺损而导致清洁性降低,记作“C”。另外,将虽然没有边缘部的缺损但是调色剂污染超过20%的情况评价为由于相对于感光鼓的追随性降低而导致清洁性降低,记作“C”。此外,不对感光鼓进行评价,而是对带电辊的调色剂污染进行评价,这是因为若在清洁刮板的刮板部发生调色剂的漏出,则感光鼓的该部位接下来会与带电辊接触而使带电辊表面受到污染。
[0084] 在表1中一并示出了各试样的清洁刮板的构成、耐卷曲性、清洁性的评价结果。
[0085]
[0086] 根据表1可知如下内容。即,试样1C的清洁刮板的边缘部具有由丙烯酸树脂和基材构成的内层。但是,内层的厚度超过1μm。因此,试样1C的清洁刮板由于较厚的内层而使边缘部变得过硬,从而在耐久时产生边缘部的缺损。其结果是,试样1C的清洁刮板由于边缘部的缺损而使清洁性降低。
[0087] 试样2C的清洁刮板的边缘部具有由丙烯酸树脂构成的外层。但是,外层厚度超过0.1μm。因此,试样2C的清洁刮板由于较厚的外层而使刮板部的橡胶弹性受到阻碍,从而使相对于感光鼓的追随性降低。其结果是,试样2C的清洁刮板由于相对于感光鼓的追随性降低而使清洁性降低。
[0088] 试样3C以及试样4C的清洁刮板的边缘部不具有外层。因此,试样3C以及试样4C的清洁刮板不能通过外层而使边缘部表面低摩擦化,从而不能抑制刮板部的卷曲。此外,试样3C以及试样4C的清洁刮板的刮板部产生卷曲,因此未实施基于上述耐久的清洁性的评价。
[0089] 相对于此,试样1-试样7的清洁刮板的边缘部的内层含有丙烯酸树脂、且厚度不足1μm。因此,试样1-试样7的清洁刮板不会因内层而使边缘部变得过硬,从而在耐久时难以产生边缘部的缺损。因此,试样1-试样7的清洁刮板能够抑制由于边缘部的缺损而导致的清洁性的降低。
[0090] 另外,试样1-试样7的清洁刮板的边缘部的外层含有丙烯酸树脂、且厚度为不足0.1μm。因此,试样1-试样7的清洁刮板不会因外层而使刮板部的橡胶弹性受到阻碍,能够维持相对于作为配合部件的感光鼓的追随性。因此,试样1-试样7的清洁刮板能够抑制由于相对于配合部件的追随性的降低而导致的清洁性的降低。另外,试样1-试样7的清洁刮板通过边缘部的外层而实现了边缘部表面的低摩擦化,因此还能够抑制刮板部的卷曲。
[0091] 另外,若对试样1-试样7的清洁刮板的彼此进行比较,则可知以下内容。即,试样6以及试样7的清洁刮板的外层具有多个比该外层的厚度大的颗粒。因此,试样6以及试样7的清洁刮板的由形成于外层表面的颗粒而形成的突起与配合部件进行点接触。因此,试样6以及试样7的清洁刮板与试样1-试样5的清洁刮板相比,边缘部的动摩擦系数变小。根据该结果,试样6以及试样7的清洁刮板与试样1-试样5的清洁刮板相比,可以说,易于长期抑制刮板部的卷曲。
[0092] 此外,在本例中,对内层以及外层含有丙烯酸树脂的情况进行了实验,但是从上述结果能够容易地类推出在内层以及外层含有甲基丙烯酸树脂的情况下,也能够起到同样的作用效果。
[0093] (实验例2)
[0094] <试样8-试样12、试样5C-试样9C的清洁刮板的制备>
[0095] 按照与实验例1同样的方式,制备具有表2所示的构成的各边缘部的试样8-试样12、试样5C-试样9C的清洁刮板。此外,在本例中,作为表面处理液使用表面处理液I-1。
[0096]
[0097] 对各清洁刮板的边缘部测定JIS-A硬度。
[0098] 在表2中一并示出各试样的清洁刮板的构成、JIS-A硬度。
[0099]
[0100] 根据表2,可知以下内容。即,试样5C-试样9C的清洁刮板的边缘部的内层的厚度厚至几百μm左右。另外,边缘部的外层的厚度也超过0.1μm。因此,试样5C-试样9C的清洁刮板与具备具有未形成内层以及外层的边缘部的刮板部的试样4C的清洁刮板相比,JIS-A硬度变大。根据该结果,可以说,试样5C-试样9C的清洁刮板,由于边缘部的硬度变化而使得边缘部的表面硬度偏差较大,而缺乏硬度稳定性。因此,在试样5C-试样9C的清洁刮板的这样的构成中,可以说,由于边缘部的表面硬度偏差而使清洁性产生差异,难以稳定地生产具有同等的清洁性的清洁刮板。
[0101] 相对于此,可确认,试样8-试样12的清洁刮板的内层以及外层极薄,因此难以产生边缘部的硬度变化,能够减小边缘部的表面硬度偏差,硬度稳定性优异。由该结果可知,根据上述构成的边缘部,由表面硬度偏差导致的清洁性的差异较小,容易稳定地生产具有同等的清洁性的清洁刮板。
[0102] 以上,对本发明的实施例进行了详细说明,但本发明不受上述实施例的限定,可以在不损害本发明的主旨的范围内进行各种变更。

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