清潔刮板、圖像形成設備和處理卡盒的制作方法

文檔序號：11160685閱讀：765來源：國知局

本發明涉及清潔刮板、使用清潔刮板的電子照相圖像形成設備和可拆卸地安裝在圖像形成設備中的處理卡盒。

背景技術：

在常規的電子照相圖像形成設備中，在將調色劑圖像轉印到轉印紙張或中間轉印部件上之后，用充當清潔單元的清潔刮板將粘附到作為清潔目標物質的圖像承載體例如感光體的表面的不需要的轉印殘余調色劑除去。帶狀刮板部件用作該清潔刮板，因為這樣的刮板部件通常具有簡單的結構并且顯示出優異的清潔性能。

在刮板清潔系統的清潔刮板中，刮板部件由具有高剛性的材料例如金屬制成的支撐部件支撐且固定到清潔裝置的主框架，且刮板部件的邊緣線部分壓接圖像承載體的外周表面以除去粘附到圖像承載體的粘附物質。刮板清潔系統的這樣的清潔刮板具有簡單的結構、廉價、且在粘附物質除去性能方面突出。因此，這樣的清潔刮板被廣泛使用。

專利文獻1公開了包括這樣的刮板部件的清潔刮板：其具有用彼此具有不同特性的彈性部件形成的雙層堆疊結構體。與作為清潔目標部件的圖像承載體相接觸的邊緣層的邊緣線部分浸漬有樹脂，且經浸漬的邊緣線部分的表面進一步包覆有具有相對高硬度程度的表面層，使得邊緣線部分的硬度增大。

在專利文獻1中所公開的清潔刮板中，邊緣線部分的硬度由于浸漬部分和表面層而增大。因此，邊緣線部分處的變形變小，且可防止接觸面積的增加。因此，接觸壓力可設定在高值，且可改善清潔性能。

發明人對通過刮板部件長期施加到圖像承載體的接觸壓力進行了觀查。結果，發明人發現刮板部件永久地變形成彎曲形狀，或者發生永久的變形。接觸狀態從初始的接觸狀態發生變化，接觸壓力變低，且存在有缺陷(不良)清潔的可能性。甚至在其中使用包括用具有高硬度程度的邊緣層和具有低硬度程度的輔助層(支持層，backup layer)形成的雙層堆疊結構體的刮板部件、邊緣線部分經歷浸漬處理、和浸漬部分進一步包覆有表面層的情況下，取決于邊緣層的永久伸長率、輔助層和邊緣線部分的組合的初始的優異清潔性能也無法完全保持。

技術實現要素：

技術問題

鑒于以上，存在提供這樣的清潔刮板、圖像形成設備和處理卡盒的需要：其具有包括具有用若干層形成的堆疊結構體的刮板部件的結構體，且在防止刮板部件隨時間永久變形的同時可改善其清潔性能。

問題的解決方案

清潔刮板包括：具有由彼此具有不同硬度程度的彈性材料形成的多個層的刮板，所述刮板的邊緣線部分與進行表面移動的清潔目標的表面接觸以從該清潔目標的表面除去粘附物質。包括邊緣線部分的多個層的清潔層浸漬有樹脂，或者由具有高硬度程度的彈性材料制成。整個刮板的永久伸長率設定為3.0％或更低。

發明的有益效果

根據本發明，可實現在減小刮板部件隨時間的永久變形的同時改善清潔性能的優異效果。

附圖說明

[圖1]圖1為闡明根據本發明實施方式的印刷機的結構的示意圖。

[圖2]圖2為示意性闡明所述印刷機中的處理卡盒的實例結構的圖。

[圖3A]圖3A為用于說明常規的清潔刮板的示意圖。

[圖3B]圖3B為用于說明常規的清潔刮板的示意圖。

[圖4]圖4為用于說明另一種常規的清潔刮板的示意圖。

[圖5A]圖5A為用于說明又一種常規的清潔刮板的示意圖。

[圖5B]圖5B為用于說明又一種常規的清潔刮板的示意圖。

[圖6]圖6為用于說明浸漬處理的示意圖。

[圖7]圖7為用于說明刮板部件當使清潔刮板與感光體接觸時的變形的示意圖。

[圖8]圖8為用于說明另一種浸漬處理的示意圖。

[圖9]圖9為用于說明具有通過圖9中所說明的浸漬處理形成的浸漬部分的刮板部件的示意圖。

[圖10]圖10為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖11]圖11為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖12]圖12為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖13A]圖13A為用于說明在實驗4中觀察到的區域的示意圖。

[圖13B]圖13B為用于說明在實驗4中觀察到的區域的示意圖。

[圖14]圖14為在實驗4中觀察到的區域的放大圖。

[圖15]圖15為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖16]圖16為用于說明包括由第一邊緣層、第二邊緣層和輔助層形成的刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖17]圖17為用于說明包括由第一邊緣層、第二邊緣層和輔助層形成的刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖18]圖18為用于說明包括由第一邊緣層、第二邊緣層和輔助層形成的刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖19]圖19為用于說明包括由第一邊緣層、第二邊緣層和輔助層形成的刮板部件的清潔刮板的示意圖。

[圖20]圖20為用于說明清潔刮板的實施例的示意圖。

[圖21]圖21為用于說明清潔刮板的對比例的示意圖。

[圖22]圖22為用于說明清潔刮板的第一變型的示意圖。

[圖23]圖23為用于說明清潔刮板的第二變型的示意圖。

[圖24]圖24為用于說明清潔刮板的第三變型的示意圖。

[圖25]圖25為用于說明清潔刮板的第四變型的示意圖。

[圖26]圖26為表明當推入Vickers壓頭時產生的總應力Wplast和當移去試驗負荷時產生的總應力Welast的特性圖。

具體實施方式

以下是作為應用本發明的圖像形成設備的電子照相印刷機(下文簡稱為印刷機)的實施方式的描述。首先，對根據該實施方式的印刷機的基本結構進行描述。

圖1為闡明根據該實施方式的印刷機100的結構的示意圖。印刷機100被設計成形成全色圖像，且包括圖像形成單元(手段)120、中間轉印裝置160和供紙單元130。在以下的描述中，下標Y、C、M和Bk分別表明黃色、青色、品紅色和黑色的組件。

在圖像形成單元120中，提供黃色調色劑的處理卡盒121Y、青色調色劑的處理卡盒121C、品紅色調色劑的處理卡盒121M和黑色調色劑的處理卡盒121Bk。這些處理卡盒121(Y、C、M和Bk)基本上以直的水平線排列。處理卡盒121(Y、C、M和Bk)一體化地和可拆卸地安裝在印刷機100中。

中間轉印裝置160包括由支撐輥支撐的環形中間轉印帶162、一次轉印輥161(Y、C、M和Bk)和二次轉印輥165。中間轉印帶162在充當設置在各自的處理卡盒121(Y、C、M和Bk)的潛像承載體的各鼓形感光體10(Y、C、M和Bk)表面的運動方向上延伸且進行表面移動。中間轉印帶162進行與感光體10(Y、C、M和Bk)的表面移動同步的表面移動。將各自的一次轉印輥161(Y、C、M和Bk)沿著中間轉印帶162的內周表面設置，且中間轉印帶162的表面借助于這些一次轉印輥161(Y、C、M和Bk)微弱地壓接各自的感光體10(Y、C、M和Bk)的表面。

用于在各自的感光體10(Y、C、M和Bk)上形成調色劑圖像且將調色劑圖像轉印到中間轉印帶162上的結構和操作在各處理卡盒121(Y、C、M和Bk)之間是基本相同的。然而，與三種顏色的處理卡盒121(Y、C和M)對應的一次轉印輥161(Y、C和M)裝備有導致這三種顏色的處理卡盒121(Y、C和M)垂直搖動的搖動機構(未示出)。搖動機構操作使得中間轉印帶162當形成無色圖像時不與感光體10(Y、C和M)接觸。用于在二次轉印之后除去粘附到中間轉印帶162的粘附物質例如殘余調色劑的中間轉印帶清潔裝置167設置在中間轉印帶162的位于在表面移動方向上的二次轉印輥165的下游和處理卡盒121Y的上游的部分。

在中間轉印裝置160上方，與各自的處理卡盒121(Y、C、M和Bk)對應的調色劑卡盒159(Y、C、M和Bk)基本上在水平方向上對準。通過用激光照射帶電感光體10(Y、C、M和Bk)的表面形成靜電潛像的曝光裝置140設置在處理卡盒121(Y、C、M和Bk)下方。

供紙單元130設置在曝光裝置140下方。供紙單元130包括容納作為記錄介質的轉印紙張的供紙盒131和供紙輥132。經由一對對位輥133將轉印紙張以預定時間供給到在中間轉印帶162和二次轉印輥165之間的二次轉印夾持部。

定影裝置30設置在轉印紙轉印紙輸送方向上的二次轉印夾持部的下游，且排紙輥和容納排出的轉印紙張的排紙容納單元135設置在轉印紙輸送方向上的定影裝置30的下游。

圖2為示意性闡明印刷機100中的處理卡盒121的實例結構的圖。由于各處理卡盒121(Y、C、M和Bk)的結構基本相同，以下將在省略表明顏色的字母Y、C、M和Bk的情況下對處理卡盒121的操作結構進行描述。

如圖2所示，處理卡盒121包括鼓形感光體10、設置在感光體10附近的清潔裝置1、充電單元40和顯影單元50。

清潔裝置1將清潔刮板5的邊緣線部分61壓接感光體10的表面。清潔刮板5為長度在感光體10的旋轉軸方向上的帶狀彈性部件。邊緣線部分61為在垂直于感光體的旋轉方向的方向上延伸的邊緣線。使用該結構，將粘附到感光體10的表面的粘附物質例如轉印殘余調色劑從感光體10的表面分離和除去。然后，所除去的粘附物質例如調色劑通過排出螺桿43從清潔裝置1排出。

充電單元40主要由面向感光體10的充電輥41和與充電輥41接觸旋轉的充電輥清潔器42形成。

顯影單元(顯影裝置)50向感光體10的表面供應調色劑并使靜電潛像轉變成可視圖像，且包括作為在其表面承載顯影劑(載體、調色劑)的顯影劑承載體的顯影輥51。顯影單元50主要由該顯影輥51、在攪拌顯影劑的同時輸送容納在顯影劑容器單元中的顯影劑的攪拌螺桿52、和在將經攪拌的顯影劑供應到顯影輥51的同時輸送經攪拌的顯影劑的供應螺桿53形成。

具有上述結構的四個處理卡盒121各自可由維護工程師或用戶獨立地拆卸和更換成新的處理卡盒。對于從印刷機100拆卸的處理卡盒121，感光體10、充電單元40、顯影單元50和清潔裝置1各自可獨立地更換成新的。各處理卡盒121可包括容納通過清潔裝置1收集的轉印殘余調色劑的調色劑廢槽。在該情況下，如果在各處理卡盒121中調色劑廢槽可獨立地拆卸和更換成新的，則實現更高水平的用戶友好性。

參考圖1和2，對印刷機100的操作進行描述。

印刷機100接收來自操作面板(未示出)或外部裝置例如個人計算機的印刷指令。首先，各感光體10在由圖2中的箭頭A所指的運動方向(旋轉方向)上旋轉，且通過充電單元40的充電輥41以預定的極性對各感光體10的表面均勻充電。曝光裝置140用根據輸入顏色圖像數據光學調制的各自顏色的激光束照射帶電感光體10，且因此在各感光體10的表面上形成各自顏色的靜電潛像。各自顏色的顯影劑從各自顏色的顯影單元50的顯影輥51供應到各自的靜電潛像，并且各自顏色的靜電潛像用各自顏色的顯影劑顯影，并且轉變成對應于各自顏色的調色劑圖像的可視圖像。

然后，向一次轉印輥161施加與極性調色劑極性相反的轉印電壓，使得在各感光體10和各相應的一次轉印輥161之間形成一次轉印場，其中中間轉印帶162被插入。同時，一次轉印輥161微弱地壓接中間轉印帶162，使得形成一次轉印夾持。通過這些動作，高效地進行各自感光體10上的調色劑圖像到中間轉印帶162上的一次轉印。將通過各自感光體10形成的各自顏色的調色劑圖像以重疊的方式轉印到中間轉印帶162上，且形成疊加的調色劑圖像。

以預定的時間將存儲在供紙盒131中的轉印紙張供給到通過經由相應的供紙輥132、一對對位輥133等的一次轉印轉印到中間轉印帶162上的疊加的調色劑圖像。然后，向二次轉印輥165施加與調色劑的極性相反的極性的轉印電壓，使得在轉印紙張插入的情況下在中間轉印帶162和二次轉印輥165之間形成二次轉印場，且疊加的調色劑圖像被轉印到轉印紙張上。將其上已經轉印疊加的調色劑圖像的轉印紙張送至定影裝置30，且在熱和壓力的情況下進行定影。通過排紙輥將已經將調色劑圖像定影到其上的轉印紙張排出到排紙容納單元135。同時，通過各相應的清潔裝置1的清潔刮板5將在一次轉印之后殘留在各自的感光體10上的轉印殘余調色劑刮掉和除去。

接著，對作為該印刷機100的特征組件的各清潔裝置1的清潔刮板5進行描述。

首先，對常規的清潔刮板的問題進行描述。圖3A和3B為用于說明常規的清潔刮板的示意圖。常規的清潔刮板200包括其中整個帶狀部件由均勻的彈性部件形成的單層刮板部件201，和將刮板部件201固定到清潔裝置的主框架且由具有高剛性的材料例如金屬制成的支撐部件202。具體地，用粘合劑等將刮板部件201固定到支撐部件202的一端，且支撐部件202的另一端由清潔裝置的主框架懸臂支撐(cantilever)。作為邊緣線部分203(其為在與充當待清潔的部件的感光體(未示出)的旋轉方向垂直的方向上延伸的邊緣線)，刮板部件201除去粘附到感光體的表面的粘附物質，例如轉印殘余調色劑或調色劑添加劑。

預期，清潔刮板的刮板部件201以高接觸壓力與感光體的表面接觸，以實現優異的除去性能，且要求保持初始的接觸狀態以長期實現穩定的除去性能。然而，使用其中整個刮板部件由均勻的彈性材料制成的單層刮板部件201，難以增大接觸壓力且同時保持初始接觸狀態。針對此的原因如下。

如圖3A所示，當使用由具有相對高的硬度程度的彈性材料例如聚氨酯橡膠制成的單層刮板部件201時，與圖像承載體接觸的邊緣線部分203的變形小，且可抑制接觸面積的增加。相應地，可使接觸壓力更高，且可改善清潔性能。然而，具有高硬度程度的彈性材料通常具有高的永久伸長率。使刮板部件201與感光體接觸并彎曲，其中邊緣線部分203壓接感光體的外周表面。如果使由具有高的永久伸長率的彈性材料制成的刮板部件201長期接觸感光體，則刮板部件201以彎曲形狀永久變形，或者發生永久變形。結果，接觸狀態變得不同于初始接觸狀態，導致有缺陷的清潔。

如圖3B所示，在其中整個刮板部件201由具有相對低硬度程度的彈性材料制成的情況中，即使刮板部件201與感光體長期接觸也幾乎不發生永久變形，因為具有低硬度程度的彈性材料通常具有低的永久伸長率。相應地，可保持初始接觸狀態。然而，與感光體接觸的邊緣線部分203的變形大，且因此接觸面積變大。結果，接觸壓力變低，且清潔性能變得不足。

如上所述，使用單層刮板部件難以增大接觸壓力且同時保持初始接觸狀態。因此，難以長期穩定地實現高的清潔性能。

如圖4所示，另一種常規的清潔刮板300包括：具有由邊緣層301a(作為與感光體(未示出)接觸的層)和堆疊到邊緣層301a的背面上的輔助層301b形成的雙層堆疊結構體的刮板部件301；和支撐部件302。邊緣層301a由具有高硬度程度和高永久伸長率的聚氨酯橡膠制成，且輔助層301b由具有低硬度程度和低永久伸長率的聚氨酯橡膠制成。單層刮板部件過于剛性以至于當與感光體接觸時不能被充分彎曲。結果，清潔刮板無法足夠地應付感光體表面的不平整性等，且清潔性質劣化。在具有雙層堆疊結構體的刮板部件中，另一方面，輔助層301b具有適宜的彈性，且包括邊緣線部分的邊緣層301a具有增大的硬度程度。相應地，清潔刮板可適當地應付感光體表面的不平整性等，且可保證優異的清潔性質。在具有這樣的雙層結構的刮板部件301中，與作為待清潔的部件的感光體接觸的邊緣線部分303的變形小，且可抑制接觸面積的增加。相應地，可使接觸壓力更高。此外，不與感光體接觸的輔助層301b的硬度程度低，且輔助層301b的永久伸長率小。相應地，永久變形不與以上描述的具有高硬度程度的單層刮板部件201一樣容易地發生，且可保持初始接觸狀態。

然而，如果邊緣層301a的彈性材料的強度進一步增加以通過減少調色劑添加劑對感光體表面和充電輥的粘附力而改善清潔性能，則在雙層刮板部件301的情況下對于強度增加存在限制。在其中具有低的永久伸長率的聚氨酯橡膠用作輔助層301b的情況下，使用具有較高強度的彈性材料的邊緣層301a的永久伸長占優勢。結果，由于永久變形引起的接觸壓力的降低和有缺陷清潔變成問題。永久伸長的下降可通過將邊緣層301a的厚度減少可行量來糾正。然而，無法使得用作邊緣層301a的彈性材料的強度無限更高，且由于與永久變形的關系對于彈性材料的強度的增加存在限制。因此，使用雙層刮板部件，對于邊緣線部分的強度的增大以通過減少調色劑添加劑對感光體的表面和充電輥的粘附力來提高清潔性能存在限制。

圖5A和5B為用于說明又一種常規的清潔刮板的示意圖。圖6為用于說明浸漬處理的示意圖。圖7為用于說明當清潔刮板與感光體相接觸時刮板部件的變形的示意圖。圖5A和5B中所示的常規的清潔刮板400包括帶狀單層刮板部件401和如下的支撐部件402：其將刮板部件401固定到清潔裝置的主框架且由具有高剛性的材料例如金屬制成。在清潔刮板400中，為了增大邊緣線部分403的強度，用丙烯酸類樹脂或異氰酸酯樹脂浸漬單層聚氨酯橡膠刮板部件401，且形成浸漬部分404，正如圖5A中所示。替代地，在浸漬部分404的一部分或全部上進行涂覆，且形成表面層407，正如圖5B中所示。如圖6所示，浸漬處理通過以垂直于浸漬涂覆液液面的方式將清潔刮板400的刮板部件401浸沒到浸漬涂覆液中進行。除了牽涉在浸漬涂覆液中浸沒的方法之外，浸漬處理可通過刷涂、噴涂、浸涂等進行。具有通過浸漬處理增大的彈性材料強度的浸漬部分404在包括邊緣線部分403的部分中、以及在整個邊緣線部分403彼此鄰近的面向感光體的表面405和非面向感光體的表面406中形成。當與感光體408接觸時，如圖7所示，清潔刮板400變形，使得面向感光體的表面405的一部分膨脹且非面向感光體的表面406的一部分收縮。以這種方式，清潔刮板400均勻地與感光體408相接觸。

然而，在其中使具有浸漬部分404的刮板部件401與感光體(未示出)接觸的情況中，除邊緣線部分403以外的非面向感光體的表面406具有其通過浸漬處理增大的強度。因此，如圖7所示，面向感光體的表面405的一部分不容易膨脹，非面向感光體的表面406的一部分不容易收縮，且邊緣線部分403不容易彎曲。結果，與感光體408的接觸變得不均勻，且不均勻的接觸導致清潔性能劣化。而且，如圖7所示，來自非面向感光體的表面406的應力(由圖7中的實線箭頭所指的)在邊緣線部分403上富集。因此，不必要的高應力施加到邊緣線部分403，且邊緣線部分403容易被磨損，導致在耐久性方面的問題。

鑒于以上，當將清潔刮板500的單層刮板部件501相對于液面傾斜地浸沒到浸漬涂覆液中時，如圖8(其為用于說明另一種浸漬處理的示意圖)所示，浸漬部分504在邊緣線部分503和切割表面507(其插入形成在面向感光體的表面505和非面向感光體的表面506之間)的一部分上形成，并持續到這兩個表面，且非面向感光體的表面506未浸沒在浸漬涂覆液中，如圖9所示。通過該配置，非面向感光體的表面506的一部分變形以充分收縮，且面向感光體的表面505的一部分變形以充分膨脹。相應地，保持了邊緣線部分503的柔性。以這種方式，與作為待清潔的部件的感光體(未示出)的接觸變均勻，且實現了增大邊緣線部分503的強度的充分效果，因此，可通過減少調色劑添加劑對感光體的表面和充電輥的粘附力而改善清潔性能。

然而，甚至在其中浸漬部分504形成在邊緣線部分503和切割表面507的部分上但未形成在非面向感光體的表面506的部分上的情況中，如在圖9所示的清潔刮板500中，如果使用單層刮板部件仍然存在以下描述的問題。具體地，在永久伸長方面，單層刮板部件501需要由具有低的永久伸長率和相對低的硬度程度的彈性材料制成，如上所述。然而，在其中具有低硬度程度的彈性材料用作基礎材料以通過浸漬處理增大邊緣線部分503的硬度的情況中，需要使浸漬量比在其中使用具有高硬度程度的彈性材料作為基礎材料的情況中的浸漬量大。因此，需要浸漬時間更長，或者需要浸漬涂覆液的濃度更高。這導致由于延長的制造時間而引起的成本增加，或者由于浸漬涂覆液的濃度增大而引起的浸漬涂覆液成本增加。

接下來，結合驗證實驗的結果描述根據本實施方式的以上描述的常規清潔刮板和實例清潔刮板的主要特征。在下述驗證實驗中，測量了各刮板部件的各自組件的主要特性例如楊氏模量和永久伸長率。

實驗1

圖10為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。應該指出，在圖10中所示的刮板部件上尚未進行任何浸漬處理。實驗1的主要特性示于表1中。

[表1]

表1

在圖10中所示的包括雙層刮板部件601的清潔刮板600中，刮板部件601的邊緣層601a由具有高的楊氏模量(16.1MPa)(高強度)的聚氨酯橡膠制成，以改善清潔性能、減少調色劑添加劑對感光體表面的粘附力、和減少充電輥的著色。如上所述，由于隨時間的永久變形而在清潔刮板的永久伸長和接觸壓力的降低之間存在關聯。隨著永久伸長率變大，接觸壓力趨于降低。一般而言，當永久伸長率超過3.0％時，永久變形成為問題。用作邊緣層601a(其是單層)的聚氨酯橡膠具有3.2％的永久伸長率，如表1所示。由于永久伸長率高于3.0％，具有單層刮板部件的清潔刮板的永久變形成為問題。鑒于此，將具有低楊氏模量(6.5MPa)(低強度)和0.5％永久伸長率的聚氨酯橡膠用作輔助層601b以獲得雙層結構。結果，整個刮板部件601的永久伸長率變為1.4％，其未高于3.0％且不導致永久變形的問題。

實驗2

圖11為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。應該指出，在圖11中所示的刮板部件上尚未進行任何浸漬處理。各自層的膜厚度和尺寸和在實驗1中使用的清潔刮板的那些相同。實驗2的主要特性示于表2中。

[表2]

表2

在圖11中所示的包括雙層刮板部件701的清潔刮板700中，刮板部件701的邊緣層701a由具有比實驗1的楊氏模量甚至更高的楊氏模量(28.5MPa)的高硬度聚氨酯橡膠制成，以改善清潔性能、減小添加劑對感光體表面的粘附力、和比實驗1中更有效地減少充電輥的著色。用作單層邊緣層701a的聚氨酯橡膠具有8.3％的永久伸長率，其比3.0％高得多，如表2所示。因此，即便使用具有0.5％永久伸長率的聚氨酯橡膠作為輔助層701b以獲得雙層結構，整個刮板部件701的永久伸長率仍為4.3％，其高于3.0％且導致永久變形的問題。據推測，這是因為邊緣層701a的永久伸長率高于輔助層701b的永久伸長率，且邊緣層701a的永久伸長在整個刮板部件的永久伸長中占優勢，如上所述。

實驗3

圖12為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。應該指出，在圖12中所示的刮板部件上尚未進行任何浸漬處理。實驗3的主要特性示于表3中。

[表3]

表3

在圖12中所示的包括雙層刮板部件801的清潔刮板800中，面向感光體的表面804的一部分由作為清潔層的第一邊緣層805和作為邊緣層的第二邊緣層806形成。第一邊緣層805在包括邊緣線部分803的部分中形成，且在朝著邊緣線部分803的方向上逐漸變厚。第一邊緣層805由具有28.5Mpa楊氏模量和8.3％永久伸長率的彈性材料制成，該材料在永久伸長方面是不期望的。第一邊緣層805的部分對面向感光體的表面804的比例小于第二邊緣層806對面向感光體的表面804的比例。因此，第二邊緣層806的永久伸長在整個刮板部件的永久伸長方面占優勢，且整個刮板部件的永久伸長率為1.4％，其未高于3.0％。因此，可減小隨時間的永久變形，且可借助減小調色劑添加劑對感光體表面的粘附力的作用和減少充電輥的著色的作用而長期保持高的清潔性能。

接著，對清潔層的彈性能力(彈性功率，elastic power)進行描述。

在以上在表3中所示的清潔刮板，第一邊緣層(清潔層)由具有高楊氏模量的彈性材料制成。該材料的彈性能力為39.6％。一般而言，當使彈性材料的楊氏模量更大時，其彈性能力的值趨于變小。彈性能力是表示彈性工作負荷和塑性工作負荷之間的關系的值，且表示材料的塑性變形性。在清潔刮板中，與感光體接觸的邊緣線部分的塑性變形性極大地影響調色劑的除去性能。即，如果清潔刮板的邊緣線部分具有高程度的塑性變形性，則清潔刮板的邊緣線的一部分通過在清潔刮板和感光體之間的摩擦力在感光體運動方向的下游一次性變形。在那種情況下，不容易恢復原始的邊緣形狀，且調色劑容易通過該位點逸出。結果，由于由不均勻的(streaky)調色劑逸出導致的有缺陷清潔而獲得不均勻的異常圖像。因為調色劑容易通過相同位點連續逸出，所以邊緣線部分的一部分在局部被磨損。由于低的彈性能力引起的這樣的清潔性質的劣化在低溫環境下顯著地發生。

在其中清潔層的彈性能力高而且在邊緣線部分附近的部分具有低的彈性變形率的清潔刮板的情況下，即便邊緣線的一部分在感光體運動方向的下游處變形，原始形狀也立刻恢復。因此，幾乎不導致由于調色劑的不均勻逸出而引起的有缺陷清潔和異常圖像。此外，邊緣線部分的一部分在局部未被磨損。

對于以上描述的有缺陷清潔和局部磨損，用作清潔層的彈性材料和其彈性能力之間的關系通過以下描述的實驗4進行檢驗。

實驗4

在實驗4中，與表3中所示的清潔刮板(下文稱之為“清潔刮板3-1”)相對比，制備了兩種類型的在第一邊緣層的彈性能力方面彼此不同的清潔刮板3-2和3-3，且將各自的邊緣線部分在彈性變形方面彼此進行比較。在實驗4中，在0-℃的環境中以20g/cm的線性壓力使清潔刮板3-1、3-2和3-3和感光體接觸，且使感光體在產生比調色劑輸入的狀態更高摩擦力的無調色劑輸入的狀態中旋轉十圈。感光體的直徑為30mm。如圖13A至14所示，在感光體旋轉之后，通過顯微鏡觀察各刮板的邊緣線，且計算由彈性變形產生的變形量。邊緣線的彈性變形量以下示于表4中。具有39.6％彈性能力的清潔刮板3-1幾乎不變形。另一方面，清潔刮板3-2和3-3的最大塑性變形量分別為0.8μm和1.1μm。

鑒于以上，通過將清潔層在邊緣線部分附近的部分的彈性能力調節到大約40％或更高，即便使用具有高的楊氏模量的彈性材料，在低溫環境中也既不導致由于塑性變形引起的有缺陷清潔也不導致局部磨損。

[表4]

表4

實驗5

圖15為用于說明具有雙層刮板部件的清潔刮板的示意圖。應該指出，在圖15中所示的刮板部件上尚未進行任何浸漬處理。實驗5的主要特性示于表5中。

[表5]

表5

在圖15中所示的包括雙層刮板部件901的清潔刮板900中，面向感光體的表面904的一部分由第一邊緣層905和第二邊緣層906形成。第一邊緣層905在邊緣線部分903附近形成，且在朝著邊緣線部分903的方向上逐漸變厚。第一邊緣層905的楊氏模量為16.1MPa，其比圖12中所示的第一邊緣層805的楊氏模量小，且包括邊緣線部分903的部分的強度不足。因此，清潔性能比圖12中所示的清潔刮板800的清潔性能差，且調色劑添加劑對感光體表面的粘附力的減小和充電輥著色的減少小于通過清潔刮板800得到的那些。第二邊緣層906部分對面向感光體的表面804的比例大于第一邊緣層905部分對面向感光體的表面804的比例。因此，由于第二邊緣層906的楊氏模量引起的永久伸長占優勢，且清潔性能由于隨時間的永久變形而劣化。

從實驗1-3和實驗5的驗證實驗的結果可看出，需要使邊緣線部分的硬度程度(強度或楊氏模量)更高，以通過減小添加劑對感光體表面的粘附力和減少充電輥的著色而實現優異的清潔性能。例如，如在圖16、17、18和19各自中所示，第一邊緣層設置在感光體運動方向的最上游，且第二邊緣層設置在第一邊緣部分的下游。而且，第一邊緣層具有最高的楊氏模量。為了減少隨時間發生的永久變形，第二邊緣層具有比第一邊緣層低的楊氏模量，且輔助層具有比第二邊緣層低的楊氏模量。輔助層與第一邊緣層和/或第二邊緣層的與第二邊緣層和邊緣線部分面向感光體的一側相反的一側接觸。

在圖16中所示的清潔刮板1000的刮板部件1001中，第一邊緣層1005在包括邊緣線部分1003的部分中形成，且其膜厚度可在朝著邊緣線部分1003的方向上逐漸變厚。在圖17中所示的清潔刮板1100的刮板部件1101中，第一邊緣層1105在包括邊緣線部分1103的部分中形成，且可在邊緣1101a和輔助層1101b上形成，在圖18中所示的清潔刮板1200的刮板部件1201中，可形成第一邊緣層1205和第二邊緣層1206，使得邊緣層1205和1206各自的膜厚度在朝著邊緣線部分1203的方向上逐漸變厚。在圖19中所示的清潔刮板1300的刮板部件1301中，邊緣層1301a的面向感光體的表面1304的一部分可用第一邊緣層1305(由高硬度彈性材料制成的且位于包括邊緣線部分1303的部分中)和第二邊緣層1306(由低硬度彈性材料制成)形成。實施例

接著，對根據以上描述的實施方式的清潔刮板的實施例進行描述。

圖20為用于說明清潔刮板的實施例的示意圖。圖20中所示的實施例的清潔刮板1400包括用由彼此具有不同硬度程度的彈性材料制成的邊緣層1401a和輔助層1401b形成的雙層刮板部件1401和如下這樣的支撐部件1402：其將刮板部件1401固定到清潔裝置的主框架，且由具有高剛性的材料例如金屬制成。具體地，用粘合劑等將刮板部件1401固定到支撐部件1402的一端，且支撐部件1402的另一端通過清潔裝置的主框架懸臂支撐。在刮板部件1401中，進行浸漬處理，使得在包括邊緣線部分1403的部分中從邊緣層1401a延伸到輔助層1401b的區域浸漬有樹脂。以這種方式，形成了作為清潔層的浸漬部分1405。具體地，包括邊緣線部分1403的部分浸漬有丙烯酸類樹脂等，使得浸漬部分1405具有通過紫外線固化而增大的硬度程度。該實施例的清潔刮板的主要特性以下示于表6中。表5中的馬騰斯硬度[N/mm²]為用于比較經歷浸漬處理的浸漬部分與邊緣層和輔助層的特征值。圖20中所示的浸漬部分1405為從邊緣線部分1403沿著面向感光體的表面1404延伸大約100μm的浸漬部分。由于其是極窄區域，難以檢測宏觀特性例如楊氏模量在浸漬處理前后的變化。因此，沒有代表硬度的微小變化和表明浸漬處理的效果的數值。

[表6]

表6

對比例

接下來，對清潔刮板的對比例進行描述。

圖21為用于說明清潔刮板的對比例的示意圖。圖21中所示的對比例的清潔刮板1500包括帶狀單層刮板部件1501、和將刮板部件1501固定到清潔裝置的主框架且由具有高剛性的材料例如金屬制成的支撐部件1502。在圖21所示的單層刮板部件1501中，對包括邊緣線部分1503的部分進行浸漬處理，以形成浸漬部分1505。用浸漬涂覆液例如丙烯酸類樹脂對包括邊緣線部分1503的部分進行浸漬，使得浸漬部分1505具有通過紫外線固化而增大的硬度程度。該實施例的清潔刮板的主要特性以下示于表7中。

[表7]

表7

圖20中所示的清潔刮板1400和圖21所示的清潔刮板1500浸沒到相同的浸漬涂覆液中且用相同的浸漬涂覆液進行浸漬，但是要求不同的浸漬處理時間段以獲得目標馬騰斯硬度(例如，遠離邊緣線部分20μm的位點處)。如果橡膠部件在浸漬處理之前的楊氏模量低或馬騰斯硬度低，則要求長的浸漬處理時間段以實現目標馬騰斯硬度，且浸漬區域變寬。而且，高硬度區域延伸到邊緣線部分周圍的區域之外。因此，隨著高強度區域變大，刮板部件的接觸部分不均勻地與作為待清潔部件的感光體的表面接觸，且清潔性能劣化。

如上所述，不同于在如圖21所示的具有低強度的單層刮板部件上進行浸漬處理，通過在如圖20所示的由高硬度邊緣層和低硬度輔助層形成的雙層刮板部件上進行浸漬處理，獲得了甚至更高強度的結構體。由于僅僅使邊緣線部分具有如上所述的目標高硬度程度，縮短了浸漬處理的時間段。相應地，提高了生產率，可降低成本，且可減小隨時間的永久變形。同時，可通過減小調色劑添加劑對感光體表面的粘附力和減少充電輥的著色而保持優異的清潔性能。

而且，如在圖22所示的作為第一變型的清潔刮板1600中，可通過只在邊緣層1601a的邊緣線部分1603部分上進行浸漬處理而不在輔助層1601b部分上進行浸漬處理形成浸漬部分1605。如在圖23所示的作為第二變型的清潔刮板1700中，可通過在從邊緣層1701a延伸到輔助層1701b且包括邊緣線部分1703的部分上進行浸漬處理形成浸漬部分1705。如圖24所示，在作為第三變型的第三清潔刮板1800中，邊緣層1801a可設計成使得其膜厚度在朝著邊緣線部分1803的方向上逐漸變大，且可通過只在包括邊緣線部分1803的邊緣層1801a的一部分上進行浸漬處理形成浸漬部分1805。如圖25所示的，在作為第四變型的清潔刮板1900中，邊緣層1901a可設計成使得其膜厚度在朝著邊緣線部分1903的方向上逐漸變大，且可通過只在從邊緣層1901a延伸到輔助層1901b且包括邊緣線部分1903的部分上進行浸漬處理形成浸漬部分1905。如圖22至25所示的第一至第四變型的清潔刮板1600、1700、1800和1900中，在包括雙層刮板部件的邊緣線部分的部分上進行浸漬處理，使得雙層刮板部件至少包括邊緣層、輔助層和浸漬部分(清潔層)。相應地，相比于在具有包括邊緣線部分的部分上進行的浸漬處理的單層刮板部件中，可更有效地減小隨時間的永久變形，而且相比于在單層刮板部件中，通過降低調色劑添加劑對感光體表面的粘附力且減少充電輥的著色可更有效地保持優異的清潔性能。

以紫外線固化性樹脂浸漬圖2所示的清潔刮板5的浸漬處理可通過刷涂、噴涂、浸涂等進行。浸漬用的紫外線固化性樹脂優選地為具有250-500N/mm²的馬騰斯硬度和75％或更低的彈性能力、或更優選地50-75％的彈性能力的材料。浸漬用的紫外線固化性樹脂的馬騰斯硬度和彈性能力為在形成于玻璃基底上且具有5-10μm厚度的樹脂膜上實施的測量的結果。使用該布置，可防止如圖2所示的清潔刮板5的與感光體10接觸的邊緣線部分61在感光體表面的運動方向上變形。此外，當由于表面層隨時間的磨損而使內部暴露時，借助于向內浸漬的方式(行為)還可防止變形。

通過由Fischer Instruments K.K制造的微硬度測量儀器HM-2000測量作為紫外線固化性樹脂硬度的馬騰斯硬度。具體地，將紫外線固化性樹脂施加到玻璃基底上使得厚度變為20μm。用9.8mN的力在30秒內將Vickers壓頭壓入到所施加的紫外線固化性樹脂中，并保持在其中五秒。然后用9.8mN的力在30秒內將Vickers壓頭拔出。用該方式實施測量。彈性能力是如下所述的由馬騰斯硬度測量的時刻獲得的總應力計算的特性值。在當將Vickers壓頭壓入到紫外線固化性樹脂中時導致的總應力表示成Wplast、和當將試驗負荷除去時導致的總應力表示成Welast的情況下，彈性能力為由如下表達式定義的特性值：Welast/Wplast×100％(參見圖26)。較高的彈性能力意味著較小的滯后損失(塑性變形)或較大的橡膠特性。如果彈性能力過低，則紫外線固化性樹脂更像玻璃而不是橡膠。

圖2所示的在邊緣線部分61附近的部分的馬騰斯硬度是當清潔刮板5浸漬有紫外線固化性樹脂時測量的馬騰斯硬度，且不同于以上描述的紫外線固化性樹脂的馬騰斯硬度。

浸漬處理用的紫外線固化性樹脂優選為具有高硬度和高彈性的材料，例如具有三環癸烷或金剛烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。大大改善了調色劑的除去性能，且減少了清潔刮板的磨損。相應地，優異的清潔性能可長期保持。而且，清潔刮板和感光體之間的摩擦系數變小，且感光體的磨損減少。相應地，感光體的壽命和圖像形成設備的壽命可延長。此外，由于清潔刮板不靠著感光體的表面刮擦調色劑添加劑等，不產生任何具有空白的異常圖像。具有三環癸烷或金剛烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯是優選的，因為三環癸烷或金剛烷骨架的特殊結構可彌補交聯點的缺陷，即使官能團的數量少也是如此。具有三環癸烷或金剛烷骨架丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的實例包括三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,3-金剛烷二甲醇二丙烯酸酯、1,3-金剛烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、1,3,5-金剛烷三甲醇三丙烯酸酯和1,3,5-金剛烷三甲醇三甲基丙烯酸酯。可使用這些材料的兩種或更多種的混合物。

具有三環癸烷或金剛烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的官能團的數量優選為一至六、和更優選為二至四。如果所述官能團的數量為一，則交聯結構弱。如果所述官能團的數量為五或更多，則空間位阻可發生。因此，優選的是，混合具有不同數量的官能團的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。具有三環癸烷或金剛烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的分子量優選為500或更小。如果分子量為500或更大，則分子尺寸變大。結果，清潔刮板不容易被紫外線固化性樹脂浸漬，且難以實現較高的硬度程度。

分子量100-1500的丙烯酸酯單體可與浸漬涂覆液混合，用于通過刷涂、噴涂、浸涂等以紫外線固化性樹脂浸漬清潔刮板5。丙烯酸酯單體的實例包括二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯,乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯,丙氧基化的乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,7-庚二醇二丙烯酸酯、1,8-辛二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、1,11-十一烷二醇二丙烯酸酯,1,18-十八烷二醇二丙烯酸酯、丙三醇丙氧基三丙烯酸酯、一縮二丙二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、PO-改性的新戊二醇二丙烯酸酯、PEG600二丙烯酸酯、PEG400二丙烯酸酯、PEG200二丙烯酸酯、新戊二醇羥基特戊酸酯二丙烯酸酯、辛基/癸基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片基酯、乙氧基化的苯基丙烯酸酯和9,9-雙[4-(2-丙烯酰基氧乙氧基)苯基]芴。這些材料之一或這些材料的兩種或更多種可與所述浸漬涂覆液混合。

浸漬涂覆液用的稀釋劑可溶解紫外線固化性樹脂，且優選地具有低的沸點。具體地，該沸點不高于160℃、或更優選地不高于100℃。可用在這里的稀釋溶劑的實例為有機溶劑，其包括：基于烴的溶劑，例如甲苯和二甲苯；酯，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲基溶纖劑乙酸酯和丙二醇單甲基醚乙酸酯；酮，例如甲乙酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環己酮和環戊酮；醚，例如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚和丙二醇單甲基醚；醇，例如乙醇、丙醇、1-丁醇、異丙醇和異丁醇。

以上稀釋劑具有在涂覆時促進浸漬的效果。然而，以上稀釋劑可使物理性質和耐磨性劣化，例如當殘余溶劑存在于橡膠中且橡膠保持膨脹和沒有恢復到其原始厚度時。而且，如果通過加熱進行干燥以除去殘余溶劑，則橡膠的物理性質改變，且清潔性質可劣化。鑒于此，優選的是，降低干燥加熱的溫度，或者，進行真空干燥等代替通過加熱的干燥。以這種方式，可降低殘余溶劑的濃度(density)。

接下來，對浸漬涂覆液的具體實例進行描述。

浸漬涂覆液1

紫外線固化性樹脂：Idemitsu Kosan Co.,Ltd.X-DA 50份；官能團的數量2