清洁刮板、图像形成设备和处理卡盒的制作方法

文档序号：11160685阅读：584来源：国知局

本发明涉及清洁刮板、使用清洁刮板的电子照相图像形成设备和可拆卸地安装在图像形成设备中的处理卡盒。

背景技术：

在常规的电子照相图像形成设备中，在将调色剂图像转印到转印纸张或中间转印部件上之后，用充当清洁单元的清洁刮板将粘附到作为清洁目标物质的图像承载体例如感光体的表面的不需要的转印残余调色剂除去。带状刮板部件用作该清洁刮板，因为这样的刮板部件通常具有简单的结构并且显示出优异的清洁性能。

在刮板清洁系统的清洁刮板中，刮板部件由具有高刚性的材料例如金属制成的支撑部件支撑且固定到清洁装置的主框架，且刮板部件的边缘线部分压接图像承载体的外周表面以除去粘附到图像承载体的粘附物质。刮板清洁系统的这样的清洁刮板具有简单的结构、廉价、且在粘附物质除去性能方面突出。因此，这样的清洁刮板被广泛使用。

专利文献1公开了包括这样的刮板部件的清洁刮板：其具有用彼此具有不同特性的弹性部件形成的双层堆叠结构体。与作为清洁目标部件的图像承载体相接触的边缘层的边缘线部分浸渍有树脂，且经浸渍的边缘线部分的表面进一步包覆有具有相对高硬度程度的表面层，使得边缘线部分的硬度增大。

在专利文献1中所公开的清洁刮板中，边缘线部分的硬度由于浸渍部分和表面层而增大。因此，边缘线部分处的变形变小，且可防止接触面积的增加。因此，接触压力可设定在高值，且可改善清洁性能。

发明人对通过刮板部件长期施加到图像承载体的接触压力进行了观查。结果，发明人发现刮板部件永久地变形成弯曲形状，或者发生永久的变形。接触状态从初始的接触状态发生变化，接触压力变低，且存在有缺陷(不良)清洁的可能性。甚至在其中使用包括用具有高硬度程度的边缘层和具有低硬度程度的辅助层(支持层，backup layer)形成的双层堆叠结构体的刮板部件、边缘线部分经历浸渍处理、和浸渍部分进一步包覆有表面层的情况下，取决于边缘层的永久伸长率、辅助层和边缘线部分的组合的初始的优异清洁性能也无法完全保持。

技术实现要素：

技术问题

鉴于以上，存在提供这样的清洁刮板、图像形成设备和处理卡盒的需要：其具有包括具有用若干层形成的堆叠结构体的刮板部件的结构体，且在防止刮板部件随时间永久变形的同时可改善其清洁性能。

问题的解决方案

清洁刮板包括：具有由彼此具有不同硬度程度的弹性材料形成的多个层的刮板，所述刮板的边缘线部分与进行表面移动的清洁目标的表面接触以从该清洁目标的表面除去粘附物质。包括边缘线部分的多个层的清洁层浸渍有树脂，或者由具有高硬度程度的弹性材料制成。整个刮板的永久伸长率设定为3.0％或更低。

发明的有益效果

根据本发明，可实现在减小刮板部件随时间的永久变形的同时改善清洁性能的优异效果。

附图说明

[图1]图1为阐明根据本发明实施方式的印刷机的结构的示意图。

[图2]图2为示意性阐明所述印刷机中的处理卡盒的实例结构的图。

[图3A]图3A为用于说明常规的清洁刮板的示意图。

[图3B]图3B为用于说明常规的清洁刮板的示意图。

[图4]图4为用于说明另一种常规的清洁刮板的示意图。

[图5A]图5A为用于说明又一种常规的清洁刮板的示意图。

[图5B]图5B为用于说明又一种常规的清洁刮板的示意图。

[图6]图6为用于说明浸渍处理的示意图。

[图7]图7为用于说明刮板部件当使清洁刮板与感光体接触时的变形的示意图。

[图8]图8为用于说明另一种浸渍处理的示意图。

[图9]图9为用于说明具有通过图9中所说明的浸渍处理形成的浸渍部分的刮板部件的示意图。

[图10]图10为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图11]图11为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图12]图12为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图13A]图13A为用于说明在实验4中观察到的区域的示意图。

[图13B]图13B为用于说明在实验4中观察到的区域的示意图。

[图14]图14为在实验4中观察到的区域的放大图。

[图15]图15为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图16]图16为用于说明包括由第一边缘层、第二边缘层和辅助层形成的刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图17]图17为用于说明包括由第一边缘层、第二边缘层和辅助层形成的刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图18]图18为用于说明包括由第一边缘层、第二边缘层和辅助层形成的刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图19]图19为用于说明包括由第一边缘层、第二边缘层和辅助层形成的刮板部件的清洁刮板的示意图。

[图20]图20为用于说明清洁刮板的实施例的示意图。

[图21]图21为用于说明清洁刮板的对比例的示意图。

[图22]图22为用于说明清洁刮板的第一变型的示意图。

[图23]图23为用于说明清洁刮板的第二变型的示意图。

[图24]图24为用于说明清洁刮板的第三变型的示意图。

[图25]图25为用于说明清洁刮板的第四变型的示意图。

[图26]图26为表明当推入Vickers压头时产生的总应力Wplast和当移去试验负荷时产生的总应力Welast的特性图。

具体实施方式

以下是作为应用本发明的图像形成设备的电子照相印刷机(下文简称为印刷机)的实施方式的描述。首先，对根据该实施方式的印刷机的基本结构进行描述。

图1为阐明根据该实施方式的印刷机100的结构的示意图。印刷机100被设计成形成全色图像，且包括图像形成单元(手段)120、中间转印装置160和供纸单元130。在以下的描述中，下标Y、C、M和Bk分别表明黄色、青色、品红色和黑色的组件。

在图像形成单元120中，提供黄色调色剂的处理卡盒121Y、青色调色剂的处理卡盒121C、品红色调色剂的处理卡盒121M和黑色调色剂的处理卡盒121Bk。这些处理卡盒121(Y、C、M和Bk)基本上以直的水平线排列。处理卡盒121(Y、C、M和Bk)一体化地和可拆卸地安装在印刷机100中。

中间转印装置160包括由支撑辊支撑的环形中间转印带162、一次转印辊161(Y、C、M和Bk)和二次转印辊165。中间转印带162在充当设置在各自的处理卡盒121(Y、C、M和Bk)的潜像承载体的各鼓形感光体10(Y、C、M和Bk)表面的运动方向上延伸且进行表面移动。中间转印带162进行与感光体10(Y、C、M和Bk)的表面移动同步的表面移动。将各自的一次转印辊161(Y、C、M和Bk)沿着中间转印带162的内周表面设置，且中间转印带162的表面借助于这些一次转印辊161(Y、C、M和Bk)微弱地压接各自的感光体10(Y、C、M和Bk)的表面。

用于在各自的感光体10(Y、C、M和Bk)上形成调色剂图像且将调色剂图像转印到中间转印带162上的结构和操作在各处理卡盒121(Y、C、M和Bk)之间是基本相同的。然而，与三种颜色的处理卡盒121(Y、C和M)对应的一次转印辊161(Y、C和M)装备有导致这三种颜色的处理卡盒121(Y、C和M)垂直摇动的摇动机构(未示出)。摇动机构操作使得中间转印带162当形成无色图像时不与感光体10(Y、C和M)接触。用于在二次转印之后除去粘附到中间转印带162的粘附物质例如残余调色剂的中间转印带清洁装置167设置在中间转印带162的位于在表面移动方向上的二次转印辊165的下游和处理卡盒121Y的上游的部分。

在中间转印装置160上方，与各自的处理卡盒121(Y、C、M和Bk)对应的调色剂卡盒159(Y、C、M和Bk)基本上在水平方向上对准。通过用激光照射带电感光体10(Y、C、M和Bk)的表面形成静电潜像的曝光装置140设置在处理卡盒121(Y、C、M和Bk)下方。

供纸单元130设置在曝光装置140下方。供纸单元130包括容纳作为记录介质的转印纸张的供纸盒131和供纸辊132。经由一对对位辊133将转印纸张以预定时间供给到在中间转印带162和二次转印辊165之间的二次转印夹持部。

定影装置30设置在转印纸转印纸输送方向上的二次转印夹持部的下游，且排纸辊和容纳排出的转印纸张的排纸容纳单元135设置在转印纸输送方向上的定影装置30的下游。

图2为示意性阐明印刷机100中的处理卡盒121的实例结构的图。由于各处理卡盒121(Y、C、M和Bk)的结构基本相同，以下将在省略表明颜色的字母Y、C、M和Bk的情况下对处理卡盒121的操作结构进行描述。

如图2所示，处理卡盒121包括鼓形感光体10、设置在感光体10附近的清洁装置1、充电单元40和显影单元50。

清洁装置1将清洁刮板5的边缘线部分61压接感光体10的表面。清洁刮板5为长度在感光体10的旋转轴方向上的带状弹性部件。边缘线部分61为在垂直于感光体的旋转方向的方向上延伸的边缘线。使用该结构，将粘附到感光体10的表面的粘附物质例如转印残余调色剂从感光体10的表面分离和除去。然后，所除去的粘附物质例如调色剂通过排出螺杆43从清洁装置1排出。

充电单元40主要由面向感光体10的充电辊41和与充电辊41接触旋转的充电辊清洁器42形成。

显影单元(显影装置)50向感光体10的表面供应调色剂并使静电潜像转变成可视图像，且包括作为在其表面承载显影剂(载体、调色剂)的显影剂承载体的显影辊51。显影单元50主要由该显影辊51、在搅拌显影剂的同时输送容纳在显影剂容器单元中的显影剂的搅拌螺杆52、和在将经搅拌的显影剂供应到显影辊51的同时输送经搅拌的显影剂的供应螺杆53形成。

具有上述结构的四个处理卡盒121各自可由维护工程师或用户独立地拆卸和更换成新的处理卡盒。对于从印刷机100拆卸的处理卡盒121，感光体10、充电单元40、显影单元50和清洁装置1各自可独立地更换成新的。各处理卡盒121可包括容纳通过清洁装置1收集的转印残余调色剂的调色剂废槽。在该情况下，如果在各处理卡盒121中调色剂废槽可独立地拆卸和更换成新的，则实现更高水平的用户友好性。

参考图1和2，对印刷机100的操作进行描述。

印刷机100接收来自操作面板(未示出)或外部装置例如个人计算机的印刷指令。首先，各感光体10在由图2中的箭头A所指的运动方向(旋转方向)上旋转，且通过充电单元40的充电辊41以预定的极性对各感光体10的表面均匀充电。曝光装置140用根据输入颜色图像数据光学调制的各自颜色的激光束照射带电感光体10，且因此在各感光体10的表面上形成各自颜色的静电潜像。各自颜色的显影剂从各自颜色的显影单元50的显影辊51供应到各自的静电潜像，并且各自颜色的静电潜像用各自颜色的显影剂显影，并且转变成对应于各自颜色的调色剂图像的可视图像。

然后，向一次转印辊161施加与极性调色剂极性相反的转印电压，使得在各感光体10和各相应的一次转印辊161之间形成一次转印场，其中中间转印带162被插入。同时，一次转印辊161微弱地压接中间转印带162，使得形成一次转印夹持。通过这些动作，高效地进行各自感光体10上的调色剂图像到中间转印带162上的一次转印。将通过各自感光体10形成的各自颜色的调色剂图像以重叠的方式转印到中间转印带162上，且形成叠加的调色剂图像。

以预定的时间将存储在供纸盒131中的转印纸张供给到通过经由相应的供纸辊132、一对对位辊133等的一次转印转印到中间转印带162上的叠加的调色剂图像。然后，向二次转印辊165施加与调色剂的极性相反的极性的转印电压，使得在转印纸张插入的情况下在中间转印带162和二次转印辊165之间形成二次转印场，且叠加的调色剂图像被转印到转印纸张上。将其上已经转印叠加的调色剂图像的转印纸张送至定影装置30，且在热和压力的情况下进行定影。通过排纸辊将已经将调色剂图像定影到其上的转印纸张排出到排纸容纳单元135。同时，通过各相应的清洁装置1的清洁刮板5将在一次转印之后残留在各自的感光体10上的转印残余调色剂刮掉和除去。

接着，对作为该印刷机100的特征组件的各清洁装置1的清洁刮板5进行描述。

首先，对常规的清洁刮板的问题进行描述。图3A和3B为用于说明常规的清洁刮板的示意图。常规的清洁刮板200包括其中整个带状部件由均匀的弹性部件形成的单层刮板部件201，和将刮板部件201固定到清洁装置的主框架且由具有高刚性的材料例如金属制成的支撑部件202。具体地，用粘合剂等将刮板部件201固定到支撑部件202的一端，且支撑部件202的另一端由清洁装置的主框架悬臂支撑(cantilever)。作为边缘线部分203(其为在与充当待清洁的部件的感光体(未示出)的旋转方向垂直的方向上延伸的边缘线)，刮板部件201除去粘附到感光体的表面的粘附物质，例如转印残余调色剂或调色剂添加剂。

预期，清洁刮板的刮板部件201以高接触压力与感光体的表面接触，以实现优异的除去性能，且要求保持初始的接触状态以长期实现稳定的除去性能。然而，使用其中整个刮板部件由均匀的弹性材料制成的单层刮板部件201，难以增大接触压力且同时保持初始接触状态。针对此的原因如下。

如图3A所示，当使用由具有相对高的硬度程度的弹性材料例如聚氨酯橡胶制成的单层刮板部件201时，与图像承载体接触的边缘线部分203的变形小，且可抑制接触面积的增加。相应地，可使接触压力更高，且可改善清洁性能。然而，具有高硬度程度的弹性材料通常具有高的永久伸长率。使刮板部件201与感光体接触并弯曲，其中边缘线部分203压接感光体的外周表面。如果使由具有高的永久伸长率的弹性材料制成的刮板部件201长期接触感光体，则刮板部件201以弯曲形状永久变形，或者发生永久变形。结果，接触状态变得不同于初始接触状态，导致有缺陷的清洁。

如图3B所示，在其中整个刮板部件201由具有相对低硬度程度的弹性材料制成的情况中，即使刮板部件201与感光体长期接触也几乎不发生永久变形，因为具有低硬度程度的弹性材料通常具有低的永久伸长率。相应地，可保持初始接触状态。然而，与感光体接触的边缘线部分203的变形大，且因此接触面积变大。结果，接触压力变低，且清洁性能变得不足。

如上所述，使用单层刮板部件难以增大接触压力且同时保持初始接触状态。因此，难以长期稳定地实现高的清洁性能。

如图4所示，另一种常规的清洁刮板300包括：具有由边缘层301a(作为与感光体(未示出)接触的层)和堆叠到边缘层301a的背面上的辅助层301b形成的双层堆叠结构体的刮板部件301；和支撑部件302。边缘层301a由具有高硬度程度和高永久伸长率的聚氨酯橡胶制成，且辅助层301b由具有低硬度程度和低永久伸长率的聚氨酯橡胶制成。单层刮板部件过于刚性以至于当与感光体接触时不能被充分弯曲。结果，清洁刮板无法足够地应付感光体表面的不平整性等，且清洁性质劣化。在具有双层堆叠结构体的刮板部件中，另一方面，辅助层301b具有适宜的弹性，且包括边缘线部分的边缘层301a具有增大的硬度程度。相应地，清洁刮板可适当地应付感光体表面的不平整性等，且可保证优异的清洁性质。在具有这样的双层结构的刮板部件301中，与作为待清洁的部件的感光体接触的边缘线部分303的变形小，且可抑制接触面积的增加。相应地，可使接触压力更高。此外，不与感光体接触的辅助层301b的硬度程度低，且辅助层301b的永久伸长率小。相应地，永久变形不与以上描述的具有高硬度程度的单层刮板部件201一样容易地发生，且可保持初始接触状态。

然而，如果边缘层301a的弹性材料的强度进一步增加以通过减少调色剂添加剂对感光体表面和充电辊的粘附力而改善清洁性能，则在双层刮板部件301的情况下对于强度增加存在限制。在其中具有低的永久伸长率的聚氨酯橡胶用作辅助层301b的情况下，使用具有较高强度的弹性材料的边缘层301a的永久伸长占优势。结果，由于永久变形引起的接触压力的降低和有缺陷清洁变成问题。永久伸长的下降可通过将边缘层301a的厚度减少可行量来纠正。然而，无法使得用作边缘层301a的弹性材料的强度无限更高，且由于与永久变形的关系对于弹性材料的强度的增加存在限制。因此，使用双层刮板部件，对于边缘线部分的强度的增大以通过减少调色剂添加剂对感光体的表面和充电辊的粘附力来提高清洁性能存在限制。

图5A和5B为用于说明又一种常规的清洁刮板的示意图。图6为用于说明浸渍处理的示意图。图7为用于说明当清洁刮板与感光体相接触时刮板部件的变形的示意图。图5A和5B中所示的常规的清洁刮板400包括带状单层刮板部件401和如下的支撑部件402：其将刮板部件401固定到清洁装置的主框架且由具有高刚性的材料例如金属制成。在清洁刮板400中，为了增大边缘线部分403的强度，用丙烯酸类树脂或异氰酸酯树脂浸渍单层聚氨酯橡胶刮板部件401，且形成浸渍部分404，正如图5A中所示。替代地，在浸渍部分404的一部分或全部上进行涂覆，且形成表面层407，正如图5B中所示。如图6所示，浸渍处理通过以垂直于浸渍涂覆液液面的方式将清洁刮板400的刮板部件401浸没到浸渍涂覆液中进行。除了牵涉在浸渍涂覆液中浸没的方法之外，浸渍处理可通过刷涂、喷涂、浸涂等进行。具有通过浸渍处理增大的弹性材料强度的浸渍部分404在包括边缘线部分403的部分中、以及在整个边缘线部分403彼此邻近的面向感光体的表面405和非面向感光体的表面406中形成。当与感光体408接触时，如图7所示，清洁刮板400变形，使得面向感光体的表面405的一部分膨胀且非面向感光体的表面406的一部分收缩。以这种方式，清洁刮板400均匀地与感光体408相接触。

然而，在其中使具有浸渍部分404的刮板部件401与感光体(未示出)接触的情况中，除边缘线部分403以外的非面向感光体的表面406具有其通过浸渍处理增大的强度。因此，如图7所示，面向感光体的表面405的一部分不容易膨胀，非面向感光体的表面406的一部分不容易收缩，且边缘线部分403不容易弯曲。结果，与感光体408的接触变得不均匀，且不均匀的接触导致清洁性能劣化。而且，如图7所示，来自非面向感光体的表面406的应力(由图7中的实线箭头所指的)在边缘线部分403上富集。因此，不必要的高应力施加到边缘线部分403，且边缘线部分403容易被磨损，导致在耐久性方面的问题。

鉴于以上，当将清洁刮板500的单层刮板部件501相对于液面倾斜地浸没到浸渍涂覆液中时，如图8(其为用于说明另一种浸渍处理的示意图)所示，浸渍部分504在边缘线部分503和切割表面507(其插入形成在面向感光体的表面505和非面向感光体的表面506之间)的一部分上形成，并持续到这两个表面，且非面向感光体的表面506未浸没在浸渍涂覆液中，如图9所示。通过该配置，非面向感光体的表面506的一部分变形以充分收缩，且面向感光体的表面505的一部分变形以充分膨胀。相应地，保持了边缘线部分503的柔性。以这种方式，与作为待清洁的部件的感光体(未示出)的接触变均匀，且实现了增大边缘线部分503的强度的充分效果，因此，可通过减少调色剂添加剂对感光体的表面和充电辊的粘附力而改善清洁性能。

然而，甚至在其中浸渍部分504形成在边缘线部分503和切割表面507的部分上但未形成在非面向感光体的表面506的部分上的情况中，如在图9所示的清洁刮板500中，如果使用单层刮板部件仍然存在以下描述的问题。具体地，在永久伸长方面，单层刮板部件501需要由具有低的永久伸长率和相对低的硬度程度的弹性材料制成，如上所述。然而，在其中具有低硬度程度的弹性材料用作基础材料以通过浸渍处理增大边缘线部分503的硬度的情况中，需要使浸渍量比在其中使用具有高硬度程度的弹性材料作为基础材料的情况中的浸渍量大。因此，需要浸渍时间更长，或者需要浸渍涂覆液的浓度更高。这导致由于延长的制造时间而引起的成本增加，或者由于浸渍涂覆液的浓度增大而引起的浸渍涂覆液成本增加。

接下来，结合验证实验的结果描述根据本实施方式的以上描述的常规清洁刮板和实例清洁刮板的主要特征。在下述验证实验中，测量了各刮板部件的各自组件的主要特性例如杨氏模量和永久伸长率。

实验1

图10为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。应该指出，在图10中所示的刮板部件上尚未进行任何浸渍处理。实验1的主要特性示于表1中。

[表1]

表1

在图10中所示的包括双层刮板部件601的清洁刮板600中，刮板部件601的边缘层601a由具有高的杨氏模量(16.1MPa)(高强度)的聚氨酯橡胶制成，以改善清洁性能、减少调色剂添加剂对感光体表面的粘附力、和减少充电辊的着色。如上所述，由于随时间的永久变形而在清洁刮板的永久伸长和接触压力的降低之间存在关联。随着永久伸长率变大，接触压力趋于降低。一般而言，当永久伸长率超过3.0％时，永久变形成为问题。用作边缘层601a(其是单层)的聚氨酯橡胶具有3.2％的永久伸长率，如表1所示。由于永久伸长率高于3.0％，具有单层刮板部件的清洁刮板的永久变形成为问题。鉴于此，将具有低杨氏模量(6.5MPa)(低强度)和0.5％永久伸长率的聚氨酯橡胶用作辅助层601b以获得双层结构。结果，整个刮板部件601的永久伸长率变为1.4％，其未高于3.0％且不导致永久变形的问题。

实验2

图11为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。应该指出，在图11中所示的刮板部件上尚未进行任何浸渍处理。各自层的膜厚度和尺寸和在实验1中使用的清洁刮板的那些相同。实验2的主要特性示于表2中。

[表2]

表2

在图11中所示的包括双层刮板部件701的清洁刮板700中，刮板部件701的边缘层701a由具有比实验1的杨氏模量甚至更高的杨氏模量(28.5MPa)的高硬度聚氨酯橡胶制成，以改善清洁性能、减小添加剂对感光体表面的粘附力、和比实验1中更有效地减少充电辊的着色。用作单层边缘层701a的聚氨酯橡胶具有8.3％的永久伸长率，其比3.0％高得多，如表2所示。因此，即便使用具有0.5％永久伸长率的聚氨酯橡胶作为辅助层701b以获得双层结构，整个刮板部件701的永久伸长率仍为4.3％，其高于3.0％且导致永久变形的问题。据推测，这是因为边缘层701a的永久伸长率高于辅助层701b的永久伸长率，且边缘层701a的永久伸长在整个刮板部件的永久伸长中占优势，如上所述。

实验3

图12为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。应该指出，在图12中所示的刮板部件上尚未进行任何浸渍处理。实验3的主要特性示于表3中。

[表3]

表3

在图12中所示的包括双层刮板部件801的清洁刮板800中，面向感光体的表面804的一部分由作为清洁层的第一边缘层805和作为边缘层的第二边缘层806形成。第一边缘层805在包括边缘线部分803的部分中形成，且在朝着边缘线部分803的方向上逐渐变厚。第一边缘层805由具有28.5Mpa杨氏模量和8.3％永久伸长率的弹性材料制成，该材料在永久伸长方面是不期望的。第一边缘层805的部分对面向感光体的表面804的比例小于第二边缘层806对面向感光体的表面804的比例。因此，第二边缘层806的永久伸长在整个刮板部件的永久伸长方面占优势，且整个刮板部件的永久伸长率为1.4％，其未高于3.0％。因此，可减小随时间的永久变形，且可借助减小调色剂添加剂对感光体表面的粘附力的作用和减少充电辊的着色的作用而长期保持高的清洁性能。

接着，对清洁层的弹性能力(弹性功率，elastic power)进行描述。

在以上在表3中所示的清洁刮板，第一边缘层(清洁层)由具有高杨氏模量的弹性材料制成。该材料的弹性能力为39.6％。一般而言，当使弹性材料的杨氏模量更大时，其弹性能力的值趋于变小。弹性能力是表示弹性工作负荷和塑性工作负荷之间的关系的值，且表示材料的塑性变形性。在清洁刮板中，与感光体接触的边缘线部分的塑性变形性极大地影响调色剂的除去性能。即，如果清洁刮板的边缘线部分具有高程度的塑性变形性，则清洁刮板的边缘线的一部分通过在清洁刮板和感光体之间的摩擦力在感光体运动方向的下游一次性变形。在那种情况下，不容易恢复原始的边缘形状，且调色剂容易通过该位点逸出。结果，由于由不均匀的(streaky)调色剂逸出导致的有缺陷清洁而获得不均匀的异常图像。因为调色剂容易通过相同位点连续逸出，所以边缘线部分的一部分在局部被磨损。由于低的弹性能力引起的这样的清洁性质的劣化在低温环境下显著地发生。

在其中清洁层的弹性能力高而且在边缘线部分附近的部分具有低的弹性变形率的清洁刮板的情况下，即便边缘线的一部分在感光体运动方向的下游处变形，原始形状也立刻恢复。因此，几乎不导致由于调色剂的不均匀逸出而引起的有缺陷清洁和异常图像。此外，边缘线部分的一部分在局部未被磨损。

对于以上描述的有缺陷清洁和局部磨损，用作清洁层的弹性材料和其弹性能力之间的关系通过以下描述的实验4进行检验。

实验4

在实验4中，与表3中所示的清洁刮板(下文称之为“清洁刮板3-1”)相对比，制备了两种类型的在第一边缘层的弹性能力方面彼此不同的清洁刮板3-2和3-3，且将各自的边缘线部分在弹性变形方面彼此进行比较。在实验4中，在0-℃的环境中以20g/cm的线性压力使清洁刮板3-1、3-2和3-3和感光体接触，且使感光体在产生比调色剂输入的状态更高摩擦力的无调色剂输入的状态中旋转十圈。感光体的直径为30mm。如图13A至14所示，在感光体旋转之后，通过显微镜观察各刮板的边缘线，且计算由弹性变形产生的变形量。边缘线的弹性变形量以下示于表4中。具有39.6％弹性能力的清洁刮板3-1几乎不变形。另一方面，清洁刮板3-2和3-3的最大塑性变形量分别为0.8μm和1.1μm。

鉴于以上，通过将清洁层在边缘线部分附近的部分的弹性能力调节到大约40％或更高，即便使用具有高的杨氏模量的弹性材料，在低温环境中也既不导致由于塑性变形引起的有缺陷清洁也不导致局部磨损。

[表4]

表4

实验5

图15为用于说明具有双层刮板部件的清洁刮板的示意图。应该指出，在图15中所示的刮板部件上尚未进行任何浸渍处理。实验5的主要特性示于表5中。

[表5]

表5

在图15中所示的包括双层刮板部件901的清洁刮板900中，面向感光体的表面904的一部分由第一边缘层905和第二边缘层906形成。第一边缘层905在边缘线部分903附近形成，且在朝着边缘线部分903的方向上逐渐变厚。第一边缘层905的杨氏模量为16.1MPa，其比图12中所示的第一边缘层805的杨氏模量小，且包括边缘线部分903的部分的强度不足。因此，清洁性能比图12中所示的清洁刮板800的清洁性能差，且调色剂添加剂对感光体表面的粘附力的减小和充电辊着色的减少小于通过清洁刮板800得到的那些。第二边缘层906部分对面向感光体的表面804的比例大于第一边缘层905部分对面向感光体的表面804的比例。因此，由于第二边缘层906的杨氏模量引起的永久伸长占优势，且清洁性能由于随时间的永久变形而劣化。

从实验1-3和实验5的验证实验的结果可看出，需要使边缘线部分的硬度程度(强度或杨氏模量)更高，以通过减小添加剂对感光体表面的粘附力和减少充电辊的着色而实现优异的清洁性能。例如，如在图16、17、18和19各自中所示，第一边缘层设置在感光体运动方向的最上游，且第二边缘层设置在第一边缘部分的下游。而且，第一边缘层具有最高的杨氏模量。为了减少随时间发生的永久变形，第二边缘层具有比第一边缘层低的杨氏模量，且辅助层具有比第二边缘层低的杨氏模量。辅助层与第一边缘层和/或第二边缘层的与第二边缘层和边缘线部分面向感光体的一侧相反的一侧接触。

在图16中所示的清洁刮板1000的刮板部件1001中，第一边缘层1005在包括边缘线部分1003的部分中形成，且其膜厚度可在朝着边缘线部分1003的方向上逐渐变厚。在图17中所示的清洁刮板1100的刮板部件1101中，第一边缘层1105在包括边缘线部分1103的部分中形成，且可在边缘1101a和辅助层1101b上形成，在图18中所示的清洁刮板1200的刮板部件1201中，可形成第一边缘层1205和第二边缘层1206，使得边缘层1205和1206各自的膜厚度在朝着边缘线部分1203的方向上逐渐变厚。在图19中所示的清洁刮板1300的刮板部件1301中，边缘层1301a的面向感光体的表面1304的一部分可用第一边缘层1305(由高硬度弹性材料制成的且位于包括边缘线部分1303的部分中)和第二边缘层1306(由低硬度弹性材料制成)形成。实施例

接着，对根据以上描述的实施方式的清洁刮板的实施例进行描述。

图20为用于说明清洁刮板的实施例的示意图。图20中所示的实施例的清洁刮板1400包括用由彼此具有不同硬度程度的弹性材料制成的边缘层1401a和辅助层1401b形成的双层刮板部件1401和如下这样的支撑部件1402：其将刮板部件1401固定到清洁装置的主框架，且由具有高刚性的材料例如金属制成。具体地，用粘合剂等将刮板部件1401固定到支撑部件1402的一端，且支撑部件1402的另一端通过清洁装置的主框架悬臂支撑。在刮板部件1401中，进行浸渍处理，使得在包括边缘线部分1403的部分中从边缘层1401a延伸到辅助层1401b的区域浸渍有树脂。以这种方式，形成了作为清洁层的浸渍部分1405。具体地，包括边缘线部分1403的部分浸渍有丙烯酸类树脂等，使得浸渍部分1405具有通过紫外线固化而增大的硬度程度。该实施例的清洁刮板的主要特性以下示于表6中。表5中的马腾斯硬度[N/mm²]为用于比较经历浸渍处理的浸渍部分与边缘层和辅助层的特征值。图20中所示的浸渍部分1405为从边缘线部分1403沿着面向感光体的表面1404延伸大约100μm的浸渍部分。由于其是极窄区域，难以检测宏观特性例如杨氏模量在浸渍处理前后的变化。因此，没有代表硬度的微小变化和表明浸渍处理的效果的数值。

[表6]

表6

对比例

接下来，对清洁刮板的对比例进行描述。

图21为用于说明清洁刮板的对比例的示意图。图21中所示的对比例的清洁刮板1500包括带状单层刮板部件1501、和将刮板部件1501固定到清洁装置的主框架且由具有高刚性的材料例如金属制成的支撑部件1502。在图21所示的单层刮板部件1501中，对包括边缘线部分1503的部分进行浸渍处理，以形成浸渍部分1505。用浸渍涂覆液例如丙烯酸类树脂对包括边缘线部分1503的部分进行浸渍，使得浸渍部分1505具有通过紫外线固化而增大的硬度程度。该实施例的清洁刮板的主要特性以下示于表7中。

[表7]

表7

图20中所示的清洁刮板1400和图21所示的清洁刮板1500浸没到相同的浸渍涂覆液中且用相同的浸渍涂覆液进行浸渍，但是要求不同的浸渍处理时间段以获得目标马腾斯硬度(例如，远离边缘线部分20μm的位点处)。如果橡胶部件在浸渍处理之前的杨氏模量低或马腾斯硬度低，则要求长的浸渍处理时间段以实现目标马腾斯硬度，且浸渍区域变宽。而且，高硬度区域延伸到边缘线部分周围的区域之外。因此，随着高强度区域变大，刮板部件的接触部分不均匀地与作为待清洁部件的感光体的表面接触，且清洁性能劣化。

如上所述，不同于在如图21所示的具有低强度的单层刮板部件上进行浸渍处理，通过在如图20所示的由高硬度边缘层和低硬度辅助层形成的双层刮板部件上进行浸渍处理，获得了甚至更高强度的结构体。由于仅仅使边缘线部分具有如上所述的目标高硬度程度，缩短了浸渍处理的时间段。相应地，提高了生产率，可降低成本，且可减小随时间的永久变形。同时，可通过减小调色剂添加剂对感光体表面的粘附力和减少充电辊的着色而保持优异的清洁性能。

而且，如在图22所示的作为第一变型的清洁刮板1600中，可通过只在边缘层1601a的边缘线部分1603部分上进行浸渍处理而不在辅助层1601b部分上进行浸渍处理形成浸渍部分1605。如在图23所示的作为第二变型的清洁刮板1700中，可通过在从边缘层1701a延伸到辅助层1701b且包括边缘线部分1703的部分上进行浸渍处理形成浸渍部分1705。如图24所示，在作为第三变型的第三清洁刮板1800中，边缘层1801a可设计成使得其膜厚度在朝着边缘线部分1803的方向上逐渐变大，且可通过只在包括边缘线部分1803的边缘层1801a的一部分上进行浸渍处理形成浸渍部分1805。如图25所示的，在作为第四变型的清洁刮板1900中，边缘层1901a可设计成使得其膜厚度在朝着边缘线部分1903的方向上逐渐变大，且可通过只在从边缘层1901a延伸到辅助层1901b且包括边缘线部分1903的部分上进行浸渍处理形成浸渍部分1905。如图22至25所示的第一至第四变型的清洁刮板1600、1700、1800和1900中，在包括双层刮板部件的边缘线部分的部分上进行浸渍处理，使得双层刮板部件至少包括边缘层、辅助层和浸渍部分(清洁层)。相应地，相比于在具有包括边缘线部分的部分上进行的浸渍处理的单层刮板部件中，可更有效地减小随时间的永久变形，而且相比于在单层刮板部件中，通过降低调色剂添加剂对感光体表面的粘附力且减少充电辊的着色可更有效地保持优异的清洁性能。

以紫外线固化性树脂浸渍图2所示的清洁刮板5的浸渍处理可通过刷涂、喷涂、浸涂等进行。浸渍用的紫外线固化性树脂优选地为具有250-500N/mm²的马腾斯硬度和75％或更低的弹性能力、或更优选地50-75％的弹性能力的材料。浸渍用的紫外线固化性树脂的马腾斯硬度和弹性能力为在形成于玻璃基底上且具有5-10μm厚度的树脂膜上实施的测量的结果。使用该布置，可防止如图2所示的清洁刮板5的与感光体10接触的边缘线部分61在感光体表面的运动方向上变形。此外，当由于表面层随时间的磨损而使内部暴露时，借助于向内浸渍的方式(行为)还可防止变形。

通过由Fischer Instruments K.K制造的微硬度测量仪器HM-2000测量作为紫外线固化性树脂硬度的马腾斯硬度。具体地，将紫外线固化性树脂施加到玻璃基底上使得厚度变为20μm。用9.8mN的力在30秒内将Vickers压头压入到所施加的紫外线固化性树脂中，并保持在其中五秒。然后用9.8mN的力在30秒内将Vickers压头拔出。用该方式实施测量。弹性能力是如下所述的由马腾斯硬度测量的时刻获得的总应力计算的特性值。在当将Vickers压头压入到紫外线固化性树脂中时导致的总应力表示成Wplast、和当将试验负荷除去时导致的总应力表示成Welast的情况下，弹性能力为由如下表达式定义的特性值：Welast/Wplast×100％(参见图26)。较高的弹性能力意味着较小的滞后损失(塑性变形)或较大的橡胶特性。如果弹性能力过低，则紫外线固化性树脂更像玻璃而不是橡胶。

图2所示的在边缘线部分61附近的部分的马腾斯硬度是当清洁刮板5浸渍有紫外线固化性树脂时测量的马腾斯硬度，且不同于以上描述的紫外线固化性树脂的马腾斯硬度。

浸渍处理用的紫外线固化性树脂优选为具有高硬度和高弹性的材料，例如具有三环癸烷或金刚烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。大大改善了调色剂的除去性能，且减少了清洁刮板的磨损。相应地，优异的清洁性能可长期保持。而且，清洁刮板和感光体之间的摩擦系数变小，且感光体的磨损减少。相应地，感光体的寿命和图像形成设备的寿命可延长。此外，由于清洁刮板不靠着感光体的表面刮擦调色剂添加剂等，不产生任何具有空白的异常图像。具有三环癸烷或金刚烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯是优选的，因为三环癸烷或金刚烷骨架的特殊结构可弥补交联点的缺陷，即使官能团的数量少也是如此。具有三环癸烷或金刚烷骨架丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的实例包括三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,3-金刚烷二甲醇二丙烯酸酯、1,3-金刚烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、1,3,5-金刚烷三甲醇三丙烯酸酯和1,3,5-金刚烷三甲醇三甲基丙烯酸酯。可使用这些材料的两种或更多种的混合物。

具有三环癸烷或金刚烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的官能团的数量优选为一至六、和更优选为二至四。如果所述官能团的数量为一，则交联结构弱。如果所述官能团的数量为五或更多，则空间位阻可发生。因此，优选的是，混合具有不同数量的官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。具有三环癸烷或金刚烷骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的分子量优选为500或更小。如果分子量为500或更大，则分子尺寸变大。结果，清洁刮板不容易被紫外线固化性树脂浸渍，且难以实现较高的硬度程度。

分子量100-1500的丙烯酸酯单体可与浸渍涂覆液混合，用于通过刷涂、喷涂、浸涂等以紫外线固化性树脂浸渍清洁刮板5。丙烯酸酯单体的实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、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯,乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯,丙氧基化的乙氧基化的双酚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、一缩二丙二醇二丙烯酸酯、二缩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、新戊二醇羟基特戊酸酯二丙烯酸酯、辛基/癸基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片基酯、乙氧基化的苯基丙烯酸酯和9,9-双[4-(2-丙烯酰基氧乙氧基)苯基]芴。这些材料之一或这些材料的两种或更多种可与所述浸渍涂覆液混合。

浸渍涂覆液用的稀释剂可溶解紫外线固化性树脂，且优选地具有低的沸点。具体地，该沸点不高于160℃、或更优选地不高于100℃。可用在这里的稀释溶剂的实例为有机溶剂，其包括：基于烃的溶剂，例如甲苯和二甲苯；酯，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲基溶纤剂乙酸酯和丙二醇单甲基醚乙酸酯；酮，例如甲乙酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、环己酮和环戊酮；醚，例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚和丙二醇单甲基醚；醇，例如乙醇、丙醇、1-丁醇、异丙醇和异丁醇。

以上稀释剂具有在涂覆时促进浸渍的效果。然而，以上稀释剂可使物理性质和耐磨性劣化，例如当残余溶剂存在于橡胶中且橡胶保持膨胀和没有恢复到其原始厚度时。而且，如果通过加热进行干燥以除去残余溶剂，则橡胶的物理性质改变，且清洁性质可劣化。鉴于此，优选的是，降低干燥加热的温度，或者，进行真空干燥等代替通过加热的干燥。以这种方式，可降低残余溶剂的浓度(density)。

接下来，对浸渍涂覆液的具体实例进行描述。

浸渍涂覆液1

紫外线固化性树脂：Idemitsu Kosan Co.,Ltd.X-DA 50份；官能团的数量2