清洁装置及利用该清洁装置的图像形成设备的制作方法

专利名称：清洁装置及利用该清洁装置的图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种清洁装置以及利用这种清洁装置的图像形成设备。
背景技术：
在现有技术中，涉及以上清洁装置的技术已经公开在例如JP-A-2002-214990、 JP-A-2003-241599、JP-A-2004-205881 和 JP-A-2005-25078 等文献中。在以上JP-A-2002-214990中，公开了一种电子照相设备的清洁刮板，这种清洁刮板被设计为包括弹性橡胶构件和支撑构件，该弹性橡胶构件通过粘合剂粘合到该支撑构 件。在该清洁刮板中，弹性橡胶构件是双层结构，包括边缘层和基层，边缘层与图像载体接 触，基层连接到支撑构件。边缘层由下述材料形成在23°C的温度，这种材料的JIS A(日 本工业标准)硬度为70-85，抗冲击性为40%-70%，基层由下述材料形成在23°C的温度， 这种材料的JIS A硬度为65-70，抗冲击性为15% -40%并且永久伸长(也称作“永久伸长 率”)为2%或更小形成。在以上JP-A-2003-241599中，公开了一种应用于利用静电转印过程的图像形成 设备中的清洁刮板，这种清洁刮板是多层结构，包括热塑性聚氨基甲酸乙酯弹性体层，该热 塑性聚氨基甲酸乙酯弹性体层位于由高刚度树脂形成的支撑构件层的一个表面的整个面 上。该热塑性聚氨基甲酸乙酯弹性体包含聚碳酸酯二醇作为多元醇成分以及芳香聚亚安酯 作为异氰酸盐成分，并且“邵氏A(sh0re幻”硬度为80-95(20°0。另外，在以上JP-A-2004-205881中，公开了一种用于清洁打印机的旋转构件的清 洁装置。这种清洁装置包括清洁刮板和用于支撑该清洁刮板的固定器，该清洁刮板被定位 为它的前端部分可以与用作清洁接收构件的旋转构件的外周表面进行接触并且该清洁刮 板在旋转构件的轴向方向上延伸。固定器包括两个片状构件，这两个片状构件的线性膨胀 系数不同，分别在旋转构件的轴向方向上进行延伸，并且在它们的厚度方向上彼此顶端接 触进行层叠。该清洁刮板构造成它可以连接到这两个片状构件之一。另外，根据以上JP-A-2005-25078的清洁装置是一种用于去除可移动图像载体表 面上的调色剂的清洁装置，它包括清洁刮板和刮板固定器，该清洁刮板可以与图像载体的 表面进行滑动摩擦，该刮板固定器固定清洁刮板的一个端部从而该清洁刮板的另一个端部 可以与图像载体的表面进行滑动摩擦。作为这种清洁刮板，采用具有层结构的清洁刮板， 这种层结构至少包括热膨胀系统不同的第一和第二构件，并且以下述方式选择第一和第二 构件的热膨胀系数随着温度升高，清洁刮板的一个端部沿挤压图像载体的方向偏移(移 动)°

发明内容
这里，本发明要解决的问题在于提供一种清洁装置以及利用这种清洁装置的图像 形成设备，其中，这种清洁装置可以抑制在高温环境下清洁刮板构件的磨损增大。根据本发明的第一方面，提供了一种清洁装置，包括清洁刮板，与要进行清洁的构件的表面接触以去除残留在所述构件表面上的残留物，该清洁刮板包括多个层，其中，当 温度升高时，由于这些多个层之间的热膨胀特性存在差异，清洁刮板的前端部分沿与所述 要进行清洁的构件的表面分离的方向偏移。
根据本发明的第二方面，提供了一种清洁装置，包括清洁刮板构件，与要进行清 洁的构件的表面接触以去除残留在要进行清洁的构件的表面上的残留物，该清洁刮板构件 包括多个层，其中，当温度升高时，由于这些多个层之间的热膨胀特性存在差异，清洁刮板 的前端部分沿与要进行清洁的构件的表面分离的方向偏移；以及固定构件，通过粘合剂安 装并固定清洁刮板构件的基端部分。根据本发明的第三方面，提供了一种在本发明的第二方面中进行描述的清洁装 置，其中，清洁刮板构件构造成在这些多个层之中，越是靠近位于要进行清洁的构件侧的 清洁层侧的层的热膨胀系数越大，越是靠近位于要进行清洁的构件相反侧的背面层侧的层 的热膨胀系数越小。根据本发明的第四方面，提供了一种在本发明的第二方面中进行描述的清洁装 置，其中，清洁刮板构件具有两层结构，这两层结构包括位于要进行清洁的构件侧的清洁层 和位于要进行清洁的构件相反侧的背面层，清洁层的热膨胀系数设定为大于背面层的热膨 胀系数，以及粘合剂的热膨胀系数设定为小于背面层的热膨胀系数。根据本发明的第五方面，提供了一种在本发明的第二方面中进行描述的清洁装 置，其中，清洁刮板构件具有两层结构，这两层结构包括位于要进行清洁的构件侧的清洁层 和位于要进行清洁的构件相反侧的背面层，以及清洁层的材料和背面层的材料的永久伸长 特性不同。根据本发明的第六方面，提供了一种在本发明的第四方面中进行描述的清洁装 置，其中，清洁刮板构件构造成这两个层中永久伸长特性较小的这个层的厚度设置为大于 永久伸长特性较大的另一个层的厚度。根据本发明的第七方面，提供了一种图像形成设备，包括图像载体，可被驱动而 旋转以在它的表面上形成调色剂图像；以及清洁刮板构件，与图像载体的表面接触以去除 残留在图像载体的表面上的残留物，该清洁刮板构件包括多个层，其中，当温度升高时，由 于这些多个层之间的热膨胀特性存在差异，清洁刮板构件的前端部分沿与图像载体表面分 离的方向偏移。根据本发明的第一和第二方面，与清洁刮板构件的前端部分没有沿与清洁接收构 件的表面分离的方向偏移的结构相比较而言，可以抑制在高温环境下清洁刮板构件的磨损 增大。根据本发明的第三和第四方面，与朝向清洁层侧的层的热膨胀系数小于朝向背面 侧的层的热膨胀系数的结构相比较而言，可以抑制清洁刮板构件的磨损增大。另外，根据本发明的第五和第六方面，与清洁刮板构件具有两层结构并且清洁刮 板的这两层由永久伸长特性相同的材料形成的结构相比较而言，可以避免清洁刮板构件的 永久变形。另外，根据本发明的第七方面，即使在高温环境之下也可以形成良好图像。


将基于下面的附图详细描述本发明的多个示例性实施例，其中图1是根据本发明的示例性实施例1的清洁装置的主要部分的结构视图；图2是用作应用了根据本发明的示例性实施例1的清洁装置的图像形成设备的串 联类型数字彩色打印机的结构视图；图3是根据本发明的示例性实施例1的清洁装置的结构视图；图4是清洁刮板的橡胶材料的永久伸长特性的曲线图；图5是清洁刮板的结构视图，示出了它装配后的状态；图6是清洁刮板的偏移方向的结构视图；图7是从观察方向观看到的清洁刮板的结构轮廓；图8是清洁刮板的边缘的显微镜照片的视图；图9A和9B示出了清洁刮板的边缘以及它的磨损状态的显微镜照片；以及图10是清洁刮板的磨损状态的曲线图。
具体实施例方式现在，将在下文中参照附图描述本发明的示例性实施例。附图中，标号50表示清 洁刮板，标号54表示清洁层，标号55表示背面支撑层，标号56表示金属板固定器，标号57 表示粘合剂。示例性实施例1图2示出了用作采用根据本发明的示例性实施例1的清洁装置的图像形成设备的 彩色图像形成设备。这种彩色图像形成设备1用作打印从个人计算机(PC)传送的图像数 据的打印机，还用作复印由图像读取装置3读取的原稿(未示出)的图像以及发送和接收 由图像读取装置3读取的图像信息的复印机和传真机。在彩色图像形成设备1的内部，如图2所示，设置有图像处理部分4和控制部分5， 当需要时图像处理部分4对从个人计算机(PC) 2或图像读取装置3传送的图像数据执行预 定的图像处理(例如，明暗校正处理、位置偏移校正处理、亮度/色彩空间转换处理、伽马校 正处理、边框擦除处理和色彩/运动编辑处理)，控制部分5利用已经由图像处理部分4进 行了图像处理的图像数据而控制彩色图像形成操作。另外，以上述方式由图像处理部分4已经执行了预定的图像处理的图像数据以相 似方式由图像处理部分4转换成四色图像数据即黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色 (K)图像数据，另外将在下面进行描述，全彩色图像和单色图像通过设置在彩色图像形成设 备1中的图像输出部分6进行输出。已经通过图像处理部分4转换成黄色⑴、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色⑷图 像数据的图像数据然后分别传送到黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的图像形 成单元7Y、7M、7C和7K的图像曝光装置8 ；另外，在这些图像曝光装置8中，根据对应的彩 色图像数据从LED发光元件阵列发出的光执行图像曝光处理。在彩色图像形成设备1的内部，如图2所示，黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的四个图像形成单元7Y、7M、7C和7K彼此分别以恒定间隔平行布置并且以下述方 式相对于水平方向倾斜预定的角度在这种方式中，第一色彩黄色(Y)的图像形成单元7Y位置相对较高，最后色彩黑色(K)的图像形成单元7K位置相对较低。按照这种方式，由于黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色⑷图像形成单元 7Y、7M、7C和7K布置为以预定的角度倾斜，所以与四个图像形成单元7Y、7M、7C和7K水平布 置的结构相比较，图像形成单元7Y、7M、7C和7K之间的距离可以设置为较短，这可以减小彩 色图像形成设备1的宽度并且由此可以减小它的尺寸。除了通过这些图像形成单元7Y、7M、7C和7K形成的图像的色彩以外，这些图像形 成单元的结 构基本相似。如图2所示，每个图像形成单元主要包括感光鼓10，用作图像载 体，由驱动装置(未示出)驱动而沿着箭头标记A方向以预定速度进行旋转；充电辊11，用 于进行一次充电，对感光鼓10的表面进行均勻充电；图像曝光装置8，由LED打印头形成， 用于对与预定的色彩对应的图像进行曝光以在感光鼓10的表面上形成静电潜像；显影装 置12，利用预定的彩色调色剂对在感光鼓10上形成的静电潜像进行显影；以及清洁装置 13，对感光鼓10的表面进行清洁。例如可以采用形成为鼓形、直径为30mm、并且表面覆盖包括10点平均粗糙度为 0. 3 μ m或更小的光滑表面涂层的有机感光体的构件作为感光鼓10，并且可以通过驱动电 机(未示出)沿着箭头标记A方向以预定的速度对感光鼓10进行驱动和旋转。另外，例如可以采用这样一种辊形充电装置作为充电辊11，这种辊形充电装置构 造成它包括金属芯，表面覆盖由用于调节电阻的合成树脂或橡胶形成的导电层，并且对充 电辊11的金属芯施加预定充电偏压。如图2所示，在四个图像形成单元7Y、7M、7C和7K的每个中分别布置一个图像曝 光装置8。如下图像曝光装置可以作为设置在四个图像形成单元7Y、7M、7C和7K的每个中 的图像曝光装置8 包括LED发光阵列和“Selfock透镜”(商标名称)阵列，在该LED发光 阵列中，沿着感光鼓10的轴向方向按照预定间距(例如，600dpi到2400dpi)线性布置LED 发光元件，通过该“Selfock透镜”(商标名称)阵列，从LED发光元件阵列中的各个LED发 光元件发出的光的图像可以会聚在感光鼓10上的一点。另外，如图2所示，每个图像曝光 装置8被设计为通过从下方进行扫描将图像曝光到感光鼓10上。这里，图像曝光装置8不限于由LED发光元件形成的图像曝光装置，当然，还可以 采用能够沿着各个感光鼓10的轴向方向偏转和扫描激光束的装置。在这种情况下，对这四 个图像形成单元7Y、7M、7C和7K设置一个图像曝光装置8。从图像处理部分4到分别设置在黄色⑴、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的图 像形成单元7Y、7M、7C和7K中的图像曝光装置8Y、8M、8C和8K连续输出对应色彩的图像数 据，并且与图像数据对应的从这些图像曝光装置8Y、8M、8C和8K发出的光束在对应的感光鼓 10的表面上扫描并曝光，由此形成与图像数据对应的静电潜像。在感光鼓10上形成的静电 潜像由它们相关的显影装置12Y、12M、12C和12K显影成各种色彩即黄色⑴、品红色(M)、蓝 绿色(C)和黑色(K)的调色剂图像。这里，在显影装置12Y、12M、12C和12K中，例如，采用两 组分显影剂，它包括平均颗粒直径为30 μ m的承载体和平均颗粒直径为7 μ m的调色剂。在图像形成单元7Y、7M、7C和7K的感光鼓10上顺次形成的各种色彩即黄色⑴、 品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色⑷的调色剂图像通过四个一次转印辊15Y、15M、15C和15K 以多重方式顺序一次转印到中间转印带14上，该中间转印带14用作连续带中间转印构件， 它被设计为在各个图像形成单元7Y、7M、7C和7K之上沿对角进行延伸。
这个中间转印带14是由多个辊进行拖拽和保持的连续带状构件，它的下侧行进 区域以下述方式布置为相对于水平方向倾斜在这种方式中，行进方向的下游侧相对低，而 上游侧相对高。也就是说，如图2所示，中间转印带14以恒定张力围绕驱动辊16、背面支撑辊17、 张力施加辊18和从动辊19转动；并且，带14可以由驱动辊16驱动以预定速度沿着箭头标 记B方向进行循环运动，该驱动辊16由驱动电机(未示出)驱动最好保持恒定速度进行旋 转。作为中间转印带14，例如，可以由挠性聚酰亚胺或聚酰胺或类似物形成的合成树脂膜形 成带状膜，带状形成的合成树脂膜的两端通过焊接或相似手段连接在一起，由此形成连续 带状构件；或者，可以从开始形成连续带状构件。中间转印带14被布置为它的下侧行进区 域可以与各个图像形成单元7Y、7M、7C和7K的感光鼓10Y、10M、10C和10K进行接触。另外，在中间转印带14中，如图2所示，设置了二次转印辊20，该二次转印辊20位 于中间转印带14的上侧行进区域的下端部分上，由于二次转印辊20与由背面支撑辊17进 行保持和拖拽的中间转印带14的表面进行接触，因此用作用于二次转印一次转印在中间 转印带14上的调色剂图像的二次转印单元。转印到中间转印带14上的各种色彩即黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色 (K)的调色剂图像彼此重叠，如图2所示，通过二次转印辊20与背面支撑辊17进行挤压经 由静电力二次转印到用作记录介质的记录纸张21上。然后，转印有各种色彩调色剂图像的 记录纸张21被传送到根据本示例性实施例位于从二次转印辊20竖直向上的位置的定影装 置30。二次转印辊20挤压背面支撑辊17的一侧并且可以将各种色彩调色剂图像一起二次 转印到沿竖直方向从下往上进行传递的记录纸张21上。例如可以按照下面方式制成二次转印辊20 由诸如不锈钢的金属形成金属芯；在 金属芯的外围上覆盖预定厚度的通过由橡胶材料或类似物形成的并且添加导电剂的导电 弹性构件构成的弹性层。另外，在热压之下通过根据本示例性实施例的定影装置30对转印有各种色彩调 色剂图像的记录纸张21进行处理和定影，然后通过释放辊22按照使得记录纸张21的图像 表面朝下的方式将纸张释放到位于彩色图像形成设备1之上的释放托盘23上。如图2所示，每个具有预定尺寸和材料的记录纸张21从位于彩色图像形成设备1 的底部的供纸托盘24通过供纸辊25和纸张分离与传递辊26按照彼此一一分离地形式提 供给阻挡辊27，并且暂时停止在那里。从供纸托盘24提供的记录纸张21由可以在给定定 时进行旋转的阻挡辊27送出到中间转印带14的二次转印位置。作为记录纸张21，除了普 通纸张以外，还可以提供诸如通过进行涂覆处理在一个表面或两个表面上进行涂覆的涂覆 纸张的厚纸张。在二次转印调色剂图像的步骤完成以后，带清洁装置28对中间转印带14的表面 进行清洁以去除残留在中间转印带14的表面上的调色剂，由此准备下一个图像形成步骤。 这里，在图2中，参考标号29指示电源部分(电力供应部分)，该电源部分用于向彩色图像 形成设备1的各个部分提供电力。现在，图3是用于根据本发明的示例性实施例1的彩色图像形成设备中的清洁装 置的结构视图。如图3所示，清洁装置19包括清洁刮板50和卸料螺旋51，该清洁刮板50作为用于进行清洁的刮板构件，可以与感光鼓10的表面进行接触，该卸料螺旋51能够以预定定时 被驱动而旋转以将由清洁刮板50去除的残留调色剂等等排放到外部。另外，清洁装置19 构造成通过密封构件53对感光鼓10的旋转方向上游侧的清洁装置壳52与感光鼓10之 间的空间进行密封。作为清洁刮板50，例如，如图1所示，利用具有至少两层(多层)的层结构的清洁 刮板，在这种层结构中，由物理属性不同的聚氨酯橡胶或类似物形成的清洁层54和背面支 撑层55重叠成一个整体。尽管这种清洁刮板50包括清洁层54和背面支撑层55，但是例如 它还可以在与感光鼓10相对的一侧上包括另一个层，也就是说，它还可以具有包括三个或 更多层的结构。清洁刮板50的清洁层54由JIS-A硬度大约为70_90度的材料，例如JIS-A硬度 为78度的聚氨酯橡胶形成，并且清洁层54的厚度设定为大约0. 5mm。另外，清洁刮板50的 背面支撑层55由JIS-A硬度为大约50-70度的材料，例如，JIS-A硬度为63度的聚氨酯橡 胶形成，并且背面支撑层55的厚度设置为大约1. 4mm。因此，背面支撑层55的厚度要厚于 清洁层54。这里，清洁层54和背面支撑层55还可以由不同于聚氨酯橡胶的其它材料，例 如，氯丁二烯橡胶、聚丁橡胶、氟橡胶、硅橡胶或丙烯酸类橡胶形成，假定它们具有合适的弹 性和硬度。另外，如图1所示，清洁刮板50可以构造成通过诸如热熔的粘合剂57将它的基 端部分50a粘合到金属板固定器56，该金属板固定器56用作由具有L状弯曲截面并且厚度 大约是2mm的电镀钢板形成的固定构件。另外，针对清洁层54和背面支撑层55，选择表示热膨胀系数的线性膨胀系数不同 的材料，清洁层54的线性膨胀系数设置为大于背面支撑层55的线性膨胀系数。另外，用于 将清洁刮板50粘合到金属板固定器56的粘合剂57的线性膨胀系数设定为小于清洁刮板 50的背面支撑层55的线性膨胀系数。由此，清洁层54、背面支撑层55和粘合剂57的线性 膨胀系数满足下面关系清洁层54 >背面支撑层55 >粘合剂57。另外，可以获得具有不同物理属性的各种类型的聚氨酯(氨甲酸乙酯，urethane) 作为清洁刮板50的清洁层54和背面支撑层55的材料。根据本示例性实施例，作为厚度相 对较大的背面支撑层55，利用永久伸长特性设定为小的聚氨酯橡胶材料，从而可以减小清 洁刮板50的永久性变形。例如，利用这样一种聚氨酯橡胶材料对于这种聚氨酯橡胶材料， 当它处于在高温高湿环境(45°C，95% RH)下伸长100%持续72小时的状态时，它具有 或更小的永久伸长(永久伸长率)。刮板橡胶构件的“永久伸长”物理属性的指标是在去除连续接收外力的构件的外 力并且该构件不能够弹性返回到它的初始状态的情况下进行的测量。测量方法基于Jis K 6262并且在下面条件之下测量“永久伸长”物理属性。也就是说，要进行测量的刮板橡胶构 件划分成宽度为5mm的短件，以100mm的间隔在这个短件上绘制水准基点，并且在纵向方向 上对该短件施加拉伸力从而将它一直拉伸到100%的延长。伸长速度是500mm/分钟。在 100%的伸长状态保持预定时间以后，以1000mm/分钟的速度释放拉伸力。拉伸力释放结束 以后的20分钟，利用游标卡尺测量水准基点之间的间隔。当在放松拉伸以后水准基点之间 的间隔的长度表达为L(mm)时，永久伸长可以表达为((L/100)-l) X100[% ]
根据本发明的固体的热膨胀系数定义为线性膨胀系数a。这可以定义为基于温度 导致的单位长度的变化率。因此，T°C温度物体的长度D可以表达为D = d(l+aXAT)这里，d表示在参考温度t时的物体的长度，并且AT = T_t。根据本发明，与上 述的“永久性延长”物理属性测量相似，准备要进行测量的物体的短件，以100_的间隔绘 制水准基点，并且利用游标卡尺测量当t = 10°C时水准基点d与当T = 28°C时D之间的长 度，基于刮板的使用环境选择这些温度，由此找出线性膨胀系数a。这里，在要进行测量的 物体置于各个温度环境中的时间段设置为14小时的条件下进行测量。另外，如图5所示，对清洁刮板50如下进行所谓的“刮墨刀”结构设计相对于用 作要进行清洁的构件的感光鼓10的表面，它的基端部分50a位于感光鼓10的旋转方向的 下游侧上，它的前端部分50b位于感光鼓10的旋转方向的上游侧上，并且刮板50进行延伸 以从与感光鼓10的旋转方向相反的方向与感光鼓10的表面接触。另外，在清洁刮板50中，如图5所示，除了固定到金属板固定器56的基端部分50a 以外的清洁刮板50的前端侧的部分的长度称作自由长度(FL)；另外，清洁刮板50的基端 部分50a与感光鼓10的接触清洁刮板50的前端部分50b的表面的切线L之间的角度称作 刮板设置角(BSA)，并且刮板50的前端部分50b与切线L之间的角度称作包角(WA)。另外， 当感光鼓10移动离开并且清洁刮板50位于它的安装位置时，清洁刮板50的前端部分50b 与上述切线L之间的距离称作咬合量(x)，并且清洁刮板50与感光鼓10的表面进行接触的 咬合力(NF)可以表达为F = k x。这里，k是常数。上述的自由长度(FL)、刮板设置角(BSA)、包角(WA)、咬合量(x)和咬合力(NF)是 确定清洁刮板50的属性的参数。在以上结构中，根据这个示例性实施例的清洁装置可以防止刮板在边缘处卷起并 且可以避免在高温环境下由于构成进行清洁的刮板构件的橡胶材料的弹性排斥增加所导 致的刮板的磨损的增加，并且在低温环境下，根据这个示例性实施例的清洁装置可以防止 由于构成进行清洁的刮板构件的橡胶材料的弹性排斥下降所导致的进行清洁的刮板构件 的清洁性能下降。也就是说，在彩色图像形成设备中，如图2所示，各种色彩即黄色(Y)、品红色(M)、 蓝绿色(C)和黑色(K)的调色剂图像由它们相关的黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑 色⑷的图像形成单元7Y、7M、7C和7K形成，在图像形成单元7Y、7M、7C和7K的各个感光 鼓10上形成的各种色彩的调色剂图像以重叠方式一次转印到中间转印带14上，并且这些 彩色调色剂图像然后一次性从中间转印带14 二次转印到记录纸张21上并且进行定影，由 此形成全彩色图像等等。另外，在黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色⑷的图像形成单元7Y、7M、7C 和7K中，当将调色剂图像从感光鼓10转印到中间转印带14的步骤结束以后，通过清洁装 置13清洁感光鼓10的表面从而从该表面去除残留的调色剂。在清洁装置13中，如图3所 示，通过清洁刮板50去除残留在感光鼓10的表面上的转印残留调色剂等等。在这种情况 下，清洁刮板50的清洁层54的线性膨胀系数设定为大于清洁刮板50的背面支撑层55的 线性膨胀系数；由此，在高温环境下，如图6所示，清洁刮板50的清洁层54的热膨胀量大于 背面支撑层55的热膨胀量，由此清洁刮板50基于双金属效应略微沿与感光鼓10的表面分
9离的方向偏移。其结果是，在高温环境之下，由于清洁刮板50的硬度降低并且它的弹性排斥升 高，所以清洁刮板50与感光鼓10之间的摩擦力会增大。然而，由于清洁刮板50略微沿与 感光鼓10的表面分离的方向偏移，所以可以抑制清洁刮板50与感光鼓10的表面之间的摩 擦力的增大，由此防止清洁刮板50在边缘处卷起并且防止清洁刮板50的边缘部分的磨损 的增大。这可以防止清洁刮板50的寿命缩短。另一方面，由于清洁刮板50的清洁层54的线性膨胀系数设置为大于背面支撑层 55的线性膨胀系数，所以在低温环境下，清洁层54的热收缩的量大于背面支撑层55的热收 缩的量并且清洁刮板50略微沿与感光鼓10的表面进行接触的方向偏移。其结果是，在低温环境下，由于清洁刮板50的硬度升高并且弹性排斥率下降，清 洁刮板50与感光鼓10之间的摩擦力会减小。然而，如图6所示，由于清洁刮板50基于双 金属效应略微沿与感光鼓10的表面进行接触的方向偏移，所以可以保证清洁刮板50与感 光鼓10的表面之间的摩擦力，由此防止清洁刮板50的清洁性能下降。另外，根据本示例性实施例，粘合剂57的线性膨胀系数设定为小于清洁刮板50的 背面支撑层55的线性膨胀系数。因此，在高温环境之下，可以防止用于将清洁刮板50粘合 到金属板固定器56的粘合剂57的热膨胀量超过清洁刮板50的背面支撑层55的热膨胀量， 从而如上所述，允许清洁刮板50可以略微沿与感光鼓10的表面分离的方向偏移。相似地，同样在低温环境之下，可以防止用于将清洁刮板50粘合到金属板固定器 56的粘合剂57的热收缩超过清洁刮板50的背面支撑层55，从而如上所述，允许清洁刮板 50可以略微沿与感光鼓10的表面进行接触的方向偏移。这里，清洁刮板50的偏移量由构成清洁层54和背面支撑层55的聚氨酯橡胶材料 的线性膨胀系数确定。作为构成清洁层54和背面支撑层55的材料，选择可以适当调整或 预定线性膨胀系数的聚氨酯橡胶材料。另外，由于清洁刮板50的厚度与它的长度相比相对的小，所以基本上不需要考虑 清洁刮板50在厚度方向上的热膨胀。另外，根据本示例性实施例，如上所述，即使当在高温和低温环境下基于清洁刮板 50的变形可以提供清洁刮板50的预定的清洁性能，但如果清洁刮板长时间处于相同环境 并且处于与感光鼓10的表面进行咬合的状态下，那么存在清洁刮板50可能会下垂的危险， 这样会削弱它的弹性排斥并且降低清洁刮板50的咬合压力，这由此降低了清洁刮板的清 洁性能。因此，根据本示例性实施例，针对清洁刮板50的背面支撑层55，利用由永久伸长 小于1. 0的聚氨酯材料构成的橡胶材料，由此，在清洁刮板50与要进行清洁的构件进行接 触具有1.0mm的咬合(x)的状态下，如图4(表示刮板下垂量与橡胶的永久伸长(率)之间 的关系的曲线图)所示，清洁刮板50在高温高湿环境(45°C，95% RH)之下保持72小时以 后，清洁刮板50的下垂量可以是目标量0. 1mm或更小。例子本发明的发明人等等试验性地制作了图1所示的清洁刮板，将它安装到图2所示 的彩色图像形成设备上并且确认它的清洁性能。对于清洁刮板50，由JIS-A硬度为78度并且厚度为0. 5mm的聚氨酯(氨甲酸乙酯，urethane)形成的橡胶材料制成清洁层54，由JIS-A硬度为63度并且厚度为1. 4mm的 聚氨酯(氨甲酸乙酯urethane)形成的橡胶材料制成背面支撑层55。清洁刮板50通过热 熔粘合剂57粘合到由厚度为2mm的电镀钢板形成的金属板固定器56并且进行使用。另外，清洁刮板50以3gf/mm的线性压力挤压感光鼓10的表面，同时金属板固定 器56支撑清洁刮板50的表面与清洁刮板50与感光鼓10的接触点处的感光鼓表面的切线 之间的角度设定为25度。这里，清洁刮板50的自由长度(FL)设定为8mm。另外，在清洁刮板50中，由线性膨胀系数为1.94X10_4/°C的材料形成清洁层 54，由线性膨胀系数为1.48X10_4/°C的材料形成背面支撑层55，并且由线性膨胀系数为 0. 65X 10_4/°C的材料形成粘合剂。另外，作为比较例子，利用这样一种清洁刮板，在这种清洁刮板中，清洁刮板50的 清洁层54和背面支撑层55的线性膨胀系数颠倒过来。另外，在作为引起刮板咬合辊子以及刮板橡胶材料磨损的恶劣条件的高温环境 (例如，30°C )下，以每分钟45张的打印速度图像连续顺序地打印在五张A4尺寸的记录纸 张上，同时感光鼓10表面的圆周速度是220mm/S。然后，测量并评估清洁刮板50在感光鼓 10的表面处的咬合的变化以及刮板边缘的磨损量相对于打印的纸张数目的变化。在这个评估中，测量清洁刮板50的刮板边缘的磨损并且检查清洁是否较差。这 里，刮板边缘的磨损的量是按照下面方式发现的磨损部分区域(面积)。如图7所示，利用 由Keyence公司生产的激光显微镜VK-8510观察边缘附近的刮板的切割表面部分58的表 面轮廓，并且计算如图8所示没有磨损的刮板边缘与磨损刮板边缘之间的截面区域(面积) 的差异。在图9A中示出了磨损状态的一个例子，在图9B中示出了磨损状态的刮板边缘轮 廓的一个例子。当然应该理解，当受到磨损的截面区域(面积)较大时，清洁刮板的调色剂 清洁性能将降低。另外，在低温(例如，10°C )和高温(例如，30°C )执行测量的清洁刮板50的 咬合之间的差异显示在本发明的示例性实施例中，高温下的咬合要比低温下的咬合小 0.06mm。咬合量与清洁刮板50的前端偏移量对应。在该比较例中，高温下的咬合要比低温 下的咬合大0.07mm。也就是说，测量结果显示在它们之间产生的咬合差异达到0. 13mm之巨。当这转换成清洁刮板50挤压感光鼓10的表面的线性压力差时，它近似等同于 0. 39gf/m的差异。当进行打印的纸张的数目随时间增加时，这种线性压力差导致施加到清 洁刮板50上的载荷之间的差异带来了刮板边缘的磨损量之间的差异。这导致刮板何时开 始较差清洁的时间差异，也就是确定了清洁刮板50的寿命差异。图10是以上示例性实施例的刮板磨损的测量结果的曲线图。从图10可以清楚地看出，当清洁刮板50的咬合是3. 15mm时，在出现调色剂泄漏 之前大约进行了 500kcyc(500，000循环)；当与清洁刮板50的咬合是3. 0mm时，在出现调 色剂泄漏之前大约进行了 680kcyc(680，000循环)。也就是说，在高温环境之下，当清洁刮 板的前端在减小刮板与感光鼓之间的咬合的方向上进行偏移时，可以减小刮板的磨损量， 从而延长了刮板的寿命。
权利要求
一种清洁装置，包括清洁刮板，与要进行清洁的构件的表面接触以去除残留在所述构件的表面上的残留物，所述清洁刮板包括多个层，其中，当温度升高时，由于所述多个层之间的热膨胀特性存在差异，所述清洁刮板的前端部分沿与所述构件的表面分离的方向偏移。
2.一种清洁装置，包括 清洁刮板构件，与要进行清洁的构件的表面接触以去除残留在所述要进行清洁的构件 的表面上的残留物，所述清洁刮板构件包括多个层，其中，当温度升高时，由于所述多个层 之间的热膨胀特性存在差异，所述清洁刮板构件的前端部分沿与所述要进行清洁的构件的 表面分离的方向偏移；以及固定构件，通过粘合剂安装并固定所述清洁刮板构件的基端部分。
3.根据权利要求2所述的清洁装置，其中所述清洁刮板构件构造成在所述多个层之中，越是靠近位于所述要进行清洁的构件 侧的清洁层侧的层的热膨胀系数越大，越是靠近位于所述要进行清洁的构件相反侧的背面 层侧的层的热膨胀系数越小。
4.根据权利要求2所述的清洁装置，其中所述清洁刮板构件具有两层结构，所述两层结构包括位于所述要进行清洁的构件侧的 清洁层和位于所述要进行清洁的构件相反侧的背面层，所述清洁层的热膨胀系数设定为大于所述背面层的热膨胀系数，以及所述粘合剂的热膨胀系数设定为小于所述背面层的热膨胀系数。
5.根据权利要求2所述的清洁装置，其中所述清洁刮板构件具有两层结构，所述两层结构包括位于所述要进行清洁的构件侧的 清洁层和位于所述要进行清洁的构件相反侧的背面层，以及所述清洁层的材料和所述背面层的材料的永久伸长特性不同。
6.根据权利要求4所述的清洁装置，其中所述清洁刮板构件构造成所述两层中永久伸长特性较小的一层的厚度设定为大于永 久伸长特性较大的另一层的厚度。
7.一种图像形成设备，包括图像载体，可被驱动而进行旋转以在它的表面上形成调色剂图像；以及清洁刮板构件，与所述图像载体的表面接触以去除残留在所述图像载体的表面上的残 留物，所述清洁刮板构件包括多个层，其中，当温度升高时，由于所述多个层之间的热膨胀 特性存在差异，所述清洁刮板构件的前端部分沿与所述图像载体的表面分离的方向偏移。
全文摘要
本发明公开了一种清洁装置，包括清洁刮板，与要进行清洁的构件的表面接触以去除残留在要进行清洁的构件的表面上的残留物，该清洁装置包括多个层，其中，当温度升高时，由于这些多个层之间的热膨胀特性存在差异，清洁刮板的前端部分沿与要进行清洁的构件的表面分离的方向偏移。
文档编号G03G21/10GK101846950SQ20091017600
公开日2010年9月29日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年3月25日
发明者坂乃边真, 小岛纪章, 永井浩美, 片平昌宏, 福田雄一, 赤松宏明 申请人:富士施乐株式会社