CN1035368A - 成像机的清洁板 - Google Patents

Abstract

一种由人造橡胶制作的用于成像机的清洁板具有长的使用寿命，适量的抗静电剂融于该清洁板中或敷于该清洁板的表面上，起防静电的作用。

Description

本发明涉及清洁板，特别涉及象干型PPC或激光晒板机这样的成像机的清洁装置上的清洁板。

通常，图象的形成是这样实现的，即：用成像机首先通过光学系统对原稿进行扫描并使感光鼓曝光，从而在感光鼓上形成潜影，然后在显影装置中将色料附着到潜影部位上，再将附着有色料的图像转印到一张输送纸上，并在定影装置中定影，最后将印有图象的纸张输出。完成转印后，感光鼓上残留有色料，残留的电荷由放电器去除。然后，由清洁装置中的清洁板去除感光鼓上的残留色料，使感光鼓再一次参加成像循环;在清洁装置中被去除并被回收的色料再重复使用于显影装置中。

在上述的成像机的清洁装置中，考虑到小尺寸图案的性能和清洁的可靠性以及回收的色料的重复使用性，目前广泛使用的清洁板是由合成橡胶（如尿烷）制成的。

另一方面，与近几年成像机的高速使用而不保养维修的趋势相适应，机器的许多消耗性部件需要具有更长的使用寿命，基于这种原因，人们提出了许多延长清洁板的使用寿命的建议。

但是，清洁板比其它部件的使用寿命短，这是因为，为改善清洁性能就要使清洁板与感光鼓之间的压力增大，压力的增大导致板的磨损。为防止磨损，就要减少板的压力，压力的减小又导致了清洁能力的降低。这样，就需既减小磨损又不降低清洁能力的方法。另一方面，大家都知道，色料颗粒在板和感光鼓之间的接触表面上充当润滑剂。因此，问题就可通过发挥润滑剂的最大效用而得到解决。

在刚刚换上一块新的清洁板后，在操作开始，由于由摩擦带电而产生的推斥力和由旋转而产生的离心力的作用，使得新板边缘表面上的色料的粘附力不足，而那些已提供给新板以保护新板表面的树脂粉粒也随着感光鼓的旋转而同时散开。这样，在色料颗粒或树脂粉粒的保护层未附着在板表面的时间里，板两端的边缘表面将因大的摩擦力而发生破损，如图5所示。因此，就需让上述树脂粉粒在板的边缘表面上附着的时间尽可能长，而让色料颗粒从一开始就粘附在板边缘表面上。使得树脂粉粒散开和使色料颗粒很难附着在清洁板上的最主要原因是由于清洁板在压靠到感光鼓上时摩擦起电，并排斥这些粉粒。

为了防止在清洁板上起电，日本专利文献、公开号为SHO    44-2034，SHO    56-51347等提出将清洁板制成可导电并接地的清洁板。

但是，上述日本专利文献（公开号SHO44-2034，SHO56-51347等）中的清洁板亦存在缺陷，当他们用于带有硒系列感光鼓、有机感光鼓、非晶体硅感光鼓或类似的感光鼓的所谓卡尔逊法中时，在清洁阶段感光鼓表面也随着接地，这样在下一阶段感光鼓上带电就变得困难。还有一种方法就是不接地而施加一定的电压，但问题是这又需要另外的设备，即电源部分，这样就很复杂。

本发明的目的在于克服上述的缺陷，更确切地说，本发明的目的是提供一种具有长的使用寿命的清洁板，它能避免板边缘表面的磨损，特别是避免两端部边缘表面的破损，同时改善清洁性能，而不需任何其它设备，如电源部件。

为实现本发明，成像机的由人造橡胶制成的清洁板融有或在表面附着有足以起到防静电作用的抗静电剂。

按照本发明的清洁板，上述的至今存在的缺陷得到克服。在带有本发明清洁板的成像机中，转印完成后残留下的电荷由放电器从感光鼓上去除，残留在感光鼓上的色料由紧压在转动着的感光鼓上的清洁板去除。与此同时，由于融在清洁板内或附着于清洁板表面的适量的抗静电剂的作用，散播出的色料粉粒附着在清洁板上，这一情况的出现是因为由清洁板和感光鼓之间的摩擦而在清洁板上产生的静电再次产生排斥作用，在很短的时间里可在清洁板的表面边缘附着上足量的色料。附着在清洁板表面边缘的色料粉粒起润滑作用，防止清洁板因为摩擦而产生过量的应力。这样就能防止在清洁板刚一开始使用时可能产生的磨损。

图1是本发明带有清洁板的成像机的实施例截面图。图2表示完成100，000印张的复制时清洁板耐印性实验的结果。图3是另一实施例中的清洁板完成100，000印张的复制时其耐印性实验的结果图。图4是未使用抗静电剂的清洁板完成100，000印张复制的耐印性实验的结果图。图5是未使用抗静电剂的清洁板在刚刚开始使用后其边缘表面的两端所出现的破损情况的模拟图。图6是本发明清洁板实施例的局部示图。图7是图6所示的清洁板完成100，000印张的复制时其耐印性实验的结果图。图8是另一实施例的清洁板完成100，000印张的复制时其耐印性实验的结果图。

当将合成橡胶用于本发明时，那些具有强耐磨性和好的耐臭氧性的人造橡胶是适用的。尤其是尿烷橡胶是一个最佳的例子。尿烷橡胶可由聚氨基甲酸乙酯加工而成，聚氨基甲酸乙酯是通过二异氰酸盐混合物与在两端具有一个羟基集团的聚醚或聚酯的聚合反应而得到的，由芳香双胺或多羟基乙醇导致交联。

清洁板通常由上述合成橡胶在成型模具中加工而成。因此，本发明的清洁板的制作可以在人造橡胶成型的开始混合抗静电剂或在人造橡胶板成型后在其表面敷加抗静电剂。为保持耐磨性和不损坏感光鼓的外表面，在60°～80°下通过调整所使用的交联剂的数量来调整清洁板的硬度（日本工业标准A硬度）。

当在本发明中使用抗静电剂时，表面活性添加剂是适宜的，任何类型的表面活性添加剂，如：非离子的、阴离子的、阳离子的、正负电荷的或导电的树脂表面活性剂均可以使用。从一些考虑了表面活性剂的分子量和HLB（亲水性-亲油性平衡值）等因素而进行的实验的结果可以看出：当表面活性剂具有150-3000的分子量和HLB为5或更大的值时能得到非常满意的结果。

更具体的描述如下：

作为非离子表面活性剂的有：

N，N-双（2-羟乙基）-聚氧乙烯烷基-胺，

聚氧乙烯烷基胺，

聚氧乙烯烷基胺脂肪酸酯，

甘油脂肪酸酯，

脱水山梨糖醇脂肪酸酯，

聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯，

聚氧乙烯脂肪乙醇酯，

聚氧乙烯烷基苯基醚，

聚乙二醇脂肪酸酯，等;

阴离子表面活性剂：

烷基磺酸盐，

烷基苯磺酸盐，

硫酸烷基酯，

磷酸烷基酯，等;

阳离子表面活性剂：

四烃基铵盐，

三烷基苄基胺盐，等;

两性的表面活性剂：

烷基三甲铵乙内酯，

咪唑啉型两性表面活性剂，等。

上述的表面活性剂的HLB值是被计算出来的，例如，聚氧乙烯烷基醚，按照公式：HLB＝（含氧量%）/5，如是含阴离子组的活性剂，按照公式：HLB＝7+∑（亲水性组的数值）-∑（亲油性组的数值）（Davis′  formula）（Proc.2nd.Lntern.表面活性专业会议，1426（1957））。

当表面活性剂的分子量大于3000时，它的分子排列易于损坏，且当它与人造橡胶混合时，它在板表面的导流性受到防碍，因此导致它的抗静电能力不足。当表面活性剂的分子量小于150时，它的亲水性集团很难向外排列，因而亦导致它的抗静电能力不足。通常，最好使用分子量为200-600、HLB值为2.5-19的表面活性剂。

当这种抗静电剂与合成橡胶混合时，在清洁板中它的含量太少将使抗静电能力太弱，太多的含量也不合适，因为这会使得清洁板表面变粘，而且由于塑性增强使得板的硬度和耐磨性受到损害。通常，抗静电剂使用的合适量为占总重的0.1-10%（PHR），最好为1-5%（PHR）。

当抗静电剂被附着在板表面上时，它在板表面所形成的薄膜大约为3-5个分子层厚度是合适的。相应的，附着量为20-50mg/m²是比较可取的。另外，可采用浸泡或刷涂、然后干燥的方法将抗静电剂的溶剂附着到板上。

图1是本发明带有清洁板的成像机的实施例的截面图。由支架2支撑的清洁板1紧压在感光鼓5上。支架2由图中未示出的板固定轴固定。在清洁器4的下部，安置有用于回收色料的普通管子3。

完成定影后，残留电荷由图中未示出的放电器从感光鼓5上去除，残留在感光鼓5上的色料由清洁板1压在转动着的感光鼓5上去除。被去除的色料由回收管3回收并重复循环到显影装置中，图中未示出。

实施例1

清洁板由作为人造橡胶的尿烷橡胶和作为抗静电剂而添加的占总重量3%的丙三醇脂肪酸酯混合而成，它具有73°的橡胶硬度和3mm的厚度。

所使用的尿烷橡胶是可大批买到的加有交联剂的聚酯型橡胶。所使用的丙三醇脂肪酸酯是丙三醇十二烷基一硬脂酸，其分子量为220，HLB为5。添加剂丙三醇脂肪酸酯靠与硬化前的尿烷橡胶混合而起作用。

对于具有这种清洁板和具有以360毫米/秒的速度进行旋转的AS₂S_e3感光鼓的成像机，进行了复制100，000张的耐印性实验，在复制了3，000张、5，000张、10，000张50，000张、100，000张图像后，板的每一次的磨损量得到测定。成像的纸张数在横座标上标出，所测定的板的边缘表面两端的磨损量（包括破损）在竖座标上标出，实验结果由图2示出。通常，若两端的磨损量超过约300μm，则会导致差的图象清洁性。就本实施例来说，获得了非常好的结果，直到成像100，000张也未出现任何超过300μm的磨损量。

除上例之外，还有用其它的人造橡胶和抗静电剂做出的实验。

例如，在另一例中，人造橡胶用具有73°橡胶硬度的尿烷橡胶，抗静电添加剂用分子量为570、HLB为13.0的聚氧乙烯烷基胺，它占总重量的3%。将3mm厚由尿烷橡胶制成的清洁板安装到具有以360毫米/秒的线速度旋转的AS₂S_e3感光鼓的成像机上，并进行复制100，000张的耐印性实验，所得到的结果非常好，与上述例子的结果基本相同，该结果如图3所示。

为展示本发明的效果，做出了许多使用不同的人造橡胶和不同的抗静电添加剂的实验，每一实验的结果几乎都与如图2和图3所示的结果相同。

作为参考的例1

对带有不含任何抗静电剂的清洁板的清洁装置在不同的成像机的条件下进行100，000张的耐印性实验，不同的成像机所带的感光鼓不同，所得到的实验结果如图4所示。为了证实在刚刚开始使用后就出现磨损的假设，还测定了复制1，000张后的磨损量。在复制了几千张后已经出现破裂，而在使用的开始阶段，发生了相当于300μm或更多的磨损量的撕裂，当复制到3，000张时，磨损量扩大到约400μm，等等，这就证实了反向磨损的存在。这些明显表明了本发明实施例的清洁板具有长的使用寿命。

实施例2

图6是本发明另一实施例的清洁板的剖示图。在这个板中，抗静电层1b形成在由人造橡胶制成的板体1a的表面上。人造橡胶使用尿烷橡胶，它的橡胶硬度为73°，厚度为3mm。将磷酸烷基酯型的阴离子表面活性剂搀入水和酒精后（占0.3%重量）敷于板的表面上，干燥后形成抗静电层1b。所使用的阴离子表面活性剂是二硬脂酰磷酸钠，它的分子量为650、HLB为18。

将本实施例的清洁板安装到具有硒族感光鼓的成像机上，该感光鼓以360毫米/秒的线速度旋转，进行复制100，000张的耐印性实验，所得的实验结果如图7所示。在成像3，000张、5，000张、10，000张、50，000张和100，000张后的板的磨损量得以测定。成像的张数在横座标中标出，所测出的板两端的边缘表面的磨损量（包括破损）在纵座标中标出。通常，两端的磨损量超过约300μm则会导致差的图象清洁性。然而，从本实施例的情况看，直到成像100，000张也未出现任何超过300μm的磨损量，得到了很好的结果。

除此例以外，还换用其它种类的人造橡胶和抗静电剂做了实验。

例如，另一实施例中，板体人造橡胶选用3mm厚的橡胶硬度为66°的尿烷橡胶，甜菜碱型表面活性剂（硬脂酰甜菜碱;分子量360、HLB18;占总重量0.3%）中搀有水和酒精的混合物，将其敷于板的表面上，干燥后形成抗静电层。将这样制备的清洁板安装到具有非晶硅感光鼓的成像机上，该感光鼓以360毫米/秒的线速度旋转，进行成像100，000张的耐印性实验，其结果如图8所示，这个结果也非常好，基本上与上述实施例的结果相同。

为展示本发明的效果，做了许多使用不同种类人造橡胶和不同的抗静电层的实验，几乎所有的实验结果都与图7和图8所示的结果相同。

实施例3

与实施例2的方法相同，将不同的表面活性剂敷于尿烷橡胶清洁板的外表面上，并测定它们的表面电阻，其结果与用于比较的例子一起示于下表中。

本发明可以防止粘附在普通人造橡胶清洁板上的树脂粉在板刚刚开始使用后从板上散下，同时也可使色料颗粒很快地附着到板的表面上。这些附着在板表面上的色料直接起润滑剂的作用，从而防止板表面、特别是它的边缘部分因摩擦而产生过量的压力。这样，就使在板刚刚开始使用后所产生的磨损大大减小，从而改善了清洁性能，延长了板的使用寿命。

Claims (9)

1、由人造橡胶制作的成像机的清洁板，其特征在于它含有或在其表面上附着有适量的起防静电作用的抗静电剂。

2、如权利要求1所述的清洁板，其特征在于抗静电剂是一种表面活性剂。

3、如权利要求2所述的清洁板，其特征在于表面活性剂是非离子的、阴离子的、阳离子的、正负电荷的或导电的树脂表面活性剂。

4、如权利要求2所述的清洁板，其特征在于表面活性剂的分子量为150-3，000，HLB为5或更大值。

5、如权利要求2所述的清洁板，其特征在于表面活性剂的分子量为200-600，HLB为2.5-19。

6、如权利要求1所述的清洁板，其特征在于包含在板中的抗静电剂的重量百分比为0.1-10%（PHR）。

7、如权利要求1所述的清洁板，其特征在于包含在板中的抗静电剂的重量百分比为1-5%（PHR）。

8、如权利要求1所述的清洁板，其特征在于粘附在板的表面上的抗静电剂的量为20-50mg/m²。

9、如权利要求1所述的清洁板，其特征在于它的橡胶硬度为60-80°。

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