CN103676583B - 清洁刮板、清洁装置、处理盒以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洁刮板、清洁装置、处理盒以及图像形成装置。提供了一种清洁刮板，该清洁刮板具有与要清洁的部件接触的至少一部分，该至少一部分由包含聚氨酯橡胶的部件构成，并且该部件具有通过差示扫描量热法而获得的180℃至220℃的范围内的吸热峰最高温度。

Description

清洁刮板、清洁装置、处理盒以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及清洁刮板、清洁装置、处理盒以及图像形成装置。

背景技术

在现有技术中，在使用电子照相方法的复印机、打印机、传真机等中，清洁刮板已经被用作用于清洁诸如感光体等的图像保持部件的表面残余色调剂等的清洁单元。

JP-A-5-119676（专利文献1）公开了一种图像形成装置，其中，通过向感光带的表面涂敷由高分子树脂粉末、硬脂酸锌（zinc stearate）粉末、二氧化硅粉末等组成的色调剂或硬脂酸锌粉末，在感光带的表面上形成低摩擦膜，并且该低摩擦膜从清洁刮板的接触位置沿感光带的移动方向形成在上游侧的预定区域中。

JP-2010-134111（专利文献2）公开了一种清洁刮板，该清洁刮板由通过对包含至少多羟基化合物（polyol）和异氰酸酯化合物（isocyanate compound）的聚氨酯合成物（polyurethane compound）进行固化与成型而形成的可塑聚氨酯（polyurethane）部件形成，其中，该聚氨酯部件包含外直径等于或大于0.5μm且小于12μm的硬链段聚集体，并且当硬链段的外直径是a（μm）并且硬链段的数量被设置为b时，每1000μm²的a×b等于或大于70且小于1050。

发明内容

本发明的目的是提供一种获得耐磨性能和能抑制裂纹的清洁刮板。

根据本发明的第一方面，提供了一种清洁刮板，该清洁刮板包括与要清洁的部件发生接触的至少一部分，该至少一部分由包含聚氨酯橡胶的部件构成，并且该部件具有通过差示扫描量热法获得的180℃至220℃的范围内的吸热峰最高温度。

根据本发明的第二方面，在根据第一方面的清洁刮板中，所述聚氨酯橡胶可以包含硬链段和软链段。

根据本发明的第三方面，在根据第二方面的清洁刮板中，所述聚氨酯橡胶中的所述硬链段与所述软链段“1”的比可以是1:0.15至1:0.3。

根据本发明的第四方面，在根据第二方面的清洁刮板中，所述硬链段的聚集体的平均粒径可以是4μm至20μm。

根据本发明的第五方面，在根据第四方面的清洁刮板中，所述硬链段的所述聚集体的粒径分布（标准偏差σ）可以等于或大于2μm。

根据本发明的第六方面，提供了一种包括根据第一至第五方面中任一方面的清洁刮板的清洁装置。

根据本发明的第七方面，提供了一种包括根据第六方面的清洁装置的处理盒，其中，该处理盒可以与图像形成装置分离。

根据本发明的第八方面，提供了一种图像形成装置，该图像形成装置包括：图像保持部件；充电装置，该充电装置对所述图像保持部件进行充电；静电潜像形成装置，该静电潜像形成装置在充电的图像保持部件的表面上形成静电潜像；显影装置，该显影装置利用色调剂对形成在所述图像保持部件的所述表面上的所述静电潜像进行显影以形成色调剂图像；转印装置，该转印装置将所述图像保持部件上形成的所述色调剂图像转印到记录介质；以及根据第六方面的清洁装置，该清洁装置在通过所述转印装置转印所述色调剂图像之后，使所述清洁刮板与所述图像保持部件的表面接触以进行清洁。

根据第一方面，在与要清洁的部件发生接触的部分上不包括包含聚氨酯橡胶并且吸热峰最高温度从180℃至220℃的部件的情况相比，提供了一种获得耐磨性能和能够抑制裂纹的清洁刮板。

根据第二方面，与聚氨酯橡胶不包括硬链段和软链段的情况相比，提供了一种包括源于晶体的低摩擦性的效果和晶体与非晶体的高键合效果的清洁刮板。

根据第三方面，与聚氨酯橡胶中的硬链段与软链段“1”的比不是1:0.15至1:0.3的情况相比，提供了一种包括源于晶体的低摩擦性的效果和晶体与非晶体的高键合效果的清洁刮板。

根据第四方面，与硬链段聚集体的平均粒径不是4μm至20μm的情况相比，提供了一种包括源于晶体的低摩擦性的效果和晶体与非晶体的高键合效果的清洁刮板。

根据第五方面，与硬链段的聚集体的粒径分布（标准偏差σ）不等于大于2μm的情况相比，提供了一种包括源于晶体的低摩擦性的效果和晶体与非晶体的高键合效果的清洁刮板。

根据第六、第七和第八方面，与不包括由与要清洁的部件发生接触的部分包含聚氨酯橡胶并且吸热峰最高温度在180℃至220℃的范围内的部件构成的清洁刮板的情况相比，提供了一种具有长寿命的清洁装置、处理盒以及图像形成装置。

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1是示出了根据示例性实施方式的图像形成装置的示例的示意图；

图2是示出了根据示例性实施方式的清洁装置的示例的示意性截面图；以及

图3是示出了根据示例性实施方式的清洁刮板的示例的示意性截面图。

具体实施方式

此后将详细描述本发明的示例性实施方式的清洁刮板、清洁装置、处理盒以及图像形成装置的示例性实施方式。

清洁刮板

在根据示例性实施方式的清洁刮板中，与要清洁的部件接触的至少一部分由包含聚氨酯橡胶的部件构成，并且该部件具有通过差示扫描量热法获得的180℃至220℃的范围内的吸热峰最高温度。

由于用于图像形成装置等的清洁刮板在与要清洁的部件（图像保持部件等）发生接触的同时滑动，所以接触部分逐渐被磨损并且使用寿命根据磨损程度而改变。因此，从长使用寿命的观点来看，耐磨性是必要的。但是，当把耐磨性应用于清洁刮板时，无法获得所需要的橡胶的特性，结果，由于重复使用，刮板的与要清洁的部件（图像保持部件等）发生接触的部分上可能出现裂纹。即，难以既满足耐磨性又能够抑制出现裂纹。

另一方面，在根据示例性实施方式的清洁刮板中，通过差示扫描量热法而获得的吸热峰最高温度（即，熔融温度）在180℃至220℃的范围内的聚氨酯橡胶部件至少设置在与要清洁的部件接触的接触部分上，结果，既满足了出色的耐磨性，又能够抑制裂纹。

通过改善聚氨酯的结晶性能而获得了高吸热峰最高温度（熔融温度）等于或大于180℃的聚氨酯部件，并且假定根据示例性实施方式的清洁刮板通过改善结晶性能而具有优秀的耐磨性。

如果吸热峰最高温度（熔融温度）低于180℃且结晶性能低，则耐磨性能下降。同时，如果吸热峰最高温度（熔融温度）超过220℃且结晶性能极高，则由于未获得橡胶的弹性，永久伸长减低并且由于与要清洁的部件一起滑动而出现裂纹。

通过改善结晶性能并且在合适范围中控制结晶性能，即，通过将吸热峰最高温度（熔融温度）设置在合适范围内，根据示例性实施方式的清洁刮板既满足出色的耐磨性能，也能够抑制裂纹。

此外，在现有技术中，出于减少清洁刮板的接触部分的摩擦的目的，已经向接触部分施敷了诸如硬脂酸锌等的润滑剂。但是，在根据示例性实施方式的清洁刮板中，由于减少了润滑剂的使用或者在不使用润滑剂的情况下执行清洁，可以抑制因润滑剂的附着而引起的污染等。

吸热峰最高温度

根据示例性实施方式的清洁刮板具有通过差示扫描量热法（DSC）而获得的范围从180℃至220℃的吸热峰最高温度（熔融温度）。进一步地，优选地，吸热峰最高温度是从185℃至215℃。更优选地，吸热峰最高温度是从190℃至210℃。

此外，根据ASTM D3418-99，通过差示扫描量热法（DSC）测量了吸热峰最高温度（熔融温度）。PerkinElmer的Diamond-DSC被用于热量测定，铟和锌的熔融温度用于装置检测单元的温度校正，并且铟的熔融热用于热量的校正。铝锅用于热量测定样本，设置用于比较的空锅，并执行热量测定。

作为在上述范围内控制吸热峰最高温度（熔融温度）的手段，使用了一种改善聚氨酯部件的结晶性能并在适当范围中控制聚氨酯部件的结晶性能的方法。但是，控制吸热峰最高温度（熔融温度）的手段不具体限于该方法，为了进一步改善结晶性能，使用了一种进一步使聚氨酯的硬链段聚集体生长的方法，并且更详细地，使用了一种调整方法，使得当形成聚氨酯的交联结构时，物理交联（硬链段之间氢键结合的交联）比化学交联（利用交联剂的交联）更有效地进行。此外，在聚氨酯的聚合情况下，由于聚合温度被设置为低，所以老化时间变长，结果，往往更多地进行物理交联。

稍后将详细描述上述控制方法。

硬链段聚集体的粒径和粒径分布（标准偏差σ）

此外，在示例性实施方式中，优选的是，聚氨酯橡胶包括硬链段和软链段，并且硬链段的聚集体的平均粒径是4μm至20μm。

通过将硬链段的聚集体的平均粒径设置为等于或大于4μm，可以增大刮板表面中的结晶面积并且可以改善滑动性能。同时，通过将硬链段的聚集体的平均粒径设置为等于或小于20μm，可以在不失去韧性（抗裂性）的情况下保持低摩擦性能。

更优选地，平均粒径在从5μm至15μm的范围内，并且进一步优选地，从5μm至10μm的范围内。

此外，优选地，硬链段的聚集体的粒径分布（标准偏差σ）等于或大于2μm。

硬链段的聚集体的粒径分布（标准偏差σ）等于或大于2μm意味着混合有各种粒径，并且用小聚集体获得因与软链段材料接触的面积增大而产生的高硬度效果，并且用大聚集体获得改善滑动性能的效果。

更优选地，粒径分布（标准偏差σ）是2μm至5μm，并且进一步优选地，是2μm至3μm。

此外，使用以下方法测量硬链段聚集体的平均粒径和粒径分布。通过使用偏光显微镜（由Olympus制造的BX51-P）以20倍的放大率拍摄图像，该图像通过成像处理而被二值化，通过针对一个清洁刮板测量五个点（针对一个点测量五个聚集体），利用20个清洁刮板而测量到粒径，并且计算500个粒径的平均粒径。

此外，利用图像二值化，通过使用Olympus的图像处理软件Stream essentials（由OLYMPUS制造）来调整色调（hue）阈值、彩度（chroma）阈值以及亮度阈值，以针对晶体部分显示黑色而针对非晶体部分显示白色。

此外，利用以下等式从测得的500个粒径计算出粒径分布（标准偏差σ）。

标准偏差σ=√{(X1-M)²+(X2-M)²+...+(X500-M)²}/500

Xn：测得的粒径n（n=从1至500）

M：测得的粒径的平均值

硬链段聚集体的粒径和粒径分布（标准偏差σ）被控制在上述范围内。不具体限制其手段，例如，使用利用催化剂的反应控制法、利用交联剂的三维网络控制法、利用老化条件的晶体生长控制法等。

下面，将描述根据本示例性实施方式的清洁刮板的构造。

本示例性实施方式的清洁刮板在与要清洁的部件接触的至少一部分上可以包括含有聚氨酯橡胶的部件（此后称为“特定部件”），并且该部件具有通过差示扫描量热法获得的180℃至220℃的范围内的吸热峰最高温度。即，清洁刮板可以具有其中提供了由特定部件形成并且与要清洁的部件的表面接触的第一层和位于第一层的背面上作为背面层的第二层的双层构造，或者可以具有三层或更多层的构造。此外，清洁刮板可以具有仅与要清洁的部件接触的部分的角部由特定部件形成并且该角部周围由其它材料形成的构造。

此外，典型的清洁刮板通过附接到刚性板状支撑件而被使用。

特定部件的组成

根据本示例性实施方式的清洁刮板的特定部件包含聚氨酯橡胶，并且具有通过差示扫描量热法而获得的180℃至220℃的范围内的吸热峰最高温度。

聚氨酯橡胶通过将典型的聚异氰酸酯（polyisocyanate）与多羟基化合物聚合而合成的。此外，除了多羟基化合物之外，可以使用包括可以与异氰酸酯基（isocyanategroup）反应的功能基的树脂。此外，优选地，聚氨酯橡胶包括硬链段和软链段。

这里，“硬链段”和“软链段”是指由聚氨酯橡胶材料中的材料构成的段，其中构成硬链段的材料比构成软链段的材料硬，并且构成软链段的材料比构成硬链段的材料软。

但是，不具体进行限制，作为构成硬链段的材料（硬链段材料）和构成软链段的材料（软链段材料）的组合，可以选择公知的树脂材料，以具有其中一种材料比另一种材料硬且另一种材料比其中一种材料软的组合。在该示例性实施方式中，以下组合是合适的。

软链段材料

首先，作为软链段材料的多羟基化合物的示例包括通过二醇与二元酸的脱水合成而获得的聚酯多元醇、利用二醇与碳酸烷基酯的反应而获得的聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚醚多元醇等。此外，作为用作软链段材料的多羟基化合物的市售产品，使用由Daicel公司制造的PLACCEL205或PLACCEL240。

硬链段材料

此外，作为硬链段材料，优选地使用包括可以与异氰酸酯基进行反应的功能基的树脂。进一步地，柔性树脂是优选的，并且从柔软性角度看，包括直链结构的脂肪系统（aliphatic system）的树脂是更优选的。作为详细示例，优选地，使用包括两个或更多个羟基的丙烯酸树脂、包括两个或更多个羟基的聚丁二烯树脂、包括两个或更多个环氧基的环氧树脂等。

作为包括两个或更多个羟基的丙烯酸树脂的市售产品，使用例如由SokenChemical&Engineering Co.,Ltd制造的ACTFLOW（品级：UMB-2005B、UMB-2005P、UMB-2005、UME-2005等）。

作为包括两个或更多个羟基的聚丁二烯树脂的市售产品，使用例如由IdemitsuKosan Co.,Ltd.制造的R-45HT等。

关于包括两个或更多个环氧基的环氧树脂，作为相关技术中的普通环氧树脂中的具有硬脆性的树脂并不是优选的，但是比相关技术的环氧树脂更软且强韧性更大的树脂是优选的。作为环氧树脂，例如，在分子结构的属性中，在其主链结构中，包括可以增加主链移动性的结构（柔性骨架）的树脂是适合的，并且作为柔性骨架，使用亚烷基（alkylene）骨架、环烷（cycloalkane）骨架、聚氧化烯（polyoxyalkylene）骨架等，特别地，聚氧化烯骨架是适合的。

此外，在物理特性中，与现有技术的环氧树脂相比，粘度比分子量低的环氧树脂是适合的。详细地，重量平均分子量在900±100的范围内，25℃的粘度优选地在15000±5000mPa·s的范围中，并且更优选地在15000±3000mPa·s的范围内。作为包括上述特性的环氧树脂的市售产品，使用由DIC公司制造的EPLICON EXA-4850-150等。

在使用硬链段材料和软链段材料的情况下，构成硬链段的材料相对于硬链段材料和软链段材料的总量的重量比（此后，称为“硬链段材料比）优选地在10重量%至30重量%的范围内，更优选地在13重量%至23重量%的范围内，甚至更优选地在15重量%至20重量%的范围内。

由于硬链段材料比等于或大于10重量%，所以获得耐磨性能，并且长期保持出色的清洁性能。同时，由于硬链段材料比等于或小于30重量%，所以在避免变得过硬的同时获得柔性和延展性，抑制裂纹的产生，并且长期保持出色的清洁性能。

聚异氰酸酯

例如，使用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、2,6-甲苯二异氰酸酯（TDI）、1,6-己烷二异氰酸酯（HDI）、1,5-萘二异氰酸酯（NDI）以及3,3-二甲基苯基-4,4-二异氰酸酯（TODI）作为用于合成聚氨酯橡胶的聚异氰酸酯。

此外，从容易形成具有所需尺寸（粒径）的硬链段聚集体的观点来看，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、1,5-萘二异氰酸酯（NDI）以及己烷二异氰酸酯（HDI）是更优选的作为聚异氰酸酯。

聚异氰酸酯相对于具有包括可以相对于异氰酸酯基进行反应的功能基的100重量份的树脂的混合量优选地从20重量份至40重量份，更优选地从20重量份至35重量份，甚至更优选地从20重量份至30重量份。

由于混合量等于或大于20重量份，所以确保尿烷的结合量大，以获得硬链段生长，并且获得所需的硬度。同时，由于混合量等于或小于40重量份，所以硬链段不会变得太大，获得了延展性，并且抑制清洁刮板出现裂纹。

交联剂

使用二醇（双官能）、三醇（三官能）、四醇（四官能）等作为交联剂，并且可以一起使用上述二醇（双官能）、三醇（三官能）、四醇（四官能）等。此外，作为交联剂，可以使用胺基化合物。进一步地，具有三功能或更多功能的交联剂优选地用于交联。例如，使用三羟甲基丙烷、丙三醇、三异丙醇胺等作为三功能交联剂。

交联剂相对于具有包括可以相对于异氰酸酯基进行反应的官能团的100重量份的树脂的混合量优选地等于或小于2重量份。由于混合量等于或小于2重量份，所以不会因化学交联限制分子移动，源于因老化而产生的尿烷结合的硬链段大大生长，并且容易获得所需的硬度。

聚氨酯橡胶的制造方法

为了制造构成示例性实施方式的特定部件的聚氨酯橡胶部件，使用诸如预聚物法或一步法的制造聚氨酯的一般方法。由于获得了具有出色的强度和耐磨性能的聚氨酯，所以预聚物法适用于本示例性实施方式，但制造方法不受限制。

此外，作为在上述范围内控制特定部件的吸热峰最高温度（熔融温度）的手段，使用一种改善聚氨酯部件的结晶性能并且在合适范围内控制吸热峰最高温度的方法，例如，使用一种进一步使聚氨酯的硬链段聚集体生长的方法。详细地，使用一种调整方法，使得在形成聚氨酯的交联结构的情况下，物理交联（硬链段之间氢键结合的交联）比化学交联（利用交联剂的交联）更有效地进行，并且在聚氨酯的聚合情况下，由于聚合温度被设置得低，所以老化时间变长，结果，往往更多地进行物理交联。

通过在抑制不均匀的分子排列的成型条件下，将异氰酸酯化合物与交联剂等混合到上述多羟基化合物，使这样的聚氨酯橡胶部件成型。

详细地，在调整聚氨酯合成物的情况下，通过将多羟基化合物或预聚物的温度设置为低或者将固化成型温度设置为低以调整聚氨酯合成物，所以交联缓慢进行。由于通过将温度（多羟基化合物或预聚物的温度和固化成型温度）设置为低以降低反应性能，使尿烷结合部分聚集，并且获得硬链段的结晶部件，所以调整温度，使得硬链段聚集体的粒径变为所需的晶体尺寸。

因此，设置对聚氨酯合成物中所包括的分子进行排列的状态，并且在测量DSC的情况下，使包括结晶部件（其晶体熔融能的吸热峰最高温度在上述范围内）的聚氨酯橡胶部件成型。

此外，在所需范围内调整多羟基化合物、聚异氰酸酯以及交联剂的量、交联剂比例等。

此外，通过利用离心成型或挤出成型，使借助上述方法制备的、用于形成清洁刮板的合成物形成为片状，并且执行切断加工等，来制造清洁刮板的成型产品。

这里，作为一个示例，将详细描述清洁刮板的制造方法。

首先，将软链段材料（例如，聚己内酯多元醇）和硬链段材料（例如，包括两个或更多个羟基的丙烯酸树脂）混合（例如，重量比为8:2）。

然后，相对于软链段材料和硬链段材料的混合物，添加异氰酸酯化合物（例如，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯），并且例如在氮气氛下进行反应。此时，温度优选地是60℃至150℃，更优选地是80℃至130℃。此外，反应时间优选地是0.1小时至3个小时，更优选地是1个小时至2个小时。

接着，向混合物进一步添加异氰酸酯化合物，并且例如在氮气氛下使混合物反应，以获得预聚物。此时，温度优选地是40℃至100℃，更优选地是60℃至90℃。此外，反应时间优选地是30分钟至6个小时，更优选地是1个小时至4个小时。

然后，使预聚物的温度升高并使其在减压下经受消泡。此时，温度优选地是60℃至120℃，更优选地是80℃至100℃。此外，反应时间优选地是10分钟至2个小时，更优选地是30分钟至1个小时。

之后，向预聚物添加交联剂（例如，1,4-丁二醇或三羟甲基丙烷）并进行混合，并且制备用于形成清洁刮板的合成物。

然后，将用于形成清洁刮板的合成物倒入离心成型机的模具中，并使其经受固化反应。此时，模具温度优选地是80℃至160℃，更优选地是100℃至140℃。此外，反应时间优选地是20分钟至3个小时，更优选地是30分钟至2个小时。

进一步地，使合成物经过交联反应、对其进行冷却并且切割，从而形成清洁刮板。交联反应情况下的老化加热温度优选地是70℃至130℃，更优选地是是80℃至130℃，进一步更优选地是100℃至120℃。此外，反应时间优选地是1个小时至48个小时，更优选地是10个小时至24个小时。

物理特性

在所述特定部件中，聚氨酯橡胶中物理交联（硬链段之间氢键结合的交联）与化学交联“1”（用交联剂的交联）的比优选地是1:0.8至1:2.0，更优选地是1:1至1:1.8。

由于物理交联与化学交联之比等于或大于下限，所以硬链段聚集体进一步生长，并且获得源于晶体的低摩擦性效果。同时，由于物理交联与化学交联之比等于或小于上限，所以获得了保持韧性的效果。

此外，使用以下Mooney-Rivlin等式来计算化学交联与物理交联之比。

S=2C₁（λ-1/λ²）+2C₂（1-1/λ³）

S：应力，λ：应变，C₁：化学交联密度，C₂：物理交联密度

此外，由通过张力测试的应力-应变曲线，使用伸长10%时的S和λ。

在所述特定部件中，聚氨酯橡胶中硬链段与软链段“1”之比优选地是1:0.15至1:0.3，并且更优选地是1:0.2至1:0.25。

由于硬链段与软链段之比等于或大于下限，所以硬链段聚集体的量增加，由此获得低摩擦性效果。同时，由于硬链段与软链段之比等于或小于上限，所以获得了维持韧性的效果。

此外，利用¹H-NMR，根据作为硬链段成分的异氰酸酯、增链剂以及作为软链段成分的多羟基化合物的谱面积，计算构成比。

本示例性实施方式的聚氨酯部件的重量平均分子量优选地在1000至4000的范围内，更优选地在1500至3500的范围内。

双层构造中的背面层

本示例性实施方式的清洁刮板可以具有多层构造，其中设置了使所述特定部件与要清洁的部件接触的第一层，并且在第一层的背面上进一步设置背面层。

例如，使用聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶等作为用于背面层的材料。其中，聚氨酯橡胶是优选的。使用酯基聚氨酯和醇醚基聚氨酯作为聚氨酯橡胶，并且特别优选酯基聚氨酯。

此外，在制造聚氨酯橡胶的情况下，存在一种使用多羟基化合物和聚异氰酸酯的方法。

使用聚四甲醚乙二醇、聚己二酸乙二酯、聚己内酯等作为多羟基化合物。

使用2,6-甲苯二异氰酸酯（TDI）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、芳族聚酰胺亚苯基二异氰酸酯（PPDI）、1,5-萘二异氰酸酯（NDI）、3,3-二甲基苯基-4,4-二异氰酸酯（TODI）等作为聚异氰酸酯。其中，MDI是优选的。

此外，使用诸如1,4-丁二醇或三羟甲基丙烷、乙稀乙二醇、或其混合物等的固化剂作为用于固化聚氨酯的固化剂。

为了用详细示例描述本示例性实施方式，优选地，作为固化剂的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷与通过使二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯相对于经过脱水处理的聚四甲醚乙二醇的混合与反应而生成的预聚物一起使用。此外，可以向其添加诸如反应调节剂等的添加剂。

作为用于背面层的部件的制造方法，根据用于制造的原材料，使用现有技术的公知方法，并且例如，通过利用离心成型、挤出成型等形成片材并将该片材切割为预定形状，来制备部件。

此外，在多层构造的情况下，通过将利用上述方法获得的第一层和背面层（在具有三层或更多层的层构造的情况下，是多个背面层）粘贴到一起来制造清洁刮板。作为粘贴方法，适当使用双面胶带、各种粘合剂等。

此外，通过在成型时有时间差地倒入各层材料并且在不提供粘合层的情况下使各材料结合，可以获得本示例性实施方式的清洁刮板。

用途

当利用本示例性实施方式的清洁刮板来清洁要清洁的部件时，在图像形成装置中不具体限制作为清洁对象的要清洁的部件，只要其是表面是必须被清洁的部件即可。例如，例示了中间转印部件、充电辊、转印辊、用于传送要转印的材料的传送带、纸张传送辊、图像保持部件、用于去除色调剂的清洁刷、用于去除色调剂的去色调剂辊等，但是，在本示例性实施方式中，特别优选了图像保持部件。

清洁装置、处理盒以及图像形成装置

下面，将描述使用本示例性实施方式的清洁刮板的清洁装置、处理盒以及图像形成装置。

不具体限制本示例性实施方式的清洁装置，只要其包括本示例性实施方式的清洁刮板作为与要清洁的部件的表面接触并且清洁要清洁的部件的表面的清洁刮板。例如，作为清洁装置的构造示例，使用这样的构造：固定清洁刮板，使得在要清洁的部件侧上包括开口部的清洁壳体中，边缘末端面对开口部侧，并且包括用于将诸如通过清洁刮板从要清洁的部件的表面收集的废色调剂等的异物引导到异物收集容器的传送部件。此外，本示例性实施方式的两个或更多个清洁刮板可以用于本示例性实施方式的清洁装置中。

在使用本示例性实施方式的清洁刮板来清洁图像保持部件的情况下，为了抑制形成图像时的像流（image deletion），将清洁刮板相对于图像保持部件压紧的力NF（NormalForce：正交力）优选地在1.3gf/mm至2.3gf/mm的范围内，更优选地在1.6gf/mm至2.0gf/mm的范围内。

此外，保持在图像保持部件中的清洁刮板的末端部的长度优选地在0.8mm至1.2mm的范围内，更优选地在0.9mm至1.1mm的范围内。

清洁刮板与图像保持部件的接触部分的角度W/A（切削过程角）优选地在8°至14°的范围内，更优选地在10°至12°的范围内。

同时，不对本示例性实施方式的处理盒进行具体限制，只要其包括本示例性实施方式的清洁装置作为与诸如图像保持部件、中间转印部件等的一个或更多个要清洁的部件的表面接触并清洁要清洁的部件的表面的清洁装置即可，并且例如，例示了包括图像保持部件和对图像保持部件的表面进行清洁的本示例性实施方式的清洁装置并可以与图像形成装置分离的处理盒。例如，当是包括与各颜色的色调剂相对应的图像保持部件的所谓纵列式机器时，可以为各个图像保持部件提供本示例性实施方式的清洁装置。此外，除了本示例性实施方式的清洁装置之外，清洁刷等可以一起使用。

清洁刮板、图像形成装置以及清洁装置的详细示例

下面，将参照附图更详细地描述清洁刮板以及使用本示例性实施方式的清洁刮板的图像形成装置和清洁装置的详细示例。

图1是示出了根据本示例性实施方式的图像形成装置的示例的示意图，并且该图示出了所谓的纵列式图像形成装置。

在图1中，附图标记21表示主体外壳，附图标记22和22a至22d表示图像形成引擎，附图标记23表示带模块，附图标记24表示记录介质供应盒，附图标记25表示记录介质传送路径，附图标记30表示各感光体单元，附图标记31表示感光鼓，附图标记33表示各显影单元，附图标记34表示清洁装置，附图标记35和35a至35d表示色调剂盒，附图标记40表示曝光单元，附图标记41表示单元壳体（unit case），附图标记42表示多棱镜，附图标记51表示一次转印单元，附图标记52表示二次转印单元，附图标记53表示带清洁装置，附图标记61表示送出辊，附图标记62表示传送辊，附图标记63表示定位辊，附图标记66表示定影装置，附图标记67表示排出辊，附图标记68表示排出单元，附图标记71表示手动馈送器，附图标记72表示送出辊，附图标记73表示双面记录单元，附图标记74表示引导辊，附图标记76表示传送路径，附图标记77表示传送辊，附图标记230表示中间转印带，附图标记231和232表示支撑辊，附图标记521表示二次转印辊，并且附图标记531表示清洁刮板。

在图1中所示的纵列式图像形成装置中，具有四种颜色（本示例性实施方式中，黑色、黄色、品红色、蓝绿色）的图像形成引擎22（详细地，22a至22d）设置在主体外壳21中，并且在主体外壳21的上部布置有带模块23，该带模块23中包括沿各个图像形成引擎22的排列方向循环传送的中间转印带230。同时，在主部件外壳21的下部布置有容纳诸如纸张的记录介质（未示出）的记录介质供应盒24，并且作为来自记录介质供应盒24的记录介质的传送路径的记录介质传送路径25沿垂直方向布置。

在本示例性实施方式中，各个图像形成引擎22（22a至22d）在中间转印带230的循环方向上从上游按顺序形成黑色、黄色、品红色和蓝绿色（排列不限于该顺序）的色调剂图像，并且包括各感光体单元30、各显影单元33以及一个共用的曝光单元40。

这里，各感光体单元30包括例如感光鼓31、预先对感光鼓31进行充电的充电装置（充电辊）32以及去除感光鼓31上的残留色调剂的清洁装置34，将它们一体化为子盒。

此外，显影单元33利用相应彩色的色调剂（在本示例性实施方式中，例如，负极性）对通过在曝光单元40中对充电后的感光鼓31进行曝光而形成的静电潜像进行显影，并且例如通过与由感光体单元30形成的子盒一体化来构成处理盒（所谓的客户可替换单元）。

此外，感光体单元30可以从显影单元33分离并单独用作处理盒。此外，在图1中，附图标记35（35a至35d）是用于向各显影单元33供应各颜色成分色调剂的色调剂盒（未示出色调剂供应路径）。

同时，曝光单元40布置为在单元壳体41中容纳例如四个半导体激光器（未示出）、一个多棱镜42、成像透镜（未示出）、与各感光体单元30相对应的各反射镜（未示出），以利用多棱镜42对来自各颜色成分的半导体激光器的光进行偏向扫描，并且通过成像透镜和反射镜将光学像引导到相应的感光鼓31上的曝光点。

此外，在示例性实施方式中，带模块23包括中间转印带230，以将一对支撑辊（一个辊是驱动辊）231和232连接起来，并且各个一次转印单元（在该示例中，一次转印辊）51与各感光体单元30的感光鼓31相对应地布置在中间转印带230的背面上。由于具有与色调剂的充电极性相反的极性的电压被施加于一次转印辊51，所以感光鼓31上的色调剂图像静电转印到中间转印带230侧。此外，二次转印单元52布置在与位于中间转印带230的最下游的图像形成引擎22d的下游的支撑辊232相对应的一部分上，并且将中间转印带230上的一次转印图像二次转印（集总转印）到记录介质。

在本示例性实施方式中，二次转印单元52包括：二次转印辊521，二次转印辊521被布置为被压接在中间转印带230的色调剂图像承载面侧上；以及背面辊（该示例中，还用作支撑辊232），背面辊被布置在中间转印带230的后表面侧上，以形成为二次转印辊521的对向电极。此外，例如，使二次转印辊521接地，并且将具有与色调剂的充电极性相同的极性的偏压施加于背面辊（支撑辊232）。

此外，带清洁装置53布置在位于中间转印带230的最上游的图像形成引擎22a的上游，并且去除中间转印带230上的残留色调剂。

此外，拾取记录介质的送出辊61布置在记录介质供应盒24上，送出记录介质的传送辊62布置在送出辊61的正后面，并且在预定时刻向二次转印部供应记录介质的配准辊（定位辊）63布置在位于二次转印部前面的记录介质传送路径25上。同时，定影装置66布置在位于二次转印部下游的记录介质传送路径25上，用于排出记录介质的排出辊67布置在定影装置66的下游，并且被排出的记录介质容纳在排出单元68中，排出单元68形成在主体外壳21的上部上。

此外，在本示例性实施方式中，手动馈送器（MSI）71布置在主体外壳21侧上，并且手动馈送器71上的记录介质通过送出辊72和传送辊62朝向记录介质传送路径25送出。

此外，双面记录单元73附设在主体外壳21中。当选择了在记录介质的两面上执行图像记录的双面模式时，双面记录单元73反转单面被记录了的记录介质。排出辊67通过入口前面的引导辊74将记录介质送入内部，通过传送辊77将记录介质带回到内部中，沿着传送路径76传送记录介质，并且再次向定位辊63供应记录介质。

下面，将详细描述图1中所示的纵列式图像形成装置中所布置的清洁装置34。

图2是示出了本示例性实施方式的清洁装置的示例的示意性截面图，并且该图是示出了图1中所示的清洁装置34、作为子盒的感光鼓31和充电辊32以及显影单元33的示图。

在图2中，附图标记32表示充电辊（充电装置），附图标记331表示单元壳体，附图标记332表示显影辊，附图标记333表示色调剂传送部件，附图标记334表示传送桨叶，附图标记335表示修整部件，附图标记341表示清洁壳体，附图标记342表示清洁刮板，附图标记344表示膜封（film seal），并且附图标记345表示传送部件。

清洁装置34包括容纳残留色调剂并面向感光鼓31开口的清洁壳体341，并且在清洁装置34中，被布置为与感光鼓31接触的清洁刮板342通过支架（未示出）附接于清洁壳体341的开口的下缘。同时，保持感光鼓31气密的膜封344附接于清洁壳体341开口的上缘。此外，附图标记345表示将清洁壳体341中容纳的废色调剂引导到侧面上的废色调剂容器的传送部件。

下面，将参照附图详细描述设置在清洁装置34上的清洁刮板。

图3是示出了本示例性实施方式的清洁刮板的示例的示意性截面图，并且该图是示出了图2中所示的清洁刮板342和与其接触的感光鼓31的示图。

此外，在本示例性实施方式中，在各个图像形成引擎22（22a至22d）的所有清洁装置34中，本示例性实施方式的清洁刮板被用作清洁刮板342，并且本示例性实施方式的清洁刮板可以用于在带清洁装置53中使用的清洁刮板531。

此外，例如如图2所示，本示例性实施方式中所使用的显影单元（显影装置）33包括容纳显影剂并面向感光鼓31开口的单元壳体331。这里，显影辊332布置在面向单元壳体331的开口的部分上，并且用于搅拌并传送显影剂的色调剂传送部件333布置在单元壳体331中。而且，传送桨叶334可以布置在显影辊332与色调剂传送部件333之间。

在显影过程中，在向显影辊332供应显影剂之后，例如在修整部件335中调节显影剂的层厚度的状态下，向面对感光鼓31的显影区域传送显影剂。

在本示例性实施方式中，显影单元33使用由例如色调剂和载体形成的二成分显影剂，但是，可以使用仅由色调剂形成的单成分显影剂。

下面，将描述根据本示例性实施方式的图像形成装置的操作。首先，当各个图像形成引擎22（22a至22d）形成与各个颜色相对应的单色色调剂图像时，将各颜色的单色色调剂图像顺序叠加以与原稿信息匹配，并一次转印到中间转印带230的表面。然后，转印到中间转印带230表面的彩色色调剂图像在二次转印单元52中被转印到记录介质的表面，并且由定影装置66对被转印了彩色色调剂图像的记录介质进行定影处理并接着排出到排出单元68。

同时，在各个图像形成引擎22（22a至22d）中，由清洁装置34清除感光鼓31上的残留色调剂，并且由带清洁装置53来清除中间转印带230上的残留色调剂。

在这样的图像形成过程中，各残留色调剂被清洁装置34（或带清洁装置53）清除。

此外，除了与如图2中所示的清洁装置34中的框部件直接固定之外，清洁刮板342可以通过弹簧材料固定。

示例

此后，将详细描述本发明的示例。但是，本发明不仅限于以下示例。此外，在下面的描述中，“份”指的是“重量份”。

示例1

清洁刮板A1

首先，聚己内酯多元醇（由Daicel公司制造的PLACCEL205，平均分子量为529并且羟值为212KOHmg/g）和聚己内酯多元醇（由Daicel公司制造的PLACCEL240，平均分子量为4155，并且羟值为27KOHmg/g）用作多羟基化合物成分的软链段材料。此外，通过使用包括两个或更多个羟基的丙烯酸树脂（由Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制造的ACTFLOWUMB-2005B）作为硬链段材料，软链段材料和硬链段材料按8:2的比（重量比）进行混合。

然后，将6.26份的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（由Nippon PolyurethaneIndustry Co.,Ltd.制造的MILLIONATE MT作为异氰酸酯化合物添加到100份的软链段材料和硬链段材料的混合物中，并且得到的混合物在氮气氛下以70℃反应三个小时。此外，选择用于该反应的异氰酸酯化合物的量，使得异氰酸酯基相对于反应系中所包括的羟基的比（异氰酸酯基/羟基）变为0.5。

然后，进一步向混合物添加34.3份的异氰酸酯化合物，并且得到的混合物在氮气氛下以70℃反应三个小时从而获得预聚物。此外，使用预聚物时，使用的异氰酸酯化合物的总量是40.56份。

然后，将预聚物的温度升高到100℃，并且在减小的压力下使经受一个小时的消泡。之后，向100份的预聚物添加7.14份的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物（重量比=60/40），并且在不发泡的情况下混合三分钟，从而制备用于形成清洁刮板的合成物A1。

接着，将用于形成清洁刮板的合成物A1倒入模具被调整为140℃的离心成型机中，并且使其经受一个小时的固化反应。然后，在110℃对合成物A1进行24个小时的老化和加热、冷却、切割，从而获得长度为8mm且厚度为2mm的清洁刮板A1。

示例2

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为75℃之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板A2。

示例3

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为85℃之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板A3。

示例4

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为100℃，并将示例1中所使用的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物的重量比改为50/50之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板A4。

示例5

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为75℃，并将示例1中所使用的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物的重量比改为65/35之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板A5。

示例6

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为70℃，并将示例1中所使用的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物的重量比改为35/65之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板A6。

示例7

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为75℃，并将示例1中所使用的加热和老化时间改为12个小时之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板A7。

比较例1

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为150℃之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板B1。

比较例2

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为115℃，并将示例1中所使用的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物的重量比改为45/55之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板B2。

比较例3

除了将示例1中所使用的老化和加热温度改为75℃，将示例1中所使用的加热和老化时间改为32个小时，并将示例1中所使用的1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物的重量比改为70/30之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板B3。

比较例4

除了将示例1中所使用的软链段材料改为从1,9-壬二醇和己二酸获得的、分子量为2000的1,9-ND己二酸之外，使用示例1中所公开的方法获得清洁刮板B4。

物理特性的测量

根据ASTM D3418-99，通过差示扫描量热法（DSC）测量借助差示扫描量热法获得的清洁刮板的吸热峰最高温度（熔融温度）。PerkinElmer的Diamond-DSC被用于热量测定，铟和锌的熔融温度被用于装置检测单元的温度校正，并且铟的熔融热被用于热量校正。铝锅用于热量测定样本，设置用于比较的空锅，并执行热量测定。在此时利用DSC进行测量的情况下，温升速度为3℃/分钟，并且测量温度范围是20℃至250℃。

此外，使用上述方法来测量清洁刮板的硬链段聚集体的平均粒径和粒径分布（标准偏差σ）。

此外，用上述方法来测量聚氨酯橡胶中的化学交联（利用交联剂的交联）与物理交联（硬链段之间氢键结合的交联）之比以及聚氨酯橡胶中的硬链段与软链段之比。

此外，使用以下方法测量清洁刮板的硬度（JIS-A）。

硬度（JIS-A）是使用在JISK6253（1997）中公开的A型硬度计测量的硬度，并且是通过在轴方向上测量刮板的感光体接触面的三个点并获得平均值来测量。

图像质量评估测试

图像形成装置的构造

如上所述地获得的示例和比较例的清洁刮板分别安装为图2中所示的图像形成装置（产品名称：由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的DocuCentre-II C7500）的感光鼓的清洁刮板。

感光鼓：有机感光体（Ф=30mm）

处理速度：三种速度：220mm/sec、110mm/sec、以及55mm/sec

充电装置：交流叠加直流的充电辊

显影装置：二成分磁性刷显影装置

清洁刮板：长度为8mm、厚度为2mm、自由长度为7.0mm、接触角为25度、并且压紧力NF为2.0gf/mm。

在测试中，使用通过聚合法获得的、具有123至128的范围内的形状系数、并且平均粒径为6μm的色调剂，并且包括该色调剂的二成分显影剂被容纳在图像形成装置的显影器中并使用。在220mm/sec的处理速度、28℃和85%RH的高温高湿度、10℃和15%RH的低温低湿度以及22℃和55%RH的中温中湿度的条件下使用由图像形成装置重复打印5张而测试打印（每单色的面积比为5%）的50000张的图像。

刮板损坏评估

测试后，使用以下评估标准来观察并评估在清洁刮板边缘的裂纹和清洁刮板本身的毛刺的产生。

A：用激光显微镜来观察感光体接触面，并且未观察到裂纹。

B：产生微小裂纹，但是图像没有问题。

C：产生裂纹，并且引起图像具有垂直条纹的问题。

刮板尖叫（squeal）评估

此外，通过将处理速度改变为110mm/sec和55mm/sec来执行测试，检查在在感光体与清洁刮板摩擦时产生的尖叫（非正常的噪声），并且使用以下评估标准来评估刮板尖叫。

A：仅产生装置的驱动声音。

B：除了装置的驱动声音之外，产生轻微的刮板尖叫。

C：产生很大的刮板尖叫，并且任何人可以认为刺耳。

图像质量评估

如上所述地获得的示例和比较例的清洁刮板被安装为用于彩色复印机（由FujiXerox Co.,Ltd.制造的DocuCentre Color a450）的感光鼓的清洁刮板。

通过使用该彩色复印机在2000页纸（由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的C2r纸）上重复图像浓度为1%（6.2mm×1mm的固像加载在A4尺寸的纸上）的图像形成来执行测试。基于以下标准来视觉地评估测试后的清洁刮板的变形程度以及具有色痕的图像质量缺陷的产生状态。

A：未观察到色痕。

B：图像中观察到微小色痕，但在允许范围内。

C：图像中观察到色痕，并且不在允许范围内。

耐磨性能的评估

用以下方法评估清洁刮板的耐磨性能。

在高温高湿度（28℃、85RH%）的环境下，使用A4尺寸的纸张（由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的210mm×297mm的P纸）形成图像，直到感光体的累计转数变成100K圈为止。之后，对清洁刮板的接触部（边缘）的末端的磨损深度和清洁问题一起进行评估，并且确定边缘磨损。

此外，当执行测试时，由于在感光体和清洁刮板的接触部的润滑效果降低的严酷条件下执行评估，所以形成的图像的图像密度被设置为1%。

此外，把在使用Keyence公司制造的激光显微镜VK-8510从清洁刮板的截面侧观察时检查到的感光体表面侧的边缘脱落部分作为边缘末端的最大磨损深度。

此外，在完成测试之后，在评估清洁问题过程中，以正常的处理速度在感光体与清洁刮板之间馈送形成有图像密度为100%的未转印固像（固像尺寸为1400mm×290mm）的A3尺寸的纸张，刚好在未定影图像沿传送方向的最后端部穿过感光体与清洁刮板的接触部之后停止实机，并且视觉地观察色调剂的擦痕。如果明显识别出擦痕，则认为是清洁问题。

此外，在用于保持色调剂的部分由于边缘末端的磨损和裂纹而脱落的情况下，边缘的磨损深度和裂纹深度很深，因此在上述测试中容易出现清洁问题。因此，该测试对于边缘末端的磨损和裂纹的定性评估来说是有用的。

以下示出边缘磨损的评估标准。此外，可接受范围是A和B。

A：末端部的磨损深度：3μm或更小且无磨损痕迹；

清洁问题：未出现

B：末端部的磨损深度：5μm或更小；

清洁问题：未出现

C：末端部的磨损深度：大于3μm

清洁问题：出现

表1

如上述表1所示，在示例1中，由于获得了吸热峰最高温度（熔融温度）较高的高结晶性能并且粒径分布（标准偏差σ）大，所以小结晶部可能具有高强度，与软链段的结合表面积大，而大结晶部可能包括滑动性能，由此，获得了具有出色的成像性能的清洁刮板。

在示例2中，认为由于吸热峰最高温度（熔融温度）较高的高结晶特性，减少了刮板尖叫。但是，由于假定比示例1中的情况脆，所以认为刮板损坏是在使用上不存在问题的级别B。

由于示例3中的粒径分布（标准偏差σ）小于示例1中的情况，所以与示例1相比，认为降低了强度和滑动性能，但其是在使用上不存在问题的级别。

在比较例1和2中，获得了吸热峰最高温度（熔融温度）较低的低结晶性能，粒径小，产生了边缘的裂纹和刮板尖叫，由此未获得出色的图像。

对本发明的示例性实施方式的前述描述是为了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然，许多变型和修改对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述这些示例性实施方式是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的适用于所构想特定用途的各种实施方式和各种变型。旨在由所附权利要求书及其等同物来限定本发明的范围。

Claims (6)

1.一种清洁刮板，其中，该清洁刮板的与要清洁的部件相接触的至少一部分由包含聚氨酯橡胶的部件构成，并且该部件具有通过差示扫描量热法获得的180℃至220℃的范围内的吸热峰最高温度，

其中，所述聚氨酯橡胶包含硬链段和软链段，

其中，所述硬链段的聚集体的平均粒径是4μm至20μm。

2.根据权利要求1所述的清洁刮板，其中，所述聚氨酯橡胶中的所述硬链段与所述软链段“1”的比是1:0.15至1:0.3。

3.根据权利要求1所述的清洁刮板，其中，所述硬链段的所述聚集体的标准偏差σ等于或大于2μm。

4.一种包括权利要求1至3中任一项所述的清洁刮板的清洁装置。

5.一种处理盒，该处理盒包括：

权利要求4所述的清洁装置，

其中，该处理盒能够与图像形成装置分离。

6.一种图像形成装置，该图像形成装置包括：

图像保持部件；

充电装置，该充电装置对所述图像保持部件进行充电；

静电潜像形成装置，该静电潜像形成装置在充电的图像保持部件的表面上形成静电潜像；

显影装置，该显影装置使用色调剂对形成在所述图像保持部件的所述表面上的所述静电潜像进行显影以形成色调剂图像；

转印装置，该转印装置将所述图像保持部件上形成的所述色调剂图像转印到记录介质；以及

权利要求4所述的清洁装置，在所述转印装置转印所述色调剂图像之后，该清洁装置使所述清洁刮板与所述图像保持部件的所述表面接触以进行清洁。