DE102017101062B4

DE102017101062B4 - Reinigungsklinge, Prozesskartusche und elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE102017101062B4
Application number: DE102017101062.9A
Authority: DE
Inventors: Tomoya Kawakami; Arihiro Yamamoto; Masaaki Kimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2021-04-29
Anticipated expiration: 2037-01-21
Also published as: DE102017101062A1; CN106997166B; CN106997166A; US9996047B2; US20170212469A1

Abstract

Reinigungsklinge (1), mit:einem elastischen Bauteil (2); undeinem Tragebauteil (3), das das elastische Bauteil (2) trägt, wobeidas elastische Bauteil (2) einen freien Endabschnitt aufweist, der eine Kante (7, E) und eine erste Fläche (5) und eine zweite Fläche (6), die die Kante (7, E) bilden, hat,mindestens eine von der ersten Fläche (5) und der zweiten Fläche (6) eine gehärtete Oberfläche hat, unddie Zusammenhänge erfüllt sind, die durch die folgenden Ausdrücke (1) und (2) dargestellt werden:0,1 ≤ DHs ≤ 0,4; und (1)DHs < DHm, (2) wobei DHs (mN/µm2) eine dynamische Härte der gehärteten Oberfläche darstellt und DHm (mN/µm2) einen Maximalwert der dynamischen Härte darstellt, der in einem Lagebereich ermittelt wird, in dem ein Abstand L von der Kante (7, E) auf einer Geraden (Lb), die einen Winkel der Kante (7, E) in einem zu einer Längsrichtung des elastischen Bauteils (2) senkrechten Querschnitt des elastischen Bauteils (2) in zwei Hälften teilt, 0 µm < L ≤ 100 µm erfüllt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsklinge, die in einem elektrofotografischen Bilderzeugungsgerät zu verwenden ist, eine Prozesskartusche und ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät enthält ein Reinigungsbauteil, das so gestaltet ist, dass es Toner entfernt, der auf einem Bildtragebauteil wie z. B. einem lichtempfindlichen Bauteil zurückgeblieben ist, nachdem ein Tonerbild von dem Bildtragebauteil auf einen Übertragungskörper wie z. B. ein Blatt oder ein Zwischenübertragungsbauteil übertragen worden ist. Unter diesen Reinigungsbauteilen ist eine Reinigungsklinge, die ein plattenartiges elastisches Bauteil verwendet, gut bekannt. Um die Nachfrage nach einer Verbesserung der Bildqualität eines elektrofotografischen Bilds zu erfüllen, sind in den letzten Jahren Versuche unternommen worden, eine Durchmesserreduzierung und ein Rundwerden von Toner zu erreichen, was zur Folge hat, dass der auf dem Bildtragebauteil zurückgebliebene Toner eher dafür anfällig wird, durch die Reinigungsklinge hindurchzulaufen. Daher muss die Reinigungsklinge ein besseres Reinigungsvermögen haben.
In der JP 2001 - 075 451 A ist eine Reinigungsklinge offenbart, bei der die Härte eines Stoßabschnitts der aus einem Polyurethan-Elastomer ausgebildeten Reinigungsklinge durch eine Erhöhung der Konzentration einer Isocyanuratgruppe des Stoßabschnitts erhöht ist. Es ist auch offenbart, dass damit einhergehend die Reibung zwischen einem Bildtragebauteil und der Reinigungsklinge reduziert wird. Außerdem ist in der JP 2012 - 053 311 A eine Reinigungsklinge offenbart, bei der ein Spitzenendabschnitt der Reinigungsklinge einer Härtungsbehandlung unterzogen worden ist, und auch dass die physikalischen Eigenschaften eines inneren Abschnitts im Spitzenendabschnitt, der der Härtungsbehandlung unterzogen worden ist, reguliert werden, ohne die Gummielastizität zu beeinträchtigen.
Die JP 2007 - 52 062 A offenbart eine Reinigungsklinge, bestehend aus einem Tragebauteil und einem elastischen Bauteil, das eine durch eine erste und eine zweite Fläche gebildete Kante aufweist. Dabei hat mindestens eine von der ersten Fläche und der zweiten Fläche eine gehärtete Oberfläche, deren dynamische Härte im Bereich von 0,21 bis 1,5 mN/µm² liegt. Die dynamische Härte im Inneren der Reinigungsklinge ist geringer ist als an der Oberfläche.
Die JP 2015 - 158 654 A offenbart eine Reinigungsklinge mit einem Tragebauteil und einem daran angebrachten elastischen Bauteil, das an seinem freien Endabschnitt eine Kante aufweist. Mindestens eine der die Kante bildenden Flächen hat eine gehärtete Oberfläche, deren Härte in horizontaler und vertikaler Richtung einen bestimmten Verlauf hat.
Die US 2015 / 0 338 819 A1 offenbart schließlich eine Reinigungsklinge mit einem Tragebauteil und einem daran angebrachten elastischen Bauteil. Eine Fläche der Kante des freien Endabschnitts des elastischen Bauteils hat einen gehärteten Teilbereich. Der Unterschied der dynamischen Härte zwischen dem gehärteten Teilbereich und der übrigen Kante liegt im Bereich von 0,05 bis 0,30 mN/µm².
Kurzdarstellung der Erfindung
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Reinigungsklinge zur Verfügung gestellt, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Prozesskartusche zur Verfügung gestellt, die die Reinigungsklinge enthält. Gemäß noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät zur Verfügung gestellt, das die Reinigungsklinge enthält.
Gemäß der einen Ausgestaltung der Erfindung kann eine Reinigungsklinge erzielt werden, die dazu imstande ist, ein noch besseres Reinigungsvermögen zu zeigen. Außerdem können gemäß den anderen Ausgestaltungen der Erfindung eine Prozesskartusche und ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät erzielt werden, die zur Erzeugung eines elektrofotografischen Bilds hoher Qualität beitragen.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele hervor.
Figurenliste

1A ist eine Perspektivansicht, um ein erfindungsgemäßes Beispiel einer Anformreinigungsklinge darzustellen.
1B ist eine Perspektivansicht, um ein erfindungsgemäßes Beispiel einer Reinigungsklinge einer Klebebauart darzustellen.
2 ist eine Ansicht, um einen Zustand darzustellen, in dem eine Kante der Reinigungsklinge zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Prozesskartusche stillsteht, gegen ein zu reinigendes Bauteil stößt, wobei die Längsrichtung (X-Richtung) eines elastischen Bauteils in 2 eine Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene darstellt.
3 ist eine Ansicht, um einen Zustand darzustellen, in dem die Reinigungsklinge zu einem Zeitpunkt, zu dem die Prozesskartusche arbeitet, gegen ein zu reinigendes Bauteil stößt.
4 ist eine grafische Darstellung, um eine dynamische Härte einer gehärteten Oberfläche und eines inneren Abschnitts eines elastischen Bauteils in den Beispielen 1, 4 und 11 und den Vergleichsbeispielen 1 und 4 zu zeigen.
5 ist eine Ansicht, um einen herausgeschnittenen Abschnitt einer Messprobe darzustellen.
6A ist eine Ansicht, um die Messung einer dynamischen Härte der gehärteten Oberfläche darzustellen.
6B ist eine Ansicht, um die Messung einer dynamischen Härte eines zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitts des elastischen Bauteils da rzustellen.
7 ist eine Ansicht, um einen Messabschnitt einer dynamischen Härte in dem zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitt des elastischen Bauteils da rzustellen.
8 ist eine Ansicht, um ein Verfahren darzustellen, bei dem eine Kantenabsplitterung gemessen wird.
9 ist eine schematische Zeichnung, die ein Aufbaubeispiel eines elektrofotografischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Übereinstimmung mit den beigefügten Zeichnungen werden nun ausführlich bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Reinigungsklinge zur Verfügung zu stellen, die dazu imstande ist, ein noch besseres Reinigungsvermögen zu zeigen. Die Erfindung zielt außerdem darauf ab, eine Prozesskartusche und ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät zur Verfügung zu stellen, die zu einer stabilen Erzeugung eines elektrofotografischen Bilds hoher Qualität beitragen.
Als ein zu reinigendes Bauteil, bei dem die Reinigungsklinge der Erfindung angewandt wird, lassen sich ein Bildtragebauteil wie z. B. ein lichtempfindliches Bauteil und ein Endlosband wie z. B. ein Zwischenübertragungsband nennen. Die Reinigungsklinge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun ausführlich beschrieben, indem als Beispiel des zu reinigenden Bauteils ein lichtempfindliches Bauteil genommen wird.
-- Aufbau Reinigungsklinge --
1A, 1B, 2 und 3 sind jeweils eine Ansicht, um ein Beispiel der erfindungsgemäßen Reinigungsklinge darzustellen. 1A und 1B sind jeweils eine schematische Ansicht, um einen Aufbau der Reinigungsklinge darzustellen. Die erfindungsgemäße Reinigungsklinge umfasst ein elastisches Bauteil 2 und ein Tragebauteil 3, das das elastische Bauteil 2 trägt. Das elastische Bauteil 2 weist eine Kante 7, die gegen ein zu reinigendes Bauteil 8 stoßen gelassen wird, und eine erste Fläche (untere Fläche 5) und eine zweite Fläche (vertikale Fläche 6), die die Kante 7 bilden, auf. Mindestens eine von der ersten Fläche und der zweiten Fläche hat eine gehärtete Oberfläche, die gegen das zu reinigende Bauteil stoßen gelassen wird. Und zwar ist unter dem Gesichtspunkt, die Steigerung des Reinigungsvermögens zu realisieren, auf einer Fläche von mindestens einer von der ersten Fläche und der zweiten Fläche, die gegen das zu reinigende Bauteil 8 stoßen gelassen wird, ein gehärteter Bereich 4 ausgebildet, wobei sich die Flächen auf beiden Seiten der Kante 7 der Reinigungsklinge 1 befinden und die Kante 7 gegen das zu reinigende Bauteil 8 stoßen gelassen wird; und in einem inneren Abschnitt in der Umgebung der Oberfläche ist ein gehärteter Bereich 4 ausgebildet. In 1A und 1B entspricht eine „Längsrichtung“ der Reinigungsklinge 1 einer X-Richtung, und eine „Querrichtung“ und eine „Dickenrichtung“ von ihr entsprechen jeweils einer Z-Richtung und einer Y-Richtung. In 2 und 3 wird das zu reinigende Bauteil 8 in der Richtung eines Pfeils R gedreht.
Bei der erfindungsgemäßen Reinigungsklinge bezieht sich ein „freies Ende“ des elastischen Bauteils auf einen Endabschnitt des elastischen Bauteils auf einer Seite entgegengesetzt zu einem Endabschnitt, der vom Tragebauteil getragen wird. Außerdem bezieht sich ein „freier Endabschnitt“ des elastischen Bauteils auf das freie Ende und seine Umgebung. Eine „Kante“ bezieht sich auf einen Stoßabschnitt der Reinigungsklinge, der gegen das zu reinigende Bauteil stoßen soll, und der Stoßabschnitt ist ein Kammabschnitt, der durch die Schnittstelle der ersten Fläche und der zweiten Fläche ausgebildet wird. Die „erste Fläche“ bezieht sich zum Beispiel auf eine untere Fläche 5 oder eine vertikale Fläche 6 des elastischen Bauteils 2 in 2. Die „zweite Fläche“ bezieht sich zum Beispiel auf die vertikale Fläche 6 oder die untere Fläche 5 des elastischen Bauteils 2 in 2. Es folgt nun die Beschreibung für den exemplarischen Fall, dass die untere Fläche 5 als die erste Fläche dient und die vertikale Fläche 6 als die zweite Fläche dient. Das freie Ende des elastischen Bauteils und seine Umgebung kann in einigen Fällen als „Spitzenendabschnitt“ des elastischen Bauteils oder als „Spitzenendabschnitt“ der Reinigungsklinge bezeichnet werden.
1A ist eine Darstellung eines Beispiels der Reinigungsklinge, bei der das elastische Bauteil 2 an das Tragebauteil 3 angeformt ist. Die Reinigungsklinge dieses Beispiels kann erzielt werden, indem das Tragebauteil 3 in eine Form gesetzt wird, eine Ausgangsmaterialzusammensetzung wie z. B. ein Polyurethan-Elastomer in die Form gespritzt wird und die Ausgangsmaterialzusammensetzung durch Erhitzen dazu gebracht wird, unter Härtung zu reagieren, worauf eine Entformung folgt. Nach der Entformung können zum Beispiel bei Bedarf der Spitzenendabschnitt des freien Endes des elastischen Bauteils 2 in der Z-Richtung und beide Endabschnitte des elastischen Bauteils 2 in der X-Richtung geschnitten werden. Der Schritt zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs 4 in dem Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils 2 kann vor oder nach dem Schneiden durchgeführt werden. Damit wird die Reinigungsklinge erzielt, bei der das elastische Bauteil 2 an das Tragebauteil 3 angeformt ist.
1B ist eine Darstellung eines Beispiels einer Reinigungsklinge einer Klebebauart, die erzielt wird, indem getrennt ein Blatt für ein elastisches Bauteil geformt wird, das Blatt in eine Streifenform geschnitten wird, um das elastische Bauteil 2 auszubilden, und das elastische Bauteil 2 mit einem Klebstoff oder dergleichen dazu gebracht wird, am Tragebauteil 3 anzukleben. Der Schritt zum Ausbilden des gehärteten Bereichs 4 in dem Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils 2 kann vor oder nach dem Ankleben des elastischen Bauteils 2 an dem Tragebauteil 3 erfolgen.
- Tragebauteil -
Es gibt keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Materials zum Ausbilden des Tragebauteils der erfindungsgemäßen Reinigungsklinge, und es können zum Beispiel die folgenden Materialien genannt werden. Die Materialien schließen Metallmaterialien wie ein Stahlblech, ein rostfreies Stahlblech, ein zinkbeschichtetes Stahlblech und ein chromfreies Stahlblech und Kunststoffmaterialien wie 6-Nylon und 6,6-Nylon ein. Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Aufbaus des Tragebauteils. Das elastische Bauteil 2 der Reinigungsklinge 1 wird, wie zum Beispiel in 2 dargestellt ist, an einem Ende vom Tragebauteil 3 getragen.
- Elastisches Bauteil -
Beispiele für das konstituierende Material des elastischen Bauteils der erfindungsgemäßen Reinigungsklinge schließen die folgenden Materialien ein: ein Polyurethan-Elastomer, einen Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerkautschuk (EPDM), einen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), einen ChloroprenKautschuk (CR), einen Naturkautschuk (NR), einen Isopren-Kautschuk (IR), einen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), einen Fluor-Kautschuk, einen SilikonKautschuk, einen Epichlorhydrin-Kautschuk, ein hydriertes Produkt aus NBR und einen Polysulfid-Kautschuk. Als Polyurethan-Elastomer wird unter dem Gesichtspunkt hervorragender mechanischer Eigenschaften ein Polyester-Urethan-Elastomer bevorzugt. Das Polyurethan-Elastomer ist ein Material, das hauptsächlich aus Ausgangsmaterialien wie einem Polyisocyanat, einem Polyol, einem Kettenverlängerer, einem Katalysator und anderen Zusatzstoffen erzielt wird. Diese Ausgangsmaterialien werden unten ausführlich beschrieben.
Beispiele des Polyisocyanats schließen Folgendes ein: 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 2,4-Toluoldiisocyanat (2,4-TDI), 2,6-Toluoldiisocyanat (2,6-TDI), Xylendiisocyanat (XDI), 1,5-Naphtylendiisocyanat (1,5-NDI), p-Phenylendiisocyanat (PPDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanant (hydriertes MDI), Tetramethylxylendiisocyanat (TMXDI), Carbodiimid-modifiziertes MDI und Polymethylenphenylpolyisocyanat (PAPI). Unter diesen wird MDI unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, dass ein Polyurethan-Elastomer mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften erzielt wird.
Beispiele des Polyols schließen Folgendes ein: Polyesterpolyole wie Polyethylen-Adipatpolyol, Polybutylen-Adipatpolyol, Polyhexylen-Adipatpolyol, (Polyethylen/Polypropylen)-Adipatpolyol, (Polyethylen/Polybutylen)-Adipatpolyol und (Polyethylen/Polyneopentylen)-Adipatpolyol; auf Polycaprolacton basierende Polyole, die erzielt werden, indem ein Caprolacton einer ringöffnenden Polymerisation unterzogen wird; Polyetherpolyole wie Polyethylenglycol, Polypropylenglycol und Polytetramethylenglycol; und Polycarbonatdiole. Es kann eine Art dieser Polyole allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten davon in Kombination verwendet werden. Unter den Polyolen werden Polyesterpolyole unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, dass ein Polyurethan-Elastomer mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften erzielt werden kann.
Als Kettenverlängerer kann ein Kettenverlängerer wie ein Glycol verwendet werden, der dazu imstande ist, eine Polyurethan-Elastomerkette zu verlängern. Beispiele eines solchen Glycols schließen Folgendes ein: Ethylenglycol (EG), Diethylenglycol (DEG), Propylenglycol (PG), Dipropylenglycol (DPG) 1,4-Butandiol (1,4-BD), 1,6-Hexandiol (1,6-HD) 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Xylylenglycol (Terephthalylalkohol) und Triethylenglycol. Darüber hinaus können andere mehrwertige Alkohole sowie das Glycol verwendet werden. Beispiele davon schließen Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythritol und Sorbitol ein. Es kann eine Art dieser mehrwertigen Alkohole allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten davon in Kombination verwendet werden.
Als Katalysator kann ein allgemein gebräuchlicher Katalysator zum Aushärten eines Polyurethan-Elastomers verwendet werden, wobei Beispiele davon tertiäre Aminkatalysatoren einschließen, und zwar insbesondere die folgenden Katalysatoren: Aminoalkohole wie Dimethylethanolamin und N,N,N'-Dimethylaminopropylethanolamin; Trialkylamine wie Triethylamin; Tetraalkyldiamine wie N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin; Triethyldiamin; auf Piperazin basierende Verbindungen; und auf Triazin basierende Verbindungen. Darüber hinaus können auch Alkalimetallsalze einer organischen Säure wie Kaliumacetat und Kaliumoctylat verwendet werden. Im Allgemeinen kann auch ein Metallkatalysator wie z. B. Dibutylzinndilaurat, der für die Urethanisierung zu verwenden ist, verwendet werden. Diese Katalysatoren können allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehr Arten von ihnen in Kombination verwendet werden.
In diesen Ausgangsmaterialzusammensetzungen können bei Bedarf Zusatzstoffe wie ein Pigment, ein Weichmacher, ein Wasserfestwirkstoff, ein Antioxidationsmittel, ein UV-Absorber und ein Lichtstabilisator eingemischt werden.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Winkels der Kante, die von der ersten Fläche und der zweiten Fläche des elastischen Bauteils der Erfindung gebildet wird, doch der Winkel beträgt im Allgemeinen etwa 85° bis etwa 95°.
Die IRHD-Härte (IRHD: International Rubber Hardness Degree) des elastischen Bauteils der Erfindung beträgt vorzugsweise 60 oder mehr, besser noch 65 oder mehr.
- Ausbildungsabschnitt gehärteter Bereich -
Zur Realisierung der Steigerung des Reinigungsvermögens ist es wirksam, wenn der Ausbildungsabschnitt des gehärteten Bereichs im Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils eine Oberfläche von mindestens einer von der ersten Fläche und der zweiten Fläche, die gegen das reinigende Bauteil stoßen gelassen wird, und ein innerer Abschnitt in der Umgebung der Oberfläche ist. Wenn das zu reinigende Bauteil ein lichtempfindliches Bauteil ist, wird ein Bilderzeugungsbereich auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils gegen die Kante der Reinigungsklinge stoßen gelassen und gereinigt.
Der gehärtete Bereich kann außerdem auf anderen Oberflächen des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils ausgebildet sein, und zwar auf einer Fläche (Fläche 10 in 2), die der ersten Fläche gegenüberliegt, und beiden Endflächen (Fläche 9 in 1A und 1B) in der Längsrichtung des elastischen Bauteils. In diesem Fall kann die Steifheit beider Endflächenabschnitte des elastischen Bauteils gesteigert werden und das Hochschlagen der Reinigungsklinge kann noch mehr reduziert werden.
- Verfahren zur Ausbildung eines gehärteten Bereichs -
Der gehärtete Bereich im elastischen Bauteil kann ausgebildet werden, indem auf einen Bereich, der eine hohe Härte haben soll, ein Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs aufgebracht wird, worauf ein Härten folgt. Das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs wird verwendet, indem es bei Bedarf mit einem verdünnenden Lösungsmittel verdünnt wird, und es kann durch ein bekanntes Verfahren wie Tauchen, Sprühen, Dispensieren, Pinselauftrag oder Walzenbeschichten aufgebracht werden. Als Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs kann eine Isocyanatverbindung oder dergleichen verwendet werden, die später beschrieben wird. Um den Bereich hoher Härte eher in einem inneren Abschnitt als einer Oberfläche auszubilden, ist es notwendig, das elastische Material ausreichend mit dem Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs (Isocyanatverbindung usw.) zu tränken. Das Tränken wird beschleunigt, indem das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs auf eine hohe Konzentration und eine geringe Viskosität eingestellt wird, und somit ist es zum Beispiel wirksam, das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs zu erwärmen, ohne das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs zu verdünnen. Die Temperatur des Materials beträgt vorzugsweise 60°C oder mehr.
Es wird nun ein Beispiel des Verfahrens zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs mittels eines Beispiels beschrieben, das als das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs eine Isocyanatverbindung verwendet. Ein elastisches Bauteil, das darauf das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs aufgebracht hat, kann als „Vorläufer“ bezeichnet werden.
Damit ein Bereich hoher Härte eher in einem inneren Abschnitt als der Oberfläche des elastischen Bauteils ausgebildet wird, wird vorzugsweise das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs aufgebracht und der Vorläufer dann einer Wärmebehandlung unterzogen. Aufgrund der Wärmebehandlung wird die Viskosität des Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs, das auf der Oberfläche des elastischen Bauteils vorhanden ist, gesenkt, wodurch die Durchdringung und Diffusion des Materials in einen inneren Abschnitt des elastischen Bauteils beschleunigt wird. Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Heizverfahrens, doch wird ein Verfahren, das damit einhergeht, den Vorläufer durch einen Heizofen gehen zu lassen, und ein Verfahren, das damit einhergeht, auf den Vorläufer Heißluft zu blasen, genannt. Als Heizofen lassen sich zum Beispiel ein Strahlungsheizofen und ein Umluftheizofen nennen, und als eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, Heißluft zu erzeugen, können ein Heißluftgebläse und eine Fern-Infrarot-Heizung genannt werden.
Wenn die Heizbedingung auf eine hohe Temperatur und/oder eine lange Zeitdauer eingestellt wird, vergrößert sich der gehärtete Bereich und verlagert sich ein Bereich, der die höchste Härte hat, von der Oberfläche des elastischen Bauteils zu einer Stelle in seinem inneren Abschnitt. Als Heizbedingung wird vorzugsweise zumindest die Oberfläche des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils 3 Minuten oder länger bei 80°C oder mehr erwärmt. Selbst wenn der Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils fortlaufend bei einer Temperatur von weniger als 80°C erhitzt wird, wird die Viskosität der Isocyanatverbindung nicht völlig auf die Viskosität abgesenkt, die zur Diffusion im elastischen Bauteil erforderlich ist. Daher ist die Diffusionsgeschwindigkeit gering, und es wird eine große Menge der Isocyanatverbindung auf der Oberfläche des elastischen Bauteils zurückgehalten, was zur Folge hat, dass die Härte der Oberfläche des elastischen Bauteils am höchsten sein wird. Als Atmosphäre des Heizofens wird vorzugsweise die Temperatur auf mehr als 80°C eingestellt wird, um die Oberflächentemperatur des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils auf 80°C oder mehr zu erhöhen.
Die Temperatur und Dauer der Wärmebehandlung variieren abhängig von der Eindringmenge des Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs in das elastische Bauteil. Im Einzelnen kann unter der Bedingung, dass das elastische Bauteil ausreichend mit dem Material getränkt ist (wenn die Temperatur des Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs zum Beispiel 90°C beträgt), der Bereich hoher Härte unter einer Heizofenbedingung von 100°C und 10 Minuten eher im inneren Abschnitt als der Oberfläche des elastischen Bauteils ausgebildet werden. Unter der Bedingung, dass das elastische Bauteil nicht ausreichend mit dem Material getränkt ist (dass die Temperatur des Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs zum Beispiel 60°C beträgt) wird allerdings der Bereich hoher Härte unter einer Heizofenbedingung von 100°C und 10 Minuten nicht im inneren Abschnitt des elastischen Bauteils ausgebildet und die Oberfläche hat die höchste Härte. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Heizofenbedingung 130°C und 10 Minuten oder mehr beträgt.
Damit sich eher im inneren Abschnitt als der Oberfläche des elastischen Bauteils leicht ein Bereich hoher Härte ausbildet, ist es außerdem wirksam, das Mischungsverhältnis eines Vorpolymers und eines Härtungsmittels einzustellen, die für das elastische Bauteil verwendet werden. Als ein bestimmtes Mischungsverhältnis werden das Vorpolymer und das Härtungsmittel vorzugsweise so gemischt, dass das Molverhältnis (a-Wert) einer Hydroxylgruppe bezüglich einer Isocyanatgruppe 0,45 oder mehr und 0,65 oder weniger beträgt. Als Zustand des elastischen Bauteils während der Ausbildung des gehärteten Bereichs ist im inneren Abschnitt des elastischen Bauteils vorzugsweise eine größere Menge unumgesetzter Isocyanatgruppen vorhanden. Der Grund dafür ist der Folgende. Die in der Oberfläche und dem inneren Abschnitt des elastischen Bauteils vorhandene Isocyanatgruppe reagiert mit einer Isocyanatverbindung, die als das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs dient. Wenn im inneren Abschnitt des elastischen Bauteils eine größere Menge der unumgesetzten Isocyanatgruppen vorhanden sind, ist es daher wahrscheinlicher, dass der innere Abschnitt des elastischen Bauteils eine hohe Härte hat.
Außerdem nimmt mit dem oben genannten Mischungsverhältnis tendenziell auch die Menge des zurückgebliebenen Isocyanats allmählich mit der Zeit nach dem Formen ab. Daher wird der gehärtete Bereich vorzugsweise innerhalb von 6 Stunden nach der Anfertigung des elastischen Bauteils ausgebildet. Die Menge des zurückgebliebenen Isocyanats kann durch das Mischungsverhältnis und die Zeitdauer nach der Anfertigung des elastischen Bauteils eingestellt werden. Die Menge des auf der Oberfläche zurückgebliebenen Isocyanats kann durch zum Beispiel Infrarot-(IR-)Absorptionsspektroskopie gemessen werden. Anhand des erzielten IR-Spektrums werden ein NCO-Peak (von etwa 2260 cm^-1 bis etwa 2270 cm^-1) von Isocyanurat und ein Peak eines aromatischen Rings (bei etwa 1600 cm^-1) von Isocyanat bestimmt, und es wird ein Verhältnis (A/B) zwischen einer Absorbanz A des NCO und einer Absorbanz B des aromatischen Rings als ein Indikator für die Menge des zurückgebliebenen Isocyanats definiert. Damit sich der Bereich hoher Härte eher im inneren Abschnitt als der Oberfläche ausbilden lässt, beträgt die Menge des zurückgebliebenen Isocyanats bei der Messung der Oberfläche des elastischen Bauteils vorzugsweise 0,2 oder mehr.
- Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs -
Das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs ist nicht besonders beschränkt, solange das Material dazu imstande ist, das elastische Bauteil zu härten oder auf der Oberfläche des elastischen Bauteils einen gehärteten Bereich auszubilden. Beispiele dafür schließen eine Isocyanatverbindung und ein Acrylharz ein. Das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs kann verwendet werden, indem es mit einem Lösungsmittel oder dergleichen verdünnt wird. Das Lösungsmittel, das zur Verdünnung verwendet werden soll, ist nicht besonders beschränkt, solange das Lösungsmittel ein Material, das verwendet werden soll, löst, und Beispiele dafür schließen Toluol, Xylol, Butylacetat, Methylisobutylketon und Methylethylketon ein.
Wenn ein konstituierendes Material des elastischen Bauteils ein Polyester-Urethan-Elastomer ist, wird unter Berücksichtigung der Kompatibilität mit dem elastischen Bauteil und dem Tränkvermögen hinsichtlich des elastischen Bauteils als das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs stärker die Verwendung einer Isocyanatverbindung bevorzugt, die ein konstituierendes Material des Polyester-Urethan-Elastomers ist. Als Isocyanatverbindung, die mit dem elastischen Bauteil in Kontakt zu bringen ist, kann eine Isocyanatverbindung verwendet werden, die ein oder mehr Isocyanatgruppen pro Molekül hat. Als Isocyanatverbindung, die eine Isocyanatgruppe pro Molekül hat, kann ein aliphatisches Monoisocyanat wie Octadecylisocyanat (ODI) und ein aromatisches Monoisocyanat wie Phenylisocyanat (PHI) verwendet werden. Als Isocyanatverbindung, die zwei Isocyanatgruppen pro Molekül hat, kann eine Isocyanatverbindung verwendet werden, die im Allgemeinen zum Herstellen eines Polyurethan-Kunststoffs verwendet wird, und es können insbesondere die folgenden Beispiele genannt werden: 2,4-Toluoldiisocyanat (2,4-TDI), 2,6-Toluoldiisocyanat (2,6-TDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), m-Phenylendiisocyanat (MPDI), Tetramethylendiisocyanat (TMDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Isophorondiisocyanat (IPDI). Darüber hinaus können als Isocyanatverbindung, die drei oder mehr Isocyanatgruppen pro Molekül hat, zum Beispiel 4,4',4"-Triphenylmethantriisocyanat, 2,4,4'-Biphenyltriisocyanat oder 2,4,4'-Diphenylmethantriisocyanat verwendet werden. Außerdem können als die Isocyanatverbindung, die zwei oder mehr Isocyanatgruppen hat, auch ein modifiziertes Derivat davon, ein Multimer davon oder dergleichen verwendet werden. Um die Härte des gehärteten Bereichs wirksam zu erhöhen, wird unter diesen MDI bevorzugt, welches eine hohe Kristallinität, das heißt einen symmetrischen Aufbau, hat. Außerdem ist MDI, das ein modifiziertes Derivat enthält, bei Zimmertemperatur eine Flüssigkeit und wird somit unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit noch mehr bevorzugt.
- Härte gehärteter Bereich -
In dem gehärteten Bereich in der Umgebung des freien Endes des elastischen Bauteils der Erfindung ist die dynamische Härte des inneren Abschnitts höher als die einer Oberfläche der ersten Fläche und/oder der zweiten Fläche. Unter dem Gesichtspunkt, den Kontaktzustand bezüglich des zu reinigenden Bauteils zu stabilisieren, ist es notwendig, dass die Stoßfläche des elastischen Bauteils, die gegen das zu reinigende Bauteil stoßen soll, flexibel ist. Daher beträgt eine dynamische Härte DHs der gehärteten Oberfläche 0,1 (mN/µm²) oder mehr und 0,4 (mN/µm²) oder weniger.
Um das Reinigungsvermögen zu steigern, ist in dem Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils im inneren Abschnitt in der Umgebung der Oberfläche des gehärteten Bereichs ein gehärteter Bereich ausgebildet, der eine dynamische Härte hat, die höher als die dynamische Härte DHs der Oberfläche ist. Wenn DHm (mN/µm²) einen maximalen Wert der dynamischen Härte darstellt, der in einem Lagebereich ermittelt wird, in dem ein Abstand L von einer von der ersten Fläche und der zweiten Fläche ausgebildeten Kante auf einer Geraden, die den Winkel der Kante in einem zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitt des elastischen Bauteils in zwei Hälften teilt, 0 µm < L ≤ 100 µm erfüllt, ist im Einzelnen DHm höher als DHs eingestellt. Mit einem solchen Aufbau gewährleistet die Reinigungsklinge den erforderlichen Anstoßdruck, wenn die Reinigungsklinge gegen das zu reinigende Bauteil stößt, und der Spitzendruck (Anstoßdruck pro Flächeneinheit des Stoßabschnitts (Druck, der erzielt wird, wenn der Anstoßdruck durch die Fläche des Stoßabschnitts geteilt wird)) neigt auch dann nicht dazu abzunehmen, wenn sich die Fläche (Anstoßbreite) des Stoßabschnitts leicht erhöht. Dadurch stellt sich ein hervorragendes Reinigungsvermögen ein.
Wenn der Maximalwert der dynamischen Härte nicht an einer Stelle vorliegt, an der der Abstand L auf der Geraden in den Bereich 0 µm < L ≤ 100 µm fällt, und ein Abschnitt, der eine höhere dynamische Härte als DHs hat, an einer Stelle vorliegt, an der der Abstand L mehr als 100 µm beträgt, wird die Anstoßbreite übermäßig vergrößert, wenn die Reinigungsklinge gegen das zu reinigende Bauteil stößt, und der Spitzendruck kann sich nicht erhöhen.
Bei der Erfindung wird die dynamische Härte des inneren Abschnitts des freien Endes des elastischen Bauteils an einer Stelle auf der Geraden gemessen, die den Winkel der von der ersten Fläche und der zweiten Fläche gebildeten Kante in dem zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitt des elastischen Bauteils in zwei Hälften teilt, wobei die Kante einen Startpunkt darstellt. Die Gründe dafür sind die Folgenden. Die Messfläche der dynamischen Härte DHs ist mindestens eine von der ersten Fläche und der zweiten Fläche und die Richtung des Winkels kann, wie in 3 dargestellt ist, hinsichtlich des Lagezusammenhangs mit dem zu reinigenden Bauteil während des Reinigens als weitgehende Dickenrichtung der Reinigungsklinge angesehen werden.
Wenn die dynamische Härte DHs der gehärteten Oberfläche mehr als 0,4 beträgt, ist die Härte der Oberfläche übermäßig groß, und somit kann eine Kantenabsplitterung auftreten. Wenn die dynamische Härte DHs der gehärteten Oberfläche weniger als 0,1 beträgt, wird die Anstoßbreite auch dann, wenn die Härte des inneren Abschnitts in der Umgebung der Oberfläche groß ist, übermäßig groß, sodass der Spitzendruck abnimmt, und es kann sich die Reinigungsleistung verschlechtern. Ein stärker bevorzugter Wert der dynamischen Härte DHs fällt in einen Bereich von 0,12 bis 0,35.
Es ist eher vorzuziehen, dass die Stelle, die auf der Geraden DHm darstellt, an einer Stelle liegt, an der der Abstand L von der Kante in einen Bereich von 20 µm oder mehr und 100 µm oder weniger fällt. Wenn die Stelle, die DHm darstellt, an einer Stelle vorliegt, an der der Abstand von der Kante in einen Bereich von 20 µm bis 100 µm fällt, kann das Auftreten der Kantenabsplitterung wirksamer unterdrückt werden. Es ist eher vorzuziehen, dass die Stelle, die DHm darstellt, an einer Stelle vorliegt, an der der Abstand von der Kante in einen Bereich von 20 µm bis 80 µm fällt.
Wenn DHm einen Maximalwert der dynamischen Härte auf der Geraden darstellt, die den die Kante bildenden Winkel des zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitts des elastischen Bauteils in zwei Hälften teilt, und Pmax (µm) einen Abstand von der Kante darstellt, wird außerdem noch mehr bevorzugt, dass die dynamische Härte allmählich von der Kante zur Stelle Pmax zunimmt. Wenn die Härte auf diese Weise allmählich zunimmt, ist an einer Stelle 20 µm von der Oberfläche kein Bereich mit extrem hoher Härte vorhanden, und somit ist es während einer Langzeitnutzung unwahrscheinlich, dass eine Kantenabsplitterung auftritt.
DHm ist vorzugsweise mindestens 1,1-mal so groß wie die dynamische Härte DHs der gehärteten Oberfläche. Wenn DHm mindestens 1,1-mal so groß wie DHs ist, kann der Anstoßdruck zuverlässiger auf das zu reinigende Bauteil aufgebracht werden.
DHm ist höchstens 10-mal so groß wie DHs. Wenn DHm höchstens 10-mal so groß wie DHs ist, wird die Härte des gehärteten Bereichs des inneren Abschnitts der Kontaktfläche nicht übermäßig groß, und somit ist es unwahrscheinlich, dass die Gummielastizität des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils beeinträchtigt wird. Ein noch mehr bevorzugter Bereich von DHm ist mindestens 1,2-mal so groß und höchstens 8-mal so groß wie DHs.
Der gehärtete Bereich ist besser noch auf sowohl der ersten Fläche als auch der zweiten Fläche ausgebildet, die die Kante des elastischen Bauteils bilden, die gegen das zu reinigende Bauteil stoßen soll. Dies liegt daran, weil, wie in 3 gezeigt ist, während des Reinigens in einigen Fällen sowohl die erste Fläche als auch die zweite Fläche mit dem zu reinigenden Bauteil in Kontakt kommen können.
- Verfahren zum Messen der Härte des gehärteten Bereichs -
Bei der Erfindung kann die Härte des gehärteten Bereichs durch das folgende Verfahren gemessen werden. Als Messvorrichtung kann ein „Shimadzu dynamic ultra hardness tester DUH-W211S“, hergestellt von der Shimadzu Corporation, verwendet werden. Als Eindringkörper wird ein 115° Dreieckpyramiden-Eindringkörper verwendet, und die dynamische Härte kann durch den folgenden Berechnungsausdruck ermittelt werden.
Dynamische Härte: $DH= α \times {P/D}^{2}$
wobei α eine Konstante einer Eindringkörperform darstellt, P eine Prüfkraft (mN) darstellt und D einen Eindringbetrag (Eindringtiefe) (µm) des Eindringkörpers in eine Probe darstellt.
Die Messbedingungen sind wie folgt.

α: 3,8584
P: 1,0 mN
Belastungsgeschwindigkeit: 0,03 mN/s
Haltezeit: 5 Sekunden
Messumgebung: 23°C Temperatur, 55% relative Luftfeuchtigkeit
Auslagerung Messprobe: für 6 Stunden oder mehr in einer Umgebung mit 23°C Temperatur und 55% relativer Luftfeuchtigkeit

Ein Verfahren zum Anfertigen einer Messprobe ist wie folgt. Die Messprobe wird jeweils ausgehend von Zwischenpunkten (drei Punkten) an drei Stellen, die ermittelt werden, indem der Bilderzeugungsbereich in der Längsrichtung gleichmäßig unterteilt wird, mit Abmessungen von 4 mm in einer Längsrichtung (2 mm vom Zwischenpunkt in beiden Richtungen) und 2 mm ausgehend von einer Kante 7 in der Querrichtung herausgeschnitten (siehe 5).
Eine Messprobe wird so platziert, dass der Eindringkörper mit der gehärteten Oberfläche (erste Fläche, zweite Fläche) des gehärteten Bereichs der Messprobe senkrecht in Kontakt gelangt, und es wird an einer Stelle 2 mm vom Endabschnitt in der Längsrichtung und an einer Stelle, die von der Kante in der Querrichtung und in der Dickenrichtung um 100 µm oder mehr und 500 µm oder weniger entfernt ist, die dynamische Härte DHs der gehärteten Oberfläche gemessen. 6A ist eine Ansicht, um die Anordnung darzustellen, in der die Messprobe so platziert wird, dass der Eindringkörper senkrecht mit einer zweiten Fläche S₂ der Messprobe in Kontakt gelangt. Diese Messung erfolgt für drei Messproben, und der Mittelwert davon wird als eine dynamische Härte DHs₂ der Oberfläche der zweiten Fläche S₂ definiert. Auf ähnliche Weise werden die drei Messproben so platziert, dass der Eindringkörper senkrecht mit einer ersten Fläche S₁ jeder Messprobe in Kontakt gelangt, und ein Mittelwert der Messwerte der drei Messproben wird als eine dynamische Härte DHs₁ der Oberfläche der ersten Fläche S₁ definiert. Der höhere Wert der dynamischen Härte DHs₁ der Oberfläche der ersten Fläche S₁ und der dynamischen Härte DHs₂ der Oberfläche der zweiten Fläche S₂ wird als die dynamische Härte DHs (mN/µm²) der gehärteten Oberfläche definiert.
Die dynamische Härte des inneren Abschnitts in der Umgebung der Oberfläche des gehärteten Bereichs im Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils in dem zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitt des elastischen Bauteils wird durch die folgende Vorgehensweise gemessen. Jede Messprobe wird nach der oben genannten Messung an einer Stelle von 2 mm in der Längsrichtung geschnitten und so platziert, dass der Eindringkörper mit einer Schnittfläche S_c senkrecht in Kontakt gelangt (siehe 6B). Die Messstellen Mp werden als Stellen auf einer Geraden L_b definiert, die den Winkel einer Kante E in zwei Hälften teilt, wobei hinsichtlich des Abstands L von der Kante E ein Messintervall d 10 µm beträgt (siehe 7). Die Messung erfolgt nacheinander an jeder Messstelle Mp und wird solange weiter durchgeführt, bis ein Messwert die dynamische Härte des elastischen Bauteils erreicht, bei der der gehärtete Bereich nicht ausgebildet ist. Diese Messung erfolgt für drei Messproben, und ein Mittelwert von ihr wird als die dynamische Härte des inneren Abschnitts des freien Endes definiert. Ein Maximalwert dieser Messwerte der dynamischen Härte wird durch DHm (mN/µm²) dargestellt.
-- Verfahren zur Herstellung einer Reinigungsklinge --
- Herstellung eines Vorläufers der Reinigungsklinge -
Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsklinge kann aus jedem geeigneten bekannten Verfahren gewählt werden und es ist nicht besonders beschränkt. Außerdem kann ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bauteils aus jedem geeigneten bekannten Verfahren gewählt werden, etwa einem Formverfahren und einem Zentrifugalformverfahren. Zum Beispiel wird in einer Form für eine Reinigungsklinge mit einem Hohlraum zum Ausbilden eines elastischen Bauteils ein Tragebauteil platziert, bei dem auf einem Kontaktabschnitt bezüglich des elastischen Bauteils ein Klebstoff aufgebracht ist. Unterdessen wird ein Vorpolymer, das erzielt wird, indem ein Polyisocyanat und ein Polyol teilpolymerisiert werden, und ein polyolhaltiges Härtungsmittel, ein Kettenverlängerer, ein Katalysator und andere Zusatzstoffe in eine Druckgussmaschine gefüllt und in einer Mischkammer bei einem vorbestimmten Verhältnis gemischt und gerührt, um dadurch eine Ausgangsmaterialzusammensetzung, etwa ein Polyurethan-Elastomer, anzufertigen. Die Ausgangsmaterialzusammensetzung wird in die Form gespritzt, um auf der Oberfläche des Tragebauteils mit dem darauf aufgebrachten Klebstoff einen gehärteten Formartikel (ein elastisches Bauteil) auszubilden, woraufhin nach einem Reaktionshärten ein Entformen folgt. Falls notwendig, wird der gehärtete Formartikel zugeschnitten, um eine vorbestimmte Abmessung des elastischen Bauteils und die Genauigkeit einer Abmessung einer Kante eines Stoßabschnitts des elastischen Bauteils sicherzustellen, um dadurch einen Vorläufer einer Reinigungsklinge herzustellen, der das elastische Bauteil an das Tragebauteil angeformt hat.
Wenn ein elastisches Bauteil durch eine Zentrifugalformmaschine hergestellt wird, wird eine Ausgangsmaterialzusammensetzung, etwa ein Polyurethan-Elastomer, das erzielt wird, indem ein Vorpolymer, das durch Teilpolymerisieren eines Polyisocyanats und eines Polyols erzielt wird, und ein polyolhaltiges Härtungsmittel, ein Kettenverlängerer, ein Katalysator und andere Zusatzstoffe gemischt und gerührt werden, in eine Drehtrommel gefüllt, um dadurch eine Polyurethan-Elastomerplatte anzufertigen. Die Polyurethan-Elastomerplatte wird geschnitten, um eine vorbestimmte Abmessung und die Genauigkeit einer Abmessung einer Kante eines Stoßabschnitts des elastischen Bauteils sicherzustellen. Die so erzielte Polyurethan-Elastomerplatte (das elastische Bauteil) wird mit einem Tragebauteil, das darauf einen Klebstoff aufgebracht hat, verbunden, um dadurch einen Vorläufer einer Reinigungsklinge herzustellen.
- Ausbildung eines gehärteten Bereichs -
Ein gehärteter Bereich kann durch das oben beschriebene Verfahren ausgebildet werden. Und zwar wird zunächst auf zum Beispiel eine erste Fläche und eine zweite Fläche eines Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils des Vorläufers der Reinigungsklinge ein Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs aufgebracht. Dann wird der Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils einer mindestens 3 Minuten langen Wärmebehandlung bei zum Beispiel einer Temperatur von 80°C unterzogen. Damit kann auf der Oberfläche und in dem inneren Abschnitt des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils ein gehärteter Bereich ausgebildet werden.
Wenn es notwendig ist, das elastische Bauteil zu schneiden, um auf der Reinigungsklinge eine Kante auszubilden, die gegen das zu reinigende Bauteil stoßen soll, kann der gehärtete Bereich vor oder nach dem Schneiden ausgebildet werden. Im Fall des Zentrifugalformens kann der gehärtete Bereich auch ausgebildet werden, bevor das elastische Bauteil mit dem Trägerbauteil verbunden wird. Auf die oben beschriebene Weise kann die Reinigungsklinge erzielt werden.
-- Prozesskartusche und elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät --
Die erfindungsgemäße Reinigungsklinge kann dafür verwendet werden, in einer Prozesskartusche für ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät eingebaut zu werden. Die erfindungsgemäße Reinigungsklinge kann auch dafür verwendet werden, in ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät eingebaut zu werden.
9 ist eine schematische Zeichnung, die ein Aufbaubeispiel des elektrofotografischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das in 9 gezeigte Ausführungsbeispiel des elektrofotografischen Bilderzeugungsgeräts umfasst die Prozesskartusche gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In 9 wird ein zylinderförmiges elektrofotografisches lichtempfindliches Bauteil 91 in der Pfeilrichtung (im Uhrzeigersinn) mit einer Achse 92 als Mitte und einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit drehend angetrieben.
Die Oberfläche (Umfangsfläche) des drehend angetriebenen elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 wird durch eine Ladevorrichtung 93 auf ein positives oder negatives Potential geladen und anschließend mit einem Belichtungslicht (Bildbelichtungslicht) 94 belichtet, das von einer (nicht in der Figur gezeigten) Bildbelichtungsvorrichtung abgegeben wird. Somit wird auf der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 ein elektrostatisches Latentbild erzeugt, das einem beabsichtigten Bild entspricht.
Das elektrostatische Latentbild, das auf der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 erzeugt wird, wird durch eine Entwicklungsvorrichtung 95 und mit Hilfe von Toner, der in der Entwicklungsvorrichtung 95 gespeichert ist, entwickelt und zu einem Tonerbild ausgebildet.
Das Tonerbild, das auf der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 ausgebildet wird, wird durch eine Übertragungsvorrichtung 96 aufeinanderfolgend auf ein Übertragungsmedium (Papier oder dergleichen) 97 übertragen.
Das Übertragungsmedium 97, auf das das Tonerbild übertragen wurde, wird von der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 getrennt, in eine Fixiervorrichtung 98 eingeführt, einer Bildfixierung unterzogen und dadurch außerhalb des elektrofotografischen Geräts als ein Bilderzeugnis (Druck, Kopie) ausgedruckt.
Eine Reinigungsklinge 1 entfernt als Reinigungsvorrichtung von der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91, nachdem das Tonerbild in Übereinstimmung mit der Drehung des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 übertragen wurde, den Übertragungsresttoner, während sie die Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 mit einem vorbestimmten Liniendruck berührt. Danach wird das elektrofotografische lichtempfindliche Bauteil 91 durch Vorbelichtungslicht 99 von einer (nicht in der Figur gezeigten) Vorbelichtungsvorrichtung entladen und erneut zur Bilderzeugung genutzt.
Von den Bestandteilen, zu denen das elektrofotografische lichtempfindliche Bauteil 91, die Ladevorrichtung 93, die Entwicklungsvorrichtung 95, die Übertragungsvorrichtung 96 und die Reinigungsklinge 1 als die Reinigungsvorrichtung gehören, sind mehrere Bestandteile einschließlich des elektrofotografischen lichtempfindlichen Bauteils 91 in einem Behälter untergebracht und als eine Prozesskartusche, die sich lösbar an einen Körper des elektrofotografischen Bilderzeugungsgeräts anbringen lässt, einstückig zu einer Einheit ausgebildet. In 9 sind das elektrofotografische lichtempfindliche Bauteil 91, die Ladevorrichtung 93, die Entwicklungsvorrichtung 95 und die Reinigungsklinge 1 als die Reinigungsvorrichtung einstückig zu einer Kartusche ausgebildet und werden als eine Prozesskartusche 900 angesehen, die sich unter Verwendung einer Führungsvorrichtung 901, etwa einer Schiene, die in dem Körper des elektrofotografischen Bilderzeugungsgeräts vorgesehen ist, lösbar an dem Körper des elektrofotografischen Bilderzeugungsgeräts anbringen lässt.
-- Beispiele --
Die Erfindung wird nun anhand von Herstellungsbeispielen, Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, doch diese Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt. Als Ausgangsmaterialien, die von denen, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben werden, verscheiden sind, wurden Reagenzien oder industrielle Reagenzien verwendet.
- Beispiel 1 -
In diesem Beispiel wurde eine Anformreinigungsklinge wie in 1A hergestellt und beurteilt.
Tragebauteil
Es wurde ein zinkbeschichtetes Stahlblech mit einer Dicke von 1,6 mm angefertigt und bearbeitet, wodurch das in 2 dargestellte Tragebauteil 3 angefertigt wurde, das einen L-förmigen Querschnitt hatte. Auf einem Abschnitt des Tragebauteils, mit dem ein elastisches Bauteil in Kontakt gebracht wurde, wurde ein Klebstoff (Markenname: Chemlok 219, hergestellt von der LORD Corporation) zum Anhaften eines Polyurethan-Kunststoffs aufgebracht.
Anfertigung Ausgangsmaterial für elastisches Bauteil

Materialien der Arten und Mengen, die in der Zeile „Komponente 1“ von Tabelle 1 angegeben sind, wurden reagieren gelassen, indem sie 3 Stunden lang bei 80°C gerührt wurden, wodurch ein Vorpolymer angefertigt wurde, das in einer Molkonzentration von 8,50% ein Isocyanat enthielt. Dann wurden 212,9 g eines Härtungsmittels, das Materialien der Arten und Mengen enthielt, die in der Zeile „Komponente 2“ von Tabelle 1 angegeben sind, mit 1000 g des Vorpolymers gemischt, um eine Polyurethan-Elastomer-Zusammensetzung anzufertigen, die bezogen auf eine Isocyanatgruppe in einem Molverhältnis (α-Wert) von 0,60 eine Hydroxylgruppe enthielt, und die Polyurethan-Elastomer-Zusammensetzung wurde als ein Ausgangsmaterial für ein elastisches Bauteil definiert. Tabelle 1

	Abkürzung	Material	Verwendungsmenge (g)
Komponente 1	MDI	4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (Markenname: MILLIONATE MT, hergestellt durch Tosoh Corporation)	321,2
Komponente 1	PBA	Polybutylen-Adipatpolyesterpolyol mit einem anzahlgemittelten Molekulargewicht von 2.500	678,8
Komponente 2	PHA	Polyhexylen-Adipatpolyesterpolyol mit einem anzahlgemittelten Molekulargewicht von 1.000	161,6
	14BD	1,4-Butandiol	28,1
	TMP	Trimethylolpropan	22,9
	Katalysator A	Polycat 46 (Markenname, hergestellt von Air Products and Chemicals, Inc.)	0,07
	Katalysator B	N,N-Dimethylaminohexanol (Markenname: KAOLIZER Nr. 25, hergestellt durch Kao Corporation)	0,3

Anformen elastisches Bauteil an Tragebauteil
Die Polyurethan-Elastomerzusammensetzung wurde in eine Form für eine Reinigungsklinge eingespritzt, in der der Abschnitt des Tragebauteils, das darauf den Klebstoff aufgebracht hatte, so angeordnet war, dass er in einen Hohlraum vorragte, und 2 Minuten lang bei 180°C gehärtet, worauf ein Entformen folgte, wodurch ein Anformartikel des elastischen Bauteils und des Tragebauteils angefertigt wurde.
Bevor ein gehärteter Bereich ausgebildet wurde, wurde der Anformartikel zugeschnitten, um so einen Kantenwinkel von 90° und Abmessungen des elastischen Bauteils in der Querrichtung (untere Fläche 5), der Dickenrichtung (vertikale Fläche 6) und der Längsrichtung von jeweils 7,5 mm, 1,8 mm und 240 mm zu erhalten.
Ausbildung gehärteter Bereich
Als Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs wurde modifiziertes MDI (Markenname: MILLIONATE MTL, hergestellt durch die Tosoh Corporation) bereitgestellt. Das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs wurde auf 80°C erwärmt, und das angeformte elastische Bauteil wurde 20 Sekunden lang so in das Material getaucht, dass fünf andere Oberflächen als eine Oberfläche 11 (2) auf einer Seite gegenüber dem Tragebauteil in das Material getaucht wurden, wodurch das Material auf jede Oberfläche aufgebracht wurde. Dann wurde das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs auf den Oberflächen des elastischen Bauteils mit einem Schwamm, der mit Butylacetat vollgesaugt war, das als ein Lösungsmittel diente, weggewischt. Dann wurde das elastische Bauteil 40 Minuten lang in einem Elektroofen einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 130°C unterzogen, sodass das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs, das in das elastische Bauteil eingetränkt war, in den inneren Abschnitt des elastischen Bauteils diffundierte, um zu härten. Somit wurde eine Reinigungsklinge 1 erzielt, bei der der gehärtete Bereich auf den fünf Oberflächen (der ersten Fläche, der zweiten Fläche, der zur ersten Fläche entgegengesetzten Fläche und den beiden Endflächen in der Längsrichtung) des elastischen Bauteils und in den inneren Abschnitten dieser Oberflächen ausgebildet war. Der gehärtete Bereich wurde 1 Stunde nach dem Formen des elastischen Bauteils ausgebildet.
Die erzielte Reinigungsklinge wurde durch das folgende Verfahren beurteilt. Die Ergebnisse jeder Beurteilung sind in der Tabelle 4 angegeben. Außerdem ist in 4 eine dynamische Härte einer gehärteten Oberfläche und eines inneren Abschnitts der erzielten Reinigungsbauteile für die Beispiele 1, 4 und 11 und die Vergleichsbeispiele 1 und 4 angegeben.
Messung Härte gehärteter Bereich
Die Härte der ersten Fläche und der zweiten Fläche wurde durch das oben genannte Verfahren zum Messen einer Härte eines gehärteten Bereichs gemessen, wodurch die dynamische Härte DHs bestimmt wurde. Der maximale Wert DHm der dynamischen Härte wurde ebenfalls gemessen.
Beurteilung Reinigungsvermögen
Die Reinigungsklinge 1 wurde als eine Reinigungsklinge einer als zu reinigendes Bauteil dienenden lichtempfindlichen Trommel in eine schwarze Kartusche eines Farblaserdruckers (Markenname: HP LaserJet Enterprise Color M553dn, hergestellt durch die Hewlett-Packard Company) eingebaut. Dann wurden auf 12.500 Blättern, die dazu in der Lage waren, in einer Umgebung mit geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit bedruckt zu werden (15°C Temperatur und 10% relative Luftfeuchtigkeit), Bilder erzeugt (nachstehend als „normale Beurteilung“ bezeichnet). Außerdem wurde eine Entwicklungsvorrichtung durch eine Entwicklungsvorrichtung mit einer neuen schwarzen Kartusche ersetzt, und es wurden erneut auf 12.500 Blättern, die dazu in der Lage waren, bedruckt zu werden, Bilder erzeugt (nachstehend als „zweifache Beurteilung“ bezeichnet). Im Übrigen erfolgte die Beurteilung, während Resttoner ordnungsgemäß durch ein Loch, das sich auf einer Kartuschenrückseite öffnete, herausgesaugt wurde. Die erzielten Bilder wurden beruhend auf den folgenden Beurteilungskriterien im Hinblick auf das Leistungsvermögen eingestuft.

A: Es gab bei der normalen Beurteilung oder der zweifachen Beurteilung keinen durch die Reinigungsklinge verursachten Bildfehler (Bildstreifen).
B: Es gab bei der normalen Beurteilung keinen durch die Reinigungsklinge verursachten Bildfehler (Bildstreifen), wohl aber leicht bei der zweifachen Beurteilung. Allerdings bestehen keine Probleme für die praktische Nutzung.
C: Es gab bei der normalen Beurteilung keinen durch die Reinigungsklinge verursachten Bildfehler (Bildstreifen), wohl aber bei der zweifachen Beurteilung.
D: Es gab sowohl bei der normalen Beurteilung als auch bei der zweifachen Beurteilung einen durch die Reinigungsklinge verursachten Bildfehler (Bildstreifen). Allerdings bestehen keine Probleme für die praktische Nutzung.
E: Es gab sowohl bei der normalen Beurteilung als auch bei der zweifachen Beurteilung einen durch die Reinigungsklinge verursachten Bildfehler (Bildstreifen).

Beurteilung Kantenabsplitterung Reinigungsklinge
Nach Abschluss der oben genannten Reinigungsleistungsbeurteilung (zweifachen Beurteilung) wurde die Reinigungsklinge aus der Kartusche entfernt und bei 1000facher Vergrößerung mit einem Digitalmikroskop 100 (Markenname: VHX-5000 (Hauptkörper) und VH-ZST (Linse), hergestellt durch Keyence Corporation), untersucht. In einem Zustand, in dem der Spitzenendabschnitt der ersten Fläche (der unteren Fläche 5) des elastischen Bauteils der Reinigungsklinge als eine Untersuchungsfläche eingerichtet war und die Reinigungsklinge an einer Stelle angeordnet war, an der sie um 45° schräg geneigt war, sodass, wie in 8 dargestellt ist, das Tragebauteil nach oben und der Spitzenendabschnitt des elastischen Bauteils nach unten wies, wurde in der Längsrichtung der gesamte Bereich der Reinigungsklinge untersucht. Wie in der vergrößerten Teilansicht dargestellt ist, die von dem gestrichelten Kreis in 8 umrahmt ist (Untersuchungsansicht bei 1000-facher Vergrößerung), wurde ein Maximalwert des Abstands eines Kantenabsplitterungsabschnitts in der Querrichtung als ein „Kantenabsplitterungsbetrag d_c“ gemessen, und das Leistungsvermögen wurde beruhend auf den folgenden Beurteilungskriterien eingestuft. Genauer gesagt bezeichnet der Kantenabsplitterungsbetrag d_c einen Abstand zwischen einer gedachten Linie L_v, die unter der Annahme, dass die Kante nicht abgesplittert war, ermittelt wird, und einem Abschnitt des Kantenabsplitterungsabschnitts, der am meisten abgesplittert war.

A: Es gab keine Kantenabsplitterung.
B: Der Kantenabsplitterungsbetrag betrug weniger als 2 µm.
C: Der Kantenabsplitterungsbetrag betrug 2 µm oder mehr und weniger als 5 µm.
D: Der Kantenabsplitterungsbetrag betrug 5 µm oder mehr.

Gesamtbeurteilung
Beruhend auf der Einstufung der Bildbeurteilung des Reinigungsvermögens und der Einstufung der Beurteilungsergebnisse der Kantenabsplitterungsbeurteilung der Reinigungsklinge erfolgte wie folgt eine Gesamtbeurteilung.

A: Die Beurteilungsergebnisse sind eine Kombination von A/A, A/B oder B/A.
B: Die Beurteilungsergebnisse sind eine Kombination von A/C, C/A, B/B, B/C oder C/B.
C: Die Beurteilungsergebnisse sind eine Kombination von C/C.
D: Die Beurteilungsergebnisse schließen ein oder mehr D, aber kein E ein.
E: Die Beurteilungsergebnisse schließen ein oder mehr E ein.

Hochschlagbeurteilung Reinigungsklinge (Bezugnahme)
Bei der oben genannten Beurteilung des Reinigungsvermögens trat kein Hochschlagen oder anormales Geräusch auf, doch zur Bezugnahme erfolgte wie folgt eine Hochschlagbeurteilung der Reinigungsklinge in einer Umgebung, die härter als im normalen Gebrauch war.
Die Reinigungsklinge dieses Beispiels wurde als eine Reinigungsklinge für eine als zu reinigendes Bauteil dienende lichtempfindliche Trommel in eine andere neue schwarze Kartusche eingebaut als bei der Beurteilung des Reinigungsvermögens, und es wurden auf 10.000 Blättern in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (30°C Temperatur und 80% relative Luftfeuchtigkeit) Bilder erzeugt. Danach wurde die Kartusche, aus der die Entwicklungsvorrichtung entfernt worden war, in eine Leerlaufmaschine (eine Vorrichtung mit einer Halterung, die so gestaltet war, dass sie die Kartusche hielt, während die lichtempfindliche Trommel gedreht wurde) gesetzt. Die lichtempfindliche Trommel wurde in der gleichen Umgebung mit einer Drehzahl von 170 U/min leerlaufen gelassen, und es wurde 10 Minuten lang der Zustand des Spitzenendabschnitts der Reinigungsklinge untersucht. Der Spitzenendabschnitt der Reinigungsklinge wurde untersucht, indem die Kartusche bearbeitet wurde und eine CCD-Kamera oder dergleichen eingesetzt wurde. Das Leistungsvermögen wurde beruhend auf den folgenden Beurteilungskriterien eingestuft.

A: Es gab weder Hochschlagen noch ein anormales Geräusch (Klappergeräusch).
B: Es gab kein Hochschlagen, wohl aber ein anormales Geräusch (Klappergeräusch).
C: Es gab Hochschlagen.

- Beispiele 2 bis 7, 10 bis 12 und 15 bis 16 -
Mit Ausnahme dessen, dass bei der Ausbildung des gehärteten Bereichs die Temperatur, die Eintauchzeit und die Heizbedingung (Temperatur und Zeit) eines Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs und die verstrichene Zeit nach dem Formen des elastischen Bauteils auf die in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen geändert wurden, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 Reinigungsklingen 2 bis 7, 10 bis 12 und 15 bis 16 erzielt, bei denen auf fünf Oberflächen eines elastischen Bauteils und in inneren Abschnitten dieser Oberflächen ein gehärteter Bereich ausgebildet war. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
- Beispiel 8 -
Bei der Ausbildung des gehärteten Bereichs wurden die Temperatur, die Eintauchzeit und die Heizbedingung (Temperatur und Zeit) des Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs auf die in Tabelle 2 angegeben Bedingungen geändert. Bei der Ausbildung des gehärteten Bereichs wurden vier Oberflächen (erste Fläche, zweite Fläche und beide Endflächen in der Längsrichtung) als die Eintauchflächen definiert. Mit Ausnahme dessen wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 eine Reinigungsklinge 8 erzielt, die auf diesen vier Oberflächen und in den inneren Abschnitten dieser Oberflächen einen gehärteten Bereich aufwies. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
- Beispiel 9 -
Mit Ausnahme dessen, dass bei der Ausbildung des gehärteten Bereichs die Temperatur, die Eintauchzeit und die Heizbedingung (Temperatur und Zeit) eines Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs auf die in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen geändert wurden, wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 auf fünf Oberflächen eines Anformartikels und in inneren Abschnitten dieser Oberflächen ein gehärteter Bereich ausgebildet. Dann wurde der Anformartikel gekühlt, und beide Endabschnitte des elastischen Bauteils wurden so geschnitten, dass der Abstand in der Längsrichtung auf 240 mm eingestellt wurde. Dadurch wurde eine Reinigungsklinge 9 erzielt, bei der auf drei Oberflächen (erste Fläche, zweite Fläche und zur ersten Fläche entgegengesetzte Fläche) und in inneren Abschnitten dieser Oberflächen ein gehärteter Bereich ausgebildet war. Die Beurteilungsergebnisse sind in der Tabelle 4 angegeben.
- Beispiel 13 -
Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde ein Anformartikel eines Tragebauteils und eines elastischen Bauteils hergestellt. Ein Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs, das das gleiche wie das von Beispiel 1 war, wurde auf 70°C erwärmt, und seine Sprühabgabemenge wurde auf 20 mg für 2 Sekunden eingestellt. Dann wurde das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs auf eine untere Fläche (erste Fläche; Bereich in einem Abstand von 3 mm von einer Kante in der Z-Richtung) des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils gesprüht, während das elastische Bauteil mit 50 mm/s bewegt wurde. Dann wurde der Anformartikel 10 Minuten lang in einer Umgebung mit einer Temperatur von 25°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% stehen gelassen und 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 180°C einer Wärmebehandlung in einem Elektroofen unterzogen. Als Nächstes wurde der Anformartikel gekühlt, und das elastische Bauteil wurde so geschnitten, dass es in der Querrichtung und der Längsrichtung vorbestimmte Abmessungen hatte, wodurch eine Reinigungsklinge 13 angefertigt wurde. Der gehärtete Bereich war nur auf der unteren Fläche (erste Fläche) des elastischen Bauteils ausgebildet. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
- Beispiel 14 -
Es wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ein Anformartikel eines Tragebauteils und eines elastischen Bauteils angefertigt. Bevor dann ein gehärteter Bereich ausgebildet wurde, wurde das elastische Bauteil so geschnitten, dass es in der Querrichtung eine vorbestimmte Abmessung hatte. Dann wurde ein Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs, das das gleiche wie das von Beispiel 1 war, auf 80°C erwärmt, und seine Aufbringungsmenge wurde so eingestellt, dass sie 18 mg für 20 Tröpfchen betrug. Dann wurde das Material zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs mittels eines Spenders auf eine vertikale Fläche (zweite Fläche) des elastischen Bauteils aufgebracht, während das elastische Bauteil mit 100 mm/s bewegt wurde. Dann wurde der Anformartikel 10 Minuten lang in einer Umgebung mit einer Temperatur von 25°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% stehen gelassen und 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 130°C einer Wärmebehandlung in einem Elektroofen unterzogen. Als Nächstes wurde der Anformartikel gekühlt, und das elastische Bauteil wurde so geschnitten, dass es in der Längsrichtung einen Abstand von 240 mm hatte, wodurch eine Reinigungsklinge 14 angefertigt wurde. Ein gehärteter Bereich wurde nur auf der vertikalen Fläche (zweiten Fläche) des elastischen Bauteils ausgebildet. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Die Unterschiede zwischen den Herstellungsbedingungen der Beispiele 13 und 14 sind in Tabelle 3 angegeben.
- Vergleichsbeispiel 1 -
Dieses Vergleichsbeispiel ist ein Beispiel, in dem auf einem elastischen Bauteil kein gehärteter Bereich ausgebildet ist. Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde ein Anformartikel eines Tragebauteils und eines elastischen Bauteils hergestellt. Dann wurde das elastische Bauteil so geschnitten, dass es eine Abmessung von 7,5 mm in der Querrichtung und eine Abmessung von 240 mm in der Längsrichtung hatte, wodurch eine Reinigungsklinge 21 angefertigt wurde. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
- Vergleichsbeispiele 2 und 3 -
Mit Ausnahme dessen, dass bei der Ausbildung des gehärteten Bereichs die Temperatur, die Eintauchzeit und die Heizbedingung (Temperatur und Zeit) eines Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs und eine verstrichene Zeit nach dem Formen des elastischen Bauteils auf die in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen geändert wurden, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 Reinigungsklingen 22 und 23 erzielt, bei denen auf fünf Oberflächen eines elastischen Bauteils und in inneren Abschnitten dieser Oberflächen ein gehärteter Bereich ausgebildet war. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
- Vergleichsbeispiel 4 -

Die Temperatur und Eintauschzeit eines Materials zum Ausbilden eines gehärteten Bereichs wurden bei der Ausbildung des gehärteten Bereichs auf die in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen geändert. Die Wärmebehandlung wurde nicht durchgeführt. Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde eine Reinigungsklinge 24 erzielt, bei der auf fünf Oberflächen des elastischen Bauteils und in inneren Abschnitten dieser Oberflächen ein gehärteter Bereich ausgebildet war. Der gehärtete Bereich wurde nach Ablauf von 24 Stunden nach dem Formen des elastischen Bauteils ausgebildet. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 3

		Beispiel 13	Beispiel 14
Aufbringungsfläche		Nur untere Fläche (erste Fläche)	Nur senkrechte Fläche (zweite Fläche)
Anzahl an Härtungsbehandlungsoberflächen des elastischen Bauteils		1 Oberfläche	1 Oberfläche
Aufbringungsverfahren		Sprühaufbringung	Spenderaufbringung
Wärmebehandlungstemperatur	°C	180	130
Wärmebehandlungszeit	Minuten	3	30
Verstrichene Zeit nach Formung des elastischen Bauteils während Ausbildung des gehärteten Bereichs	Stunden	1	1

In jedem der Beispiele 1 bis 14 erfüllte die dynamische Härte DHs der Oberfläche des gehärteten Bereichs die Bedingung des Ausdrucks (1), und der Maximalwert DHm der dynamischen Härte im inneren Abschnitt des freien Endes erfüllte die Bedingung des Ausdrucks (2). Daher wurden zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, bei denen ein Anstoßdruck, der zum Reinigen der Oberfläche des zu reinigenden Bauteils erforderlich war, gewährleistet war, sodass das Reinigungsvermögen gewahrt wurde und die Kantenabsplitterung des Spitzenendabschnitts der Reinigungsklinge auch nach einer Langzeitnutzung geringer war. Im Einzelnen konnten die Beispiele 1, 8, 15 und 16 noch mehr zufrieden stellen.
In den Beispielen 1 bis 12 war der gehärtete Bereich auf sowohl der ersten Fläche als auch der zweiten Fläche ausgebildet, die die Kante des elastischen Bauteils bildeten, die gegen das zu reinigende Bauteil stoßen sollte. Daher war das Verhalten des Spitzenendabschnitts während des Reinigens stabiler und das Reinigungsvermögen konnte noch mehr zufrieden stellen.
In den Beispielen 1 bis 11 war DHm höchstens 10-mal so groß wie DHs eingestellt, weswegen die Härte des gehärteten Bereichs in der Anstoßfläche nicht übermäßig groß war. Dadurch war es unwahrscheinlich, dass die Gummielastizität des Spitzenendabschnitts des elastischen Bauteils beeinträchtigt wurde, und das Folgevermögen bezüglich des zu reinigenden Bauteils war besser. Daher konnte die Reinigungsleistung noch mehr zufrieden stellen.
In den Beispielen 1 bis 10 nahm die dynamische Härte allmählich von der Kante zu der Stelle DHm zu. Daher war zwischen der Kante und der Stelle DHm kein Bereich extrem hoher Härte vorhanden, und es war auch nach einer Langzeitnutzung nicht wahrscheinlich, dass es eine Kantenabsplitterung gab.
In den Beispielen 1 bis 8 und 10 bis 12 hatten beide Endflächen in der Längsrichtung eine gehärtete Oberfläche. Daher konnte die Steifheit beider Endflächen gesteigert werden, und das Hochschlagen der Reinigungsklinge wurde noch mehr verringert.
Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben, doch versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten exemplarischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche sollte die breitest mögliche Interpretation zu Gute kommen, damit sämtliche Abwandlungen und äquivalente Strukturen und Funktionen inbegriffen sind.

Claims

Reinigungsklinge (1), mit: einem elastischen Bauteil (2); und einem Tragebauteil (3), das das elastische Bauteil (2) trägt, wobei das elastische Bauteil (2) einen freien Endabschnitt aufweist, der eine Kante (7, E) und eine erste Fläche (5) und eine zweite Fläche (6), die die Kante (7, E) bilden, hat, mindestens eine von der ersten Fläche (5) und der zweiten Fläche (6) eine gehärtete Oberfläche hat, und die Zusammenhänge erfüllt sind, die durch die folgenden Ausdrücke (1) und (2) dargestellt werden: 0,1 ≤ DHs ≤ 0,4; und (1) DHs < DHm, (2) wobei DHs (mN/µm²) eine dynamische Härte der gehärteten Oberfläche darstellt und DHm (mN/µm²) einen Maximalwert der dynamischen Härte darstellt, der in einem Lagebereich ermittelt wird, in dem ein Abstand L von der Kante (7, E) auf einer Geraden (L_b), die einen Winkel der Kante (7, E) in einem zu einer Längsrichtung des elastischen Bauteils (2) senkrechten Querschnitt des elastischen Bauteils (2) in zwei Hälften teilt, 0 µm < L ≤ 100 µm erfüllt.
Reinigungsklinge (1) nach Anspruch 1, wobei eine Stelle auf der Geraden (L_b), die den Maximalwert der auf der Geraden (L_b) ermittelten dynamischen Härte darstellt, in einem Abstand von 20 µm oder mehr und 100 µm oder weniger von der Kante (7, E) vorliegt.
Reinigungsklinge (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die dynamische Härte auf der Geraden (Lb) allmählich von der Kante (7, E) zu einer Stelle, die den Wert DHm darstellt, zunimmt.
Reinigungsklinge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wert DHm mindestens 1,1-mal so groß wie der Wert DHs ist.
Reinigungsklinge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wert DHm höchstens 10-mal so groß wie der Wert DHs ist.
Reinigungsklinge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beide Endflächen (9) des elastischen Bauteils (2) in der Längsrichtung des elastischen Bauteils (2) jeweils die gehärtete Oberfläche haben.
Reinigungsklinge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die gehärtete Oberfläche auf sowohl der ersten Fläche (5) als auch der zweiten Fläche (6) ausgebildet ist.
Prozesskartusche (900) mit der Reinigungsklinge (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät mit der Reinigungsklinge (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.