圖像形成裝置用清潔刮板的製作方法

2023-07-15 02:11:51

專利名稱：圖像形成裝置用清潔刮板的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像形成裝置用清潔刮板，詳細地，是指由橡膠成分中混有樹脂粉末 的熱塑性彈性體構成的成形體。
背景技術：
一般地，靜電照片複印機是以通過放電付與感光體表面以靜電荷，在其上曝光圖 像，形成靜電潛像，接著使帶反極性的色粉附著於靜電潛像進行顯影，將該色粉圖像轉印到 記錄紙上，最後對被轉印了色粉圖像的記錄紙進行加熱加壓，使色粉固定在記錄紙上的原 理進行複印的。因此，為了依次對數張記錄紙進行複印，在上述工序中將色粉圖像從感光體 轉印到記錄紙後，有必要除去殘留在感光體表面的色粉。作為該除去方法的一種，已知有將 清潔刮板壓焊到感光體表面，摺接(捲曲)感光體進行清潔的刮板·清潔方式。作為此刮 板·清潔方式的清潔刮板優選彈性構件。作為該方式所使用的圖像形成裝置用清潔刮板，歷來都使用聚氨酯橡膠製的清潔 刮板，通過此刮板對感光體表面上的粉碎色粉和異形化處理的聚合色粉進行清理。聚氨酯 橡膠製的清潔刮板耐熱性低，存在這樣的問題，由於與感光體之間的摩擦使對清潔舉足輕 重的清潔刮板邊緣部分磨耗變圓從而無法除去色粉。然而，由於現有的粉碎色粉和異形化 處理過的聚合色粉即使在清潔刮板與感光體的接地壓(以下稱為線壓)變低也能夠進行清 潔，因此沒有推進開發耐磨性勝於聚氨酯橡膠製清潔刮板的材料。但是，近年來，基於節能、低成本、高圖像質量化的趨勢，隨著小粒徑、球形聚合色 粉的開發，不提高清潔刮板的線壓的話，除去殘留色粉變得困難，容易出現清潔不良。另一方面，欲提高現有的聚氨酯橡膠製清潔刮板的線壓的話，由於摩擦力變大，邊 緣部分的磨耗變得激烈，聚氨酯橡膠製清潔刮板存在很難提高線壓的問題。進一步，聚氨酯橡膠製清潔刮板也存在高溫高溼時由於滑動振動產生鼓譟現象的 問題點。作為針對此邊緣部分的摩耗和鼓譟的對策，強烈要求降低摩擦係數。為了實現低摩擦係數，可以採用多層結構，進行表面塗層或者改質。例如，日本專利特開2003-103686號公報(專利文獻1)中公開了通過在聚氨酯橡 膠製清潔刮板的邊緣部採用等離子體化學氣相沉積法形成由柔軟的類金剛石 碳(7 > *
· τ > F 7 ^ ·> ) (FDLC)構成的層，得到既不損害基材彈性體的
基本特性，又能實現低摩擦係數，並且耐磨性優異的清潔刮板。通過FDLC層實現了低摩擦 係數，也改善了由於滑動振動弓I起的鼓譟現象。然而，僅在邊緣部附著FDLC，進而由於FDLC對聚氨酯橡膠粘結不充分，不能追從 邊緣的變形，FDLC有被剝離的可能性，故從實用的角度講耐久性和耐磨性尚不充分。進一 步，為了在基材彈性體形成FDLC層，就有必要進行等離子體化學氣相沉積，故存在生產過 程的管理變得複雜，生產成本上升的問題。在多層結構的情況下，生產成本同樣上升，有在實際的批量生產中存在困難的問題。專利文獻1 日本專利特開2003-103686號公報

發明內容
本發明以提供一種通過降低摩擦係數、縮短在邊緣部分的固著-滑動過程中的滑 動距離能夠發揮優異的清潔性能，並且可以低價地簡便地進行生產的圖像形成裝置用清潔 刮板為課題。本發明為了解決上述課題，提供一種圖像形成裝置用清潔刮板，其特徵是，由在氫 化丙烯腈丁二烯橡膠(HNBR)、導入羧基的丙烯腈丁二烯橡膠(XNBR)、導入羧基的氫化丙烯 腈丁二烯橡膠(HXNBR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)或者三元乙丙橡膠(EPDM)的任意一種構 成的橡膠成分中，僅混合作為樹脂粉末的熱塑性氟樹脂粉末的熱塑性彈性體成形，相對於100質量份所述橡膠成分，熱塑性氟樹脂粉末以1質量份以上80質量份以 下的比例進行混合，並且，所述熱塑性氟樹脂粉末的平均粒徑在0. 1 μ m以上20 μ m以下。圖1表示對於旋轉的感光體，在接觸清潔刮板的邊緣時發生的圖像形成裝置用清 潔刮板的邊緣部分的舉動。首先(A) — (B)是固著」、狀態。此時，刮板的反 彈力F《靜摩擦係數Fs，清潔刮片10與感光體12進行相對的移動。感光體位置PO-Pl之 間為固著(7 f 靜摩擦系 數Fs時，清潔刮片10在感光體12的表層邊滑行邊返回。這即是(B) — (C)所示的滑動 (^ 'J -y )狀態。由於滑動中負荷W變小，滑動摩擦係數Fk變小，容易發生色粉的滑漏。 感光體位置P0-P2之間為滑動(7 )距離L2。隨著返回到感光體位置P0，負荷W回 復，此時刮板反彈力F=滑動摩擦係數Fk。於是，再次產生靜摩擦係數Fs，過渡到固著(7 m 」狀態。這即是(C) — (A)所示的再固著」、狀態。本發明人基於分析此清潔刮板邊緣部分的舉動，為了降低摩擦係數，儘可能縮短 滑動狀態的時間，進行潛心研究，發現由在特定的橡膠成分中僅混合具有特定粒徑的熱塑 性氟樹脂粉末作為樹脂粉末的熱塑性彈性體構成的清潔刮板能夠達成上述目的，在實際的 清潔試驗中能夠發揮優異的清潔性能。本發明中使用的橡膠成分為氫化丙烯腈丁二烯橡膠(HNBR)、導入羧基的丙烯腈丁 二烯橡膠(XNBR)、導入羧基的氫化丙烯腈丁二烯橡膠(HXNBR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)或 者三元乙丙橡膠(EPDM)之中的任意一種。構成本發明的圖像形成裝置用清潔刮板的熱塑性彈性體中，所述橡膠成分中作為 樹脂粉末僅混合熱塑性氟樹脂粉末。熱塑性氟樹脂粉末的混合量相對於100質量份橡膠成分在1質量份以上80質量 份以下，優選5質量份以上70質量份以下。熱塑性氟樹脂粉末的混合量少於1質量份時， 很難得到降低摩擦係數的效果，另一方面，多於80質量份時，熱塑性氟樹脂粉末成為橡膠 中的缺陷，耐磨性有可能惡化。熱塑性氟樹脂粉末的平均粒徑在0. Ιμπι以上20μπι以下。熱塑性氟樹脂粉末的平均粒徑小於0. 1 μ m時，產生分散不良，很難得到降低摩擦 係數的效果，另一方面，大於20 μ m時，熱塑性氟樹脂粉末成為橡膠中的缺陷，耐磨性有可 能惡化。
上述平均粒徑優選1. 0 μ m以上15 μ m以下，更優選1. 0 μ m以上10 μ m以下，特別 優選Ι.Ομ 以上5μπ 以下。本發明中使用的熱塑性氟樹脂只要是主鏈具有碳鏈，側鏈具有氟鍵的聚合物的 話，無特別限制。具體地，優選四氟乙烯(PTFE)樹脂粉末、四氟乙烯 全氟烷基乙烯醚(PFA) 樹脂粉末、四氟乙烯·六氟丙烯·全氟烷基乙烯醚(EPE)樹脂粉末、四氟乙烯·六氟丙烯 (FEP)樹脂粉末、四氟乙烯 乙烯(ETFE)樹脂粉末、三氟氯乙烯(CTFE)樹脂粉末、三氟氯乙 烯 乙烯(ECTFE)樹脂粉末、聚氟乙烯(PVF)樹脂粉末或者聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂粉末的 1種或者幾種。上述任一樹脂可以使用催化劑乳化聚合、懸濁聚合、催化劑溶液聚合、氣相聚合和 電離性放射線照射聚合等各種聚合方式所生產的樹脂。此外，可適當使用市售品，例如，可 以列舉，PFA即三井·尹二水。> 7 口口夕$力A公司生產的、/二一 A系列、FEP即三井尹二 求> 7 口口 *彡力義公司生產的特氟龍(註冊商標)FEP100、ETFE即旭硝子社生產的7 」 口 > COP、CTFE即夕· ^矢 >工業公司生產的才、才7 口 > CTFE、PVDF即吳羽化學公司生產的 KF聚合物、PVF即尹二求 >公司生產的Tedlar等。構成本發明的圖像形成裝置用清潔刮板的熱塑性彈性體中，只要不違反本發明的 目的，除上述橡膠成分和熱塑性氟樹脂粉末之外，可以混合公知的添加劑。作為上述添加 劑，可以列舉，補強劑、交聯劑、共交聯劑、硫化促進劑、硫化促進助劑、防老劑、橡膠用軟化劑等。其中，上述熱塑性彈性體中除上述橡膠成分和熱塑性氟樹脂粉末之外，相對於100 質量份上述橡膠成分，混合0. 1 100質量份由炭黑構成的補強劑，並且，含有含交聯劑、硫 化促進劑、硫化促進助劑和防老劑的填料，相對於100質量份上述橡膠成分，該填料的合計 質量優選混合0. 5 90質量份。以上熱塑性彈性體構成的本發明的圖像形成裝置用清潔刮板的特徵在於具有低 摩擦係數特性。作為其指標的靜摩擦係數在2. 0以下，滑動摩擦係數在0. 7以下。靜摩擦係數大於2. 0，滑動摩擦係數大於0. 7時，如圖1所示的滑動狀態變長，色粉 的滑漏量也變多。靜摩擦係數和滑動摩擦係數越低越好，通常，靜摩擦係數在1.0以上，滑 動摩擦係數在0.1以上。摩擦係數以實施例中所述的方法進行測定。進一步，本發明的圖像形成裝置用清潔刮板為了發揮優異的清潔性能，相對於以 200mm/秒的速度旋轉的感光體，接觸清潔刮板的邊緣時發生的固著-滑動舉動中的滑動距 離為1 100 μ m。上述滑動距離優選1 80 μ m。上述滑動距離小於1 μ m時，清潔刮板表現牢固，無 法追從感光體的凹凸，不能得到期待的清潔性能。另一方面，上述滑動距離大於ΙΟΟμπ 時， 固著-滑動舉動變大，有可能發生清潔不良。滑動距離通過實施例中所述的方法進行測定。本發明的清潔刮板優選，厚度為Imm 3mm、寬度為IOmm 40mm、長度為200mm 500mmo對於該清潔刮板的邊緣的感光體的接觸角度優選10° 35°。
發明的效果本發明的圖像形成裝置用清潔刮板通過在僅由HNBR、XNBR、HXNBR、SBR或者EPDM 的任意一種構成的特定橡膠成分中含有特定比例的粒徑被控制的熱塑性氟樹脂粉末，能夠 同時將靜摩擦係數和滑動摩擦係數抑制在較低的狀態，並且，邊緣部分的固著-滑動舉動 中的滑動距離也能夠縮短，故可以發揮優異的清潔性能。本發明的圖像形成裝置用清潔刮板以通常的方法成形在橡膠成分中混練熱塑性 氟樹脂粉末所得的熱塑性彈性體即可，可以利用原有的設備低價且簡便地進行生產。


圖1是為了說明對於旋轉的感光體，接觸清潔刮板的邊緣時發生的固著-滑動舉 動的模式圖。圖2是本發明的圖像形成裝置用清潔刮板的截面模式圖。圖3是裝載了本發明的圖像形成裝置用清潔刮板的彩色用圖像形成裝置的模式 圖。圖4是摩擦係數的測定方法的說明圖。圖5是滑動距離的測定裝置的說明圖。符號說明1圖像形成裝置用清潔刮板10清潔刮片11帶電輥12感光體13中間轉印帶14定影輥15 色粉16 鏡子17 雷射18被轉印體19a、19b 轉印輥21支撐構件22色粉回收箱
具體實施例方式以下針對本發明的圖像形成裝置用清潔刮板的實施方式進行詳細說明。圖2表示本發明的清潔刮板1。清潔刮板1中，通常，清潔刮片10通過黏合劑與支 撐構件21接合。支撐構件21為剛體金屬、具有彈性的金屬、塑料或者陶瓷等形成的物品， 優選金屬制，特別優選無鉻SECC制。作為接合清潔刮片10與支撐構件21的黏合劑，可以列舉，聚醯胺系或者聚氨酯系 熱熔體黏合劑和環氧系或者苯酚系黏合劑等。其中，優選使用熱熔體黏合劑。圖3表示裝載本發明的清潔刮板1的圖像形成裝置。圖3中、11為帶電輥、12為感光體、13為中間轉印帶、14為固定輥、15a 15d為調色劑、16為鏡子、17為雷射、18為被 轉印體、19a為一次轉印輥、19b為二次轉印輥、22為色粉回收箱。圖3所示的圖像形成裝置中，通過以下的步驟形成圖像。首先，感光體12以圖中的箭頭方向進行旋轉，感光體12通過帶電輥11帶電後，激 光17通過鏡16曝光除電感光體12的非圖像部分，相當於畫線部的部分為帶電狀態。接 著，色粉15a供給至感光體12，色粉15a附著於帶電畫線部，形成1色調圖像。此色粉圖像 通過一次轉印輥19a向中間轉印帶13轉印。同樣，感光體12上形成的色粉15b 15d的 各色圖像轉印到中間轉印帶13上，轉印帶13上形成4色的色粉15 (15a 15d)構成的全 彩色圖像。此全彩色圖像通過二次轉印輥19b轉印到被轉印體(通常是紙)18上，經過加 熱到規定的溫度的定影輥14，被固定在被轉印體18的表面上。上述工序中，為了依次複印數張記錄紙，沒有轉印到中間轉印帶13上而是殘留在 感光體12上的色粉，通過壓接在感光體12表面上的清潔刮板1的清潔刮片10搓擦感光體 12從而被除去，通過色粉回收箱22被回收。本發明的清潔刮板是由在橡膠成分中僅混合熱塑性氟樹脂粉末作為樹脂粉末的 熱塑性彈性體成形而成。橡膠成分由HNBR、XNBR、HXNBR、SBR或者EPDM的任意一種構成。其中，優選使用 HNBR 或者 HXNBR。上述HNBR為通過對NBR聚合物的主鏈丁二烯包含的雙鍵進行化學的氫化所得，優 選氫化後的殘留雙鍵在10%以下的HNBR。另夕卜，HNBR的鍵合丙烯腈量優選21% 46%，更優選21% 44%。將鍵合丙烯 腈量定於21% 46%是因為，鍵合丙烯腈量不足21%時，機械的物性下降，鍵合丙烯腈量 超過46%時，熱塑性彈性體的玻璃化轉變溫度Tg變高，低溫低溼時的清潔性能容易變差。進一步，HNBR的門尼粘度ML1+4(100°C )優選20 160，更優選40 150。HNBR 的門尼粘度ML1+4(100°C )為20 160是因為，HNBR的門尼粘度ML1+4(100°C )不足20時 分子量下降，耐磨性容易變差，HNBR的門尼粘度ML1+4(100°C )超過160時，由於分子量分 布過剩，混練和成形變得困難。上述XNBR，作為NBR的第三成分三元共聚丙烯酸或者甲基丙烯酸，在側鏈或者末 端導入羧基。下述化學式1表示NBR的化學結構式，下述化學式2表示作為NBR的第三成 分三元共聚丙烯酸(R = H)或者甲基丙烯酸(R = CH3)，導入羧基的XNBR的化學結構。上述HXNBR通過化學氫化XNBR的聚合物主鏈上的丁二烯包含的雙鍵而得到。化 權利要求
一種圖像形成裝置用清潔刮板，其特徵是，由在氫化丙烯腈丁二烯橡膠(HNBR)、導入羧基的丙烯腈丁二烯橡膠(XNBR)、導入羧基的氫化丙烯腈丁二烯橡膠(HXNBR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)或者三元乙丙橡膠(EPDM)的任意一種構成的橡膠成分中，僅混合熱塑性氟樹脂粉末作為樹脂粉末的熱塑性彈性體成形而成，相對於100質量份所述橡膠成分，熱塑性氟樹脂粉末以1質量份以上80質量份以下的比例進行混合，並且，所述熱塑性氟樹脂粉末的平均粒徑在0.1μm以上20μm以下。
2.根據權利要求1所述的圖像形成裝置用清潔刮板，對於以200mm/秒的速度旋轉的感 光體，使之接觸清潔刮板的邊緣時發生的固著-滑動舉動中的滑動距離為1 ΙΟΟμπι。
3.根據權利要求1或2所述的圖像形成裝置用清潔刮板，其靜摩擦係數在1.0以上2. 0 以下，滑動摩擦係數在0. 1以上0.7以下。
4.根據權利要求1至權利要求3任意一項所述的圖像形成裝置用清潔刮板，所述熱塑 性氟樹脂粉末選自四氟乙烯(PTFE)樹脂粉末、四氟乙烯 全氟烷基乙烯醚(PFA)樹脂粉末、 四氟乙烯·六氟丙烯·全氟烷基乙烯醚(EPE)樹脂粉末、四氟乙烯·六氟丙烯(FEP)樹脂 粉末、四氟乙烯·乙烯(ETFE)樹脂粉末、三氟氯乙烯(CTFE)樹脂粉末、三氟氯乙烯·乙烯 (ECTFE)樹脂粉末、聚氟乙烯(PVF)樹脂粉末或者聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂粉末的1種或者 幾種。
5.根據權利要求1至權利要求4的任意一項所述的圖像形成裝置用清潔刮板，所述 熱塑性彈性體中除所述橡膠成分和熱塑性氟樹脂粉末之外，相對於100質量份所述橡膠 成分，還含有0. 1 100質量份的由炭黑構成的補強劑，並且，還含有含交聯劑、硫化促進 劑、硫化促進助劑和防老劑的填料，該填料的合計質量相對於100質量份所述橡膠成分為 0. 5 90質量份。
6.根據權利要求1至權利要求5的任意一項所述的圖像形成裝置用清潔刮板，其厚度 為Imm 3mm，寬度為IOmm 40mm，長度為200mm 500mm。
全文摘要
本發明以提供一種通過降低摩擦係數、縮短滑動距離發揮優異的清潔性能，並且可以低價地簡便地進行生產的圖像形成裝置用清潔刮板為課題。提供一種圖像形成裝置用清潔刮板，在由氫化丙烯腈丁二烯橡膠(HNBR)、導入羧基的丙烯腈丁二烯橡膠(XNBR)、導入羧基氫化丙烯腈丁二烯橡膠(HXNBR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、或者三元乙丙橡膠(EPDM)的任意一種構成的橡膠成分中僅混合熱塑性氟樹脂粉末作為樹脂粉末的熱塑性彈性體成形而成，相對於100質量份橡膠成分，熱塑性氟樹脂粉末以1質量份以上80質量份以下的比例混合，並且熱塑性氟樹脂粉末的平均粒徑在0.1μm以上20μm以下。
文檔編號G03G21/10GK101939705SQ20098010455
公開日2011年1月5日 申請日期2009年2月6日 優先權日2008年2月8日
發明者杉本睦樹 申請人:住友橡膠工業株式會社