电子照相带和电子照相图像形成设备

文档序号:946687 发布日期:2020-10-30 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 电子照相带和电子照相图像形成设备 (Electrophotographic belt and electrophotographic image forming apparatus ) 是由 石角圭佑 田中孝幸 泉馆浩次郎 于 2020-04-23 设计创作,主要内容包括:电子照相带和电子照相图像形成设备。环形的电子照相带具有提供了改善的转印残留调色剂清洁性能的清洁刮板。电子照相带具有环形形状并在外周面上包括槽和陆部。槽在带的周向上延伸,陆部位于槽之间。带在外周面上还具有在至少一个槽和与所述一个槽相邻的一个陆部之间的一个或多个凸部,并且在带的在与槽延伸的方向正交的方向上的截面中,凸部比陆部突出得多。(An electrophotographic belt and an electrophotographic image forming apparatus. The endless electrophotographic belt has a cleaning blade that provides improved transfer residual toner cleaning performance. The electrophotographic belt has an annular shape and includes a groove and a land portion on an outer circumferential surface. The grooves extend in the circumferential direction of the belt, and the land portions are located between the grooves. The belt further has one or more protrusions on the outer circumferential surface between the at least one groove and one land portion adjacent to the one groove, and in a cross section of the belt in a direction orthogonal to a direction in which the groove extends, the protrusions protrude more than the land portions.)

电子照相带和电子照相图像形成设备

技术领域

本公开涉及在诸如电子照相设备的电子照相图像形成设备中用作中间转印构件等的电子照相带(electrophotographic belt)以及包括该电子照相带的电子照相图像形成设备。

背景技术

采用了电子照相处理的电子照相图像形成设备(所谓的电子照相设备)包括调色剂图像被从用于电子照相的感光构件直接转印到转印材料(纸、OHT片等)的系统的设备以及中间转印系统的设备。中间转印系统是调色剂图像首先被从感光构件转印到中间转印构件上,然后从中间转印构件二次转印到转印材料上的系统。

在中间转印系统的电子照相设备中,需要可靠地擦拭(去除)未被完全二次转印而是残留在中间转印构件上的调色剂(以下称为“转印残留调色剂”)。用于擦拭中间转印构件上的转印残留调色剂的已知系统之一是如下系统:在该系统中,利用清洁刮板将转印残留调色剂刮除,该清洁刮板是配置成抵靠中间转印构件的表面的弹性体(以下,称为“刮板清洁系统”)。广泛使用的中间转印构件是呈带状的一种,也就是电子照相带。

作为改善刮板清洁系统中的清洁性能的技术,日本特开第2005-82327号公报公开了如下技术:通过为带的外周面设置沿带的长度方向延伸的槽,使作为中间转印构件的环形带具有依据十点平均粗糙度的0.2μm至0.6μm的表面粗糙度。

然而,根据日本特开第2005-82327号公报的电子照相带会经历如下情况:由于长期使用,转印残留调色剂开始滑过清洁刮板,从而降低了其擦拭性能。

根据日本特开第2005-82327号公报的环形带可以用作中间转印构件,以通过利用所采用的刮板清洁系统来测试环形带的清洁性能。结果,环形带上的转印残留调色剂在早期被清洁刮板去除。然而,发现由于清洁刮板和环形带之间的抵接部因所谓的粘着滑动(stick slip)而磨损,在长期使用之后的某些情况下,转印残留调色剂滑动通过清洁刮板和环形带之间的抵接部。这里,粘着滑动是指清洁刮板与环形带之间的抵接部在环形带的旋转方向上伸长,并且抵接部在到达其伸长极限后沿旋转方向的相反方向滑动返回的现象。磨损的清洁刮板增大了其粘附到环形带上的表面以及其滑动距离,因此在滑动时不能获得足够的抵接载荷,从而使转印残留调色剂易于滑动通过抵接部。

发明内容

本公开的一方面旨在提供一种电子照相带,该电子照相带在利用清洁刮板的转印残留调色剂擦拭性能方面是优异的。

本公开的另一方面旨在提供一种电子照相图像形成设备,其能够稳定地形成高等级电子照相图像。

根据本公开的一方面,提供一种具有环形形状的电子照相带,所述电子照相带在外周面上包括槽和陆部,所述槽在所述带的周向上延伸,所述陆部位于所述槽之间,其中,所述带在所述外周面上还具有在至少一个槽和与所述一个槽相邻的一个陆部之间的一个或多个凸部,并且在所述带的在与所述槽延伸的方向正交的方向上的截面中,所述凸部比所述陆部突出得多。

根据本公开的另一方面,提供一种电子照相图像形成设备,其包括电子照相带和清洁刮板,所述清洁刮板被构造成抵靠所述带的外周面,所述清洁刮板设置成与位于所述清洁刮板和所述电子照相带的外周面的抵接咬合部处的槽交叉。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明,本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

图1A、图1B和图1C是均示出根据本公开的电子照相用带的表面的构造示例的示意性截面图。

图2是用于说明构成电子照相带的表面的凹凸的角度的图。

图3是示出中间转印系统的电子照相图像形成设备的构造的示例的图。

图4是示出用于在电子照相带的表面上形成凹凸的加工装置的构造的图。

图5A、图5B和图5C是均示出用于在电子照相带的表面上形成凹凸的切削装置的构造的图。

图6A、图6B和图6C是均示出用于在电子照相带的表面上形成槽的研磨设备的构造的图。

图7A和图7B是均示出电子照相带和清洁刮板之间的接触部的图。

具体实施方式

现在将根据附图详细说明本公开的实施方式、特征和方面。

首先,将参照附图说明根据本公开的方面的电子照相带。注意,在以下说明中,表面粗糙度Rz和凹凸的平均距离Sm均根据日本工业标准(JIS)B0601(2001)来测量。

根据本公开的电子照相带在诸如电子照相设备的电子照相图像形成设备中用作中间转印构件。包括根据本公开的电子照相带的电子照相图像形成设备设置有清洁刮板,该清洁刮板抵靠该电子照相带的表面以去除转印残留调色剂。根据本公开的电子照相带包括形成有多个槽的表面,该多个槽在与清洁刮板的抵接咬合部(abutment nip)相交的方向上延伸。

本公开的一个方面提供了如何通过使电子照相带的外周面的形状形成为下面说明的特定形状来降低转印残留调色剂的滑动通过以及刮板由于上述的粘着滑动而磨损的解决方案。

如图1A至图1C所示,本公开提供了在每两个相邻的槽110之间的位置处形成陆部111,以及在陆部111和与陆部111相邻的两个槽110之间形成凸部112。

这里,在电子照相带的在与多个槽110延伸的方向正交的平面上的截面中,在电子照相带的外周面上出现陆部111和凸部112,并且凸部112比陆部111更突出。凸部112均具有与槽110的延伸方向平行地延伸的棱线形状。由于带具有呈上述轮廓的外表面,所以当清洁刮板11与带5的外表面接触时,在陆部111和清洁刮板11之间产生咬合部,该咬合部防止带的外表面上的转印残留调色剂滑过。

另外,在电子照相带5的外周面上延伸的槽110能够减小在清洁刮板11和电子照相带5之间产生的摩擦阻力。此外,清洁刮板11被比与延伸的槽110相邻的陆部111高的棱线形凸部112抬升,这能够抑制与电子照相带5的过度粘附(粘着)。结果,防止了粘着滑动的发生。

从以下说明的示例中显而易见的是,以S表示每处最接近的槽110之间的距离,并且陆部111能够在与槽110延伸的方向正交的方向上各具有大于等于0.3×S的长度。

清洁刮板11被比陆部111高的棱线形凸部112抬升。这里,凸部112布置在陆部111的至少一侧。在本公开中,当陆部111位于槽110之间时,对于槽110中的至少一个槽,仅需要在该一个槽110和与该一个槽110相邻的陆部111之间形成凸部112。在图1A至图1C所示的构造中,凸部112设置在各个陆部111的两侧,但是例如,凸部112可以设置在陆部111的单侧。然而,为了防止刮板的磨损并提供特别的耐久性,如下所述,凸部112可以形成在槽110的两侧。

在图1至图1C所示的电子照相带中,由槽110延伸的方向与由清洁刮板11在电子照相图像形成设备中形成的抵接咬合部115的长度方向所形成的角度θ可以是直角或接近直角。图2以放大的方式示出了电子照相带5的表面,示出了该角度θ。接近直角的角度是指该角度大于等于60°且小于等于90°。角度θ更优选地设定为大于等于71°且小于等于90°,进一步优选为85°至直角。通过指定具有这种值的角度θ,就会将使得清洁刮板11的抵接咬合部翻过构成比陆部111高的凸部112的侧壁部的力保持得低。认为这减少了清洁刮板11的咬合部的磨损,从而长时间地可靠地抑制了残留转印调色剂的滑过,并且能够获得良好的刮板清洁性能。

下面将更详细地说明本公开的示例实施方式,但本公开不限于该实施方式。

<示例电子照相图像形成设备>

图3示出了电子照相图像形成设备的示例,该电子照相图像形成设备配备有根据本公开的作为中间转印构件的电子照相带,并且该电子照相图像形成设备以电子照相设备的形式构造。该电子照相图像形成设备是使用表示为C、M、Y和K的四种调色剂颜色以在诸如从供纸盒20供给的纸片的记录介质S上形成彩色图像的电子照相图像形成设备,并且其包括沿大致水平方向彼此相邻地安装的用于各个颜色的图像形成站。调色剂的平均粒径为6μm,调色剂的粒径分布基本上能够被认为是正态分布,并且粒径为2μm或更小的调色剂占粒径分布的1%。

用于各个颜色的图像形成站分别包括感光鼓1c、1m、1y和1k。这里,各附图标记之后的符号“c”、“m”、“y”和“k”均表示具有该符号的附图标记所随附的构件属于哪个颜色的图像形成站。电子照相图像形成设备设置有作为激光光学单元的扫描仪3,从扫描仪3分别朝向感光鼓1c、1m、1y和1k照射与各颜色的图像信号相对应的激光束3c、3m、3y和3k。图像形成站都具有相同的结构,因此这里将说明用于颜色K的图像形成站。围绕感光鼓1k配置有作为接触式静电充电装置的导电辊2k、显影装置4k、作为一次转印辊的导电辊8k以及用于擦拭感光鼓1k的刮板14k。显影装置4k设置有:显影剂辊41k,其作为在感光鼓1k上显影潜像的显影剂承载构件;显影剂容器42k,其收纳待供给至显影剂辊41k的调色剂;以及显影剂刮板43k,其调节显影剂辊41上的调色剂的量并且对显影剂辊41k施加电荷。

电子照相带5被构造为具有环形形状的带,被设置用于所有颜色的图像形成站,绕着对向辊92、张紧辊6和驱动辊7环绕,并且被驱动辊7沿箭头a所示的方向旋转。在张紧辊6与驱动辊7之间的部分中,电子照相带5与感光鼓1c、1m、1y和1k的表面一个接一个地接触,并被导电辊8c、8m、8y和8k压在感光鼓1c、1m、1y和1k上。

这导致形成在感光鼓1c、1m、1y和1k的表面上的调色剂图像被转印到作为中间转印构件的电子照相带5的表面上。与对向辊92相对地设置有二次转印辊9,并且二次转印辊9将电子照相带5压向对向辊92。

经由电流感测回路10从电源向二次转印辊9施加二次转印电压。二次转印辊9和对向辊92构成二次转印单元。记录介质S经过供给辊12和输送辊13并在对向辊92的位置处通过电子照相带5和二次转印辊9之间的咬合部,由此使保留在电子照相带5的外周面上的调色剂图像被转印到记录介质S上。这在记录介质S的表面上形成了图像。调色剂图像被转印到其上的记录介质S通过由加热辊151和加压辊152这一对辊构成的定影器15,这将图像定影在记录介质S上,并且记录介质S被排出到输出托盘21。在张紧辊6的位置处,设置有与电子照相带5的外周面抵接的清洁刮板11。未被转印到记录介质S上而是留在电子照相带5的外周面上的调色剂将被清洁刮板11刮除。清洁刮板11是沿与电子照相带5的移动方向大致正交的方向延伸的构件。

<示例电子照相带>

如图1A所示,根据本公开的具有环形形状的电子照相带包括:在面对感光鼓的那侧的表面、即电子照相带的外周面上的陆部111、比陆部111更突出的凸部112以及彼此平行地延伸的槽110。图1A示出了电子照相带在与电子照相带的外周面平行并且与槽110延伸的方向正交的平面上的截面。设置陆部111用于提供利用清洁刮板抵接电子照相带的外周面形成的咬合部。槽110减小了在刮板和电子照相带之间产生的摩擦阻力。设置凸部112用于抑制刮板的粘着滑动。槽110、陆部111和凸部112在电子照相带的外周面上构成凹凸形状113。为了提供稳定的咬合部,凹凸形状113的表面粗糙度Rz可以大于等于0.2μm且小于等于0.6μm。图1A所示的凹凸形状113直接形成于电子照相带的基层101。槽110被设置成在与清洁刮板11的抵接咬合部115交叉的方向上延伸(参见图2)。陆部111均位于相邻的两个槽之间并作为平坦区域,该平坦区域具有表面粗糙度不大于后述的特定值的表面。

已知的用于形成微细凹凸的加工方法包括研磨加工、切削加工、压印加工等;为了形成上述的槽110、陆部111和凸部112,能够使用切削加工、压印加工等。

从加工成本的观点来看,能够将至少包含热塑性树脂的材料用于电子照相带的基层101,并且能够在该电子照相带的外周面上进行压印处理。

能够用于电子照相带的基层101的热塑性树脂材料的示例包括聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、热塑性聚酰亚胺、聚醚醚酮等。这些热塑性树脂材料中的两种或更多种能够混合使用。如图1B所示,根据本公开的电子照相带可以具有包括基层101和在基层101上形成的表面层102的双层结构,并且凹凸形状113可以设置于表面层102。例如,从改善电子照相带5的耐久性(耐磨性)的观点出发,能够在电子照相带5的待与感光鼓1k和清洁刮板11面对并接触的一侧设置表面层102。对于表面层102,能够使用通过加热或用活性能量束等照射而固化的可固化树脂材料,诸如丙烯酸材料。在该情况下,表面层102的涂层厚度能够小于3.0μm。假设将热塑性材料用于基层101,如果表面层102的涂层厚度不小于5.0μm,则不能稳定地制造将陆部111夹在中间的槽110。

这里,在将电子照相带5安装在图3所示的电子照相图像形成设备中的情况下,清洁刮板11的抵接咬合部由于其去除调色剂的功能而与电子照相带5的周向不平行。因此,根据本公开的电子照相带5的示例包括槽110沿与电子照相带的周向交叉的方向形成的电子照相带,并且上述陆部111和凸部112形成在与槽110延伸的方向正交的截面中。

根据本公开的一方面,能够提供利用清洁刮板获得的转印残留调色剂擦拭特性优异的电子照相带。另外,根据本公开的另一方面,能提供能够稳定地形成高品位电子照相图像的电子照相图像形成设备。

[实施例]

下面,将参照实施例和比较例更具体地说明本公开。注意,本公开不限于以下实施例。在实施例和比较例中,通过下述步骤制造电子照相用带,并进行电子照相用带的形状的测量和评估。

(用于测量和评估形状的示例方法)

在实施例和比较例中的用于测量和评估所制造的电子照相用带的特性值的方法如下。在以下说明中,与槽110延伸的方向正交并且平行于电子照相带的外周面的方向将被称为基准方向。基准方向是图1A中的箭头A所示的方向。

(1)评估陆部

作为用于表面形状的测量设备,使用非接触式三维表面形状测量设备(商品名:NewView 6300,来自Zygo公司),并且以基于低频成分设置的形状的形式获得表面形状(将设备的测量模式设为“滤波器:低通(Filter:Low Pass)”、“滤波器类型:平均(FilterType:Average)”)。

如图1C所示,在电子照相带的外周面的表面形状中,将均被夹在给定的凸形之间的凹面形状当作极值点116,并且将包括这些极值点116、沿着基准方向延伸、且均被夹在给定的凸形之间的区域设置为陆部的候补。然后,在这些候补中,将在高度方向上具有落在与极值点116相距20nm的范围内的高度并且沿着基准方向延续凹凸的平均距离Sm的30%以上的区域定义为陆部111。

因此,陆部111在高度方向上的变化在20nm以内。在通过将在高度方向上具有落在20nm范围内的变化的区域的长度(这里,沿着基准方向的长度)除以凹凸的平均距离Sm得到的值(以下,称为“陆部比L”)大于等于30%的情况下,可以说该区域是陆部111。在随机取出的电子照相带上,在包括宽度方向上的两个点×周向上的四个点的八个点处、在各点的评估长度为300μm的区域上进行了测量,并基于该测量进行陆部的确定。

考虑到凸部112的高度H和槽110的深度D的标准值,能够考虑对凹凸的平均距离Sm的测量实际上提供了槽110之间的距离S,因此能够将所测量的凹凸的平均距离Sm当作槽110之间的距离S。

因此,陆部比L不小于30%意味着陆部111的在与槽110延伸的方向正交的方向(即基准方向)上的长度是槽110之间的距离S的0.3倍或更多。

(2)评估凸部

为了测量形成在电子照相带的外周面上的凸部112的高度H,使用非接触式三维表面形状测量设备(商品名:NewView 6300,来自Zygo公司)作为测量设备。

高度H被定义为距陆部111的中心的高度,并且在发现具有50nm或更高的高度的部分的情况下,将该部分定义为凸部112。在没有陆部111的情况下,距平均线的高度被认为是高度H,并且在发现具有50nm或更高的高度H的部分的情况下,将该部分定义为凸部112。在随机取出的电子照相带上,在包括宽度方向上的两个点×周向上的四个点的八个点处、在各点的评估长度为300μm的区域上进行了测量,并基于该测量进行关于是否存在凸部112的确定。

(3)评估槽

基于高度H和下述的表面粗糙度Rz之间的差来确定槽。将具有不小于100nm的深度D的部分定义为槽110。

(4)评估凹凸的表面粗糙度Rz和平均距离Sm

为了测量凹凸的表面粗糙度Rz和平均距离Sm,使用表面粗糙度测量仪器(商品名:SURFCOM 1500SD,来自TOKYO SEIMITSU公司)作为测量设备。与凹凸的表面粗糙度Rz以及平均距离Sm有关的参数符合JIS B0601(2001);在包括截止波长为0.25mm、测量采样长度为0.25mm并且测量长度为1.25mm的条件下进行测量。这里,通过对测量仪器的探针沿与棱线形凸部112或槽110延伸的方向正交的方向(即基准方向)在电子照相带的外周面上扫描来测量电子照相带的表面的十点粗糙度轮廓Rz高度和凹凸的平均距离Sm。在随机取出的电子照相带上,在包括宽度方向上的两个点×周向上的四个点的八个点处进行该测量,并且将获得的值取平均值并作为凹凸的表面粗糙度Rz和平均距离Sm。在电子照相带的外周面上既未识别出凸部112也未识别出槽110的情况下,在与电子照相带的旋转驱动方向正交的方向上进行上述评估。

(5)评估槽或凸部的角度

测量由槽110或凸部112延伸的方向与清洁刮板11的抵接咬合部115(参见图2)形成的角度。使用非接触式三维表面形状测量设备(商品名:NewView 6300,来自Zygo公司)作为测量设备,并且以基于低频成分提供的形状的形式获得表面形状(设备的测量模式设置为“滤波器:低通(Filter:Low Pass)”、“滤波器类型:平均(Filter Type:Average Pass)”。当将电子照相带安装到电子照相图像形成设备时,清洁刮板11的抵接咬合部115的延伸方向与槽110或凸部112的延伸方向形成的角度中,较小的角度(不超过90°的角度)被定义为槽110或凸部112的角度θ。在随机取出的电子照相带上,在包括宽度方向上的两个点×周向上的四个点的八个点处、在各点的评估长度为300μm的区域上进行了测量,并基于该测量进行角度评估。

(6)评估带的清洁性能

制备具有图3所示的构造并且安装有作为中间转印带的带的电子照相图像形成设备,并且进行刮板清洁以评估带的清洁性。在温度为25℃并且相对湿度为50%的环境下进行该评估,使用A4尺寸的纸(商品名:Extra,由Canon Production Printing公司制造)作为记录介质S。

具体地,通过输出250000张均形成有“E字母图像”的A4尺寸的纸来进行带的评估。“E字母图像”包括用黄色、品红色、青色和黑色调色剂绘制的6点大小的字母“E”,使得各个调色剂的浓度为1%。在输出250000张纸的过程中,在输出100000张纸、输出150000张纸、输出175000张纸、输出200000张纸和输出250000张纸时均执行以下步骤。

(i)首先,在不施加二次转印偏压、即二次转印偏压=0V的情况下,通过使用黄色和品红色调色剂来进行用于形成实心红色调色剂图像的电子照相图像形成过程。作为该过程的结果,在带的外表面上形成了实心红色调色剂图像,但是由于未施加二次转印偏压,所以带上的实心红色调色剂图像没有被转印到纸上。因此,带上的实心红色图像被传送到清洁刮板和带的外表面的咬合部,并且在该咬合点处,进行了用于去除实心红色调色剂图像的清洁过程。

(ii)下面,在施加了二次转印偏压的情况下使3张A4尺寸的纸通过。

如果在步骤(i)中完全去除了带上的实心红色调色剂图像,则不会有任何调色剂被转印到在步骤(ii)中通过的纸张上,但是在带上的实心红色调色剂图像未被完全清洁掉的情况下,残留在带上的调色剂会被转印到在步骤(ii)中通过的至少一张纸上。也就是,能够通过观察在步骤(ii)中通过的纸上是否转印有调色剂来评估带的清洁性。

在该评估中,根据以下五个等级对步骤(ii)中输出的纸、即总共15张纸的观察结果进行评价。

等级S:即使输出250000张时也未发生清洁不良。

等级A:在输出200000张时未发生清洁不良。

等级B:在输出175000张时未发生清洁不良。

等级C:在输出150000张时未发生清洁不良。

等级D:在输出150000张时发生了清洁不良。

作为清洁刮板11,使用了一种具有根据JIS K6253标准的硬度为77°的刮板。清洁刮板11的安装条件包括设置角φ为24°、侵入量δ为1.5mm,并且清洁刮板11的抵接压力为0.6N/cm。设置角φ是指由清洁刮板11与张紧辊6在电子照相带5和清洁刮板11的交点处的切面形成的角度,侵入量δ是指清洁刮板11与张紧辊6重叠的厚度方向上的长度。

(实施例1)

制造了由图1A所示的基层101制成的电子照相带。首先,对聚萘二甲酸乙二醇酯树脂进行吹塑成型以将其形成为瓶状成型体,通过超声波切割机对其进行切割以形成环形带体。聚萘二甲酸乙二醇酯树脂包含作为电阻调节剂的季铵盐(四丁基硫酸氢铵)。以此方式,获得了厚度为70μm(玻璃化转变温度:约120℃)的聚萘二甲酸乙二醇酯树脂带。

然后,利用图4所示的加工装置对树脂制带60进行表面形状加工。该加工装置被构造成使树脂制带60围绕圆柱状芯90的外周布置,以将模具81压靠在树脂制带60上,并使模具81和芯90沿箭头所示方向旋转。

将树脂制带60(周长712mm,宽度260mm)加压配合到芯90(直径227mm,金属的)。之后,对模具81施加加压力(抵接表面压力8.0MPa),模具81的表面被加热至130℃并且包括平行于周向延伸的多个三角形凸部,以使该模具81以树脂制带60的轴中心线和模具81的轴中心线彼此平行的方式抵靠树脂制带60。模具81是金属的,并且具有50mm的直径、3.5μm的凸出高度、2.0μm的凸底宽、0.2μm的凸顶宽以及20μm的凸间距。该模具将被称为模具A。加热温度130℃比由聚萘二甲酸乙二醇酯制成的树脂制带60的玻璃化转变温度高5℃至15℃。之后,通过以264mm/秒的圆周速度旋转芯90一次从而在使芯90抵接树脂制带60的情况下驱动模具81,在树脂制带60上进行表面形状加工。

通过表面形状加工获得的树脂制带60的表面的凹凸的平均距离Sm为20.2μm,表面粗糙度Rz为0.60μm。

通过表面形状加工形成的槽的深度D为465nm(不小于100nm),因此确定形成了槽110。在表面上形成的陆部的陆部比L为37%(不小于30%),因此确定形成了陆部111。

在表面上测得的高度H为130nm(不小于50nm),因此确定形成了凸部112。将以此方式加工了表面形状的树脂制带60作为电子照相带,并将该电子照相带作为中间转印构件安装在图3所示的电子照相图像形成设备中,并进行清洁评估。此时,在电子照相图像形成设备中,由清洁刮板11和电子照相带5形成的抵接咬合部的方向与电子照相带5的表面上的槽110的延伸方向形成90°的角度θ。本实施方式中的电子照相带5在供给了250000张记录介质时没有引起清洁不良,因此被评为等级S的电子照相带。

以上结果示出在表1中。在表1中,“槽”、“陆部”和“凸部”栏分别表示根据上述定义的槽110、陆部111和凸部112是否存在。

在“清洁评估”栏中,对于各供给张数的“G”和“NG”分别表示未发生清洁不良(“G”)和发生清洁不良(“NG”)。

(实施例2)

作为模具81,使用的是金属的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具。将该模具称为模具B。除了使用模具B以外,以与实施例1相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例1相同的评估。评估的结果示出在表1中。

(实施例3)

作为模具81,使用的是金属的、直径为50mm、凸出高度为1.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具。将该模具称为模具C。除了使用模具C以外,以与实施例1相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例1相同的评估。评估的结果示出在表1中。

(实施例4)

如图1B所示,作为电子照相带,制造了在基层101上形成有表面层102的电子照相带。作为基层101,使用与实施例1中的环形带体相同的带体。

对作为基层101的该带体施加紫外光固化丙烯酸材料,并用紫外光照射带体。结果,在基层101的表面上形成了厚度为2.5μm的固化树脂膜,并将该固化树脂膜作为树脂制带60的表面层102。然后,除了将抵接表面压力设置为13.3MPa以外,在与实施例1相同的条件下利用实施例1中使用的模具A对表面层102的表面形状进行加工。之后,将所得的树脂制带60作为本实施例中的电子照相带,并且对电子照相带进行与实施例1相同的评估。注意,形状和其它因素属于表面层102。评估的结果示出在表1中。

(实施例5)

除了将在实施例2中所述的模具B用作模具81以外,以与实施例4相同的方式制造树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估的结果示出在表1中。

(实施例6)

除了将实施例3中所述的模具C用作模具81以外,以与实施例4相同的方式制造树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估的结果示出在表1中。

(实施例7)

在实施例7中,使用与实施例4至实施例6相同的电子照相带,但将其表面层102的表面形状加工改变为切削加工以获得电子照相带。

图5A至图5C是用于说明实施例7中使用的切削设备的图;图5A是切削设备的构造的示意图,图5B是示出如何利用切削设备加工凸部112和槽110的截面图,图5C是示出如何加工槽110、凸部112和陆部111的截面图。该切削设备包括用于切削树脂制带60的表面的切削刀头91,并且被构造为使树脂制带60围绕圆柱状芯54的外周布置并使芯54旋转以利用切削刀头91进行表面加工。

将树脂制带60(周长712mm、宽度260mm)加压配合到芯54(直径227mm、金属的),并且使切削刀头91(金刚石刀头,来自A.L.M.T.公司)抵接树脂制带60的表面。之后,使芯54以2.2m/秒的圆周速度旋转一次,然后在使芯54抵接树脂制带60的情况下,使切削刀头91以0.005mm/秒的进给速度在树脂制带60的宽度方向上移动。在表面形状加工中,以使切削刀头能够相对于树脂制带60的宽度方向形成自由形式曲线的方式控制切削刀头的切削条件。

在表面形状加工之后,如实施例4中那样进行表面形状的评估和清洁评估。评估的结果示出在表1中。

在实施例1至实施例7中,将由形成于各电子照相带的槽110延伸的方向与清洁刮板11的抵接咬合部形成的角度θ设置为90°,即直角,但在以下实施方式中,通过改变待使用的模具使θ从90°改变。

(实施例8)

作为模具81,使用的是由金属制成的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具,其中模具轴心的延伸方向与凸出高度的延伸方向成85°角。将该模具称为模具D。除了使用模具D以外,以与实施例4相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估结果示出在表1中。

(实施例9)

作为模具81,使用的是由金属制成的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具,其中模具轴心的延伸方向与凸出高度的延伸方向成80°角。将该模具称为模具E。除了使用模具E以外,以与实施例4相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估结果示出在表1中。

(实施例10)

作为模具81,使用的是由金属制成的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具,其中模具轴心的延伸方向与凸出高度的延伸方向成72°角。将该模具称为模具F。除了使用模具F以外,以与实施例4相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估结果示出在表1中。

(实施例11)

作为模具81,使用的是由金属制成的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具,其中模具轴心的延伸方向与凸出高度的延伸方向形成68°角。将该模具称为模具G。除了使用模具G以外,以与实施例4相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估结果示出在表1中。

(实施例12)

作为模具81,使用的是由金属制成的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为20μm的模具,其中模具轴心的延伸方向与凸出高度的延伸方向成60°角。将该模具称为模具H。除了使用模具H以外,以与实施例4相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估结果示出在表1中。

(实施例13)

作为模具81,使用的是由金属制成的、直径为50mm、凸出高度为2.5μm、凸底宽为2.0μm、凸顶宽为0.2μm并且凸间距为3.8μm的模具,其中模具轴心的延伸方向与凸出高度的延伸方向成90°角。将该模具称为模具I。除了使用模具I以外,以与实施例4相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例4相同的评估。评估结果示出在表1中。

(比较例1)

图6A至图6C所示的研磨设备被用于通过研磨制造在基层101上形成凹凸形状113的电子照相带。

如图6A所示,研磨设备被构造成处理绕在圆柱状芯54的外周的树脂制带60,并用研磨片50对树脂制带60的表面进行研磨。绕着供给辊52、附加辊51、以及收回辊53环绕研磨片50,并且研磨片50被构造成被附加辊51压靠树脂制带60。通过在使芯54旋转的情况下供给研磨片50,使树脂制带60的表面被研磨。图6B示出了该研磨设备如何加工基层101,图6C示出了该研磨设备如何在表面层102形成在基层101上的情况下加工表面层102。

将树脂制带60(周长712mm、宽度260mm)加压配合到芯54(直径227mm、金属的),并且通过利用附加辊51(直径100mm、丁腈橡胶制成、硬度70)对研磨片50(商品名:LapikaWA2000,来自KOVAX公司)施加压力(抵接表面压力0.08kg/mm2)而使研磨片50抵接树脂制带60的表面。该硬度是根据JIS K6253标准的值。

之后,通过使研磨片50以1.3mm/秒的供给速度移动同时使研磨片50抵靠树脂制带60以及通过使芯54以14转/分的速度旋转而在用作电子照相带的树脂制带60的表面上进行研磨加工。这里,芯54的旋转方向是使相互抵接的研磨片50和芯54的移动方向一致的方向。

在研磨加工中,在三批研磨片50中使用表面粗糙度Rz为10.0μm的研磨片50。此后,如实施例1中那样进行表面形状的评估和清洁评估。评估结果示出在表1中。在本比较例中,高度H为17μm,并且确定了未形成凸部112。

(比较例2)

除了使用表面粗糙度Rz为7.4μm的研磨片作为研磨片50以外,以与比较例1相同的方式制作树脂制带60,并且进行与实施例1相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例2中,确定了未形成凸部112。

(比较例3)

除了使用表面粗糙度Rz为5.9μm的研磨片作为研磨片50以外,以与比较例1相同的方式制作树脂制带60,并进行与实施例1相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例3中,确定了未形成凸部112。

(比较例4)

作为电子照相带,如图1B所示,制造了在基层101上形成有表面层102的电子照相带。作为基层101,使用了与实施例1中的环形带体相同的带体,并且对作为基层101的该带体施加紫外光固化丙烯酸材料,并用紫外光照射该带体。

结果,在基层101的表面上形成了厚度为2.5μm的固化树脂膜,并将该固化树脂膜作为树脂制带60的表面层102。然后,除了将抵接表面压力设定为0.12kgf/mm2以外,在与比较例1相同的研磨条件下加工表面层102的表面形状。之后,对所得的树脂制带60进行与实施例1相同的评估。注意,形状及其它因素也属于表面层102。评估结果示出在表1中。在比较例4中,确定了未形成凸部112。

(比较例5)

除了使用比较例2中使用的表面粗糙度Rz为7.4μm的研磨片作为研磨片50以外,以与比较例4相同的方式制造树脂制带60,并进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例5中,确定了未形成凸部112。

(比较例6)

除了使用比较例3中使用的表面粗糙度Rz为5.9μm的研磨片作为研磨片50以外,以与比较例4相同的方式制造树脂制带60,并进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例6中,确定了未形成凸部112。

(比较例7)

除了使用图6A所示的研磨设备研磨表面层102的表面十次以外,以与比较例4相同的方式制作树脂制带60,并且进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例7中,确定了未形成凸部112,并且确定了未形成陆部111,或是因为陆部比L小于30%。

(比较例8)

在比较例8中,使用了与比较例4至比较例6中相同的电子照相带,但将其表面层102的表面形状的加工改变为利用图5A所示的切削设备进行的切削加工以获得电子照相带。

首先将树脂制带60(周长712mm、宽度260mm)加压配合到芯54(直径227mm、金属的),并使切削刀头91(金刚石刀头,来自A.L.M.T.公司)抵接树脂制带60的表面。之后,使芯54以2.2m/秒的圆周速度旋转一次,然后在使芯54抵靠树脂制带60的情况下,使切削刀头91以0.005mm/秒的供给速度在树脂制带60的宽度方向上移动。在表面形状加工中,以使切削刀头能够相对于树脂制带60的宽度方向形成正弦波形(周期为20μm,振幅为150nm)的方式控制切削刀头的切削条件。

在表面形状加工之后,如比较例4中那样进行表面形状的评估和清洁评估。评估结果示出在表1中。在比较例8中,确定形成了凸部112,但没有形成陆部111。

(比较例9)

除了改变了切削刀头91的切削条件之外,以与比较例8实质相同的方式制造树脂制带60,并且进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例9中,确定形成了凸部112,但没有形成陆部111。

(比较例10)

除了改变切削刀头91的切削条件之外,以与比较例8实质相同的方式制造树脂制带60,并且进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例10中,确定了未形成槽110。

(比较例11)

除了改变切削刀头91的切削条件之外,以与比较例8实质相同的方式制造树脂制带60,并且进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例11中,确定了未形成凸部112。

(比较例12)

使用受到研磨加工之前的比较例4中的树脂制带60作为比较例12中的电子照相带,其中在其表面上未形成凹凸形状,并且对电子照相带进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例12中,虽然确定形成了陆部111,但是确定了既未形成槽110也未形成凸部112。

(比较例13)

除了改变切削刀头91的切削条件之外,以与比较例8实质相同的方式制造树脂制带60,并且进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例13中,确定了未形成凸部112。

(比较例14)

除了改变切削刀头91的切削条件之外,以与比较例8实质相同的方式制造树脂制带60,并且进行与比较例4相同的评估。评估结果示出在表1中。在比较例14中,确定了未形成陆部111。

[表1]

Figure BDA0002463565590000231

陆部比L是通过将高度方向上的变化落在20nm范围内的区域的沿着基准方向的长度除以凹凸的平均距离Sm获得的,并且如上所述,凹凸的平均距离Sm能够看作是槽110之间的距离S。如表1所示,通过形成深度D不小于100nm的槽、长度占槽之间的距离S的比不小于30%的陆部以及高度H不小于50nm的凸部,能够实现令人满意的长期持续的刮板清洁,从而满足电子照相带的性能要求。

作为重复刮板清洁的结果,比较例1至比较例14中的电子照相用带在达到供给150000张记录介质之前均导致清洁不良。由这种供给了相对少数量的记录介质S导致的清洁不良的可能原因如下。

比较例1至比较例6、比较例11和比较例13中的各个电子照相带的外周面具有如下形状:使得陆部111与清洁刮板11形成咬合部以防止转印残留调色剂滑过,并且槽110减小摩擦阻力。

然而,在这些比较例中,未形成高度H不小于50nm的凸部112。认为这导致咬合部磨损,增大了刮板的抵接部分与各电子照相带的外周面之间的粘附表面,并且刮板的该抵接部分在电子照相带的旋转方向上显著伸长从而导致粘着滑动,使转印残留调色剂易于滑过抵接部分。

在比较例7中,由于在其电子照相带的外周面上不存在陆部,所以未获得稳定的咬合部,并且认为由于重复进行刮板清洁,使咬合部磨损,且转印残留调色剂滑过咬合部区域狭窄的地点。另外,在比较例7中,由于未形成凸部,所以认为刮板的抵接部分与电子照相带的外周面之间的粘附表面增大,并且刮板的抵接部分显著伸长从而导致粘着滑动,使转印残留调色剂易于以上述方式滑过抵接部分。

在比较例8、比较例9和比较例14的每一个中,由于在其电子照相带的外周面上没有形成陆部,所以未获得稳定的咬合部,并且认为由于重复进行刮板清洁,使咬合部磨损,且转印残留调色剂滑过咬合部区域狭窄的地点。

在比较例10中,由于在其电子照相带的外周面上未形成槽110,所以电子照相带具有使在清洁刮板11与电子照相带之间产生的摩擦阻力从一开始就增大的形状。结果,认为通过重复进行刮板清洁使咬合部磨损,这导致转印残留调色剂滑过咬合部。

在比较例11中,由于在其电子照相带的外周面上未形成凸部,所以认为增大了刮板的抵接部分与电子照相带的外周面之间的粘附表面,并且发生了粘着滑动,使得转印残留调色剂易于以上述方式滑过抵接部分。

在比较例12中,由于在其电子照相带的外周面上既未形成槽110也未形成凸部112,所以电子照相带具有使清洁刮板11和电子照相带之间产生的摩擦阻力从一开始就增大的形状。因此,认为当重复进行刮板清洁时,咬合部显著磨损,刮板的抵接部分与电子照相带的外周面之间的粘附表面增大,并且发生粘着滑动,使得转印残留调色剂易于以上述方式滑过抵接部分。

相反,根据本公开的电子照相带的外周面不仅设置有槽110,而且还设置有陆部111和凸部112。陆部111在清洁刮板11和电子照相带之间形成咬合部,从而防止转印残留调色剂滑过。

槽110减小了在清洁刮板11和电子照相带之间产生的摩擦阻力。凸部112均具有抬升清洁刮板11以抑制对电子照相带的过度粘附(粘着)的形状。结果,利用根据本公开的电子照相带,使粘着滑动的发生保持得低,并且如实施例1至实施例13中所述,即使在给送150000张记录介质时也不会发生清洁不良。

这里,将讨论由槽110延伸的方向和清洁刮板11形成的抵接咬合部115的长度方向形成的角度θ的影响。如表1所示,在该角度θ不小于60°的情况下,在供给150000张记录介质时未发生清洁不良,在该角度θ不小于71°的情况下,在供给175000张记录介质时未发生清洁不良。特别地,在该角度θ不小于85°的情况下,在供给200000张记录介质时未发生清洁不良。

这被认为是由于将角度θ设置为直角或接近直角的角度(60°≤θ≤90°),从而使抵接咬合部爬过比与槽110相邻的陆部111高的凸部112的侧壁部的力保持得低,这减小了咬合部的磨损。只要减少了咬合部的磨损,就可以期待长期可靠地抑制转印残留调色剂的滑过,并且获得良好的刮板清洁性。根据实施例的结果,优选将θ设置为大于等于71°且小于等于90°,进一步优选设置为从85°至直角。

下面,将基于观察结果进一步说明形成凸部112的重要性。在上述实施例1至实施例13的每一个中,在供给250000张记录介质之后进行清洁评估,并且在每个实施例的清洁评估之后观察清洁刮板11和电子照相带5。

结果,在供给了250000张记录介质时识别出转印残留调色剂的滑过的实施例3和实施例5至实施例12中,观察到它们的清洁刮板11磨损。相反,在即使供给了250000张记录介质时也没有识别出转印残留调色剂的滑过的实施例1、实施例2、实施例4和实施例13中,观察到它们的电子照相用带5的槽110留了下来但部分被纸粉和调色剂的外添加剂覆盖。从这些观察结果,认为留下来的槽110减少了清洁刮板11与环形电子照相带5之间的接触面积的增加,这抑制了摩擦力的增加并且减少了清洁刮板11的磨损。认为由于以这种方式减少了磨损,所以即使在实施例1、实施例2、实施例4和实施例13中供给了250000张记录介质之后,也没有发生清洁不良,即实施例1、实施例2、实施例4和实施例13被评为最高品质的等级S。

图7A是示出从张紧辊6的旋转轴的方向观察的电子照相带5和清洁刮板11的位置附近的图,图7B是图7A中由虚线B所示的部分的放大图。

在图7A和图7B中,为了便于说明,将清洁刮板11的侵入量δ绘制成比其实际尺寸小。由弹性体制成并且具有例如2mm的厚度的清洁刮板11被安装到具有L形截面的安装支架11a。

在图7A中,附图标记Nb表示在清洁刮板11与电子照相带5的外周面之间形成的抵接咬合部。如图7A和图7B所示,清洁刮板11被布置成指向环形电子照相带5的旋转方向a的相反方向。因此,清洁刮板11的与电子照相带5接触的前缘部受到与带输送方向相反的摩擦力。由清洁刮板11的前缘部受到的摩擦力用作使清洁刮板11的前缘部弯曲而沿着带输送方向的力。结果,如图7B所示,作用在接触部上的摩擦力使清洁刮板11的接触部弯曲,其形成被捕获部分M。清洁刮板11在被捕获部分M中以表面形式与电子照相带5接触。被捕获部分M在带输送方向上的长度在图中表示为m。

将讨论清洁刮板11的磨损。在槽110被掩埋在纸粉等中的情况下,清洁刮板11与电子照相带5之间的实质接触面积增加。接触面积的增加被认为对保持适当的被捕获部分M形成阻碍并引起粘着滑动现象,从而导致清洁刮板11的磨损。因此认为,即使在多次重复上述关于清洁性能的测试之后槽110也没有被掩埋,清洁刮板11中的接触面积未增加,保持了适当的被捕获部分M,因此能够改善刮板的磨损。从这个观点出发,为了获得允许供给200000张以上的记录介质的作为产品寿命的耐用性,有必要进一步增加槽110的深度D以减少槽110在纸粉和外部添加剂中的掩埋。在电子照相带5的表面上形成凸部112的情况下,认为可以将槽的深度D设置为不小于0.40μm,以减少槽110的掩埋,并进而防止清洁刮板11的磨损。

在通过使模具抵靠表面而在电子照相带5的表面上形成槽110的情况下,需要增加模具的抵接表面压力以增加槽的深度D。如实施例4至实施例6中的电子照相用带5那样,在将紫外光固化丙烯酸材料施加到表面层的构造中,该表面层是硬的,因此如果模具的抵接表面压力增加,则在形成槽110时可能在表面层上产生裂纹。能够通过调节抵接表面压力来防止在表面层上产生裂纹,但是这种情况不能获得足够的槽深度D。

根据本发明人制造的模具,其耐久性允许供给200000张以上的记录介质,发现通过在各槽110的两侧形成凸部112进一步抑制了刮板的磨损。具体地,在每两个相邻的槽110之间的位置处形成陆部111,此外,在陆部111和与该陆部111相邻的两个槽110之间形成凸部112。利用这种构造,可以将槽110的涉及掩埋的有效深度认为是参照图1A至图1C所述定义的凸部112的高度H和槽的深度D之和。因此,与由模具形成的槽110的实际深度D相比,能够使有效深度更大,这使得能够在减小模具的抵接表面压力以形成槽110的同时减少刮板的磨损。实施例1至实施例13的各实施例的槽的深度D与凸部的高度H之和计算为:实施例1中为595nm、实施例2中为425nm、实施例4中为490nm以及实施例13中为403nm。相反,在实施例3以及实施例5至实施例12的各实施例中,槽的深度D与凸部的高度H之和不超过360nm。在实施例1至实施例13的各实施例中,凸部的高度H落在槽的深度D的24%至97%的范围内。这意味着槽110的有效深度落在槽的深度D的124%至197%的范围内,因此即使在减小了模具的抵接表面压力时,也可以获得对于必要的产品寿命而言最佳的有效深度。

注意,本公开不限于上述实施方式和实施例,并且能够基于本公开的主旨被修改为变型,并且不应该将这些变型排除在本公开的范围之外。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本公开,但是应当理解,本公开不限于所公开的示例性实施方式。权利要求的范围应符合最宽泛的解释,以包含所有这样的变型、等同结构和功能。

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