(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ，幅，及び厚さを有するスチール部材、及び、
上記スチール部材の少なくとも一部分の上の、ダイヤモンド埋め込みのクロムを含む被覆、を備えるトナー・クリーニング・ブレードであって、
上記被覆が、2.5ミクロンから7.5ミクロンまでの範囲の厚さを有し、最大90 ロックウェルCまでの表面硬度を有する、当該トナー・クリーニング・ブレード。
【請求項２】
前記スチールが、少なくとも、カーボン・スチール・グレード1095、ステンレス・スチール・グレード301、及び、ステンレス・スチール・グレード302、のいずれか１つである、請求項１に記載のトナー・クリーニング・ブレード。
【請求項３】
ブレードが、面取りされた端部（beveled end）を持つ自由端を備える、請求項２に記載のトナー・クリーニング・ブレード。
【請求項４】
ブレードが、２つの矩形コーナー（square corners）を持つ自由端を含む、請求項２に記載のトナー・クリーニング・ブレード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、印刷機あるいはコピー機における清掃装置に関し、特に、その中のローラを清掃するためのトナー・クリーニング・ブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のトナー・クリーニング・ブレードは一般的に有用である一方、品質と磨耗についての改善が望まれる。それ故、改善された磨耗耐性を提供するコストエフェクティブなトナー・クリーニング・ブレードが有用である。
【０００３】
清掃システム，デトニング・システム及びトナー・クリーニング・ブレードの例が、特許文献１乃至９に見つけられる。
【０００４】
これらの文書を含む、本願に引用される全ての文書は、全ての目的のためにその全てが本願に取り込まれる。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第3572923号公報
【特許文献２】
米国特許第5209997号公報
【特許文献３】
米国特許第5243385号公報
【特許文献４】
米国特許第5512995号公報
【特許文献５】
米国特許第5732320号公報
【特許文献６】
米国特許第6088564号公報
【特許文献７】
米国特許第6134405号公報
【特許文献８】
米国特許第6263180号公報
【特許文献９】
米国特許第6282401号公報
【０００６】
【発明の概要】
実施例において、長さ，幅，及び厚みを有する綱部材（steel member）を備えるトナー・クリーニング・ブレードが提供される。窒化チタンを備える被覆が、綱部材の少なくとも一部分の上に配置される。被覆は、0.1ミクロンから4ミクロンまでの範囲の厚みを持つ。綱は、グレード1095を含む炭素綱、あるいはグレード301と302を含むステンレススチールで有り得る。トナー・クリーニング・ブレードの表面硬度は、最大80ロックウェルＣ（Rockwell C）であり得る。
【０００７】
実施例において、長さ，幅，及び厚みを有する綱部材を備えるトナー・クリーニング・ブレードが提供される。タングステン・カーバイドを備える被覆が、綱部材の少なくとも一部分の上に配置される。被覆は、0.1ミクロンから4ミクロンまでの範囲の厚みを有する。綱は、グレード1095含むカーボンスチール、あるいはグレード301と302を含むステンレススチールをであり得る。トナー・クリーニング・ブレードの表面硬度は、最大68ロックウェルＣ（Rockwell C）であり得る。
【０００８】
実施例で、長さ，幅，及び厚みを有する綱部材を備えるトナー・クリーニング・ブレードが提供される。ダイヤモンドが埋め込まれたクロムを備える被覆が、綱部材の少なくとも一部分の上に配置される。被覆は、2.5ミクロンから7.5ミクロンまでの範囲の厚みを有する。綱は、グレード1095を含むカーボンスチール、あるいはグレード301と302を含むステンレススチールであり得る。
【０００９】
実施例において、最長40ｍｍの長さと最大約100ミクロンの厚さを有する綱部材を提供し、そして、0.1ミクロンから4ミクロンまでの範囲の厚さを有する窒化チタンあるいはタングステン・カーバイドの被覆を、70°Ｆから450°Ｆまでの範囲の温度において、物理的蒸着あるいは化学的蒸着を用いて綱部材の表面の少なくとも一部分の上に適用すること、を含む、トナー・クリーニング・ブレードを製造する方法が提供される。代替的に被覆は、70°Ｆから200°Ｆまでの範囲の温度において、Armoloy被覆工程を用いて2.5ミクロンから7.5ミクロンの範囲の厚みを有するダイヤモンド埋め込みのクロム（Armoloy XADC）を含み得る。本方法は、グレード1095を含むカーボンスチール、あるいはグレード301と302を含むステンレス・スチールを提供することを含み得る。
【００１０】
実施例において、ハウジング，ローラ，トナー・クリーニング・ブレード，及び，トナー・クリーニング・ブレードホルダを備える、ローラの表面から粒子を除去するための装置が提供される。ハウジングは、開口端を有するチャンバを含む。ローラは回転可能に、ハウジング内に載置される。トナー・クリーニング・ブレードは、長さ，幅，厚さ，自由端部及び固定端部を持つ。自由端部は、ローラに接触する。トナー・クリーニング・ブレードは、綱の少なくとも一部分の上に配置された、0.1ミクロンから4ミクロンまでの範囲の厚さを有する綱と窒化チタンあるいはタングステン・カーバイドの被覆を含む。代替的に、被覆は、2.5ミクロンから7.5ミクロンまでの範囲の厚みを有するダイヤモンド埋め込みされたクロム（Armoloy XADC）を含み得る。トナー・クリーニング・ブレードホルダはその一端をハウジングに結合され、その他端をトナー・クリーニング・ブレードの固定端部に結合され、トナー・クリーニング・ブレードの自由端部がローラに接触している。トナー・クリーニング・ブレードは、ローラに接触する、はす縁（beveled edge）あるいは矩形の端部を含み得る。綱は、グレード1095のようなカーボンスチール、及び、グレード301と302のようなステンレススチールを含み得る。
【００１１】
実施例において、表面を有するローラを提供し、長さ，幅，厚み，及び、ローラに接触する自由端部を有するトナー・クリーニング・ブレードを提供し、トナー・クリーニング・ブレードが綱と部材の少なくとも一部分の上に配置された0.1ミクロンから7.5ミクロンまでの範囲を有する厚みを有する被覆を備え、被覆が窒化チタン，タングステン・カーバイド，あるいはダイヤモンド埋め込みのクロムを含み、トナー・クリーニング・ブレードホルダでトナー・クリーニング・ブレードを支持し、トナー・クリーニング・ブレードの自由端部を用いてローラの上に力を印加し、そして、ローラを回転させて、表面からトナーを擦り取ることを含む、ローラの表面から粒子を除去するための方法が提供される。本方法は、グレード1095を含むカーボン・スチールあるいはグレード301と302を含むステンレス・スチールを提供することを含み得る。本方法は、ローラと接触するはす縁を有するトナー・クリーニング・ブレードの自由端部において、はす縁（beveled edge）あるいは矩形の端部を提供することを含み得る。
【００１２】
本発明の更に他の面と利点、及び本発明の構成の方法が、以下の詳細な記述から、当業者にとって容易に明白となるであろう。この記述においては、単に、本発明を実施するために考えられるベストモードの説明のために、模範的実施例だけが示されて記述される。理解されることとなるように、本発明は本発明から離れることなく、他の及び異なった実施例及び構成の方法の可能性を持ち、その種々の詳細は、種々の明白な面において修正されることが可能である。従って、図面及び説明は、説明を目的とするものとして理解されるべきであり、制限的に解釈されるべきで無い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には、電子写真プリンタための清掃装置の実施例が示される。本装置は、画像キャリア（carrier）10から残留トナーと屑を除去するためのデュアル・デトニング・ローラ（dual detoning roller）を有するファイバ・ブラシの清掃の配置を含む。（実施例は、ブラシ上での２つのデトニングローラの使用を説明するが、本発明は、ブラシ上の一つのデトニングローラでもまた動作し、伝導性の泡あるいは磁気ブラシローラのような他の清掃部材上での一つあるいはそれ以上のデトニングローラでも動作する。）ファイバの清掃ブラシ100は、モータ104を介して、清掃ハウジング106内で、矢印102の方向に回転動作できるように支持され、好ましい極性のトナーをＤ．Ｃ．電源108によって清掃するようにバイアスされる。（図１の清掃ブラシは、バイアスされて示されるが、本発明は、器械的清掃ブラシとしても利用可能である。）ファイバブラシは有利に、伝導性の円筒状部材112の上に支持された多数の伝導性の（conductive）清掃ファイバ110を備え得る。ハウジング106は、部品要求（component requirements）に従って凹部が形成された、一の突き出し（unitary extrusion）で経済的に製造され得る。
残留トナーと汚染物質あるいは紙繊維のような屑及びカオリンは、光受容ベルト10表面から、ベルト10に対するファイバ110のブラシング動作によって、及び、Ｄ．Ｃ．電源108からファイバに印加された静電荷電によって、除去される。
【００１４】
バイアスされたデトニングローラは、バイアスされたブラシ100の近傍に隣接して配置され、デトニングローラ114，120が、ブラシファイバ110からトナー粒子を静電的に除去することを可能とする。画像キャリア10から除去されたトナーと屑を含むブラシファイバ110（矢印12の方向に回転する）は、第１に、矢印115の方向（ブラシ100と同じ方向）に、モータ117によって回転可能なように支持された第１のデトニングローラ114によって接触される。電気的バイアスが、Ｄ．Ｃ．電源116から第１のデトニングローラ114に供給される。デトニングローラ114は、ブラシファイバ110が光受容ベルト10のような画像キャリアの表面との接触を離れる位置の近くに配置されて、ブラシ100に対して回転可能な位置で支持される。第２のデトニングローラ120は、ブラシ100の周囲に沿って間隔が空けられた位置における、残留トナーが多く残るブラシからのトナーの更なる除去のために設けられる。モータ122は、デトニングローラ120を、矢印124の方向（ファイバブラシ100とローラ114と同じ方向）に駆動する。電気的バイアスが、Ｄ．Ｃ．電源123からデトニングローラ120に印加される。清掃ハウジング106内の凹部130と132が、デトニングローラ114と120を、それぞれその中に支持するために設置される。これらの凹部内にあり、そして清掃ブラシ100から除去されるものは、それぞれデトニングローラ114，120のためのトナー・クリーニング・ブレード140，150である。トナー・クリーニング・ブレード140，150は、図１に示されるようにブレード140，150がデトニングモードにある時に、のみで削る（chiseling）あるいは擦ること（scraping）動作によって、デトニングロール114，120の表面からトナーと屑粒子を除去する。（トナー・クリーニング・ブレードは、トナー・クリーニング・ブレードが拭き取りモードにある際には、拭き取り（wiping）動作によって、デトニングローラからのトナーと屑粒子の除去もできる。）トナー・クリーニング・ブレードは、ステンレス綱，アルミニウム，フォスファ・ブロンズ（phospher bronze），ベリリウム銅，及び，カーボン綱を含み得る金属材料である。除去されたトナーと屑粒子は、オーガー配列（auger arrangements）に落ち、格納エリアに、あるいは現像ステーションに移転される。
【００１５】
図２を参照する。図２は、デトニングローラ114，124の清掃用に使用されるトナー・クリーニング・ブレードを示す。長辺長（Ｌ）は、ブレードホルダ145，155からトナー・クリーニング・ブレードの自由端部に延びるトナー・クリーニング・ブレードの長さである。長さ（Ｌ）は、3ｍｍから40ｍｍまでの範囲にある。厚さ（Ｔ）は、被覆を含むブレードの厚さであり、0.04ｍｍから0.1ｍｍまでの範囲にあり、一般的に約0.06から0.08ｍｍである。幅（Ｗ）は、ブレードの幅であり、“長いエッジのフィード（long edge feed）”について約420ｍｍ、“短いエッジのフィード（short edge feed）”について240ｍｍの範囲にある。（“短いエッジのフィード”は、エッジ効果を避けるための一般的な工程幅が9インチである際に、8-1/2インチ×14インチの紙がその8-1/2インチのエッジ（edge）によってコピー機内に給紙された時に該当する。“長いエッジのフィード”とは紙が、その14インチエッジによって給紙される際に該当する。）ブレードホルダは、長いエッジのフィードに対して約430ｍｍであり、短いエッジのフィードに対して250ｍｍである。
【００１６】
図３は、デトニングローラに摩擦的に接触して、デトニングローラの表面から粒子あるいはトナーを清掃するブレードの自由端部を示す。
【００１７】
図４は、傾斜された（beveled）自由端部がローラに摩擦的に接触するトナー・クリーニング・ブレードの実施例を示す。傾斜された端部は、所望の角度θ（30度から45度までの範囲、一般的に30度、を持ち得る）に研磨され（ground）得る。実施例において、ブレードの面取り（beveling）は、磨耗表面を与え、被覆は一般的に堅く低摩擦の表面と仕上を与える。
【００１８】
図５は、デトニングローラとの接触のための矩形の端部を持つ、被覆された表面と自由端部を有するブレードの実施例を示す。
【００１９】
図６は、デトニングローラと接触させるための傾斜されたエッジを持つ、被覆された表面と自由端部を有するブレードの実施例を示す。
【００２０】
実施例においては、窒化チタンとタングステンカーバイドの被覆は、ニューヨーク州AmherstのBalzer Tool Coating Inc.,から商業的に入手可能である。ダイヤモンド埋め込みされたクロム被覆（Armoloy ＸＡＤＣ）は、イリノイ州60115、DeKalbのArmoloy of Illinoisから商業的に入手可能である。厚さ（ＴB）は、被覆無しのブレードの厚さであり、0.035ｍｍから0.095ｍｍの範囲にあり、一般的に約0.055ｍｍである。窒化チタン被覆とタングステンカーバイド被覆の厚さ（ＴC）は、0.1ミクロンから4ミクロンの範囲にあり、一般的に約2ミクロンである。ダイヤモンド埋め込みされたクロム被覆の厚さ（ＴC）は、2.5ミクロンから7.5ミクロンまでの範囲にあり、一般的に約４−５ミクロンである。窒化チタン被覆とタングステンカートリッジ被覆は、（70°Ｆから450°Ｆ）の温度で、基板温度（70°Ｆから450°Ｆ）で、0.05torrから0.15torrまでの範囲（一般的に約0.05torr）の蒸着圧力で、物理的蒸着（ＰＶＤ）プロセスあるいは化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを用いて、ブレード上に配置される。Armoloy XADC被覆は、（70°Ｆから200°Ｆ）の温度のArmoloy被覆プロセスを用いてブレード上に配置される（disposed）。被覆の低温ＰＣＤあるいはＣＶＤプロセスは、ブレードを、変形すること無しに、磨耗，損傷，及び摩擦から有利に保護する。堅い薄いフィルム被覆の蒸着（deposition）は、有利に、トナー・クリーニング・ブレードの動作寿命を伸張することで、ユーザに対する直接的な利益をもたらす。ブレードの磨耗に対する主要な考慮は、ステンレス綱に対する器械的磨耗と、カーボン綱ブレードに対する機械的磨耗と腐食（錆）である。
【００２１】
0.1-4ミクロンの厚さを有するブレード上の窒化チタンの被覆は、ブレードの表面硬度を、約80Rockwell Cまで増加させる。0.1-4ミクロンの厚さを有するタングステンカーバイドの被覆は、ブレードの表面硬度を、約68Rockwell Cまで増加させる。2.5-7.5ミクロンの厚さを有するダイヤモンド埋め込みのクロムの被覆は、ブレードの表面硬度を約90Rockwell Cまで増加させる。傾斜させられた端部の研磨と成形及び、それに引き続くスチールブレード上の磨耗表面の被覆は、高度に研磨的なローラ（例えばセラミックデトニングローラなど）に対するトナー・クリーニング・ブレードの商業寿命を増加させる。傾斜された被覆されたブレードの増加された接触エリアは、ブレードが最も磨耗し易い、ブレードコーナー（blade corner）（応力集中エリア）におけるローラからブレードへの接触を最小化あるいは除去し得る。
【００２２】
要約すると実施例において、その上にある被覆を有するカーボン綱(carbon steel)部材あるいはステンレス綱部材を含むトナー・クリーニング・ブレードが設置される。トナー・クリーニング・ブレードは、長さ，幅，及び厚みを持つ。被覆は、0.1ミクロンから4ミクロンまでの範囲の厚さの窒化チタンあるいはタングステンカーバイド、あるいは、少なくともスチール部材（steel member)の一部分の上の、2.5ミクロンから7.5ミクロンまでの範囲の厚さのダイヤモンド埋め込みのクロム被覆（Armoloy ＸＡＤＣ）を含み得る。ブレードは、トナー・クリーニング・ブレードの自由端部の上に非矩形のコーナーを形成する傾斜させられた（beveled）端部を有する自由端部を含み得る。ブレードは、トナー・クリーニング・ブレードの自由端部の上に２つの矩形コーナー（square corner）を有する自由端部を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電子写真プリンタための清掃装置の実施例の概略図。
【図２】  デトニングローラ114，124の清掃用に使用されるトナー・クリーニング・ブレードの概略図。
【図３】  デトニングローラに摩擦的に接触して、デトニングローラの表面から粒子あるいはトナーを清掃するブレードの自由端部の概略図。
【図４】  傾斜された（beveled）自由端部がローラに摩擦的に接触するトナー・クリーニング・ブレードの実施例の概略図。
【図５】  デトニングローラとの接触のための矩形の端部を持つ、被覆された表面と自由端部を有するブレードの実施例の概略図。
【図６】  デトニングローラと接触させるための傾斜されたエッジを持つ、被覆された表面と自由端部を有するブレードの実施例の概略図。
【符号の説明】
10  光受容ベルト
12  矢印
100  清掃ブラシ
102  矢印
104  モータ
106  清掃ハウジング
108  Ｄ．Ｃ．電源
110  伝導性の清掃ファイバ
112  伝導性の円筒状部材
114  デトニングローラ
115  矢印
116  Ｄ．Ｃ．電源
117  モータ
120  デトニングローラ
122  モータ
123  Ｄ．Ｃ．電源
130  凹部
132  凹部
140  トナー・クリーニング・ブレード
145  ブレードホルダ
150  トナー・クリーニング・ブレード
155  ブレードホルダ
【図１】
0003905026.tif 000002
【図２】
0003905026.tif 000003
【図３】
0003905026.tif 000004
【図４】
0003905026.tif 000005
【図５】
0003905026.tif 000006
【図６】
0003905026.tif 000007