特許 5677904 画像形成装置及びクリーニングステーション

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5677904

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】画像形成装置及びクリーニングステーション

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20150205BHJP

【ＦＩ】

   G03G21/00 318

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-152203(P2011-152203)

(22)【出願日】2011年7月8日

(65)【公開番号】特開2012-27465(P2012-27465A)

(43)【公開日】2012年2月9日

【審査請求日】2014年6月2日

(31)【優先権主張番号】12/840,798

(32)【優先日】2010年7月21日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596170170

【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ブルース・イー・セイヤー

(72)【発明者】

【氏名】アーロン・エム・バリー

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−７１２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０４９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５９４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−７０２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３４２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３３３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動面と、
前記移動面上の粒子を除去するために反対方向に前記移動面と接触して保持され、作業端部（３３０，３２０）を有し、作業端部は少なくとも第１平面（３３０）および第２平面（３２０）を有するブレードであって、第１平面は第２平面との間に第１エッジ角度（５３０）を定義するように隣接し、作業端部は第１平面と第２平面との間にエッジであるブレード先端（３４５）をさらに定義するブレードであって、前記作業端部に隣接する第３平面（３３２）と、前記第３平面に隣接する第４平面（３１５）とを有し、前記第３平面は、前記第３平面の延長平面と前記第２平面の延長平面との間に第２角度を定義するように前記第１平面と隣接するブレードと、
ブレードに連結された位置決め機構であって、ブレードを作業位置内へ移動させるブレード位置決め機構とを含み、
前記ブレード先端、または前記第２平面の前記ブレード先端側部分が前記移動面に作用して、前記移動面から粒子を除去し、前記第１エッジ角度は、９０度より大きく、９７度未満であり、前記第２角度は、約６０度である、
画像形成装置。

【請求項2】

前記移動面は、動作可能な方向に回転するドラム、動作可能な方向に移動する平らな表面、または動作可能な方向に移動するベルトのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記ブレード位置決め機構は、回転軸を有する支持部材であって、前記ブレードを保持するように構成された支持部材を含む、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記第１エッジ角度は、９３度より大きく、９７度未満である、請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

さらに、前記移動面から粒子を除去するために、ブレード荷重を作り出す位置内に前記ブレード位置決め機構が前記ブレードを移動させるように引き起こすコントローラを含む、請求項４に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記移動面は動作可能な方向に移動する平らな表面であり、前記ブレード先端は前記平らな表面を横切って延びている、請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記移動面は動作可能な方向に移動するベルトであり、前記ブレード先端は前記ベルトを横切って延びている、請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項8】

電子写真マーキングシステム内のクリーニングステーションであって、前記システムは、動作構成内に、
移動面と、
ホルダに支持されるクリーニングブレードであって、下側の第２平面（３２０）と、前記第２平面に平行な上側の第４平面（３１５）と、上端エッジ（３１７）と、前記ホルダと反対側の複数の傾斜面であり互いに隣接する第１平面（３３０）及び第３平面（３３２）と、第１平面と前記第２平面との間に形成された下端エッジであるブレード先端（３４５）を有し、前記上端エッジは前記第３平面と前記第４平面との間に形成されるクリーニングブレードと、を含み、
前記第１平面は、前記第２平面との間に、９０度より大きく、９７度未満である第１エッジ角度（５３０）を形成し、前記第３平面は、前記第３平面の延長平面と前記第２平面の延長平面との間に、約６０度である第２角度を形成し、前記ブレード先端、または前記第２平面の前記ブレード先端側部分が前記移動面に作用する、クリーニングステーション。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示内容は、一般に複写機／プリンタに関し、さらに詳しくは複数の傾斜面を有するクリーニングブレードおよび同類のものを備えたイメージングデバイスの表面から残留トナーをクリーニングして、ブレードの寿命および信頼性を増加させることに関する。

【背景技術】

【0002】

典型的な電子写真印刷プロセスでは、感光体または光伝導性部材は一様な電位へ帯電されて、その表面に感光性を与える。光伝導性部材の帯電された部分は、複写される元のドキュメントの光像へ露出される。帯電された光伝導性部材を露出することにより、照射領域内の伝導性部材の帯電は選択的に消去される。このプロセスにより、元のドキュメントに含まれる情報領域に一致する、光伝導性部材上の静電潜像が記録される。光伝導性部材上に静電潜像が記録された後、現像剤材料を光伝導性部材に接触させて潜像が現像される。一般に、現像剤材料は、摩擦電気的にキャリア粒体へ付着するトナー粒子を含む。キャリア粒体から潜像へ引き付けられたトナー粒子は、光伝導性部材上にトナー粉像を形成する。次いでトナー粉像は、光伝導性部材からコピーシートへ転写される。トナー粒子を加熱することにより、粉像はコピーシートへ恒久的に定着される。各転写プロセスの後、光伝導体上に残存するトナーはクリーニングデバイスによってクリーニングされる。

【0003】

ブレードクリーニングは、感光体または光伝導性部材からトナーおよび破片を除去する技術である。典型的な用途では、相対的に薄いエラストマーブレード部材が、トナーを彫るまたは表面から拭き取るブレードエッジを含めて、感光体の近傍におよび感光体を横切って支えられる。ブレードの近傍に堆積するトナーは、トナー搬送装置によってまたは重力によってブレード領域から搬送される。ブレードクリーニングは、他のクリーニングシステムに対して、低コスト、小型のクリーニングユニット、低消費電力、および平易性の点で有利である。クリーニングブレードの接触エッジは、ブレードの寿命および信頼性にもっとも影響を与える。ブレードの大部分は、基本的には、クリーニングエッジを支えるとともにクリーニング表面に対してブレードに荷重をかける力を送る梁となっている。クリーニングエッジは、クリーニング表面から粒子を除去するために明らかに重要であるが、開始および停止によって引き起こされるクリーニング表面の周期的応力、および高摩擦を発生させる印刷／環境条件にも耐えなければならない。どれほど長く、元のクリーニングエッジ形状を十分に保持して、クリーニング表面に対して機能的なクリーニング保証を維持するかによって、ブレードが合格かどうかが決まる。応力に加えて、感光体表面のコーティングにより、感光体寿命は改善されるが、典型的には、摩擦に起因してブレード摩耗レートがはるかに高くなる結果に帰着する。摩擦力により、ブレードは、感光体表面に対して摩擦しながら、くっついたり（スティックしたり）滑ったり（スリップしたり）またはガタガタしたり（チャタリングしたり）するようになる。ブレードが感光体の全面にわたって摩擦すると、ブレードは静的摩擦力のために感光体にくっつく。このスティック−スリップ相互作用またはチャタリングは、ブレード故障の重大な原因となり、印刷プロセスに多大な混乱を生じさせる。摩擦面間の潤滑膜または潤滑粒子は、相対的動作によって発生したスティック−スリップ（チャタリング）の強度を低減するが、他の電子写真システムとの有害な相互作用を発生させることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

クリーニングブレードは、典型的には一定の干渉または一定のブレード荷重のいずれかにおいて動作するように設計されている。長期間にわたるブレードの応力緩和およびブレードエッジ摩耗、部品および組み立て品の許容誤差、ならびに環境条件およびトナー入力によるクリーニング応力のために、クリーニングブレードは、全ブレード寿命に対して極端な応力条件で良好なクリーニングをもたらすために、最初は十分に高いブレード荷重をかけられている。しかしながら、必要以上に高いブレード荷重により、ブレードおよび帯電維持表面はより急速に摩耗するようになる。現行のブレード設計は、ブレードの寿命および信頼性に影響を与える、クリーニング先端の剛性および圧力分布の両方を制御することができない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した理由により、および以下で述べられる、本明細書を読み取り、理解すると当業者には明らかなようになる別の理由により、クリーニングされるべき表面と相互作用するブレードの一部の形状を変更することによって、クリーニングブレードの信頼性を増加させる装置、および／または方法が、当技術分野では必要となる。

【発明の効果】

【0006】

実施の形態の態様によれば、ブレードホルダを備え、回転軸に関して回転するクリーニングユニットを含む装置が提供され、クリーニングブレードはブレードホルダへ結合され、感光体表面から余分のトナーを彫るように位置決めされる。幾何学的変化により、９３度から９７度までの範囲内の鈍角にあるブレードの作業端部において、およびブレード先端を通る平面ともう１つの作業端部を通る平面とが鋭角に交わる交点にオフセット点を形成するもう１つの作業端部において、複数の傾斜面を有するブレードが生成される。２重カットは、第１カットを用いてクリーニング先端の剛性を改善することを可能にし、一方で第２カットは接触幅を増加させて、作業端部における圧力分布を改善することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施の形態に従うクリーニングブラシおよび２重カット式クリーニングブレードを用いるマーキングシステムの図示例である。

【図2】図２は、一実施の形態に従う２重カット式クリーニングブレードを制御するために使用されるコントローラおよびブレード位置決め機構のブロック図である。

【図3】図３は、一実施の形態に従う複数の傾斜面を用いるような幾何学的変化の関数としてブレードの寿命および信頼性を図示する。

【図4】図４は、一実施の形態に従う感光体または光伝導性ベルトをクリーニングするプロセスにおいて、２つの傾斜面で修正された２重カット式クリーニングブレードを示す。

【図5】図５は、一実施の形態に従う２つの傾斜面を形成するように形作られたブレードの側面断面図を示す。

【図6】図６は、一実施の形態に従う成形ブレードへ適用された２重カット式プロセスの側面断面図を示す。

【図7】図７は、一実施の形態に従うブレードの寿命および信頼性が増加したクリーニングブレードを生成する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書において説明される種々の態様に従って、クリーニングブレードを用いて電子写真式イメージングデバイス内の感光体表面のクリーニングを促進するシステムおよび方法が説明される。クリーニング動作の間に被るブレード応力を大きく低減するために、複数の傾斜面を有するブレードが開示される。第１傾斜面である第１平面により、ブレードはより堅い先端およびより大きい幅を有するようになる。より堅い先端により、高摩擦状態の間における押し込み応力に起因する、高接触圧力および高摩耗の組み合わせから生成される亀裂であって、ブレードのエッジ近傍に形成される傾向がある疲労亀裂の作成が遅れることになる。したがって、２重カット式ブレードは、第１カットを用いてクリーニング先端の剛性の改善を可能にし、一方で作業端部における圧力分布の改善は第２カットを通じて達成される。

【0009】

開示された実施の形態の態様は、移動面と、少なくとも第１平面および第２平面を有する作業端部を備えたブレードであって、第１平面は第２平面との間に鈍角を定義するように隣接し、作業端部は第１平面と第２平面との間にブレード先端をさらに定義し、定義されたブレード先端はブレードと移動面との接触に起因するブレード摩耗を低減する、ブレードと、ブレードの自由端部における傾斜面であって、第３平面および第４平面を有し、第３平面は第１平面との間に或る角度を定義するように隣接する、傾斜面と、ブレードへ連結された位置決め機構であって、ブレードを作業位置内へ移動させ、ブレード先端は移動面に作用して、移動面から粒子を除去する、ブレード位置決め機構とを含む、画像形成装置に関する。

【0010】

さらに別の開示された実施の形態では、本発明の態様は、ブレード先端が、第１平面と第２平面とが交わる線を含む、画像形成装置に関する。

【0011】

さらに別の開示された実施の形態では、本発明の態様は、第１平面と第２平面とは、９３度から９７度までの範囲内にある鈍角を形成する、画像形成装置に関する。

【0012】

さらに別の開示された実施の形態では、本発明の態様は、移動面が、動作可能な方向に回転するドラム、動作可能な方向に移動する平らな表面、または動作可能な方向に移動するベルトを含むグループから選択された、画像形成装置を含む。

【0013】

さらに別の開示された実施の形態では、ブレード位置決め機構が、回転軸を有する支持部材であって、ブレードを保持するように構成された支持部材を含む、画像形成装置がある。

【0014】

さらに別の開示された実施の形態では、画像形成装置は、さらに、移動面から粒子を除去するために、最小ブレード荷重を作り出す位置内にブレード位置決め機構がこのブレードを移動させるように引き起こすコントローラを含む。

【0015】

さらに別の開示された実施の形態では、移動面は動作可能な方向に移動する平らな表面であり、ブレード先端は平らな表面を横切って延びている、画像形成装置がある。

【0016】

さらに別の開示された実施の形態では、移動面は動作可能な方向に移動するベルトであり、ブレード先端はベルトを横切って延びている、画像形成装置がある。

【0017】

開示された実施の形態の態様は、動作構成内に、可動型感光面、およびホルダ内のクリーニングブレードを含み、ブレードは、上端エッジ、下端エッジ、およびホルダに対向する複数の斜表面を有し、複数の斜表面のうちの１つと下端エッジとの間にブレード先端が形成され、この傾斜面は、下端エッジと鈍角を形成し、ブレード先端は、ブレードと可動型感光面との接触によって引き起こされるブレード摩耗を低減する、電子写真マーキングシステム内のクリーニングステーションに関する。

【0018】

開示された実施の形態の態様は、印刷システム用にブレードの寿命および信頼性を増加させる２重カット式クリーニングブレードを生成するプロセスであって、キャストシート、成形ウレタンまたはエラストマーのうちの少なくとも１つから形成される部材であって、第２主要外面に対向して平行する第１主要外面および第２端面に対向して平行する第１端面を有する、柔軟性のある、実質的に長方形の部材を選択するステップと、第１端面を鈍角にカットして、第２主要外面に隣接する第１傾斜面を形成するステップであって、第１傾斜面および第２主要外面によって形成されたエッジ領域は、表面に作用してこの表面から粒子を除去することができるステップと、第１端面を鋭角にカットして、第１主要外面に隣接する第２傾斜面を形成するステップであって、第２傾斜面は第１傾斜面を横切るステップと、第２端面を、ブレード位置決め機構を有するブレードホルダへ結合して、２重カット式クリーニングブレードを作業位置内へ移動させるステップと、を含む、２重カット式クリーニングブレードを生成するプロセスに関する。

【0019】

本明細書において開示された実施の形態は、コントローラ、センサ、および電気機械式デバイスのようなデバイスを動作させるため、コンピュータ実行可能な命令を搭載もしくは有する、またはデータ構造がその上に記憶された、コンピュータ読み取り可能な媒体も含むことができる。このようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、汎用または特殊用途コンピュータによってアクセスできる任意の入手可能な媒体であってよい。限定ではなく例として、このようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、またはコンピュータ実行可能な命令の形をした所望のプログラムコード手段もしくはデータ構造を搭載もしくは記憶するために使用することができる任意の他の媒体を含むことができる。情報がネットワークもしくは別の通信接続（ハードワイヤード、無線、もしくはこれらの組み合わせ）を介してコンピュータへ転送されるか、または与えられると、コンピュータはこの接続をコンピュータ読み取り可能な媒体として適切にみなす。したがって、任意のこのような接続は、コンピュータ読み取り可能な媒体と適切に呼ばれる。上述の組み合わせも、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。

【0020】

用語「印刷媒体」は、一般に、通常は柔軟性のある、ときどきカールした、紙、プラスチック、または他の適切な画像用物理的印刷媒体基板製の物理的シートであり、事前にカットされているか、巻き取り紙で供給されるかいずれかである。

【0021】

本明細書において使用された用語「画像形成装置」は、デジタル複写機またはプリンタ、マーキングシステム、電子写真式プリンタ、電子写真印刷プロセス、書籍制作機、ファックス、多機能機、または同類のものを参照し、いくつかのマーキングエンジン、ならびに用紙フィーダ、フィニッシャ（後処理装置）、および同類のものなどの他の印刷媒体処理ユニットを含むことができる。用語「電子写真印刷装置」は、電子写真受像体エレメント上に現像された乾式トナーを用いる、画像複写装置、電子写真式のプリンタおよび複写機を包含するように意図される。

【0022】

図１における一実施の形態のクリーニングステーションまたはクリーニングシステム１００において、光伝導性ベルトである感光体ベルト１０５が、最初にクリーニングブレード１２０へ、次いで静電ブラシ１０７へ連続して移動するように示される。クリーニングブレード１２０は、典型的にはキャストシート、または成形ウレタンもしくは他のエラストマーを、外科用メスまたは同類のものなどの極めて尖鋭なナイフでカットすることによって形成される。矢印１１０は、感光体ベルト１０５の方向および経路を示す。それゆえにブレード１２０は、ブラシ１０７から上流にあり、ベルトに接触する最初のクリーニングコンポーネントである。この位置において、ブラシ１０７または他の任意のコンポーネントによってトナーがあらかじめ除去されていなかったので、ブレード１２０は、トナーにより引き起こされる潤滑作用を受ける可能性がある。静電ブラシ１０７は、システムにおいて使用されるトナー１１５の電荷とは逆の電荷を有する。これにより、ブラシ１０７が、逆に帯電したトナー１１５を引きつけ、クリーニングブレード１２０によって感光体ベルト１０５から除去されないどんな残留トナー１１５でも除去することが可能となる。上述したように、クリーニングブレード１２０は、ベルト１０５によって接触される最初のクリーニングコンポーネントであるので、その時点ではベルト上に十分なトナー１１５があり、ブレード１２０に対して十分な潤滑作用をもたらし、ベルト１０５の摩耗を最小化する。クリーニングブレード１２０用の可動型または浮遊型のホルダ１２５は、ブレード１２０が感光体ベルト１０５に接触するように、適切に動いて、ブレード１２０を支えることを可能にする。ベルト１０５とブレード１２０との間で接触するどんな適切な角度が使用されてもよく、５度から３０度までの角度が効果的であると見出されたが、適切かつ効果的な任意の角度を使用することができる。この特定のクリーニングステーションまたはシステム１００内の静電ブラシ１０７は、ブレード１２０に続いて任意の残留トナー１１５を除去する。このクリーニングステーションにおいて、真空ユニット１３５は、ブレード１２０とブラシ１０７との間に位置付けられて、ブレード１２０またはブラシ１０７によって除去された任意の遊離トナーを吸引する。トナーは、吸い出された後、当業者には周知の任意の適切な方法によって処分することができる。真空エアーチャンネル１３０は、空気流内でそれぞれブレード１２０およびブラシ１０７と接触している。フリッカーバー１３２は、ブラシ１０７と動作的に接触し、ブラシ１０７を真空ユニット１３５とともにデトーンするように構成される。トナー１１５は、フリッカーバー１３２によってブラシ１０７から払い落とされると、真空エアーチャンネル１３０の吸入によって拾い上げられ、システム１００から運び出される。フリッカーバー１３２は、ブラシ１０７内の線維が、真空チャンネル１３０に達する前にフリッカーバーに接触するように位置付けられる。入口シールドは、クリーニングブレード１２０の下方に位置され、遊離したトナーをシステム１００から除去するために真空チャンネル１３０内へ導くことができる。それゆえにトナー１１５は、光伝導体ベルト１０５からトナー１１５をこすり落とすブレード１２０によって、次いでブラシ動作に加えて静電的動作で任意の残留トナーを除去するブラシ１０７によって、ベルト１０５から連続して除去される。感光体ベルト１０５とのこのような途切れのない接触によって、先行技術のブレード１２０は、ブレードエッジにおいて摩耗し破損するようになり、ブレードの有効な寿命を著しく低減する。複数の傾斜面１２２などを幾何学的に変更すれば、ブレード１２０の寿命は著しく増加する。２重カット式の幾何学的な変更により、第１カットを用いてクリーニング先端の剛性を改善し、一方で第２カットが接触幅を増加させて、作業端部における圧力分布を改善することが可能となる。さらに加えて、ブレード１２０は、ブレードの電気伝導度および熱伝導度を著しく増加させるナノチューブ充填体で高めることができる。この高められた電気伝導度により、感光体ベルト１０５に対する摩擦に起因してブレード１２０に堆積された電荷を消去することができる。高められた熱伝導度により、ブレード−感光体界面の摩擦に起因する熱の放散を支援することができるが、このことは米国特許第７，４２８，４０２号明細書において開示されており、その全体を参照することによって本明細書に含まれる。

【0023】

図２は、図１のクリーニングシステムにおいて使用され、一実施の形態に従ってブレード荷重を制御する単一のステッピング・モータ・システム２００の概略図である。ブレード位置決め機構２０６を介してブレード１２０が回転することにより、組み立て品内のブレードに対する干渉の量が制御されるが、ブレード位置決め機構２０６は、シャフト、２つの独立駆動位置決めリンク、４つの連結バー、カム、ガイドスロット、または他の従来の機構でもよい。回転の量を制御することによって、ブレード荷重は変化することができる。ブレードホルダは、回転軸に関して回転して、動作可能な方向のドラムの回転、動作可能な方向の平面の移動、または感光体ベルト１０５の下端に矢印で示された回転方向を有する動作可能な方向の感光体ベルト１０５の移動などによる移動面に対して、ブレード１２０を位置決めする。ステッピングモータ２０２は、定義された増加量でブレードホルダの回転を与えるために用いられる。センサ２１０は、クリーニングユニット（図示されない）の後ろに位置付けされて、移動面の動作周期を検出する検出システムを提供する。センサからの出力は、コントローラ２８へ入力される。コントローラ２８は、ステッピングモータ２０２へ信号を送って、信号センサ２１０が動作周期内で変化を示すまで、ブレードへの干渉を増加させる。クリーニングブレードの寿命を最適化し、動作周期の開始および終了において経験する応力を低減するために、ブレード荷重は、クリーニングに対して最小荷重で戦略的に変化してもよい。これは、クリーニングブレードおよび感光体上で起こりうる最低の摩耗に帰着するが、一方で依然として良好なクリーニング結果を維持していることになる。

【0024】

図３は、一実施の形態に従って、幾何学的な変化の関数としてブレードの寿命および信頼性を図示する。ブレード１２０は、キャストシート、成形ウレタン、または成形エラストマーから形成された、柔軟性のある、実質的に直方体の部材によって形成され、この直方体部材は、第２主要外面５０７（図５）に対向して平行する第１主要外面５０５（図５）と、ホルダによって固定された第２端面５１５（図５）に対向して平行する第１端面５１０（図５）とを有する。ブレード１２０において、第１端面５１０に対応する端部は、ホルダによって固定されていないが、ブレード先端が移動面に接触するときに、この移動面から破片を彫るまたは除去するために用いられる。ブレード１２０のホルダに固定されない自由端部は、複数の傾斜面を含んで形成され、ブレード先端の剛性および圧力分布を与えることができる。ブレード１２０は、尖鋭な先頭エッジであり、下端エッジであるブレード先端３４５および後端エッジである上端エッジ３１７、ならびに本明細書において説明されたような複数の傾斜面である第１平面３３０および第３平面３３２を有する。しかしながら、第１平面３３０は本発明に従って修正されて、ブレードの寿命および信頼性が最適化される度数に、第１カットのカット角度（Ф₁、Ф₂、Ф３）が設定されるようにする。第１カット角度、第２カット角度、およびオフセットは、ブレードの寿命および信頼性に著しく影響を与える。第２カット角度は、圧力分布を制御するように、印刷プロセスに基づいて選択される。実行可能な戦略は、鈍角の第１カット角度および鋭角の第２カット角度を選択することである。ホルダ１２５は、ブレードを作業位置内へ移動させる。ブレードの自由端は、傾斜面である第１平面３３０を含み、第１平面３３０は第２平面３２０とともにブレード先端３４５を形成する。ブレードの第２平面３２０は、ブレードの第４平面３１５に平行している。第１平面３３０および第２平面３２０は、ブレードの作業端部として知られており、ブレード１２０の一部を形成する。ブレード１２０の作業端部は、余分のトナーまたは他の部材が除去されるべき移動面の対応する部分に接触して、または隣接して配置される。

【0025】

第１カット角度に関係するテーブル３５０から考えられるように、第１平面３３０と第２平面３２０との間に形成された角度（Ф）は、ブレードの寿命および信頼性と相互に関連する。さらに加えて、このテーブルは、鋭角のカット角度（Ф₁）、直角のカット角度（Ф₂）、および鈍角のカット角度（Ф₃）に対してなど、一定の範囲の角度（Ф₁、Ф₂、Ф₃）に対して、ブレードの寿命および信頼性が最大化されるポイントが存在することを示している。実験は、第１平面３３０および第３平面３３２の両方に対するブレードの一連のカット角度で行われて、最高のブレード寿命および信頼性に対するカット角度を測定した。各テストが完了すると、ブレード上のエッジ摩耗が測定された。各カット角度におけるブレード摩耗の分布が吟味され、ブレード摩耗による故障を最小化するのに最適なカット角度が選択された。大域的に最適なブレード角度、または第１カット、第２カットおよびオフセット値の最良の組み合わせは、すべての条件のもとでのブレードに対しては存在しそうもない。ブレード部材のタイプ、クリーニング荷重および作業角度要件、トナー潤滑特性、クリーニング表面摩擦特性、環境および印刷条件、ならびに同類のものなどの要因はともに、最高のブレード寿命および信頼性に対して、第１カット角度、第２カット角度およびオフセットの別々の最適な組み合わせを有すると思われている。

【0026】

図３は、測定されたカット角度およびブレード摩耗についての３つの図を示す。７０度から８９度までの鋭角のカット角度（Ф₁）は、極めて広い分布の摩耗レートおよび極めて高い最高摩耗レートを生み出す。９０度の直角のカット角度（Ф₂）も、広い摩耗レート分布および高い最高摩耗レートを生み出す。特に高い方で摩耗レートが広い分布になるのは、鋭角および直角のカット角度において、増加する摩擦に起因して、厳しく押し込むまたははじくことを経験する傾向がより大きいからである。押し込むまたははじくことにより、疲労亀裂が発生して、ブレードエッジの裂け目へと伝搬し、高摩耗レートを発生させる。もっとも信頼性のあるカット角度は、特に９３度から９７度までの範囲内にある鈍角のカット角度（Ф₃）であり、これらが狭い分布の摩耗レートおよび低い最高摩耗レートを生み出すからである。最良の結果は、９５度またはその周辺のカット角度で生じることが見出された。

【0027】

テーブル３５０は、列３５２で示される、１０％および５％の故障レートにおけるいくつかのブレードカット角度についての見積もられた寿命分布を示す。累積確率を用いて、５％および１０％は、所与のカット角度に対する所期の寿命を乗り切るべきブレード数を示すように変換することができる。例えば、９５度のカット角度でブレードの９５％は、大略８５０ｋｃであるように期待される。対照的に、従来のブレードカット角度（９０度）は、２７６ｋｃを乗り切るにすぎないことになる。通例、ブレード摩耗レートは、ブレード摩耗故障しきい値Ｗｅａｒ_THRESHOLDを選択することによって、ブレード寿命へ変換される。この故障しきい値は、所定の印刷数でもよく、期間でもよい。ブレード寿命は、摩耗故障しきい値を摩耗レートによって除算することで計算される（ブレード寿命＝摩耗しきい値／摩耗レート）。テーブル情報について続けると、すべての９５度カット角度のブレードは、定番のブレード寿命として少なくとも５００ｋｃの間、持続すると期待される。テーブル３５０に示された別のカット角度（６０、９０、および１００度）のブレードは、ブレード摩耗レート分布の一部が高摩耗レートへ延びているので、いくらか早期にブレード故障を起こすと予期される。９５度でカットされたブレードは、高摩擦状態の間、高接触圧力に起因する高摩耗と押し込み応力に起因する高摩耗との間にバランスを達成している。このバランスは、ブレード寿命をより長くするとともにブレード信頼性を改善するために最適な狭いカット角度内で生じている。グラフ３５５は、６０度カット角度、９５度カット角度、および２重カット式角度（第１カットは９５度、第２カットは６０度）に対するブレード寿命および累積確率を示す。５％および１０％信頼性レベルにおいて、６０度−９５度（６０度と９５度の組み合わせによる）２重カット式ブレードは、６０度単一のカットブレードよりも著しく長寿命になっている。しかしながら、９５度単一のカットブレードは２重カット式ブレードよりも長寿命になっている。

【0028】

図４は、一実施の形態に従う感光体または光伝導性ベルトをクリーニングするプロセスにおいて、２重カット式で修正されたブレード１２０を示す。第１傾斜面である第１平面３３０および第２傾斜面である第３平面３３２は、直方体の部材の第１端面５１０（図５）側端部を第１カットについて９０度または鈍角に形作り、かつ第２カットについて鋭角に形作ることによって形成されて、第１主要外面に対応する第４平面３１５および第２主要外面に対応する第２平面３２０に隣接する、第１平面３３０及び第３平面３３２を形成する。第１平面３３０および第２平面３２０によって形成されたエッジ領域である作業端部は、このような感光体ドラムまたはベルトの表面に作用して、示される方向１１０へ表面が移動しながら表面から粒子を除去することができる。クリーニングブレード用の可動型または浮遊型のホルダ１２５は、ブレード１２０が感光体ベルト１０５に接触するように、ブレード１２０に対して適切に動作して支えることを可能にする。ベルトとブレード１２０との間で接触するどんな適切な角度が使用されてもよく、５度から３０度までの角度が効果的であると見出されたが、適切かつ効果的な任意の角度を使用することができる。幾何学的に変更されたブレードが、図１の実施の形態で使用されたが、どんな他の適切な実施の形態でも使用することができる。第１平面３３０に対して、９５度が最適であるが、９３度から９７度までの任意の適切な鈍角を選択することができる。図４ではクリーニングブレード１２０だけが、ブラシ１０７なしに使用されるクリーニングステーションの一部が図示されている。成形ブレードにおいて鈍角にカットされていることを除いて同一の実施の形態またはクリーニングシステムにおいて、第１平面３３０、上端エッジ３１７、およびブレード先端であって押し込む傾向が低くなるにつれてより堅くなる先端を有するブレード先端３４５を備えたブレードを形成するために、ブレード１２０が成形され使用される。

【0029】

図５は、一実施の形態に従う２つの傾斜表面を形成するように形作られたブレードの側面断面図を示す。生成されたクリーニングブレードでは、信頼性が増加しブレード寿命が増加する。キャストシート、成形ウレタンまたはエラストマーから形成された、柔軟性のある、実質的に長方形の部材５０２が選択される。部材５０２は、第２平面３２０に対応する第２主要外面５０７に対向して平行し、第４平面３１５に対応する第１主要外面５０５、およびホルダ支持側端面である第２端面５１５に対向して平行する第１端面５１０を有する。実質的に長方形の部材５０２は、角度５２４（μ₁）および角度５２５（μ₂）にカット５２０されて、軸５２２のＺ−Ｙ平面に沿って傾斜する第１平面３３０および第３平面３３２のような、新たな角度のまたは傾斜の断面端部を形成する。カット処理という用語は、部材５０２の一部を形作ってまたは分離して所望の輪郭を有する表面を形成することができる任意のプロセスである。１つのプロセスは、従来の研磨媒体の使用に基づき、典型的には研磨石、研磨砥石、または他の研磨媒体を用いて研磨する方法に基づく。別のプロセスは、作業エッジまたは斜表面を作り出すために、一回または多数回のストロークで斜面の表面から部材を削り取ることである。この削り取る方法は、当技術分野では「スカイビング」として知られている。ブレードは、第１端面５１０を鈍角の角度５２５にカット５２０することによって形作られて、第１主要外面５０５および第２主要外面５０７に隣接する新たな傾斜面である第１平面３３０及び第３平面３３２を形成する。第１平面３３０および第２平面３２０によって形成されたエッジ領域である作業端部は、表面に作用して表面から粒子を除去することができる。生成されたブレード１２０は、第２傾斜面である第３平面３３２と、第２平面３２０に対して９３度から９７度までの範囲の鈍角５３０を形成する第１傾斜面である第１平面３３０とを有する。第１平面３３０と第２平面３２０との交点は、表面上で形を成す可能性がある破片を、こするまたは摩擦するために使用することができる、ブレード先端３４５を形成する。

【0030】

図６は、一実施の形態に従う成形ブレードへ適用された２重カット式プロセス６００の側面断面図を示す。単一のカット角度ブレードは、過度に押し込む低角度と、接触幅を最小化しかつ接触圧力を最大化する高角度との間で最適条件を見出す。２重カット式ブレードは、最初に第１カット角度を通じてクリーニング先端の剛性を制御し、第２カット角度および図３に示されるようなオフセットを含む接触幅および圧力分布を修正する。これらの新たな設計要因により、クリーニングと、チャタリングする、またははじくなどの安定した動作と、寿命とのバランスをさらに容易に取る新たな機会が導入される。この新たな設計要因は、許容誤差および自由度を増加させる機会ももたらす可能性がある。単一のカットブレードから２重カット式ブレードへ変更することは、より少ないツールの変更で成し遂げることができる。同一のカッターヘッド上に両方のカット用ナイフを組み合わせるツールが、より少ない修正で実装することができる。第１カット６２０と第２カット６２５との間の三角不用部材６２７は、手によって容易に除去することができる。この手による動作は、賢いツール設計を通じて省くことができるようになる。ブレードホルダ上にブレードを組み立てるツールも、修正する必要があることになる。現行のブレードは、本質的にすべて直角のカットになっているので、ブレード位置の表面は、ブレードのカット角度に一致させる表面に対してバイアスをかけるように変更する必要があることになる。図６は、２重カット式であるキャノン型成形クリーニングブレードを示す。キャノンブレードは、２つ１組でブレードホルダ６０７および６０９上へ成形され、次いで切り離されて２つのクリーニングブレードの組み立て品を形成する。部材６０５は、テーブルなどのカット処理支持体６１０の表面へクランプ６１５される。この部材は、最初は鈍角のカット角度（９５度）にカット６２０されて、第１傾斜面である第１平面３３０を形成する。次いで部材は鋭角のカット角度（６０度）にカット６２５されて、第２傾斜面である第３平面３３２を形成する。第１および第２カット（６２０、６２５）間の三角不用部材は、手によって容易に除去することができる。この手による動作は、賢いツール設計を通じて省くことができるようになる。ブレードホルダ上でブレードを組み立てるツールも、修正する必要があることになる。現行のブレードは、本質的にすべて直角のカットになっているので、ブレード位置の表面は、ブレードのカット角度に一致させる表面に対してバイアスをかけるように変更する必要があることになる。

【0031】

図７は、一実施の形態に従う寿命および信頼性が増加したクリーニングブレードを生成する方法７００のフローチャートである。方法７００は、ブレードの寿命および信頼性が増加したクリーニングブレードを生成するように部材が選択された動作７１０で開始する。ブレード用の部材は、広く知られているいつものエラストマーであり、これには、ゴム、ウレタン、またはブレードの機械的特性を改変することができるナノチューブの有無を含めて他の適切に知られている部材などがある。いったん部材が選択されると、方法７００は、部材が第１カットを受ける場所で動作７２０を継続して、図３に示される第１平面３３０などの第１傾斜面を作り出す。第１カット角度は、９３度から９７度までの間、好ましく９５度に設定される。カットすることは、選択された部材の鈍角に続く一方の端部領域を意識的に形作りして、第２主要外面５０７の一方の端部で開始し、第１主要外面５０５の前で終了する、新たな傾斜面を形成することであることに留意すべきである。この形作りから形成されたエッジ領域は、傾斜面と主要外面との間で９５度となるブレード先端を定義する。次いでこのブレード先端は、感光体表面からトナーおよび同類のものを除去するために使用することができる。動作７２５において、第２カットが端部領域へ適用されて、第２傾斜面である第３平面３３２を作り出す。動作７３０において、この部材の形作りされていない端部は、ブレード位置決め機構へ結合されたホルダへ取り付けられ、このブレード位置決め機構は、回転軸を有する部材であってブレードを保持するように構成された支持部材を含む。方法７００は、第１カットの動作７２０を実行し、第２カットの動作７２５を実行し、ブレードをホルダへ結合すると説明されたが、これらのステップは、上述のように列挙したパラメーター内にこれらのカットが維持される限り、異なる順序で実行することができることが期待される。

【図4】

【図7】

【図1】

【図2】

【図3】

【図5】

【図6】