專利名稱：充電裝置及帶有此充電裝置的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一個(gè)充電裝置，此裝置為某一待充電器件，如光敏器件進(jìn)行充電。較為具體地說(shuō)即是一個(gè)與待充電器件相接觸并最終提供一個(gè)具有交流成份電壓的充電器。
為了論述方便，在這里電子復(fù)印設(shè)備是被當(dāng)作電氣充電的光敏器件看待的。
眾所周知，電子復(fù)印過(guò)程中有一個(gè)給光敏器件表面充電到一個(gè)預(yù)置電位的步驟。至于放電裝置，幾乎所有商用機(jī)都帶有一個(gè)電暈放電器，它主要由一個(gè)絲狀電極和一個(gè)屏蔽電極構(gòu)成。使用電暈放電器的充電系統(tǒng)，有如下問(wèn)題(1)使用高壓為了給光敏器件表面充電到500～700V，要在電暈絲(Corona Wire)上施加一個(gè)例如8-4KV的高壓。電暈絲和電極之間的距離必須足夠大，以防電流泄漏到電極和設(shè)備主體。而且，電暈放電器有些龐大，不可避免地要使用高絕緣強(qiáng)度的屏蔽電纜。
(2)充電效率低來(lái)自電暈絲的放電電流大部分流入了屏蔽電極，而電暈電流流入光敏器件，也就是說(shuō)，流入待充電的光敏器件的電流只是總放電電流的百分之幾。
(3)產(chǎn)生電暈放電電暈放電產(chǎn)生臭氧或類似的東西，它們具有氧化各種設(shè)備部件并具有使光敏器件表面退化的趨勢(shì)，結(jié)果使光敏器件的阻抗變低而導(dǎo)致圖像模糊(特別在高濕度條件下更是如此)。
(4)電暈絲污染為了提高放電效率，要求放電絲具有一個(gè)大的曲率(直徑一般為60～100微米)。這根絲通過(guò)絲表面附近的高壓電場(chǎng)吸附細(xì)粉塵而被污染。污染有可能產(chǎn)生不均勻放電，導(dǎo)致圖像不均勻。這就需要經(jīng)常清理放電絲和放電裝置。
最近，考慮使用一種接觸型充電裝置，在此裝置中充電器件和待充電器件相接觸，而不使用會(huì)帶來(lái)上述問(wèn)題的電暈放電器。
較具體地說(shuō)，例如一個(gè)已加1～2KV左右直流電壓的導(dǎo)體和塑料滾筒或類似的東西被連接到光敏器件的表面(待充電器件)，這樣，將光敏器件表面充電到預(yù)定電位。
但接觸型充電裝置仍會(huì)帶來(lái)各種問(wèn)題，在一項(xiàng)轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的申請(qǐng)中已提出了解決這些問(wèn)題的方案(美國(guó)專利申請(qǐng)第131.585號(hào))。為解決這些問(wèn)題，可在直流電壓加到充電器件上時(shí)，使振動(dòng)電極(vibratingele
trode)在充電器件和被充電器件之間形成不低于起始充電電壓兩倍的峰-峰電壓。這樣，可使待充電器件均勻充電。此外，在美國(guó)第243，1716號(hào)專利申請(qǐng)中提出了另一種方案，這種方案是為充電器件的表層提供一種高阻層，以防止在象光敏器件這樣的待充電器件的表面上由于針孔(Pin-holes)和損壞或類似原因而產(chǎn)生的電流泄漏。
然而，為充電器件表面提供高阻層帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題。此高阻層很容易受到周圍條件，特別是濕度的影響。在低濕度條件下，充電部件的阻抗由于電阻增加和介電常數(shù)的減少而增加，在高濕度條件下，阻抗則由于電阻的減少和介電常數(shù)的增加而降低，結(jié)果，在低濕度條件下，電源電壓的交流成份被充電器件的阻抗所衰減，而在充電器件和被充電器件之間并未形成如上所述的振動(dòng)電場(chǎng)和不小于兩倍起始電壓的峰-峰電壓。這樣就有可能發(fā)生不均勻充電，具體地說(shuō)，就是斑狀(sp
t-like)充電。
當(dāng)在低濕度條件下，交流成份由于充電器件阻抗的增大而減少時(shí)，作為一種可能的措施就是把一個(gè)較高的峰-峰交流電壓加到充電器件上，在充電器件和被充電器件之間即使在低濕度條件下也能形成不小于兩倍起始電壓的峰-峰電壓的振蕩電場(chǎng)。
然而，如果這樣作，在高濕度條件下充電器件的阻抗減小，而交流成份不會(huì)減小，高壓直接加到被充電器件上。這對(duì)于被充電器件和充電器件之間在高濕度條件下的泄漏(電流)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)缺陷，總的來(lái)說(shuō)在此情況下材料的耐久性是降低了。
本發(fā)明的主要目的是提供一個(gè)充電裝置和一個(gè)配有此充電器的成像設(shè)備，使得被充電器件即使在多變的環(huán)境下也能被良好地充電。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)充電裝置和一個(gè)配有此充電器的成像設(shè)備。此設(shè)備能夠防止被充電器件的泄漏(電流)。從而使充電器件即使在電阻和電容隨環(huán)境的變化而變化時(shí)，穩(wěn)定而均勻地充電也是可能的。
結(jié)合下述本發(fā)明提出的，示于附圖中的實(shí)施方案，本發(fā)明的目的和特性及優(yōu)點(diǎn)就會(huì)更為明顯了。


圖1是一臺(tái)激光印像機(jī)的剖面圖，它是帶有按本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案構(gòu)成的充電裝置的典型成像設(shè)備。
圖2是一個(gè)基于本發(fā)明實(shí)施方案的充電裝置的側(cè)視圖。
圖3是表示加到充電器件上交流成份的峰-峰電壓Vpp和被充電器件表面的電壓Vs之間的關(guān)系圖。
圖4是表示被充電器件的交流電流IAC和表面電壓Vs之間的關(guān)系圖。
圖5是表示加到充電器件上的交流成份的峰-峰電壓Vpp與被充電器件表面電壓Vs之間的關(guān)系圖。
圖6是基于本發(fā)明另一實(shí)施方案的充電裝置的側(cè)視圖。
圖7圖示了一個(gè)系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，加到充電器件上的電壓的交流成份被控制為一恒定電流，直流成份也被控制為一恒定電流。
參照?qǐng)D1，它圖示了一臺(tái)可以和本發(fā)明的充電裝置聯(lián)用的成像設(shè)備。成像設(shè)備由送紙臺(tái)A和激光印像機(jī)B構(gòu)成。
首先對(duì)印像機(jī)臺(tái)B按其結(jié)構(gòu)和成像順序加以說(shuō)明。印像機(jī)臺(tái)B包括外殼1，設(shè)備正面在圖的右端。印像機(jī)B包括可繞鉸鏈軸1B打開和閉合的前面板1A(分別如點(diǎn)劃線和實(shí)線所示)。當(dāng)裝卸工藝處理盒2(Process cartridge)或檢修印像機(jī)內(nèi)部時(shí)，可打開前面板1A，使得在印像機(jī)內(nèi)有較寬闊的通道。
在本實(shí)施方案中，工藝處理盒2由盒套2a感光鼓3、充電滾筒4、顯像裝置5及清潔器6構(gòu)成，是一個(gè)四步圖像成象處理裝置。打開前面板(如點(diǎn)劃線所示)，即可從印象機(jī)外殼1上的預(yù)定調(diào)節(jié)位置裝、卸工藝處理盒2。當(dāng)工藝處理盒2被正確地安裝在印象機(jī)上之后，工藝處理盒和印象機(jī)通過(guò)圖中末示出的連接件與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接頭和電路系統(tǒng)接頭連接上，從而建立起機(jī)械整體。盡管作為一個(gè)整體，工藝處理盒是由感光鼓、充電滾筒、顯像裝置和清潔器組成的，但本發(fā)明并不受此限制，可只將感光鼓和充電滾筒作為一個(gè)整體。只要系統(tǒng)包含了感光鼓和至少一種可用以重復(fù)成像的處理裝置，并且可從成像設(shè)備主體上裝卸，那么就足夠了。
本設(shè)備有一個(gè)靠近外殼后部的激光掃描器7，它由半導(dǎo)體激光器、掃描馬達(dá)7a、多棱鏡7b和透鏡系統(tǒng)7c組成。掃描器7發(fā)出的激光束L直接通過(guò)安裝在印像機(jī)上的工藝處理盒套2a的曝光窗2b基本水平地進(jìn)入裝在印像機(jī)內(nèi)的工藝處理盒套2a。激光束在曝光位置3a沿著清潔器6和顯像裝置5之間的通道進(jìn)入感光鼓3的左側(cè)表面，清潔器6位于此盒套的較好的一面，而顯像裝置位于此盒套的較低的一面。這樣感光鼓3的表面就在母線的方向上被掃描和曝光。
印像機(jī)還有一個(gè)通用進(jìn)料盤8(multi-feedingtray)它位于印像機(jī)前面板1A的下方，并向外延伸，自前面板方向向上傾斜。在托盤上面可放許多張紙(sheet material)。
印像機(jī)還有一個(gè)送料滾筒10，它位于鄰近印像機(jī)前面板1A內(nèi)的較低位置，傳送滾筒12與送料滾筒10的左側(cè)相接。圖像轉(zhuǎn)移滾筒13則位于印像機(jī)前面板1A內(nèi)送料滾筒10的上邊。一對(duì)定影滾筒15a和15b裝在印像和前面板1A內(nèi)的頂部。紙張導(dǎo)向板位于轉(zhuǎn)移滾筒13和定影筒對(duì)15a、15b之間。卸料滾筒16位于定影筒15a和15b的出口處，托盤17用于接收卸出的紙張。
當(dāng)印像機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出成像起始信號(hào)時(shí)，感光鼓3如圖示以預(yù)定的線速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在此期間，感光鼓3的圓柱表面被充電滾筒4均勻地充電到預(yù)定的正電位或負(fù)電位，而充電滾筒4上加有由電源提供的預(yù)定電壓，以便對(duì)感光鼓3進(jìn)行所謂的接觸式充電。充電滾筒4可用感光鼓3的旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)，或以主動(dòng)方式向與感光鼓相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。它也可以是不能轉(zhuǎn)動(dòng)的。但從感光鼓3和充電滾筒4之間要產(chǎn)生磨損的角度來(lái)看，充電滾筒4最好由感光鼓3所驅(qū)動(dòng)或在它們之間的接觸部分以和感光鼓同樣的線速度來(lái)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
此外，在曝光臺(tái)，已經(jīng)均勻充電的旋轉(zhuǎn)著的感光鼓3的表面在像素激光束L下曝光，激光束L和由表示激光掃描器7產(chǎn)生的圖像信息結(jié)果的時(shí)序電像素信號(hào)相對(duì)應(yīng)，并且，感光鼓3的表面由激光束L沿母線的方向順序掃描。這樣，就在感光鼓3的表面上形成了一個(gè)圖像信號(hào)的靜電潛影圖像。
在鼓3表面上形成的潛影(Latent inage)接著被顯影裝置5中顯影滾筒上的顯影劑顯影。顯影裝置5包括一個(gè)增色劑容器5b，用以存放顯影(增色)劑t。
放在進(jìn)料盤8上的最上面一張片狀材料由送料滾筒10送入印像機(jī)內(nèi)，送料筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。片狀材料(紙張)被送料滾筒10和傳送滾筒12之間的輥隙夾帶著以與感光鼓3相同的線速度送到轉(zhuǎn)移位置，在此，感光鼓與轉(zhuǎn)移滾筒13是對(duì)著或相接觸的。
在紙張通過(guò)感光鼓3與轉(zhuǎn)移滾筒13之間時(shí)，通過(guò)加在轉(zhuǎn)移滾筒13上的電壓(其極性與增色劑的極性相反)和轉(zhuǎn)移滾筒13與感光鼓3之間的壓力，使增色劑影像從感光鼓表面轉(zhuǎn)移到紙張上，加在轉(zhuǎn)移滾筒13上的電壓只有當(dāng)被送入的紙張的前沿到達(dá)感光鼓3與轉(zhuǎn)移滾筒13的接觸部位(轉(zhuǎn)移部位)時(shí)才起作用。
把已通過(guò)轉(zhuǎn)移位置的紙張從感光鼓3的表面上分開，并沿導(dǎo)向板14引入定影裝置，該裝置包括影象定影滾筒15a和15b。定影滾筒15a可與紙張帶有影像的面接觸，其作用尤如一個(gè)其中包括鹵素加熱器的加熱滾筒。另一個(gè)滾筒15b與紙張的背面相接觸，其作用尤如一個(gè)靠背(壓力)輪，該滾輪由彈性材料制成。已接受到增色劑影象的紙張從15a和15b之間通過(guò)，在此期間，增色劑影像通過(guò)加熱和加壓在紙張上定影，并作為帶有影像的產(chǎn)品(正片)由卸料滾筒16卸到托盤17上。
在增色劑影像被轉(zhuǎn)移之后，用清洗器6中的清洗刮板6a清洗感光鼓3的表面，這樣一來(lái)，殘留的增色劑或其他污染物就被從鼓的表面清除，為再次成像做好準(zhǔn)備。
當(dāng)啟用進(jìn)料臺(tái)A的裝料盒40，而不是用進(jìn)料盤8時(shí)，盒40中最上面一張紙就被一個(gè)拾取滾筒20沿箭頭所指方向送到配準(zhǔn)輪28和55，然后如前描述的那樣再被送入送料滾筒10和傳送筒12之間。
下面參考圖2來(lái)詳細(xì)地描述依據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案的充電裝置。圖中，數(shù)字3所指的是靠器件4充電的被充電器件，被充電器件包括一個(gè)用鋁或類似材料做的基底3b和一個(gè)用有機(jī)的感光材料、無(wú)定形硅、硒、氧化鋅或類似材料制成的感光層3c，其厚度為20微米。充電器件4的作用是均勻地對(duì)要充電的器件充電，使其達(dá)到一預(yù)定的電位。充電器件4包括一個(gè)直徑為6毫米的金屬芯(core metal)，由外部的電壓源E通過(guò)彈簧F給它供電。由于發(fā)生在感光器件與充電器件的間隙間的放電，使感光器件的表面被加了電壓的充電器件充電。為了得到這樣的一個(gè)細(xì)小間隙，而使充電器件與感光器件接觸。具體地說(shuō)，通過(guò)充電器件與感光器件的接觸而保持這一細(xì)小的間隙。充電器件4有一高阻層4c，這樣一來(lái)，即使被充電器件3上有針孔這樣的毛病，(這會(huì)使額外的電流通過(guò)這樣的小針孔從充電器件流向被充電器件)，也可保持良好的充電作用。在本實(shí)施方案中，高阻層是用表氯醇橡膠制成的，其體電阻為1.1×108歐姆·厘米，厚度為100微米。圖中4b所標(biāo)明的是橡膠材料，例如經(jīng)滲碳處理的EPDM，以便把體電阻降低到大約1×103歐姆·厘米。它的厚度為3毫米。充電器件4與被充電器件3之間的接觸寬度d為1毫米。本實(shí)施方案中，沿充電器件4長(zhǎng)度方向測(cè)得的接觸長(zhǎng)度為220毫米，在高溫、高濕(32℃，85%)和低溫、低濕(15℃，10%)的條件下，對(duì)它的接觸部分的電阻和電容分別做了測(cè)試，結(jié)果如下在高溫、高濕條件下(1)充電器件的電阻＝5.1×105歐姆電容＝2.6×10-10法拉充電器件的電阻＝5.1×109歐姆電容＝1.1×10-10法拉在低溫、低濕條件下充電器件的電阻＝8.7×106歐姆靜電電容＝1.2×10-10法拉充電器件的電阻＝3.4×1011歐姆靜電電容＝1.1×10-10法拉充電器件4被用一個(gè)螺旋彈簧F，以1.0千克的總壓力壓到被充電器件3上。電源E包括一個(gè)恒流的交流電源E-1和一個(gè)恒壓的直流電源E-2，恒流交流電源E-1的交流成分用一個(gè)交流電流控制裝置G來(lái)控制，用以提供一預(yù)定的電流(在本實(shí)施方案中為750微安)，而恒壓直流電壓E-2的直流分量用一個(gè)直流穩(wěn)壓控制裝置H來(lái)控制，使其處于一個(gè)預(yù)定的電平(在本方案中為-750伏)。被充電器件3的充電電位就是由這些電源確定的。
充電與被充電器件之間接觸部位的阻抗的變化是在上面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算出來(lái)的，結(jié)果如下表1高溫、高濕 低溫、低濕32℃，85% 15℃，10%充電器件 3.9×105歐姆 1.3×106歐姆被充電器件 1.4×106歐姆 1.4×106歐姆(交流電流的頻率100Hz)顯然，被充電器件的阻抗不隨環(huán)境條件的變化而變化，而充電器件的阻抗則是變化的。即在高溫、高濕條件下的阻抗小于常溫常濕(23℃，64%)條件下的阻抗，而低溫、低濕條件下的阻抗大于常溫、常濕條件下的阻抗。因此，與在高溫、高濕條件下的情況相反，在低溫、低濕的條件下，充電器件上要加以較高的電壓，以使得加到被充電器件上的電壓顯著地降低，這意味著，在低溫、低濕條件下不得不增加所加的電壓。
圖3是充電時(shí)被充電器件的表面電位(Vs)隨加到充電器件上的交流電壓(振動(dòng)電壓)峰-峰值Vpp變化的曲線。直流成分VDC是750伏。正如圖3所示，在高溫、高濕條件下(32℃，85%)，當(dāng)交流分量的峰-峰電壓Vpp增加到不小于充電起始電壓Vth(550伏)的兩倍(1100 Vpp)時(shí)，如實(shí)線所示，被充電器件3的表面電位才穩(wěn)定下來(lái)。充電起始電壓是當(dāng)電荷開始充向被充電器件時(shí)加在充電器件上的直流電壓，如在美國(guó)專利申請(qǐng)第131，585號(hào)中描述的那樣。
在高溫、高濕條件下，充電器件4的表面層4c的阻抗與被充電器件的阻抗比較起來(lái)小很多，因此，交流電源E-1的交流分量被加到充電器件上的那部分幾乎可以忽略，所以交流分量不會(huì)被充電器件衰減，因此，幾乎所有的交流分量都被加到了被充電器件上。
正如在美國(guó)專利申請(qǐng)第131，585號(hào)中所描述的那樣，當(dāng)交流電壓的峰-峰電壓值與充電起始電壓Vth相比，滿足Vpp≥2Vth的關(guān)系時(shí)，充電是均勻的。這是因?yàn)樵谶@個(gè)范圍，電荷不僅會(huì)從充電器件向被充電器件上轉(zhuǎn)移、而且可從被充電器件上轉(zhuǎn)移回到充電器件。即使由于高電位造成被充電器件局部接受到過(guò)多的電荷，電荷還會(huì)轉(zhuǎn)移回來(lái)，以維持電位的均勻。換句話說(shuō)，按圖3中的實(shí)線所示，當(dāng)峰-峰電壓不低于1100V時(shí)，充電是均勻的，而如果低于1100V，就會(huì)發(fā)生不均勻的充電現(xiàn)象。
在圖3中的虛線所示，在低溫、低濕(15℃，10%)時(shí)，曲線向右移動(dòng)。在這種情況下，充電器件表面層4c的阻抗增大，那么所加電壓的交流成分的衰減也變大。為了在被充電器件上提供穩(wěn)定的電壓，所需電壓看來(lái)不得低于1700V，否則充電就會(huì)變得不均勻。然而，若將這樣設(shè)置的充電裝置用到高溫、高濕的條件下，此時(shí)充電器件的阻抗降低，含有不小于1.3毫安的交流電流流過(guò)。如此大的電流是使被充電器件3的電絕緣擊穿，產(chǎn)生針孔的原因。
參考圖4，我們做了被充電器件的表面電位Vs與交流電流IAC(有效電流)之間關(guān)系的試驗(yàn)。實(shí)線表示的是在高溫、高濕(32℃，85%)、虛線表示在低溫、低濕(15℃，10%)兩種條件下二者的關(guān)系。不難看出，當(dāng)交流電流不低于750微安時(shí)，電壓Vs是穩(wěn)定的。這是當(dāng)交流頻率為1000Hz時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。750微安的交流電流被稱作閾值電流Ith。為了使充電器件表面電位穩(wěn)定，應(yīng)使IAC≥Ith(＝750微安)這是因?yàn)椋瑸榱耸贡怀潆娖骷?的表面電位均勻，電流密度需超過(guò)一預(yù)定值。假定750微安是所需的最小電流。正如在這個(gè)圖中所看到的，如果流過(guò)這個(gè)系統(tǒng)的電流不小于Itn，那么在任何環(huán)境條件下，電位Vs都是穩(wěn)定的。電流Ith值的大小取決于充電和被充電器件的材料，以及加在充電器件上交流電壓的頻率。
由此可見(jiàn)，如果由交流電壓源所提供的恒定電流不小于750微安，那么被充電器件3上的表面電位就總是穩(wěn)定的。為此，控制交流分量以便供給一個(gè)恒定的電流(750微安)，進(jìn)行了交流分量的峰-峰電壓Vpp的試驗(yàn)。在高溫、高濕條件下是1150Vpp，而在低溫、低濕條件下是2000Vpp。顯而易見(jiàn)，因?yàn)樵诟邷?、高濕的條件下充電器件4的阻抗降低，為了提供750微安的電流所需的交流分量峰-峰電壓僅為1150V，而在低溫、低濕的條件下，充電器件4的阻抗增大，要提供同樣的750微安的電流就需要2000V的峰-峰電壓。再看圖3，按實(shí)線(高溫、高濕條件)所示，當(dāng)峰-峰電壓不低于1100V時(shí)，充電是均勻的，按虛線所示(低溫、低濕條件下)，要不低于1700V;因此，上述結(jié)果是令人滿意的。
通過(guò)對(duì)交流分量的恒流控制，使得恒壓控制的必要性，即對(duì)峰-峰電壓2000Vpp的恒壓控制的必要性消失了。而這種控制一直是必要的，因?yàn)樵诘蜏睾偷蜐駰l件下，充電器件4表面層4c的阻抗的增加使交流分量減少，致使對(duì)被充電器件3的充電能力下降。這就是說(shuō)，在高溫和高濕條件下，即使減小了充電器件表面層4c的阻抗，所加交流電壓也下降，因此，不可能給被充電器件提供高壓，從而減少了器件3上針孔的產(chǎn)生。在低溫和低濕條件下，隨著溫、濕度的降低，充電器件表面層4c的阻抗增加，加在它上面的電壓增加，結(jié)果是即使充電器件使電壓衰減了，也能使充電器件4的充電功率保持恒定。
與交流恒流源E-1一起使用的直流電源E-2是一個(gè)恒壓源，其理由如下在被充電器件3上形成各種潛影時(shí)，與圖形對(duì)應(yīng)的某種程度的記憶電荷保留在被充電器件3上。換言之，在被充電器件3的記憶中，存在被充電的和未被充電的部位?？梢杂梅烹娺^(guò)程清除這種記憶，即，在充電過(guò)程之前，對(duì)被充電器件做清除電荷處理，具體地說(shuō)，當(dāng)器件3是光敏元件時(shí)，可在充電過(guò)程前使其均勻曝光。然而，反復(fù)應(yīng)用之后，器件3中的記憶就變得不能被完全清除了。如果直流源是恒流源，當(dāng)在成象過(guò)程之后，用充電裝置4給器件3再充電時(shí)，就有相同的電流流過(guò)被充電器件3的帶電和未帶電的部位。因此，也就是加上了相同量的電荷。這樣，在下一次成象時(shí)，就造成已帶電和未帶電部位間的非均勻性，結(jié)果，就可能發(fā)生諸如圖象背景模糊，圖象密度變化的問(wèn)題。
參看圖5，其中示出了加在充電器件上的交流電流峰-峰電壓值和被充電器件表面電位間的關(guān)系。由此圖可以看到，當(dāng)加到充電器件上的直流電壓由VDC漂移到VDC′時(shí)，器件3的電荷飽和電平也由VDC移到VDC′。因此，加到充電器件上的直流電壓能確定被充電器件的電荷飽和電平。
為此，充電器件所用的直流電源最好是恒電壓源。
特別是，當(dāng)使用示于圖1的激光束印象機(jī)或LED印象機(jī)，并多次重復(fù)印刷相同的信息格式時(shí)，信息格式的圖樣被記憶在光敏器件(被充電器件)上，結(jié)果，甚至在印過(guò)不同的信息格式之后，還會(huì)使原先的信息格式圖象輕微地顯現(xiàn)于印刷件上。因此，加到充電器件上的直流電壓應(yīng)是恒壓控制的，而不是恒流控制的。特別是在這類印象機(jī)中。
在逆顯影中，與光敏器件(被充電器件)的充電性質(zhì)相同極性的增色劑微粒被沉積于光敏器件電位較低(靜電圖象淡的部分)的部位上。伴隨逆顯影過(guò)程，當(dāng)光敏器件上的增色劑圖象被轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)印材料上時(shí)，必須對(duì)諸如轉(zhuǎn)移電暈放電器或轉(zhuǎn)移滾筒這樣一些轉(zhuǎn)印部件加上與光敏器件充電性質(zhì)極性相反的電壓。當(dāng)與光敏器件充電性質(zhì)極性相反的電荷被充到光敏器件上時(shí)，有時(shí)，不能用電學(xué)方法使光敏器件放電。結(jié)果，如果充電器件以不同量電荷給光敏器件提供電位差，特別是，如果光敏器件被轉(zhuǎn)印紙所遮蓋的部分和未遮蓋的部分間存在一個(gè)電位差時(shí)，由于上述原因，轉(zhuǎn)印形成的圖象不能避免圖象密度的不均勻性。因此，當(dāng)顯影系統(tǒng)是逆顯影時(shí)，加到充電器件上的直流電壓應(yīng)當(dāng)是恒定電壓，而不是恒定的直流電流。
參看圖7，它示出將一個(gè)交流電壓和直流電壓迭加的電壓加到充電滾筒4上時(shí)提供恒流直流分量和恒壓直流分量的系統(tǒng)。加到充電滾筒4上的交流電流通過(guò)感光鼓3的基層3b，流入交流電流探測(cè)器20，感光鼓接地。交流電流探測(cè)器測(cè)定交流電流，響應(yīng)探測(cè)器的測(cè)定，控制正弦振蕩器電路21產(chǎn)生的正弦波的振蕩以提供一個(gè)恒定的振幅，這樣就提供了恒定的電流控制。在直流電壓發(fā)生器22中，輸出電壓被反饋回去并同圖象密度調(diào)節(jié)盤所設(shè)置的參考電壓Vref比較，該調(diào)節(jié)盤是用以調(diào)節(jié)圖象密度的，這樣，就提供了恒定的電壓控制。由直流電壓發(fā)生器22產(chǎn)生的直流電壓同由正弦波振蕩器產(chǎn)生的正弦波迭加，所產(chǎn)生的迭加電壓被加到充電滾筒4上。
參看圖6，它示出另一種實(shí)施方案，在此方案中，將充電葉片4′放在上述方案充電滾筒的位置上，葉片由葉片體4b′組成。4b′由尿烷橡膠、NBR、EPDM或類似的材料制成。葉片體被表面層4c所覆蓋，4c由Torezin、NBR、表氯醇橡膠或類似材料制成(Torezin是N-甲氧基甲基尼龍的商品名，可由日本Teikoku Kagaku Sangye、Kabushiki Kaisha得到)。這一方案提供了一種同樣好的效果。在此圖中，4a′所指的是一個(gè)由金屬制成的支撐板，電源E給它提供電壓，電源E由交流源E-1和直流源E-2組成，交流源E-1受交流恒流控制裝置G的控制以提供一恒定電流，直流源E-2受直流恒壓控制裝置H的控制并提供一預(yù)定電壓。
充電器件可以是刷狀或帶狀，或者類似物，也包括上面所描述的滾筒或葉片。
如果被充電器件具有充電特性的話，直流源E-2的極性應(yīng)與被充電器件的充電特性匹配。如果沒(méi)有，其極性可正可負(fù)。交流源E-1所提供的交流電壓的波形可以是正弦波形、矩形波形，三角波形或其他波形，也可以應(yīng)用脈沖波形。這里所要求的是要有一個(gè)振動(dòng)分量，即隨時(shí)間周期性變化的分量。
本發(fā)明的充電裝置不限于用來(lái)在光敏器件(被充電器件)上形成靜電潛影，也可作為圖象轉(zhuǎn)印裝置使用，如轉(zhuǎn)印滾筒或轉(zhuǎn)印帶。此裝置可從光敏器件上將增色劑圖象轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上。
這里所描述的充電器件被用于給被充電器件提供預(yù)置電位，不只局限于給這個(gè)器件充電，還可用于使這個(gè)器件放電。
被充電器件不限于是光敏器件或感光鼓，也可是絕緣材料鼓。
如前所述，按照本發(fā)明，一個(gè)具有交流分量和直流分量的電壓被加到與被充電器件接觸的充電器件上，從而使被充電裝置表面電位均勻。通過(guò)控制交流分量提供恒定電流，可以避免電流泄漏到被充電器件上，這樣就穩(wěn)定了充電操作。而當(dāng)環(huán)境條件變化使充電器件的阻抗改變時(shí)，這種泄漏是可能發(fā)生的。
當(dāng)借助于這里所公開的結(jié)構(gòu)描述本發(fā)明時(shí)，未涉及今后設(shè)備的細(xì)節(jié)，本申請(qǐng)旨在覆蓋以改進(jìn)的目的或者下述權(quán)利要求范圍內(nèi)可能有的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一個(gè)給可移動(dòng)的被充電裝置充電的充電裝置，包括與被充電器件接觸并給被充電器件充電的充電裝置；給所述充電裝置加一個(gè)具有交流分量的電壓的加電壓裝置；和通過(guò)所述加壓裝置，控制加在所述充電裝置上的交流分量為恒定電流的控制裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其中的電壓有一個(gè)直流分量，所述裝置還包含第二個(gè)控制裝置，以便用所述加壓裝置控制加到充電器件上的直流分量為恒電壓。
3.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中，交流分量是正弦波形。
4.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中交流分量是三角波形。
5.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中，交流分量是矩形波形。
6.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中，加到充電裝置上的電壓含有一個(gè)交流分量，此交流分量的峰-峰電壓大于起始充電電壓絕對(duì)值的兩倍，此交流分量被加到被充電的器件上。
7.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述充電裝置包括一個(gè)滾筒。
8.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述充電裝置包含一個(gè)片片。
9.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中，被充電器件是一個(gè)光敏器件。
10.一個(gè)成象設(shè)備，包括一個(gè)可移動(dòng)的圖象承受器件;在所述的圖象承受器件上形成圖象的成象裝置，該成象裝置包括一個(gè)潛影形成裝置以及一個(gè)用增色劑使?jié)撚帮@現(xiàn)的顯影裝置，該潛影形成裝置有一個(gè)與所述圖象承受器件接觸并給圖象承受器件充電的充電裝置，以便在所述圖象承受器件上形成潛影;給所述充電裝置提供交流分量的加電壓裝置;用所述加壓裝置控制被加到所述充電裝置上的交流分量為恒流的控制裝置。
11.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中的電壓有一個(gè)直流分量，所述設(shè)備還包括第二個(gè)控制裝置，以便按所述的加電壓裝置控制加到充電裝置上的直流分量為恒定電壓。
12.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中的交流分壓是正弦波形。
13.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中的交流分量為三角波形。
14.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中的交流分量為矩形波形。
15.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中給充電裝置加的電壓包含一個(gè)交流分量，此交流分量的峰-峰電壓比充電起始電壓的絕對(duì)值大兩倍，此交流分量被加到所述的圖象承受器件上。
16.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其所述充電器件包含一個(gè)滾筒。
17.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其所述的充電裝置包括一個(gè)葉片。
18.按權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其被充電器件是光敏器件。
19.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，用所述充電裝置給所述圖象承受器件充電的極性與用所述顯影裝置提供給增色劑的電荷的極性相同。
20.按權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述的潛影形成裝置包括一個(gè)給已經(jīng)被所述充電器件充了電的圖象承受器件表面曝光的曝光裝置，此曝光裝置給所述的圖象承受器件的曝光與圖象信息的信號(hào)指示相對(duì)應(yīng)。
21.按權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述的曝光裝置包含一個(gè)激光掃描器。
全文摘要
一個(gè)充電裝置，給這一裝置提供電壓，使其與被充電器件相連接并以電學(xué)方法給被充電器件充電。加到充電器件上的電壓含有一個(gè)交流分量，此分量被控制為恒定電流，這就使被充電器件即使在環(huán)境條件變化時(shí)，也能被穩(wěn)定而均勻地充電。
文檔編號(hào)G03G15/02GK1053304SQ8910239
公開日1991年7月24日 申請(qǐng)日期1989年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月20日
發(fā)明者木須浩樹, 宮本敏男, 友行洋二, 荒矢順治, 中村俊治, 斉雅信 申請(qǐng)人:佳能公司