專利名稱：導電刷充電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導電刷充電裝置，它有一個旋轉導電刷，用于把成像裝置比如一臺電子照像印刷機中的感光鼓充電到給定電勢。
近來辦公自動化的發(fā)展促使了電子照像成像裝置，比如計算機輸出終端設備中的激光束打印機，傳真設備，復印機等的廣泛使用。在這樣成像裝置中，感光鼓由充電器充電到給定電勢，并且然后按照圖像信息曝光，以便在感光鼓上形成靜電潛像。此后，感光鼓上的靜電潛像由色劑顯像，以便形成色劑圖像，其又轉印到一張記錄紙上。轉印到記錄紙上的色劑圖像然后定像，以便獲得一幅硬拷貝。在轉印步驟之后，感光鼓由消除器去電，并且感光鼓表面上剩下的殘留色劑由清除器從感光鼓表面刮去，如此完成一次印刷操作循環(huán)。
至于把感光鼓充電到給定電勢的充電器，廣泛使用電暈充電器，導電輥充電器，或導電刷充電器。在這些充電器中，導電刷充電器近來由于其低成本得到了注意，并且其可用性在增加。在一臺使用這樣電刷充電器的電子照像印刷機中，即使在用清除器從感光鼓上清除殘留色劑之后，在感光鼓上仍然留下少量的細色劑顆?；蚣毺砑觿╊w粒。
在清除之后在感光鼓上剩下的色劑或添加劑粘到電刷充電器的旋轉電刷上，引起電刷充電器對感光鼓的充電特性的變壞。結果，隨印刷紙張數(shù)量的增加，在各印刷紙張的背景區(qū)中出現(xiàn)稱作“影像模糊”的染色，因此降低了印刷質量。此外，由于導電刷充電器的旋轉電刷的使用壽命相對短，所以希望實現(xiàn)一種有效清除淤積在旋轉電刷上的色劑或添加劑的方法，而又沒有降低旋轉電刷的使用壽命。
圖9表示現(xiàn)有技術中的導電刷充電器4。在圖9所示的布置中，對電刷充電器4的旋轉導電刷4a施加一個給定電壓，以便感光鼓2的表面通過導電刷4a與感光鼓2之間的滑動接觸充電到給定電勢。感光鼓2然后由光學單元(沒有示出)按照圖像顯像曝光，以便在感光鼓2上形成靜電潛像。該靜電潛像然后由色劑顯像，以便形成色劑圖像，其又轉印到一張記錄紙上。在轉印色劑圖像之后在感光鼓2上剩下的殘留色劑由清除器(沒有示出)從感光鼓2上清除，如此完成一次印刷操作循環(huán)。
這樣，感光鼓2上的殘留色劑由清除器從感光鼓2上清除；然而，細粒色劑3尤其不能由清除器徹底清除，并且在有些情況下留在感光鼓2上。感光鼓2上的這種殘留色劑3在電刷充電器4對感光鼓2充電時粘到旋轉導電刷4a上。雖然粘到導電刷4a上殘留色劑的量在實際中很少，但是電刷充電器4對感光鼓2的充電特性主要受到殘留色劑3的淤積的影響。結果，降低了電刷充電器4對感光鼓2的充電特性，從而引起印刷紙張背景區(qū)中出現(xiàn)影像模糊。印刷操作循環(huán)次數(shù)的增加使得導電刷4a上的淤積色劑累加，結果增加了背景區(qū)中出現(xiàn)影像模糊。


圖10表示現(xiàn)有技術中試圖解決上述問題的另一個導電刷充電器4′。導電刷充電器4′有一個色劑清除板5，保持與導電刷4a接觸，以便刮去淤積在導電刷4a上的色劑3。由色劑清除板5清除的色劑3儲存到色劑接收器6中。按照這種布置，淤積在導電刷4a上的色劑能由色劑清除板5清除，因此導電刷4′對感光鼓2的充電特性在某種程度上能得到改善。然而，由于色劑清除板5只是探入導電刷4a，所以清除淤積在導電刷4a上的色劑的效率低。因此，電刷充電器4′對感光鼓2的充電特性隨著長時間經(jīng)過而降低。
現(xiàn)在將敘述其它已知的導電刷充電器。
日本公開專利No.Hei3-288184公開了一種繞旋轉電刷的旋轉中心來旋轉一個具有振動的顯像劑清除部件的技術。然而，該顯像劑清除部件部分清除淤積在旋轉電刷尖部上的顯像劑，并不能徹底清除淤積在電刷上的顯像劑。日本公開專利No.Hei4-289878公開一種具有圓棒的用于清除淤積在導電刷上的色劑的導電刷充電器。然而，曾經(jīng)清除的色劑可能又淤積在導電刷上，因此難以有效地清除淤積在導電刷上的色劑。
盡管日本公開專利No.Hei4-366865和No.Sho63-221366中公開了其它技術，但是按照這些技術難以徹底清除淤積在導電刷上的色劑，并且留有隨時間經(jīng)過電刷充電器對感光鼓的充電特性降低的問題。
如上所述，在常規(guī)導電刷充電器中，淤積在導電刷上的色劑不能徹底清除。結果，長時間重復印刷循環(huán)使得淤積在導電刷上的色劑累加，從而降低了導電刷充電器的充電特性，結果導致各印刷紙張的背景區(qū)中出現(xiàn)影像模糊。
因此本發(fā)明的目的是提供一種導電刷充電裝置，它能有效地清除與成像部件保持接觸的導電刷上淤積的色劑，由此防止了導電刷對成像部件的充電特性變壞。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種用于對成像部件的表面充電的導電刷充電裝置，它包括一個導電刷，安排為與成像部件接觸旋轉；一個電壓施加裝置，用于對導電刷施加一個給定電壓；以及一個顯像劑清除部件，由多孔材料構成，并且安排為跨過其整個寬度與導電刷保持表面接觸。
顯像劑清除部件包括一個由泡沫材料構成的板狀部件?？商鎿Q地，顯像劑清除部件包括一個由泡沫材料構成的輥。此外，顯像劑清除部件可以用導電材料構成，并且在這種情況下可以對顯像劑清除部件施加比施加到導電刷的給定電壓更高的電壓。
應用上述布置，由多孔材料構成的顯像劑清除部件跨過其整個寬度與導電刷保持表面接觸。因此，當導電刷旋轉時，該多孔顯像劑清除部件沿其刺毛摩擦導電刷，由此有效地清除淤積在電刷上的顯像劑。
此外，由于顯像劑清除部件是由多孔材料構成，所以清除的顯像劑保留在多孔顯像劑清除部件的許多細孔中，由此實現(xiàn)了長期清除的功能。結果，在長時間內導電刷對成像部件的充電特性能保持在滿意水平，由此防止了在印刷紙張的背景區(qū)中出現(xiàn)影像模糊，并且因此改善了印刷質量。
此外，由于顯像劑清除部件是由多孔材料構成，所以如上所述清除的顯像劑保留在多孔顯像劑清除部件的細孔中，因此，不同于現(xiàn)有技術，不必要提供一個接收器，用于接收從導電刷上刮下的顯像劑。在顯像劑清除部件為導電性，并且對該顯像劑清除部件施加一個給定電壓情況下，顯像劑不僅能由顯像劑清除部件與導電刷之間的滑動接觸清除，而且能由電引力清除。結果，在這種情況下能進一步改善清除顯像劑的效率。
參考附圖表示的本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，研究下列敘述及附加權利要求，本發(fā)明的上述和其它目的、特點及優(yōu)點，以及實現(xiàn)它們的方式將變得更為明顯，并且本發(fā)明自身將得到最好地理解。
圖1是一臺適合應用本發(fā)明的印刷機的示意側視圖；圖2是本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的側視圖；圖3是本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的正視圖；圖4是表示與現(xiàn)有技術相比第一優(yōu)選實施例中導電刷的電阻的曲線圖；圖5是表示與現(xiàn)有技術相比第一優(yōu)選實施例中感光鼓的表面電勢的曲線圖；圖6是表示與現(xiàn)有技術相比第一優(yōu)選實施例中感光鼓上影像模糊的曲線圖；圖7是本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的側視圖；圖8是本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的側視圖；圖9是現(xiàn)有技術中第一例的側視圖；以及圖10是現(xiàn)有技術中第二例的側視圖。
參考圖1，示出了一臺適合應用按照本發(fā)明的導電刷充電裝置的電子照像印刷機，比如一臺激光束打印機的示意側視圖，部分為剖視圖。標號10表示按箭頭P所示方向以恒定速度旋轉的感光鼓。感光鼓10由導電刷充電器12充電到給定電壓，并且然后由光學單元14按照圖像信息曝光，以便在感光鼓10的圓柱表面上形成靜電潛像。該靜電潛像由顯像單元16顯像，以便在感光鼓10上形成色劑圖像。
從另一方面來說，通過旋轉送紙輪22從盒18送給的紙張20，或從手動導紙裝置26插入的紙張則通過送紙通路24按箭頭Q所示方向送給。感光鼓10上形成的色劑圖像然后由轉印輥28施加到紙張20背面的電荷轉印到紙張20的正面。轉印到紙張20上的色劑圖像然后在熔器(fuser)34施壓下定像到紙張20上，并且在單面印刷情況下，紙張20然后推到集紙盒36中。因為難以完全把感光鼓10上的色劑圖像轉印到紙張20上，所以有一些色劑留在感光鼓10上。該殘留色劑由清除器32從感光鼓10上清除，這樣準備下一次印刷操作循環(huán)。
在雙面印刷情況下，當操作印刷機的一個操作控制板(沒有示出)，以指示印刷機執(zhí)行雙面印刷時，單面印刷方式通過印刷機的一個控制部分改變?yōu)殡p面印刷方式。在這種情況下，在送紙通路24中裝備的門38被切換為把正面已經(jīng)印刷的紙張20送到反紙裝置40。在紙張20存入反紙裝置40之后，門42被切換為按箭頭R所示方向通過送紙通路44送給紙張20。此后，色劑圖像轉印并定像到紙張20的背面，并且最終推到集紙盒36中。
現(xiàn)在將參考圖2詳細敘述按照本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的導電刷充電器12。電刷充電器12的導電刷12a由偏壓電源48偏置到給定電勢。因此，感光鼓10由感光鼓10與導電刷12a之間的滑動接觸充電到給定電勢。感光鼓10然后由光學單元14按照圖像信息曝光，這樣在感光鼓10上形成靜電潛像。
該靜電潛像由顯像單元16的顯像輥16a顯像成色劑圖像，并且色劑圖像然后由施加了與色劑圖像相反極性電壓的轉印輥28轉印到紙張20上。在轉印過程之后在感光鼓10上剩下的殘留色劑由清除器32從感光鼓10上清除；然而，在某些情況下殘留色劑沒有被徹底清除掉，并且少量色劑33甚至在清除過程之后仍然留在感光鼓10上。
其上留有殘留色劑33的感光鼓10與電刷充電器12的導電刷12a進入滑動接觸，因此殘留色劑33粘到導電刷12a上。按照本優(yōu)選實施例，電刷充電器12包括一個由具有電絕緣性能的多孔材料，比如乙醚聚氨酯泡沫構成的色劑清除板50。色劑清除板50以表面接觸方式壓在導電刷12a上，由此清除淤積在導電刷12a上的色劑。
由聚氨酯泡沫構成的色劑清除板50具有高的耐熱性，并且?guī)缀醪凰?。如圖3所示，色劑清除板50伸過導電刷12a的寬度(軸向長度)。更具體地說，以W1和W2分別表示導電刷12a的寬度和色劑清除板50的寬度，則設定關系W1≤W2。
由于色劑清除板50由軟泡沫構成，所以能在導電刷12a上很小負載情況下使色劑清除板50與導電刷12a的表面接觸有效。換句話說，能增加色劑清除板50深入導電刷12a的深度。結果，能減小導電刷12a與色劑清除板50之間由于滑動接觸所產(chǎn)生的摩擦熱，并且能防止導電刷12a的塑性變形。此外，色劑清除板50在其磨損之后能容易更換。
本優(yōu)選實施例中構成色劑清除板50的多孔泡沫具有以下特征值，即，密度10到90kg/m3，最好是18到22kg/m3，恢復彈性30％或更小，硬度2到170kg，最好是5到11kg，孔數(shù)10到90孔/25mm，最好是10到30孔/25mm，拉伸強度0.5/m2或更小，伸張度100％或更小，壓縮殘余應變0.4％或更大，以及重復壓縮殘余應變5％或更大。
應用按照上述這個優(yōu)選實施例的電刷充電器12的布置，由于色劑清除板50與導電刷12a之間滑動接觸而使色劑清除板50從導電刷12a上刮下的色劑33靜電淤積在因摩擦而帶電的色劑清除板50上，因此保證色劑33保留在多孔泡沫上面和內部。
因此，當導電刷12a旋轉時，也就是說，當正在執(zhí)行印刷操作時，能一直從導電刷12a上清除殘留色劑，并且因此能從導電刷12a對感光鼓10施加給定電勢。結果，能在長時間內使電刷充電器12對感光鼓10的充電特性穩(wěn)定，并且能抑制印刷紙張背景區(qū)中出現(xiàn)影像模糊，由此保證了良好的印刷質量。
與先前參考圖9和圖10所述的現(xiàn)有技術相比，現(xiàn)在將參考圖4至圖6敘述以上所述的第一優(yōu)選實施例的作用。圖4至圖6表示在送紙方向與每張紙的縱向方向一致情況下，連續(xù)印刷許多A4尺寸紙張而獲得的測量結果。更具體地說，圖4表示導電刷由于色劑淤積其上而形成的電阻(Ω)，這個電阻隨印刷紙張累加數(shù)量增加而增加；圖5表示感光鼓的表面電勢(Vs)，它隨導電刷電阻的增加而減??；以及圖6表示影像模糊量(光學密度)，它隨感光鼓的表面電勢的減小而增加。
從圖6明顯可見，在圖9所示現(xiàn)有技術第一例和圖10所示現(xiàn)有技術第二例中，與光學密度的實際容許極限相對應的印刷紙張的累加數(shù)量分別是一萬八千張和兩萬五千張。相反，在第一優(yōu)選實施例中印刷紙張的累加數(shù)量為六萬張或更多。因此，按照第一優(yōu)選實施例能在長時間內保證良好的印刷質量。
參考圖7，示出了本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的示意側視圖。在該優(yōu)選實施例的下列敘述中，實質上與第一優(yōu)選實施例中那些部件相同的部件將用同樣的標號表示，并且其敘述將省略以避免重復。與第一優(yōu)選實施例使用由具有電絕緣性能的聚氨酯泡沫所構成的色劑清除板50相反，第二優(yōu)選實施例使用由浸漬了導電物質的聚氨酯泡沫所構成的色劑清除板50′，以及用于對色劑清除板50′施加一個比偏壓電源48施加給導電刷12a的電壓更高的電壓的偏壓電源52。
例如，從偏壓電源48對導電刷12a施加-650V電壓，以及從偏壓電源52對色劑清除板50′施加-800V電壓。按照該優(yōu)選實施例，對色劑清除板50′施加了比施加給導電刷12a更高的偏置電壓，因此除了因導電刷12a與色劑清除板50′之間的滑動接觸所產(chǎn)生的色劑清除功能外，色劑還能由電引力從導電刷12a上清除。
按照該優(yōu)選實施例，由于色劑清除板50′的色劑吸引力比第一優(yōu)選實施例更大，所以不必要把色劑清除板50′強力地壓在導電刷12a上。結果，第二優(yōu)選實施例中施加到導電刷12a上的負載能比第一實施例中的負載設置得更小，由此進一步抑制了摩擦熱的產(chǎn)生，并且進一步延長了導電刷12a的使用壽命。
參考圖8，示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的示意側視圖。在第三優(yōu)選實施例的下列敘述中，實質上與第一和第二優(yōu)選實施例中那些部件相同的部件將用同樣的標號表示，并且其敘述將省略以避免重復。該優(yōu)選實施例例如使用由聚氨酯泡沫構成的色劑清除輥54來代替第一優(yōu)選實施例中的色劑清除板50。色劑清除輥54與導電刷12a接觸旋轉，由此清除淤積在導電刷12a上的色劑。
色劑清除輥54可以在一定程度負載下由導電刷12a旋轉滑過時旋轉驅動。然而，最好是，色劑清除輥54由一個獨立驅動源在與導電刷12a的周邊速度不同的周邊速度下旋轉驅動。更具體地說，因為輥54與電刷12a之間的周邊速度比越大，清除作用越大，所以色劑清除輥54以與導電刷12a的旋轉方向相反的方向旋轉，或者色劑清除輥54相對導電刷12a的旋轉逆轉。
由于色劑清除輥54與導電刷12a之間的接觸表面不固定，而總是由輥54的旋轉而改變，所以色劑清除輥54對導電刷12a的接觸面積能得到增加。此外，通過增加色劑清除輥54的直徑，色劑清除輥54的色劑保留能力能得到增加，由此使得輥54能夠匯集更多的殘留色劑。
在色劑清除輥54以與導電刷12a的周邊速度不同的周邊速度旋轉情況下，或者在輥54和電刷12a以相反方向旋轉情況下，能在保持足夠的清除性能同時減小導電刷12a與色劑清除輥54之間的接觸深度，由此減小導電刷12a上的負載。因此，能在保持良好的色劑清除效率同時更加延長導電刷12a的使用壽命。作為一個變更，色劑清除輥54可以像第二實施例那樣制成導電性，并且在這種情況下可以對導電色劑清除輥54施加給定的偏置電壓。
按照本發(fā)明，由多孔材料構成的顯像劑清除部件與導電刷保持表面接觸。因此，淤積在導電刷上的顯像劑能有效地清除，由此在長時間內使導電刷對成像部件的充電特性保持在滿意水平。結果，能防止印刷紙張的背景區(qū)中出現(xiàn)影像模糊，以此改善印刷質量。此外，從導電刷上刮下的顯像劑保留在多孔顯像劑清除部件的細孔中。因此，不必要提供用于接收從導電刷上刮下的色劑的接收器，由此實現(xiàn)了充電裝置的簡化及成本降低。
權利要求
1.一種用于充電成像部件表面的導電刷充電裝置，包括一個導電刷，安排為與所述成像部件接觸旋轉；一個電壓施加裝置，用于對所述導電刷施加給定電壓；以及一個顯像劑清除部件，由多孔材料構成，并且安排為跨過其整個寬度與所述導電刷保持表面接觸。
2.按照權利要求1的一種導電刷充電裝置，其中所述顯像劑清除部件包括一個由泡沫材料構成的板狀部件。
3.按照權利要求1的一種導電刷充電裝置，其中所述顯像劑清除部件由導電材料構成，并且所述導電刷充電裝置還包括用于對所述導電顯像劑清除部件施加一個比對所述導電刷施加的所述給定電壓更高的電壓的裝置。
4.按照權利要求1的一種導電刷充電裝置，其中所述顯像劑清除部件包括一個旋轉支承的輥。
5.按照權利要求4的一種導電刷充電裝置，其中所述輥由導電材料構成，并且所述導電刷充電裝置還包括用于對所述導電輥施加一個比對所述導電刷施加的所述給定電壓更高的電壓的裝置。
6.按照權利要求4的一種導電刷充電裝置，其中所述輥以與所述導電刷的周邊速度不同的周邊速度旋轉。
7.按照權利要求6的一種導電刷充電裝置，其中所述輥以與所述導電刷的旋轉方向相反的方向旋轉。
全文摘要
在這里公開的是一種用于充電成像部件表面的導電刷充電裝置。該導電刷充電裝置包括一個導電刷，安排為與成像部件接觸旋轉，以及一個顯像劑清除部件，由多孔材料構成，并且安排為跨過其寬度與導電刷保持表面接觸。當導電刷旋轉時，多孔顯像劑清除部件沿其刺毛摩擦電刷，由此清除淤積在電刷上的顯像劑。由于顯像劑清除部件由多孔材料構成，所以清除的顯像劑保留在多孔顯像劑清除部件的許多細孔中，這樣實現(xiàn)了長期的清除功能。
文檔編號G03G15/02GK1164680SQ96108368
公開日1997年11月12日 申請日期1996年6月20日 優(yōu)先權日1995年7月27日
發(fā)明者吉田貞秋 申請人:富士通株式會社