CN1084488C - 带有显像剂清除部件的导电刷充电装置 - Google Patents

Abstract

在这里公开的是一种用于充电成像部件表面的导电刷充电装置。该导电刷充电装置包括一个导电刷，安排为与成像部件接触旋转，以及一个显像剂清除部件，由聚氨酯泡沫材料构成，并且安排为跨过其宽度与导电刷保持表面接触。当导电刷旋转时，聚氨酯泡沫显像剂清除部件沿其刺毛摩擦电刷，由此清除淤积在电刷上的显像剂。由于显像剂清除部件由聚氨酯泡沫材料构成，所以清除的显像剂保留在聚氨酯泡沫显像剂清除部件的许多细孔中，这样实现了长期的清除功能。

Description

带有显像剂清除部件的导电刷充电装置

本发明涉及一种导电刷充电装置，它有一个旋转导电刷，用于把成像装置比如一台电子照像印刷机中的感光鼓充电到给定电势。

近来办公自动化的发展促使了电子照像成像装置，比如计算机输出终端设备中的激光束打印机，传真设备，复印机等的广泛使用。在这样成像装置中，感光鼓由充电器充电到给定电势，并且然后按照图像信息曝光，以便在感光鼓上形成静电潜像。此后，感光鼓上的静电潜像由色剂显像，以便形成色剂图像，其又转印到一张记录纸上。转印到记录纸上的色剂图像然后定像，以便获得一幅硬拷贝。在转印步骤之后，感光鼓由消除器去电，并且感光鼓表面上剩下的残留色剂由清除器从感光鼓表面刮去，如此完成一次印刷操作循环。

至于把感光鼓充电到给定电势的充电器，广泛使用电晕充电器，导电辊充电器，或导电刷充电器。在这些充电器中，导电刷充电器近来由于其低成本得到了注意，并且其可用性在增加。在一台使用这样电刷充电器的电子照像印刷机中，即使在用清除器从感光鼓上清除残留色剂之后，在感光鼓上仍然留下少量的细色剂颗粒或细添加剂颗粒。

在清除之后在感光鼓上剩下的色剂或添加剂粘到电刷充电器的旋转电刷上，引起电刷充电器对感光鼓的充电特性的变坏。结果，随印刷纸张数量的增加，在各印刷纸张的背景区中出现称作“影像模糊”的染色，因此降低了印刷质量。此外，由于导电刷充电器的旋转电刷的使用寿命相对短，所以希望实现一种有效清除淤积在旋转电刷上的色剂或添加剂的方法，而又没有降低旋转电刷的使用寿命。

图9表示现有技术中的导电刷充电器4。在图9所示的布置中，对电刷充电器4的旋转导电刷4a施加一个给定电压，以便感光鼓2的表面通过导电刷4a与感光鼓2之间的滑动接触充电到给定电势。感光鼓2然后由光学单元(没有示出)按照图像显像曝光，以便在感光鼓2上形成静电潜像。该静电潜像然后由色剂显像，以便形成色剂图像，其又转印到一张记录纸上。在转印色剂图像之后在感光鼓2上剩下的残留色剂由清除器(没有示出)从感光鼓2上清除，如此完成一次印刷操作循环。

这样，感光鼓2上的残留色剂由清除器从感光鼓2上清除；然而，细拉色剂3尤其不能由清除器彻底清除，并且在有些情况下留在感光鼓2上。感光鼓2上的这种残留色剂3在电刷充电器4对感光鼓2充电时粘到旋转导电刷4a上。虽然粘到导电刷4a上残留色剂的量在实际中很少，但是电刷充电器4对感光鼓2的充电特性主要受到残留色剂3的淤积的影响。结果，降低了电刷充电器4对感光鼓2的充电特性，从而引起印刷纸张背景区中出现影像模糊。印刷操作循环次数的增加使得导电刷4a上的淤积色剂累加，结果增加了背景区中出现影像模糊。

图10表示现有技术中试图解决上述问题的另一个导电刷充电器4′。导电刷充电器4′有一个色剂清除板5，保持与导电刷4a接触，以便刮去淤积在导电刷4a上的色剂3。由色剂清除板5清除的色剂3储存到色剂接收器6中。按照这种布置，淤积在导电刷4a上的色剂能由色剂清除板5清除，因此导电刷4′对感光鼓2的充电特性在某种程度上能得到改善。然而，由于色剂清除板5只是探入导电刷4a，所以清除淤积在导电刷4a上的色剂的效率低。因此，电刷充电器4′对感光鼓2的充电特性随着长时间经过而降低。

现在将叙述其它已知的导电刷充电器。

日本公开专利No.Hei 3-288184公开了一种绕旋转电刷的旋转中心来旋转一个具有振动的显像剂清除部件的技术。然而，该显像剂清除部件部分清除淤积在旋转电刷尖部上的显像剂，并不能彻底清除淤积在电刷上的显像剂。日本公开专利No.Hei 4-289878公开一种具有圆棒的用于清除淤积在导电刷上的色剂的导电刷充电器。然而，曾经清除的色剂可能又淤积在导电刷上，因此难以有效地清除淤积在导电刷上的色剂。

尽管日本公开专利No.Hei 4-366865和No.Sho 63-221366中公开了其它技术，但是按照这些技术难以彻底清除淤积在导电刷上的色剂，并且留有随时间经过电刷充电器对感光鼓的充电特性降低的问题。

如上所述，在常规导电刷充电器中，淤积在导电刷上的色剂不能彻底清除。结果，长时间重复印刷循环使得淤积在导电刷上的色剂累加，从而降低了导电刷充电器的充电特性，结果导致各印刷纸张的背景区中出现影像模糊。

因此本发明的目的是提供一种导电刷充电装置，它能有效地清除与成像部件保持接触的导电刷上淤积的色剂，由此防止了导电刷对成像部件的充电特性变坏。

按照本发明的一个方面，提供一种用于对成像部件的表面充电的导电刷充电装置，它包括一个导电刷，安排为与成像部件接触旋转；一个电压施加装置，用于对导电刷施加一个给定电压；以及一个显像剂清除部件，由多孔材料构成，并且安排为跨过其整个宽度与导电刷保持表面接触。

显像剂清除部件包括一个由泡沫材料构成的板状部件。可替换地，显像剂清除部件包括一个由泡沫材料构成的辊。此外，显像剂清除部件可以用导电材料构成，并且在这种情况下可以对显像剂清除部件施加比施加到导电刷的给定电压更高的电压。

应用上述布置，由多孔材料构成的显像剂清除部件跨过其整个宽度与导电刷保持表面接触。因此，当导电刷旋转时，该多孔显像剂清除部件沿其刺毛摩擦导电刷，由此有效地清除淤积在电刷上的显像剂。

此外，由于显像剂清除部件是由多孔材料构成，所以清除的显像剂保留在多孔显像剂清除部件的许多细孔中，由此实现了长期清除的功能。结果，在长时间内导电刷对成像部件的充电特性能保持在满意水平，由此防止了在印刷纸张的背景区中出现影像模糊，并且因此改善了印刷质量。

此外，由于显像剂清除部件是由多孔材料构成，所以如上所述清除的显像剂保留在多孔显像剂清除部件的细孔中，因此，不同于现有技术，不必要提供一个接收器，用于接收从导电刷上刮下的显像剂。在显像剂清除部件为导电性，并且对该显像剂清除部件施加一个给定电压情况下，显像剂不仅能由显像剂清除部件与导电刷之间的滑动接触清除，而且能由电引力清除。结果，在这种情况下能进一步改善清除显像剂的效率。

参考附图表示的本发明的一些优选实施例，研究下列叙述及附加权利要求，本发明的上述和其它目的、特点及优点，以及实现它们的方式将变得更为明显，并且本发明自身将得到最好地理解。

图1是一台适合应用本发明的印刷机的示意侧视图；

图2是本发明的第一优选实施例的侧视图；

图3是本发明的第一优选实施例的正视图；

图4是表示与现有技术相比第一优选实施例中导电刷的电阻的曲线图；

图5是表示与现有技术相比第一优选实施例中感光鼓的表面电势的曲线图；

图6是表示与现有技术相比第一优选实施例中感光鼓上影像模糊的曲线图；

图7是本发明的第二优选实施例的侧视图；

图8是本发明的第三优选实施例的侧视图；

图9是现有技术中第一例的侧视图；以及

图10是现有技术中第二例的侧视图。

参考图1，示出了一台适合应用按照本发明的导电刷充电装置的电子照像印刷机，比如一台激光束打印机的示意侧视图，部分为剖视图。标号10表示按箭头P所示方向以恒定速度旋转的感光鼓。感光鼓10由导电刷充电器12充电到给定电压，并且然后由光学单元14按照图像信息曝光，以便在感光鼓10的圆柱表面上形成静电潜像。该静电潜像由显像单元16显像，以便在感光鼓10上形成色剂图像。

从另一方面来说，通过旋转送纸轮22从盒18送给的纸张20，或从手动导纸装置26插入的纸张则通过送纸通路24按箭头Q所示方向送给。感光鼓10上形成的色剂图像然后由转印辊28施加到纸张20背面的电荷转印到纸张20的正面。转印到纸张20上的色剂图像然后在熔器(fuser)34施压下定像到纸张20上，并且在单面印刷情况下，纸张20然后推到集纸盒36中。因为难以完全把感光鼓10上的色剂图像转印到纸张20上，所以有一些色剂留在感光鼓10上。该残留色剂由清除器32从感光鼓10上清除，这样准备下一次印刷操作循环。

在双面印刷情况下，当操作印刷机的一个操作控制板(没有示出)，以指示印刷机执行双面印刷时，单面印刷方式通过印刷机的一个控制部分改变为双面印刷方式。在这种情况下，在送纸通路24中装备的门38被切换为把正面已经印刷的纸张20送到反纸装置40。在纸张20存入反纸装置40之后，门42被切换为按箭头R所示方向通过送纸通路44送给纸张20。此后，色剂图像转印并定像到纸张20的背面，并且最终推到集纸盒36中。

现在将参考图2详细叙述按照本发明的第一优选实施例的导电刷充电器12。电刷充电器12的导电刷12a由偏压电源48偏置到给定电势。因此，感光鼓10由感光鼓10与导电刷12a之间的滑动接触充电到给定电势。感光鼓10然后由光学单元14按照图像信息曝光，这样在感光鼓10上形成静电潜像。

该静电潜像由显像单元16的显像辊16a显像成色剂图像，并且色剂图像然后由施加了与色剂图像相反极性电压的转印辊28转印到纸张20上。在转印过程之后在感光鼓10上剩下的残留色剂由清除器32从感光鼓10上清除；然而，在某些情况下残留色剂没有被彻底清除掉，并且少量色剂33甚至在清除过程之后仍然留在感光鼓10上。

其上留有残留色剂33的感光鼓10与电刷充电器12的导电刷12a进入滑动接触，因此残留色剂33粘到导电刷12a上。按照本优选实施例，电刷充电器12包括一个由具有电绝缘性能的多孔材料，比如乙醚聚氨酯泡沫构成的色剂清除板50。色剂清除板50以表面接触方式压在导电刷12a上，由此清除淤积在导电刷12a上的色剂。

由聚氨酯泡沫构成的色剂清除板50具有高的耐热性，并且几乎不水解。如图3所示，色剂清除板50伸过导电刷12a的宽度(轴向长度)。更具体地说，以W1和W2分别表示导电刷12a的宽度和色剂清除板50的宽度，则设定关系W1≤W2。

由于色剂清除板50由软泡沫构成，所以能在导电刷12a上很小负载情况下使色剂清除板50与导电刷12a的表面接触有效。换句话说，能增加色剂清除板50深入导电刷12a的深度。结果，能减小导电刷12a与色剂清除板50之间由于滑动接触所产生的摩擦热，并且能防止导电刷12a的塑性变形。此外，色剂清除板50在其磨损之后能容易更换。

本优选实施例中构成色剂清除板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，恢复弹性30％或更小，硬度2到170kg，最好是5到11kg，孔数10到90孔/25mm，最好是10到30孔/25mm，拉伸强度0.5/m2或更小，伸张度100％或更小，压缩残余应变0.4％或更大，以及重复压缩残余应变5％或更大。

应用按照上述这个优选实施例的电刷充电器12的布置，由于色剂清除板50与导电刷12a之间滑动接触而使色剂清除板50从导电刷12a上刮下的色剂33静电淤积在因摩擦而带电的色剂清除板50上，因此保证色剂33保留在多孔泡沫上面和内部。

因此，当导电刷12a旋转时，也就是说，当正在执行印刷操作时，能一直从导电刷12a上清除残留色剂，并且因此能从导电刷12a对感光鼓10施加给定电势。结果，能在长时间内使电刷充电器12对感光鼓10的充电特性稳定，并且能抑制印刷纸张背景区中出现影像模糊，由此保证了良好的印刷质量。

与先前参考图9和图10所述的现有技术相比，现在将参考图4至图6叙述以上所述的第一优选实施例的作用。图4至图6表示在送纸方向与每张纸的纵向方向一致情况下，连续印刷许多A4尺寸纸张而获得的测量结果。更具体地说，图4表示导电刷由于色剂淤积其上而形成的电阻(Ω)，这个电阻随印刷纸张累加数量增加而增加；图5表示感光鼓的表面电势(Vs)，它随导电刷电阻的增加而减小；以及图6表示影像模糊量(光学密度)，它随感光鼓的表面电势的减小而增加。

从图6明显可见，在图9所示现有技术第一例和图10所示现有技术第二例中，与光学密度的实际容许极限相对应的印刷纸张的累加数量分别是一万八千张和两万五千张。相反，在第一优选实施例中印刷纸张的累加数量为六万张或更多。因此，按照第一优选实施例能在长时间内保证良好的印刷质量。

参考图7，示出了本发明的第二优选实施例的导电刷充电器12’的示意侧视图。在该优选实施例的下列叙述中，实质上与第一优选实施例中那些部件相同的部件将用同样的标号表示，并且其叙述将省略以避免重复。与第一优选实施例使用由具有电绝缘性能的聚氨酯泡沫所构成的色剂清除板50相反，第二优选实施例使用由浸渍了导电物质的聚氨酯泡沫所构成的色剂清除板50′，以及用于对色剂清除板50′施加一个比偏压电源48施加给导电刷12a的电压更高的电压的偏压电源52。

例如，从偏压电源48对导电刷12a施加-650V电压，以及从偏压电源52对色剂清除板50′施加-800V电压。按照该优选实施例，对色剂清除板50′施加了比施加给导电刷12a更高的偏置电压，因此除了因导电刷12a与色剂清除板50′之间的滑动接触所产生的色剂清除功能外，色剂还能由电引力从导电刷12a上清除。

按照该优选实施例，由于色剂清除板50′的色剂吸引力比第一优选实施例更大，所以不必要把色剂清除板50′强力地压在导电刷12a上。结果，第二优选实施例中施加到导电刷12a上的负载能比第一实施例中的负载设置得更小，由此进一步抑制了摩擦热的产生，并且进一步延长了导电刷12a的使用寿命。

参考图8，示出了本发明的第三优选实施例的导电刷充电器12”的示意侧视图。在第三优选实施例的下列叙述中，实质上与第一和第二优选实施例中那些部件相同的部件将用同样的标号表示，并且其叙述将省略以避免重复。该优选实施例例如使用由聚氨酯泡沫构成的色剂清除辊54来代替第一优选实施例中的色剂清除板50。色剂清除辊54与导电刷12a接触旋转，由此清除淤积在导电刷12a上的色剂。

色剂清除辊54可以在一定程度负载下由导电刷12a旋转滑过时旋转驱动。然而，最好是，色剂清除辊54由一个独立驱动源在与导电刷12a的周边速度不同的周边速度下旋转驱动。更具体地说，因为辊54与电刷12a之间的周边速度比越大，清除作用越大，所以色剂清除辊54以与导电刷12a的旋转方向相反的方向旋转，或者色剂清除辊54相对导电刷12a的旋转逆转。

由于色剂清除辊54与导电刷12a之间的接触表面不固定，而总是由辊54的旋转而改变，所以色剂清除辊54对导电刷12a的接触面积能得到增加。此外，通过增加色剂清除辊54的直径，色剂清除辊54的色剂保留能力能得到增加，由此使得辊54能够汇集更多的残留色剂。

在色剂清除辊54以与导电刷12a的周边速度不同的周边速度旋转情况下，或者在辊54和电刷12a以相反方向旋转情况下，能在保持足够的清除性能同时减小导电刷12a与色剂清除辊54之间的接触深度，由此减小导电刷12a上的负载。因此，能在保持良好的色剂清除效率同时更加延长导电刷12a的使用寿命。作为一个变更，色剂清除辊54可以像第二实施例那样制成导电性，并且在这种情况下可以对导电色剂清除辊54施加给定的偏置电压。

按照本发明，由多孔材料构成的显像剂清除部件与导电刷保持表面接触。因此，淤积在导电刷上的显像剂能有效地清除，由此在长时间内使导电刷对成像部件的充电特性保持在满意水平。结果，能防止印刷纸张的背景区中出现影像模糊，以此改善印刷质量。此外，从导电刷上刮下的显像剂保留在多孔显像剂清除部件的细孔中。因此，不必要提供用于接收从导电刷上刮下的色剂的接收器，由此实现了充电装置的简化及成本降低。

Claims (7)

1.一种用于充电成像部件表面的导电刷充电装置，包括：

一个导电刷(12a)，安排为与所述成像部件(10)接触旋转；

一个电压施加装置(48)，用于对所述导电刷施加给定电压；

其特征在于，

一个显像剂清除部件(50)，由聚氨酯泡沫构成，并且安排为跨过其整个宽度与所述导电刷(12a)保持表面接触。

2.按照权利要求1的一种导电刷充电装置，其中所述显像剂清除部件包括一个由聚氨酯泡沫构成的板状部件(50)。

3.按照权利要求1的一种导电刷充电装置，其中所述显像剂清除部件(50′)由导电聚氨酯泡沫构成，并且所述导电刷充电装置还包括用于对所述导电显像剂清除部件(50′)施加一个比对所述导电刷(12a)施加的所述给定电压更高的电压的装置(52)。

4.按照权利要求1的一种导电刷充电装置，其中所述显像剂清除部件包括一个旋转支承的辊(54)。

5.按照权利要求4的一种导电刷充电装置，其中所述辊(54)由导电聚氨酯泡沫构成，并且所述导电刷充电装置还包括用于对所述导电辊(54)施加一个比对所述导电刷(12a)施加的所述给定电压更高的电压的装置(52)。

6.按照权利要求4的一种导电刷充电装置，其中所述辊(54)以与所述导电刷(12a)的周边速度不同的周边速度旋转。

7.按照权利要求6的一种导电刷充电装置，其中所述辊(54)以与所述导电刷(12a)的旋转方向相反的方向旋转。

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