專利名稱：帶有研磨墊片的柔性刮板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子照相顯影，特別是涉及在顯影輥上操作的柔性刮板。
轉(zhuǎn)讓給本申請的相同受讓人的、Aulick等人的專利號為5,085,171的美國專利涉及一種柔性刮板，該刮板在面對顯影輥的磨料表面上具有薄金屬外層。這代替了原來的硬刮板，該刮板允許顯影輥的調(diào)色劑層可隨著刮板本身和與之接觸的顯影輥表面的變化而變化。這種變化可導(dǎo)致在由調(diào)色劑形成的印制和繪制的可視圖象上產(chǎn)生變化。柔性刮板可理想地消除這種變化。
轉(zhuǎn)讓給本申請的相同的受讓人的美國專利5,623,718描述了在美國由本申請的受讓人商業(yè)上銷售的一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品是本申請的先有技術(shù)。該刮板為柔性刮板，其中柔性的刮板的膠帶具有容納有散開的磨粒和導(dǎo)電填充物的固體粘合劑。這種柔性部件延長了刮板的使用壽命。另外，刮板具有較硬的前面突起以形成對柔性部件和顯影輥的輥隙后面的幾乎所有區(qū)域的屏障。這樣為形成在輥隙的調(diào)色劑的楔形物消除了電勢。當(dāng)這種楔形物形成后，它就影響了刮板測定正確調(diào)色劑量的能力。
下列轉(zhuǎn)讓給本申請受讓人的三個專利申請和本申請具有共同的發(fā)明人，它們不是已有技術(shù)，其描述的主題已商業(yè)上銷售近一年在1996年11月3日申請的、美國專利申請?zhí)枮?8/724,881的申請、現(xiàn)在專利號為5,708,993的專利涉及了一種為消除調(diào)色劑的覆膜的、帶含有二硫化鉬磨料層的柔性刮板。該相同的磨料層用作本發(fā)明最佳實施例的磨料層。在1996年3月28日申請的、美國專利申請?zhí)枮?8/623,362的申請涉及了和柔性刮板一起使用的導(dǎo)電油墨的配方。該相同的導(dǎo)電油墨用作本發(fā)明最佳實施例中的導(dǎo)電油墨。1996年3月28日申請的、美國專利申請?zhí)枮?8/623,363的申請、現(xiàn)在專利號為5,702,812的專利涉及了帶有硬墊片的柔性刮板，在泡沫層的底面附著有具有磨料的膠帶。墊片控制了輥隙的尺寸阻止了在輥隙中的調(diào)色劑楔形物的形成。
本發(fā)明僅僅通過使用帶研磨表面的墊片而去除了該膠帶，較長的導(dǎo)電的膠帶由只在墊片上的研磨材料來代替。
本發(fā)明的柔性刮板包括導(dǎo)電金屬桿，該桿具有彈性層附著的下表面。彈性層的下表面附著有硬的墊片，該墊片具有導(dǎo)電和研磨料的底層。在刮板的末端，彈性導(dǎo)電的覆層使研磨層與金屬桿連在一起。為了發(fā)揮最好的功能，在導(dǎo)電片的下表面處于一個角度中，使得顯影輥與刮板的輥隙在研磨層的中間產(chǎn)生。
下面參照附圖，對本發(fā)明的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。

圖1是刮板的透視圖，圖2是刮板的橫斷面圖。
本發(fā)明的刮板與需要的顯影輥相適應(yīng)，而沒有在上面提到的某些刮板中可能產(chǎn)生的漏斗形輥隙。墊片1由聚酯層3(圖2)和研磨及導(dǎo)電層5疊加而成。墊片1通過雙面膠帶8附著在彈性泡沫層7的底面，雙面膠帶在兩面具有1密耳厚粘性聚酯，可以在市場上獲得。
在利用磨研導(dǎo)電層5與顯影輥9接觸中，墊片1的在箭頭11所示的輥9運(yùn)動的方向即處理方向的剛度，避免了泡沫在輥隙區(qū)的變形以及避免了不期望的漏斗形產(chǎn)生。墊片1的剛性也避免了出現(xiàn)與不期望的長的呈輻射狀輥隙接觸以及鋼刮板形成與該輥隙相同的幾何形狀。本發(fā)明的輥隙區(qū)與用鋼刮板完成的幾乎是一致的。在墊片1的長度方向，沿顯影輥9的長度方向，墊片1是柔性的以與顯影輥表面相適應(yīng)。
如圖1所示，本發(fā)明的柔性刮板包括鋁制的支撐桿13，例如最好是4.0mm×10mm6063-T5鋁材，長度為231.5mm的標(biāo)準(zhǔn)桿。在特定的實施例中，底面13a(圖2)有6度向上的偏角，該角度補(bǔ)償了成像裝置的尺寸，于是墊片1和顯影輥9的輥隙可精確地處于墊片1的中間。(這是因為墊片1具有相對小的表面，這樣偏離中心的物理反應(yīng)是明顯的。如果的墊片1具有相對較大的表面，在中心的輥隙的定位將不會象正常一樣明顯)如圖1所示，墊片1與桿13長度方向共同延伸。多孔泡沫層7具有大約2.0mm到大約3.0mm的厚度，并沿支撐桿13的整個長度延伸。最好的泡沫材料是POROM泡沫，一種可以從Rogers公司買到的#4701-40-20093-1064號聚氨基甲酸酯。
可使用任何普通的粘接材料把泡沫層7固定在支撐桿的底面，該粘接材料可抵抗在使用中作用在刮板上的力。在本實施例中，該粘接材料15為可在市場上獲得的雙面粘接膠帶，該膠帶由在雙面上的1密耳厚的粘性聚酯組成。泡沫層7帶有彈性。
在刮板上的墊片1安裝之前，粘性導(dǎo)電層5附著在聚酯層3上。這最好通過將液體涂覆在聚酯片3上來完成。在固化后，該聚酯片通過機(jī)械的手段切成只有很薄的連接，然后用手撕開而貼在泡沫7上，膠帶8首先貼在泡沫7上。
層5使用液體的配方與前面提到的申請中涉及二硫化鉬的配方相同，其配方如下粘接層的配方材料 重量百分比聚氨基甲酸酯(LordChemical的Z100) 15二硫化鉬(沉積的平均顆粒尺寸為10μm) 30碳黑(Degussa的XE-2) 5炭化硅(平均顆粒尺寸為10μm) 50上述的研磨導(dǎo)電層配方充分地混合后施加在14密耳厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層3上，從而形成薄的、固態(tài)涂層5(例如大約為25到35微米厚)。5％重量的碳黑的電阻小于1×10E5(10到15次冪)歐姆/平方。至少在使用以丙烯酸為主的本發(fā)明特別設(shè)計的調(diào)色劑(如由本發(fā)明的受讓人在市場上銷售的OPTRA激光打印機(jī)的調(diào)色劑)時，二硫化鉬可消除薄膜。聚氨基甲酸酯形成了主體，該支撐作為磨料的炭化硅和作為導(dǎo)電填充物的碳黑，并且二硫化鉬充分地混在固體涂層5中。
炭化硅為用作研磨的磨粒。該細(xì)磨粒一般地具有從大約8到大約20微米的顆粒尺寸，最好直徑大約為20微米，并最好是陶瓷氧化物如炭化硅(例如NOBADE，可從Norton Corp.商業(yè)獲得)。其它用于本發(fā)明的磨料材料包括氧化鋁、金剛石粉末、二氧化鈦、二氧化鋯以及它們的混合物。
碳黑可提供導(dǎo)電性能。該導(dǎo)電性能可使加在刮板上的電流傳遞到顯影輥9上。在本發(fā)明中使用的導(dǎo)電材料是那種導(dǎo)電顆粒被含于固體層5中并被充分分散的導(dǎo)電材料?？捎糜诒景l(fā)明的導(dǎo)電性材料包括碳黑、石墨、金屬填充物、離子鹽以及它們的混合物。優(yōu)選的導(dǎo)電材料是碳黑。導(dǎo)電顆粒為層5提供大約小于1×10E5歐姆/平方的電阻。在上述特定配方中碳黑量要比5％的重量比高，導(dǎo)致使用的層5很光滑的表面粗糙度，由于層5的整體導(dǎo)電，即使層5磨損，刮板的電性能也會保持恒定。
墊片1固定在彈性泡沫層7的底面(即面對顯影輥9的層7的表面)。在設(shè)計墊片1中，很重要的是在剛度和柔性之間保持適當(dāng)?shù)钠胶?。特別地，墊片1在加工方向(顯影輥9移動的方向11)必須保持剛性，而在與加工方向垂直的方向(即在刮板的長度方向上)上保持柔性。刮板的剛度提供了適當(dāng)?shù)妮佅缎螤睿瑫r在刮板長度的方向上的柔性使刮板與顯影輥9的表面接近保持一致。
這樣，本發(fā)明的刮板具備非柔性鋼刮板和柔性鋼刮板的兩方面的優(yōu)點。任何保持適當(dāng)?shù)娜嵝?剛性平衡的材料均可作為本發(fā)明中的墊片1的主體3。在確定特定材料是否合適用作墊片1時，材料的特性和厚度都是很重要的。具體地，如果材料太薄或軟，則不能提供適當(dāng)?shù)男枰膭偠?，同時如果材料太厚或硬，也不能建立需要的柔性度。墊片1可由任何具有需要的柔性和剛度平衡適當(dāng)材料制成，最好是不易腐蝕具有適當(dāng)價格的材料?？衫玫牟牧嫌悬S銅、磷青銅、鈹銅、聚碳酸酯纖維、聚酯和不銹鋼。聚酯是最佳的材料，因為它比金屬更容易切削成需要的形狀。不銹鋼次之，由于具有較低的價格和不容易腐蝕。
通過例子可知，當(dāng)不銹鋼作為墊片1時，厚度低于大約0.004英寸(0.102mm.)會使墊片太脆。而使用聚酯時，特別是使用可從Dupont商業(yè)上得到的MYLAY對苯二甲酸乙二醇酯時，墊片低于大約0.014英寸(0.356mm)的厚度會使材料柔性太大，而需要較大的厚度。另一方面，比0.012英寸(0.305mm)大的厚度的不銹鋼太厚而不能提供需要的柔性。這樣，選擇的墊片材料厚度純粹是需要的剛度/柔性的函數(shù)。本發(fā)明的刮板使用的墊片材料應(yīng)該是具有大約0.5到大約31.0最好是從大約10.0到大約25.0英寸彎曲/英寸長度/磅力的剛度。該剛度通過如下來測定4mm寬的墊片一端固定，而另一端加載(加載量需足夠低以避免墊片的塑料變形)；于是可測量加載端的位移。換句話說，墊片須具有剛度比0.014英寸厚度聚酯的剛度較大而小于或等于0.012英寸厚度不銹鋼的剛度。最佳的墊片1具有主體層3，該層是0.014英寸厚的聚酯，其中的剛度由于有研磨/導(dǎo)電層5略微增加。
在鋁桿13和研磨/導(dǎo)電層5之間的電導(dǎo)性可由在刮板的一端或兩端的可導(dǎo)電粘膠層17提供。這樣就形成了與研磨/導(dǎo)電層5和鋁桿13接觸的連續(xù)層，于是在層5和桿13之間形成了電路。刮板的末端經(jīng)過可顯影的顯影輥9處，于是從粘膠17流過的輕微不規(guī)則的調(diào)色劑則不成像。粘膠的材料與前面提到的申請?zhí)枮?8/623,362的申請中的材料相同。
上述材料是可導(dǎo)電性漿糊，由大約70％到大約96％(最好大約94％到大約96％)的柔性彈性體(例如室溫下硫化的硅或乳狀的橡膠)和大約4％到大約30％(最好大約4％到6％)的特定導(dǎo)電性材料(例如碳黑)組成，該彈性體在干燥時具有小于大約50的肖氏硬度?；蛘撸摑{糊還包括普通的溶劑，如甲基·乙基·(甲)酮。
該粘性材料可以通過任何普通的方式施加以形成涂層17。當(dāng)在溶劑中溶解后，可被篩選、涂抹或噴射。刮板的末端最好只蘸入到具有某些溶劑的材料中，于是最后的涂層通過溶劑蒸發(fā)而硬化，從而形成涂層17。
顯影輥9由通過固定的電源充有預(yù)定電位的半導(dǎo)體有機(jī)彈性體組成。當(dāng)輥9順時針旋轉(zhuǎn)時，該輥與被充電的調(diào)色劑接觸。調(diào)色劑通常先充上與輥極性相同的極性，同時具有大量的充上相反極性的調(diào)色劑。輥9與刮板接觸的區(qū)域帶有上述調(diào)色劑，具有相反極性的調(diào)色劑被充電的刮板阻斷，于是僅有較薄的調(diào)色劑層經(jīng)過刮板，以及該較薄層大量地充上適當(dāng)極性的電位。
本發(fā)明的刮板的優(yōu)點是與具有從墊片上分開的疊片的刮板相比，具有降低的成本、改進(jìn)的性能，特別是在減少條紋(有時稱作滑動標(biāo)記)方面，該條紋由于調(diào)色劑量的變化而在灰度區(qū)發(fā)生，這是由于預(yù)先在輥隙(預(yù)輥隙填充)迅速注入調(diào)色劑而產(chǎn)生的，以及消除了發(fā)生在顯影輥反向轉(zhuǎn)動時安裝期間的主要損壞，這樣使單獨的疊片與顯影輥分開(正常情況下，這些不能被維修)。本發(fā)明與以前的公知的柔性刮板相比，極大地降低了預(yù)先的輥隙填充。
很容易設(shè)想在形式上和使用材料上的變化，并且這些變化都在本發(fā)明的考慮中。根據(jù)法律特別地參照附加的權(quán)利要求書來確定保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種刮板，用于通過該刮板的表面與顯影輥的區(qū)域物理接觸，調(diào)節(jié)在顯影輥上充電的電子照相調(diào)色劑，所述刮板包括使所述刮板靠近所述輥定位的支撐部件；固定在所述支撐部件上的彈性層；固定在所述彈性層和第一端面上的墊片，其中所述墊片在所述顯影輥的加工方向上是剛性的，至少所述墊片的外表面和相對所述第一端面的端面具有研磨和導(dǎo)電性，以及在所述刮板上的電導(dǎo)體與所述墊片的外表面是電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板，其中所述墊片具有聚酯的主體，所述墊片的所述外表面是一個研磨和導(dǎo)電材料層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刮板，其中所述的彈性層是多孔的泡沫材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板，其中所述的彈性層是多孔的泡沫材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刮板，其中所述的電連接件是在所述刮板末端的導(dǎo)電材料層的連續(xù)覆層，該層接觸所述的外表面和所述的支撐部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板，其中所述的電連接件是在所述刮板末端的導(dǎo)電材料層的連續(xù)覆層，該層接觸所述的外表面和所述的支撐部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刮板，其中所述的電連接件是在所述刮板的末端導(dǎo)電材料層的連續(xù)覆層，該層接觸所述的外表面和所述的支撐部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刮板，其中所述的電連接件是在所述刮板的末端的導(dǎo)電材料層的連續(xù)覆層，該層接觸所述的外表面和所述的支撐部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的刮板，其中所述的墊片具有樹脂主體，并且所述外表面是涂覆在所述主體上的大約25到35微米厚的研磨顆粒和填充在樹脂主體中的導(dǎo)電填充物的覆層。
全文摘要
一種柔性的刮板具有金屬桿(13),其底面通過雙面膠帶(15)固定彈性多孔泡沫層(7)。該泡沫層的底面通過雙面膠帶(8)固定有墊片(1),該墊片在與之接觸的輥(9)的運(yùn)動方向上為剛性的。墊片具有聚酯的主體(3)和帶有研磨和導(dǎo)電碳黑的底層(5)。最后,刮板的末端浸入到導(dǎo)電漿糊中,該漿糊硬化成連接墊片的導(dǎo)電層和金屬桿的導(dǎo)電覆層(17)。本發(fā)明的優(yōu)點是降低了成本,特別是在預(yù)先輥隙填充產(chǎn)生的條紋方面提高了性能。
文檔編號G03G15/08GK1207513SQ9810980
公開日1999年2月10日 申請日期1998年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月12日
發(fā)明者彼得·W·布拉肯, 杰弗里·R·布雷納, 馬丁·V·迪格羅拉莫, 小塞繆·E·馬林克斯, 唐納德·W·斯塔福德, 彼得·E·沃林 申請人:萊克斯馬克國際公司