专利名称:静电复印机的制作方法
本发明是关于在复制纸上复印原始文件的静电复印机，本发明复印机的特点为有联合的充电-传输部份，联合的曝光-放电部份和联合的显影-清洗部份。
一般的静电复印方法，对感光材料充分充电，使其表面具有均匀的电位势和感光特性，充电感光的表面部份，对需复制的原始文件的光象进行曝光，使原始文件的资料信息区域，以静电潜象形式录制在感光材料上。感光材料上录制静电潜象之后，当其与显象剂接触的同时，随即把图象显示出来。显象剂是用摩擦电粘附有色剂微粒的载体颗粒组成。潜象从载体颗粒上吸取色剂微粒，形成色剂粉墨图象并被传输到复制纸上。
充电、曝光、显影、传输、清洗和放电各部份都是环绕感光材料单独独立的部件，如果把这些独立部件组合起来，并具有双重功能，则复印机结构的复杂性和联合制造成本，可大大降低。此前，为达到上述目的，曾有过各种不同的设想，设计过各种联合部件，如使用感光转筒的静电复印机。
美国专利3，637，306(Cooper)宣称其静电复印机使用的显象和清洗联合部件，能在复印程序的恰切时候，完成显象或清洗的功能。这是在系统中使用了作显象器和清洗器的磁刷显象组件。
美国专利3，647，293(Queener)亦宣称其磁刷显象器为显象和清洗联合部件，能在系统中用作显象器和清洗器。用作显象器时，从载体颗粒吸取色剂颗粒并传送到感光层。用作清洗器时，刷子回转，刷扫感光层上的显象混合剂，清除残留的色剂颗粒。
美国专利4，087，173(Sawaoka等人)宣布的静电复印机，有一可转动的感光转筒，复印机包括充电/传输、曝光/放电和显象/清洗部件。转筒的第一转完成充电、曝光及显象，转筒的第二转完成传输、放电和清洗。充电/传输部件完成充电和传输功能，曝光/放电部件完成曝光和放电功能，显象/清洗部件完成显象和清洗功能。
美国专利4，372，669(Fantuzzo等人)宣称一相同类型的复印机，但不使用感光转筒而代之以一个循环移动的感光带。
所有上述复印机的设想，由于围绕图象表面的同一功能器件联合有两种功能，因之能节约制造费用。但都有同样的困难，那就是使用同一器件来完成显象和清洗两种功能。其结果，在清洗工作循环时，从图象表面清扫下来的残留色剂，又返回到显象区和显象区新添加的色剂混合。大量的从图象表面清洗下来的色剂，因带有错误的极性，不能传输到复制感光层或被感光层吸收。例如感光绝缘层为负电极，带正电极的色剂可使图象显示并把图象传递到复制纸上。但图象面层上残留的色剂是负电极。带负电极的色剂和需要带正电极的新增色剂混合，其结果使载体的寿命降低。再者，由于显象器中色剂的极性错误，使每次循环的基准量增大，并产生大量色剂和污泥的云雾。由于载体不吸收错误极性的色剂，使尘土增加，使机器污染，使复制件的衬底模糊不清。再者从图象表层清洗下来的残留色剂返回显象槽，其它脏物如纸屑、泥土和纸纤维都进入显象槽，使系统污浊甚至不能正常工作。
本发明的主要特点，是在成象部份循环两周完成一次复印的静电复印机中，使用一标准型箱式的显象清洗部件。箱式的显象清洗部件由显象部份和清洗部份组成。显象部份的显象装置连续地与循环转动的成象表面接触进行显象。清洗部份有一清洗括板用以清扫成象表面，清洗括板有交替两个位置，有控制括板与成象表面啮合或脱离的装置。清洗部份还有一色剂收集器，用以收集被括板从成象表面清扫下来用过的色剂。箱式结构使清洗与显象部份相互分隔。从显象部份的成象表面清扫下来的色剂，可以分开收集而不再返回显象区。
本发明的另一特点，用于复印机标准型式的显象清洗部件，有将原始资料信息复印在感光基层上的装置，包括有在循环移动的成象表面形成静电潜象，用色剂颗粒使静电潜象显示，将色象传输到感光基层上，清洗成象表面残留的色剂，和在下次复印之前中和静电潜象等装置。
本发明的另一特点，横跨成象表面宽度的清扫括板用枢轴安装，并用电磁线圈和连杆机构，控制清扫括板交替处于与成象表面啮合或脱离的位置。
本发明的另一特点，显象部份安装的磁刷，至少装有一个可转动的管状构件，在管状构件内部并与管件隔开，固定地安装一个磁性元件。
本发明的另一特点，复印机包括有色剂收集和配料槽，从色剂供应处用螺旋推送器将色剂装满配料槽。一个载体捕集器收集磁刷送经显象区的部份载体，一个配料混合螺旋器将收集的部份载体与新补充的色剂混合成显象剂，送至显象剂料箱。
本发明的另一特点，在标准型箱式显象清洗部件的色剂收集箱的顶部，有一溢流口与显象剂料箱的顶部相连通。色剂收集箱到溢流口的容量等于显象部份的载体达到最高使用寿命时色剂被收集的数量。
本发明的目标是为静电复印机提供一个标准型式的显象清洗组件，能为两次循环成象方法的第二次循环时，从成象表面清除残留色剂。收集与清除残留色剂与显象剂料箱相互隔离。
本发明的另一目标是为静电复印机提供结构紧凑而经济的联合显象和清洗组件。
本发明的另一目标，其提供的联合显象和清洗组件可减少色剂和杂质对机器的污染。
图1为自动静电复印机的剖面示意图。图中表示有本发明的标准型箱式显象清洗部件。
图2为显象清洗部件放大的中央部位剖面的前向视图。
图3为放大的后向视图，表示了括板的控制机构。
图4a和4b表示电磁线圈作用与非作用时，括板啮合与脱离的位置。
图5为图2沿A-A线的剖视图，表示色剂料瓶与螺旋推送器的装配结构。
现在按照静电复印机，装有标准型箱式显象和清洗部件的优选装置及其使用进行说明。
附图表示了复印机的各个部件，包括有关本发明的各项特点。在所有图纸及说明中，使用同一数字符号表示同一个元件。从以下说明可以清楚地理解，优选装置的特点，不限于应用本说明的装置，也同样适用于广大范围各种类型的静电复印机。
如图1所示，静电复印机使用沉积有感光基体的，组成感光表面的环带10。感光表面最好用有机光电导体和用铝合金制作的感光基体组成。环带10按箭头12指向移动，连续地使感光表面在其移进的路程中，安排经过各处理站。辊轴14、16和18使环带保持适当的张力。辊轴14与驱动电动机20相连接，辊轴16、18装在轴承上，可以自由转动并用作导轮，电动机20驱动辊轴14，使环带10按箭头12的指向送进。
原始文件22面向下放置在透明平板24上，平板24安装在能在水平方向往复移动的框架26上，如箭头27所示。环带10的直线移动速度等于平板24的线速度。环带10沿循环路程移动。为了复制一份原始文件，环带10需循环移动两周。
在第一周循环时，环带10开始将感光表面的一部份送经充电/传输部件28，28包括一放电装置30，使环带10的感光表面充电并具有高而均匀的电位势。放电装置30有一U形护罩32，护罩的开口端对准环带10的感光表面。两排等距间隔的放电针34，从护罩向外伸向开口处，与环带10的感光表面相对。
然后环带10将充电的感光表面12，送至曝光/放电联合部件(用字符36表示)。曝光/放电联合部件包括一光源38，光源38可选用细长型钨丝灯，固定安置在平板24之下。一个不透明的护罩40围绕光源38，护罩40上有一窄缝，透过光源光线射向面向下放置在平板24上的原始文件22。平板24按箭头27的指向移动时，原始文件相继增长的部份被照亮。从原始文件22反射的光线经一束光象传输纤维(用字符42表示)进行传递。光象传输纤维42为一束折射率变化的光导纤维。1972年公布于Kitano的美国专利3，638，407号宣布用玻璃或人造树脂制作的一种光导纤维，其光折射率的分布，沿截面自中央向外连续地按抛物曲线变化。每一纤维起聚焦镜的作用，将端部或靠近端部的光象的一部份进行传输。一组光导纤维交错双行列阵排列，可传输和聚焦物体的全部图象。生产光导纤维的商业名称为“SELFOC”，该商标在日本平板玻璃有限公司所有。这种折射率变化的光导纤维列阵用于静电复印机以代替光传输系统。如1976年在Hamaguchi等处公布的美国专利3，947，106号，1976年在Tanaka公布的美国专利3，977，777号。上述专利的有关部份在本专利中被综合引用。从原始文件反射的光线，经光象传输纤维传送到环带10的感光表面的充电部份，并有选择地失去电荷，这就按照原始文件22的资料信息区域，在环带10的感光表面录制了静电潜象。曝光/放电联合部件36还有一个传输光的玻璃纤维光导管44。光导管44的一端，邻近光源38，光导管44的另一端位于按箭头12指向移动的环带10之上，尚未进入充电/传输联合部件28之前的感光表面处。
以下，补充参考图2，环带10将感光表面录制的潜象送至联合显象清洗部件(用字符46表示)。联合显象清洗部件46包括一显象部份47和一清洗部份50。显象部份47有一对显象辊54和55，分别由管形套筒58和59和分别安装在套筒内部的磁性元件56和57组成。管形套筒由箭头所示，作反时针方向回转。显象剂从贮料箱52中用反时针方向回转的横向叶轮混合器51输送。叶轮混合器上有许多料斗，将粘附有摩擦带电的色剂微粒的载体颗粒，向上输送给显象辊54和55。当管形套筒58反时针方向回转时，第一个显象辊54吸取的显象剂料，被送去与潜象接触，色剂微粒从载体颗粒上被潜象吸取。这样在环带10的感光表面上形成色剂粉墨图象，管形套筒58和59接有电压电源，使套筒具有50伏到500伏的偏置电压。电压大小要根据潜象和背景区域的电压水准来选择。显象时偏置电压取背景和潜象电压的中间值，管形套筒58和59最好用非磁性材料(如铝)制作，其外圆周面要求粗糙。磁性元件56和57最好用铁素钡制作，在其上有许多磁极。定量板64用来调节送去与环带10感光表面上录制的静电潜象接触的显象剂量。显象之后，失去色剂的显象剂送往套筒59的出口，由于重力作用落回显象剂贮料箱52(以后将详细说明)。载体颗粒的一部份被色剂混合箱65所收集。静电复印机在第一周循环整个显象操作过程中，用枢轴安装在括板座61上的清洗括板60，不与成象表面接触(以后将详细说明)，因而对感光环带不提供接触或清洗的功能。
在色剂粉墨图象在环带10的感光表面形成之后，环带10将色剂粉墨图象送回至联合充电/传输部件28，开始第二周循环。此时纸张喂送器68将复制纸66送至联合充电/传输部件28处，复制纸按一定的时间顺序喂送，使其与环带10感光表面上形成的色剂图象同步，复制纸的一面在联合充电/传输部件处与色剂图象接触。纸张喂送器68为一可回转的滚筒，其上有不少间隔布置向外伸出的软翼片，每个翼片的自由端相继与纸垛70的最上页纸张66啮合，当喂送器68回转时，纸66被移送至进料槽72上，找正辊74将纸66与环带10感光表面的色剂图象同步送入联合充电/传输部件28。
联合充电/传输部件28上的放电装置30向复制纸的背面喷射离子，这就使色剂图象从环带10的感光表面上被吸走，并传送到复制纸上。图象传输之后，复制纸和环带10一起移动，直到环带10绕经辊轴18时，那里的光束强度将纸张从环带上剥离。纸张离开环带10之后，进入融合装置76。融合装置76由辊轴78、80及82组成，纸张穿过辊轴80和82之间时，那里施加的压力，使色剂图象长久牢固地固定在复制纸上。此后送出辊84按箭头所指方向将纸张送到收集盘88，再由操作者将复印纸从复印机上取走。
图象传输之后，在复印程序第二周循环时，感光带将粘附在感光表面残留的色剂微粒送至清洗箱。清洗括板60位于与感光带接触啮合的括扫状态，括除感光带上残留的色剂微粒，此后色剂微粒由于重力作用，落入色剂收集箱67中。清洗括板可以用通常静电清洗括板系统常用的任何合适材料制作。也可以用任何合适的合成弹性材料制作。典型的可以使用聚氨酯制作的括板。由于残留在感光带上的色剂废料(包含有色剂和脏屑)，用括板扫除后，直接落入色剂收集箱。按照原来的工艺，残留色剂单独收集，不再送回显象剂料箱。于是料箱中的显象剂可连续使用，它们不会被从感光带10上被括板扫除下来的极性错误的色剂和其它脏屑所污染。
环带10感光表面的残留色剂微粒清扫之后，环带10带着残留电荷经过联合曝光/放电部件36。其时光阀打开，使光线从光源38经光导管44传输到感光表面上，使感光表面在下一周循环开始充电之前，清除其上残留的静电电荷。当第一周循环时，光阀关闭，阻止光源38的光线，不能从光导管44中通过。
继续参考图2并补充参考图3、4a、4b、5和6，将对显象/清洗联合部件进行详细说明。
清洗括板60装在括板座61上，61装在枢轴62上。括板座61的另一端有槽71，与装在连杆75端部的销轴69相啮合。连杆75装在枢轴73上。连杆75的另一端有槽79，与电磁线圈机构85的活塞89上的销轴77啮合。当电磁线圈通电作用时，活塞89被吸入线圈体中，并迫使括板60与感光带10接触，而进入清扫位置，如图4a所示。电磁线圈停止作用时，活塞89不被线圈吸引而可自由移动。在弹簧87的作用下活塞外伸，使连杆75上升，将括板60抽回并脱离与感光带10的接触。从图4a可以看清，当电磁线圈作用时，括板与感光带10以压力啮合，形成约25°的接触角。
继续参见图2，显象清洗箱46的清洗部份50，有一个色剂收集箱67，其顶部有溢流口81与显象剂料箱52的上部相通。色剂收集箱67的容量，要求这样设计，到顶部溢流口能收集容纳的残余色剂量，约等于显象部份47的显象剂中的载体到达其最高的使用寿命并出现失效，所谓显象剂失效，即载体与色剂的摩擦带电关系被破坏。载体被色剂包覆，不能使色剂产生合适的电荷，从而使复印质量不好。当收集箱67中的色剂装满到溢流口81时，色剂溢出落到显象/清洗箱的显象部份47中，那时色剂将和显象剂箱中的显象剂混合，由于这些色剂极性错误因而使显象过程污染而不能工作，操作者可以看到复制件背景模糊，复印质量不好。当操作者看到复制质量不好，就注意要更换显象部份47箱中装的显象剂，并把色剂收集箱中收集的废色剂倒掉。
继续参考图2，整个显象清洗箱47从前面滑移装在轴90上。轴90上有槽91，与显象清洗箱上的类似部份92相互配合，当显象清洗箱在轴90上推移到终端行程时，可使显象清洗箱向上升起进入工作位置，这是因为槽91与其配合部份92的作用，十分类似于一个凸轮，因此在卸下显象清洗箱时，开始即能自动下落离开感光带，使感光带不致于被显象轴擦伤。
继续参考图2及图5，说明显象清洗箱的另一特点和供应色剂的装置。在上述显象过程中，显象剂料包括载体颗粒和色剂颗粒，放存在显象剂料箱52中。横向叶轮混合器51使载体与色剂在箱中混合，也和下面就要说明的新补充的色剂混合。混合过程中在载体与色剂之间，生成正确的摩擦电荷关系，当混合器反时针方向回转时，将混合好的载体色剂显象剂提供给第一个磁刷显象辊54。回转套筒58将显象剂送入上部显象区，并经过显象区跨越到第二个显象辊的套筒59上。当显象剂脱离套筒59时，大部份落回到料箱52中，少量经缺口95落入色剂混合箱65中，在混合箱中载体与新供应的色剂混合，然后从混合箱中输出送回显象剂料箱52。色剂混合箱底部有横贯显象箱47全宽的螺旋送料器96，其一端与色剂定量送料器97的存料区99相通，这样便把色剂从色剂料瓶98供应给显象剂料箱52。
继续参考图5及图2，色剂料瓶98中的色剂，由于重力落入色剂定量送料器97，被推送到存料区99，又被底部的螺旋送料器96输送到色剂混合箱65。在色剂混合箱中，新供应的色剂与从缺口95进入的载体接触，被预先混合并予带电荷。当色剂混合箱装满时，部份预先混合和带电的显象剂，被螺旋送料器96输送到显象剂料箱52，在那里和已有的混合带电的显象剂再行混合。色剂混合器及其底部的螺旋送料器(在螺旋送料器中存有一些从显象区收集来的已失去色剂的载体)，构成输送色剂到显象剂料箱52的装置。输送混合的载体和色剂，要比仅仅输送新增添的色剂容易得多。
根据上述说明及附图，可以清楚地理解，本发明提供了用于静电复印机的标准型箱式显象清洗部件，其类型是每复制一件成象元件需完成两个循环周;从成象表面清扫下来的残留色剂不返回显象剂料箱，在收集废色剂时，如尘土纸屑等脏物也被清除，减少了显象剂料箱的污染，改小了由错误极性色剂形成的粉墨云雾，也就减除了对机器的污染，使复制件底面清晰;再者在色剂收集箱的顶部有溢流口，所设计的色剂收集箱收集色剂的合适的容量，相当于显象部份的载体到达其使用寿命的时刻，使操作者自动觉察到需要更换显象部份的显象剂;再者所介绍的色剂混合部份为供应新色剂，预先混合预先充电提供了方便的装置。
本专利涉及的内容，已参考实际装置在此逐一地并相关地予以说明。
本发明是参照专门装置进行说明的。对于熟悉该项工艺的人，很易理解可以在此基础上作出多种替代或改变型式，例如电磁线圈控制的清洗括板机构，可以用其它凸轮机构来代替。再者本发明使用的感光带，若改用感光转筒配以合适的显象清洗箱也能取得同样良好的效果。再者本发明的磁刷显象部件也可使用其它显象装置。再者本发明介绍的是用于复印机，很易理解同样也可应用于印刷机。为此专利的范围应补充包括所有这些替代或变更的型式。
权利要求
1.输入原始文件信息在拷贝感光层上进行复制的静电复印机，包括在循环移动的成象表面形成静电潜象的装置，用色剂颗粒显示静电潜象的装置，传输色剂图象到拷贝感光层的装置，清洗成象表面残留色剂的装置以及在下一次复印前中和静电潜象的装置。显象和清洗装置包括一标准箱型组件，兼有和成象表面进行显象和清洗两个啮合位置。标准组件包括与成象表面连续啮合显象的显象装置，清扫成象表面的括板，使括板与成象表面交替啮合清扫或脱开的装置，显象清扫组件还包括一个色剂收集箱，收集被括板从成象表面清扫下来用过的色剂，收集色剂的进入口与组件的显象部份分开，且成象表面的显象和清洗是在不同的时间进行的，因此，收集清扫下来的色剂和供给显象用色剂是分开的。
2.按照专利要求1的机器，清洗括板用枢轴安装，横跨成象表面的全宽，用电磁线圈和连杆机构控制用枢轴安装的括板，处于与成象表面接触清扫或脱离的位置。
3.按照专利要求1的机器，每复制一次成象表面循环两周，在第一周循环时，显象清洗组件使潜象显示而清洗括板位于与成象表面不接触的位置，第二周循环时，显象清洗组件清洗成象表面，清洗括板处于与成象表面啮合的位置。
4.专利要求1的机器，具有在成象表面形成静电潜象的装置，包括使成象表面均匀充电和使成象表面对需复制图象进行曝光的装置。
5.专利要求4的装置，包括一透明平板，原始文件要复制的图象，放置在该平板上。
6.专利要求1的机器，循环成象表面为一涂有感光材料层的无接头环带。
7.专利要求1的机器，显象装置有一磁刷，包括至少有一个可转动的管状构件，在管状构件内部并与管件隔开，固定地装有一个磁性元件。
8.专利要求7的装置，其显象装置包括一色剂收集箱和配料槽，配料槽包括螺旋送料器，它从色剂供料处装取补给的色剂，一载体捕集器，接收从显象磁刷运送来的一部份载体，一个配料混合螺旋送料器，将收集的载体和新补给的色剂混合，并把混合好的显象剂输送到显象剂料箱。
9.专利要求1的机器，其色剂收集箱的顶部有一溢流口，与显象剂料箱的上部相通，收集箱到溢流口能收集的色剂容量，约等于显象装置显象剂中的载体，到达了它的最高使用寿命期。
10.用于静电复印机的标准型箱式显象和清洗部件，每复制一次成象元件完成循环两周的型式。标准型箱式部件有显象部份和清洗部份，显象部份包括有连续与成象表面啮合显象的显象装置，清洗部份包括清扫成象表面的括板和使括板与成象表面交替进行清扫啮合或脱开的装置，清洗部份包括一个收集被括板从成象表面清扫下来用过色剂的收集箱，并和显象部件分隔开，从显象部份成象表面单独收集的色剂不送回显象部份。
11.按照专利要求10的机器，包括接有连杆的电磁线圈装置，使枢轴安装的括板交替地与成象表面处于清扫啮合或脱离的位置。
12.按照专利要求10的机器，其显象部份有一磁刷，包括至少有一个可转动的管状构件，管状构件内部并与管件隔开，固定地装有一磁性元件。
13.根据专利要求12的装置，其显象部份包括一色剂收集箱和配料槽，配料槽有一螺旋送料器，用以从色剂供料处装取补给的色剂，有一载体捕集器，用以收集经显象区被磁刷输送过来的一部份载体，以及一个配料螺旋送料器，将收集来的载体和新供应的色剂，进行混合成显象剂送往显象区。
14.根据专利要求11的装置，其色剂收集箱的顶部有溢流口，与显象剂料箱的上部相通，收集箱到溢流口能收集的色剂的容量，约等于显象部份显象剂中的载体到达了它的最高寿命使用期。
专利摘要
静电复印机用的标准型箱式显象和清洗部件，其型式为每复制一次成象元件循环两周，并包括有显象部分和清洗部分。其显象部分包括有连续与成象表面啮合显象的装置，其清洗部分包括清扫成象表面的括板，以及使括板与成象表面进行清扫啮合或脱离成象表面，交替两个位置的装置。清洗部分还包括一个收集被括板从成象表面清除下来用过的色剂的收集箱。色剂收集箱和显象部分隔离，因而从成象表面清扫下来的色剂单独收集和显象剂是分离的。
文档编号G03B27/32GK85105684SQ85105684
公开日1987年1月21日 申请日期1985年7月26日
发明者H·H·安曼休萨, J·范图索 申请人:施乐公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan