专利名称：带有研磨垫片的柔性刮板的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相显影，特别是涉及在显影辊上操作的柔性刮板。
转让给本申请的相同受让人的、Aulick等人的专利号为5,085,171的美国专利涉及一种柔性刮板，该刮板在面对显影辊的磨料表面上具有薄金属外层。这代替了原来的硬刮板，该刮板允许显影辊的调色剂层可随着刮板本身和与之接触的显影辊表面的变化而变化。这种变化可导致在由调色剂形成的印制和绘制的可视图象上产生变化。柔性刮板可理想地消除这种变化。
转让给本申请的相同的受让人的美国专利5,623,718描述了在美国由本申请的受让人商业上销售的一种产品，该产品是本申请的先有技术。该刮板为柔性刮板，其中柔性的刮板的胶带具有容纳有散开的磨粒和导电填充物的固体粘合剂。这种柔性部件延长了刮板的使用寿命。另外，刮板具有较硬的前面突起以形成对柔性部件和显影辊的辊隙后面的几乎所有区域的屏障。这样为形成在辊隙的调色剂的楔形物消除了电势。当这种楔形物形成后，它就影响了刮板测定正确调色剂量的能力。
下列转让给本申请受让人的三个专利申请和本申请具有共同的发明人，它们不是已有技术，其描述的主题已商业上销售近一年在1996年11月3日申请的、美国专利申请号为08/724,881的申请、现在专利号为5,708,993的专利涉及了一种为消除调色剂的覆膜的、带含有二硫化钼磨料层的柔性刮板。该相同的磨料层用作本发明最佳实施例的磨料层。在1996年3月28日申请的、美国专利申请号为08/623,362的申请涉及了和柔性刮板一起使用的导电油墨的配方。该相同的导电油墨用作本发明最佳实施例中的导电油墨。1996年3月28日申请的、美国专利申请号为08/623,363的申请、现在专利号为5,702,812的专利涉及了带有硬垫片的柔性刮板，在泡沫层的底面附着有具有磨料的胶带。垫片控制了辊隙的尺寸阻止了在辊隙中的调色剂楔形物的形成。
本发明仅仅通过使用带研磨表面的垫片而去除了该胶带，较长的导电的胶带由只在垫片上的研磨材料来代替。
本发明的柔性刮板包括导电金属杆，该杆具有弹性层附着的下表面。弹性层的下表面附着有硬的垫片，该垫片具有导电和研磨料的底层。在刮板的末端，弹性导电的覆层使研磨层与金属杆连在一起。为了发挥最好的功能，在导电片的下表面处于一个角度中，使得显影辊与刮板的辊隙在研磨层的中间产生。
下面参照附图，对本发明的细节进行描述。
图1是刮板的透视图，图2是刮板的横断面图。
本发明的刮板与需要的显影辊相适应，而没有在上面提到的某些刮板中可能产生的漏斗形辊隙。垫片1由聚酯层3(图2)和研磨及导电层5叠加而成。垫片1通过双面胶带8附着在弹性泡沫层7的底面，双面胶带在两面具有1密耳厚粘性聚酯，可以在市场上获得。
在利用磨研导电层5与显影辊9接触中，垫片1的在箭头11所示的辊9运动的方向即处理方向的刚度，避免了泡沫在辊隙区的变形以及避免了不期望的漏斗形产生。垫片1的刚性也避免了出现与不期望的长的呈辐射状辊隙接触以及钢刮板形成与该辊隙相同的几何形状。本发明的辊隙区与用钢刮板完成的几乎是一致的。在垫片1的长度方向，沿显影辊9的长度方向，垫片1是柔性的以与显影辊表面相适应。
如图1所示，本发明的柔性刮板包括铝制的支撑杆13，例如最好是4.0mm×10mm6063-T5铝材，长度为231.5mm的标准杆。在特定的实施例中，底面13a(图2)有6度向上的偏角，该角度补偿了成像装置的尺寸，于是垫片1和显影辊9的辊隙可精确地处于垫片1的中间。(这是因为垫片1具有相对小的表面，这样偏离中心的物理反应是明显的。如果的垫片1具有相对较大的表面，在中心的辊隙的定位将不会象正常一样明显)如图1所示，垫片1与杆13长度方向共同延伸。多孔泡沫层7具有大约2.0mm到大约3.0mm的厚度，并沿支撑杆13的整个长度延伸。最好的泡沫材料是POROM泡沫，一种可以从Rogers公司买到的#4701-40-20093-1064号聚氨基甲酸酯。
可使用任何普通的粘接材料把泡沫层7固定在支撑杆的底面，该粘接材料可抵抗在使用中作用在刮板上的力。在本实施例中，该粘接材料15为可在市场上获得的双面粘接胶带，该胶带由在双面上的1密耳厚的粘性聚酯组成。泡沫层7带有弹性。
在刮板上的垫片1安装之前，粘性导电层5附着在聚酯层3上。这最好通过将液体涂覆在聚酯片3上来完成。在固化后，该聚酯片通过机械的手段切成只有很薄的连接，然后用手撕开而贴在泡沫7上，胶带8首先贴在泡沫7上。
层5使用液体的配方与前面提到的申请中涉及二硫化钼的配方相同，其配方如下粘接层的配方材料 重量百分比聚氨基甲酸酯(LordChemical的Z100) 15二硫化钼(沉积的平均颗粒尺寸为10μm) 30碳黑(Degussa的XE-2) 5炭化硅(平均颗粒尺寸为10μm) 50上述的研磨导电层配方充分地混合后施加在14密耳厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯层3上，从而形成薄的、固态涂层5(例如大约为25到35微米厚)。5％重量的碳黑的电阻小于1×10E5(10到15次幂)欧姆/平方。至少在使用以丙烯酸为主的本发明特别设计的调色剂(如由本发明的受让人在市场上销售的OPTRA激光打印机的调色剂)时，二硫化钼可消除薄膜。聚氨基甲酸酯形成了主体，该支撑作为磨料的炭化硅和作为导电填充物的碳黑，并且二硫化钼充分地混在固体涂层5中。
炭化硅为用作研磨的磨粒。该细磨粒一般地具有从大约8到大约20微米的颗粒尺寸，最好直径大约为20微米，并最好是陶瓷氧化物如炭化硅(例如NOBADE，可从Norton Corp.商业获得)。其它用于本发明的磨料材料包括氧化铝、金刚石粉末、二氧化钛、二氧化锆以及它们的混合物。
碳黑可提供导电性能。该导电性能可使加在刮板上的电流传递到显影辊9上。在本发明中使用的导电材料是那种导电颗粒被含于固体层5中并被充分分散的导电材料。可用于本发明的导电性材料包括碳黑、石墨、金属填充物、离子盐以及它们的混合物。优选的导电材料是碳黑。导电颗粒为层5提供大约小于1×10E5欧姆/平方的电阻。在上述特定配方中碳黑量要比5％的重量比高，导致使用的层5很光滑的表面粗糙度，由于层5的整体导电，即使层5磨损，刮板的电性能也会保持恒定。
垫片1固定在弹性泡沫层7的底面(即面对显影辊9的层7的表面)。在设计垫片1中，很重要的是在刚度和柔性之间保持适当的平衡。特别地，垫片1在加工方向(显影辊9移动的方向11)必须保持刚性，而在与加工方向垂直的方向(即在刮板的长度方向上)上保持柔性。刮板的刚度提供了适当的辊隙形状，同时在刮板长度的方向上的柔性使刮板与显影辊9的表面接近保持一致。
这样，本发明的刮板具备非柔性钢刮板和柔性钢刮板的两方面的优点。任何保持适当的柔性/刚性平衡的材料均可作为本发明中的垫片1的主体3。在确定特定材料是否合适用作垫片1时，材料的特性和厚度都是很重要的。具体地，如果材料太薄或软，则不能提供适当的需要的刚度，同时如果材料太厚或硬，也不能建立需要的柔性度。垫片1可由任何具有需要的柔性和刚度平衡适当材料制成，最好是不易腐蚀具有适当价格的材料。可利用的材料有黄铜、磷青铜、铍铜、聚碳酸酯纤维、聚酯和不锈钢。聚酯是最佳的材料，因为它比金属更容易切削成需要的形状。不锈钢次之，由于具有较低的价格和不容易腐蚀。
通过例子可知，当不锈钢作为垫片1时，厚度低于大约0.004英寸(0.102mm.)会使垫片太脆。而使用聚酯时，特别是使用可从Dupont商业上得到的MYLAY对苯二甲酸乙二醇酯时，垫片低于大约0.014英寸(0.356mm)的厚度会使材料柔性太大，而需要较大的厚度。另一方面，比0.012英寸(0.305mm)大的厚度的不锈钢太厚而不能提供需要的柔性。这样，选择的垫片材料厚度纯粹是需要的刚度/柔性的函数。本发明的刮板使用的垫片材料应该是具有大约0.5到大约31.0最好是从大约10.0到大约25.0英寸弯曲/英寸长度/磅力的刚度。该刚度通过如下来测定4mm宽的垫片一端固定，而另一端加载(加载量需足够低以避免垫片的塑料变形)；于是可测量加载端的位移。换句话说，垫片须具有刚度比0.014英寸厚度聚酯的刚度较大而小于或等于0.012英寸厚度不锈钢的刚度。最佳的垫片1具有主体层3，该层是0.014英寸厚的聚酯，其中的刚度由于有研磨/导电层5略微增加。
在铝杆13和研磨/导电层5之间的电导性可由在刮板的一端或两端的可导电粘胶层17提供。这样就形成了与研磨/导电层5和铝杆13接触的连续层，于是在层5和杆13之间形成了电路。刮板的末端经过可显影的显影辊9处，于是从粘胶17流过的轻微不规则的调色剂则不成像。粘胶的材料与前面提到的申请号为08/623,362的申请中的材料相同。
上述材料是可导电性浆糊，由大约70％到大约96％(最好大约94％到大约96％)的柔性弹性体(例如室温下硫化的硅或乳状的橡胶)和大约4％到大约30％(最好大约4％到6％)的特定导电性材料(例如碳黑)组成，该弹性体在干燥时具有小于大约50的肖氏硬度。或者，该浆糊还包括普通的溶剂，如甲基·乙基·(甲)酮。
该粘性材料可以通过任何普通的方式施加以形成涂层17。当在溶剂中溶解后，可被筛选、涂抹或喷射。刮板的末端最好只蘸入到具有某些溶剂的材料中，于是最后的涂层通过溶剂蒸发而硬化，从而形成涂层17。
显影辊9由通过固定的电源充有预定电位的半导体有机弹性体组成。当辊9顺时针旋转时，该辊与被充电的调色剂接触。调色剂通常先充上与辊极性相同的极性，同时具有大量的充上相反极性的调色剂。辊9与刮板接触的区域带有上述调色剂，具有相反极性的调色剂被充电的刮板阻断，于是仅有较薄的调色剂层经过刮板，以及该较薄层大量地充上适当极性的电位。
本发明的刮板的优点是与具有从垫片上分开的叠片的刮板相比，具有降低的成本、改进的性能，特别是在减少条纹(有时称作滑动标记)方面，该条纹由于调色剂量的变化而在灰度区发生，这是由于预先在辊隙(预辊隙填充)迅速注入调色剂而产生的，以及消除了发生在显影辊反向转动时安装期间的主要损坏，这样使单独的叠片与显影辊分开(正常情况下，这些不能被维修)。本发明与以前的公知的柔性刮板相比，极大地降低了预先的辊隙填充。
很容易设想在形式上和使用材料上的变化，并且这些变化都在本发明的考虑中。根据法律特别地参照附加的权利要求书来确定保护范围。
权利要求
1.一种刮板，用于通过该刮板的表面与显影辊的区域物理接触，调节在显影辊上充电的电子照相调色剂，所述刮板包括使所述刮板靠近所述辊定位的支撑部件；固定在所述支撑部件上的弹性层；固定在所述弹性层和第一端面上的垫片，其中所述垫片在所述显影辊的加工方向上是刚性的，至少所述垫片的外表面和相对所述第一端面的端面具有研磨和导电性，以及在所述刮板上的电导体与所述垫片的外表面是电接触。
2.根据权利要求1所述的刮板，其中所述垫片具有聚酯的主体，所述垫片的所述外表面是一个研磨和导电材料层。
3.根据权利要求2所述的刮板，其中所述的弹性层是多孔的泡沫材料。
4.根据权利要求1所述的刮板，其中所述的弹性层是多孔的泡沫材料。
5.根据权利要求4所述的刮板，其中所述的电连接件是在所述刮板末端的导电材料层的连续覆层，该层接触所述的外表面和所述的支撑部件。
6.根据权利要求1所述的刮板，其中所述的电连接件是在所述刮板末端的导电材料层的连续覆层，该层接触所述的外表面和所述的支撑部件。
7.根据权利要求2所述的刮板，其中所述的电连接件是在所述刮板的末端导电材料层的连续覆层，该层接触所述的外表面和所述的支撑部件。
8.根据权利要求3所述的刮板，其中所述的电连接件是在所述刮板的末端的导电材料层的连续覆层，该层接触所述的外表面和所述的支撑部件。
9.根据权利要求8所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
10.根据权利要求1所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
11.根据权利要求2所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
12.根据权利要求3所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
13.根据权利要求4所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
14.根据权利要求5所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
15.根据权利要求6所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
16.根据权利要求7所述的刮板，其中所述的垫片具有树脂主体，并且所述外表面是涂覆在所述主体上的大约25到35微米厚的研磨颗粒和填充在树脂主体中的导电填充物的覆层。
全文摘要
一种柔性的刮板具有金属杆(13),其底面通过双面胶带(15)固定弹性多孔泡沫层(7)。该泡沫层的底面通过双面胶带(8)固定有垫片(1),该垫片在与之接触的辊(9)的运动方向上为刚性的。垫片具有聚酯的主体(3)和带有研磨和导电碳黑的底层(5)。最后,刮板的末端浸入到导电浆糊中,该浆糊硬化成连接垫片的导电层和金属杆的导电覆层(17)。本发明的优点是降低了成本,特别是在预先辊隙填充产生的条纹方面提高了性能。
文档编号G03G15/08GK1207513SQ9810980
公开日1999年2月10日 申请日期1998年5月12日 优先权日1997年5月12日
发明者彼得·W·布拉肯, 杰弗里·R·布雷纳, 马丁·V·迪格罗拉莫, 小塞缪·E·马林克斯, 唐纳德·W·斯塔福德, 彼得·E·沃林 申请人:莱克斯马克国际公司