CN1081349C - 充电装置，处理盒和成象设备 - Google Patents

Abstract

一充电装置，它包括一用于向可运动的待充电元件充电的充电元件；充电元件包括一用于运载能与待充电元件接触的磁性粒子层的运载件，运载件适于被施加以电压；其中，在相对于待充电元件的运动方向的下游端位置，在待充电元件与磁性粒子层接触之处，相对于待充电元件在端部位置的切线，作用在磁性粒子层的磁性粒子上的磁力方向相对待充电元件处于切线的另一侧，而在上述充电元件上设置一磁极(S1)，该磁极处于离上述充电元件和待充电元件在上述运载件的一运动方向上相互最靠近的位置(P)±20°的范围内。

Description

充电装置，处理盒和成象设备

本发明涉及一种用于对一个待充电的元件充电(或放电)的接触型充电装置，以及一个成象设备和装有充电装置的处理盒。

作为用于向一个待充电的元件如光敏元件充电的充电装置，已经从公开的美国专利NO.5381215/EP-A615177等中知道有一种备有磁性粒子层的磁性刷状充电装置。

在磁刷充电装置中，磁性粒子、磁力吸持在一个运载件上，以形成磁刷，该磁刷与待充电的元件接触，并被施加以电压，以使待充电的元件得到充电。

更详细一些，磁刷运载件做成套筒的形状，磁性粒子被套筒中的固定的磁性辊子(磁铁)的磁力吸持在套筒的外表面上。

首先参看图10，其中示意地示出了套筒型的磁刷充电装置。

21代表一个用例如铝做的非磁性导电套筒(电极套筒，导电套筒，充电套筒)，它被用作磁刷运载件。

22是一个磁性辊子，它用作装在套筒21中的磁场发生装置。用N和S代表的是辊子的磁化部分。磁性辊子22是一个不能旋转的固定的构件，套筒21以预定的圆周速度由未示出的机构驱动顺箭头所示的指针方向在磁性辊子22周围绕磁性辊子22的轴线旋转。

23代表的是导电的、以后均称为载体的磁性粒子，它被套筒中的磁性辊子22的磁力吸持在套筒21的外圆周表面上，从而使磁性粒子被作为磁刷(导电磁刷)支承在它的上面。

载体23被磁性辊子22的磁性吸持力在套筒21的外面上形成磁性直立体，从而使磁刷的形状构成一个整体。

S1代表用于向套筒21施加电压的充电偏置电压源。

1代表待充电的元件，它是一鼓形电摄影光敏元件，以预定的处理速度顺例如箭头所示的指针方向旋转。

有了磁刷充电装置2，磁刷24与被充电的元件1的表面接触，形成一接触夹(充电夹)。

磁刷24由套筒21的旋转而在同一方向移动，在充电夹D处，当旋转的光敏元件1被作用在磁刷24上的充电偏压从电压源S1经过套筒21充电时，它通过接触充电系统向光敏元件1的表面充电，同时又摩擦旋转的光敏元件1的表面。在接触夹D处，当元件被充电时，套筒21的旋转方向和磁刷24的旋转传送方向与旋转的光敏元件1的旋转方向是相反的。

套筒21有一个运载功能，它具有运载传送以及作为充电偏置电极功能。

上面所描述的磁性刷状充电装置优先用于以后将要描述的注入充电型。

在注入充电型中，一与所要求的Vd相当的直流电压作用在接触充电元件上，将电荷注入到待充电的元件的表面上的俘获单元中，或是将电荷充到具有保护层的待充电的元件的导电粒子中，在保护层中，导电粒子是分散的。

在一种接触充电方法中，其特征为，电荷是充到待充电的元件(光敏元件)的浮动电极中的，该元件在表面上具有电荷注入层，电荷注入层可以在光敏元件的表面上，而且可以是用掺杂有锑(导电充填剂)的丙烯酸树脂材料做的，在该树脂中，分散有导电的SnO₂粒子。

在这种注入充电型中，充电元件和被充电元件直接接触，以达到电荷的传输，因此，它们要紧密接触，以免出现不充电的微观部分。磁性刷状充电装置适用于注入充电型，这是因为，它能与被充电的元件紧密接触，与被充电的元件可以有一个相对的圆周速度差。

但是，磁性刷状充电装置有下列问题。载体23从磁偏移件24上松脱以及松脱的载体23在被充电的元件上沉积。

当组成磁刷24的载体23脱离磁吸持力并转移到被充电的元件1的表面时，则磁刷24上对充电起作用的载体粒子的量将由此而减少，其结果将产生充电缺陷。

有一个由于脱落的载体沉积在被充电的元件的表面上而产生的问题。例如，就成象设备而言，

1.在元件充电时，沉积在光敏元件上的载体妨碍了图象曝光。

2.在光敏元件上载体沉积的地方有流动的图象缺陷。

3.由于载体进入显影装置，显影性能变坏。

4.如果载体被转移到转印材料上，则出现由于载体的未被定影而产生的定影缺陷。

5.由于载体未在清洁位置被转移到存在于清洁刮板和光敏元件之间的转印材料上，光敏元件被损坏。

因此，本发明的一个主要目的是，提供一种充电装置，一种处理盒和一种成象设备，其中，可以防止磁性粒子从充电装置上脱落，防止磁性粒子沉积在待充电的元件上。

本发明的另一个目的是，提供一种充电装置、一种处理盒和成象设备，其中，可防止由于磁性粒子从充电装置上脱落而造成的充电缺陷。

根据本发明的一个方面，提供了一种充电装置，它包括一个用于向一个可运动的待充电元件充电的充电元件；上述充电元件包括一用于运载可与待充电元件接触的磁性粒子层的运载件，上述运载件适于被施以电压；其中，在待充电元件和磁性粒子层接触的部分，在相对于待充电元件的运动方向为下游端的一个位置上，相对于待充电的元件在其端部位置的切线来说，作用在磁性粒子层的磁性粒子上的磁力的方向相对待充电的元件处于该元件的切线的另一侧，而在上述充电元件上设置一磁极(S1)，该磁极处于离上述充电元件和待充电元件在上述运载件的一运动方向上相互最靠近的位置(P)±20°的范围内。

在配合附图考虑了对本发明的优先实施例的下列描述以后，上面这些和本发明的其它目的、特点与优点将会更加清楚。

图1是成象设备的一个例子的结构示意图。

图2是光敏元件的分层结构示意图。

图3示出了注入充电的原理。

图4是作为在本发明的实施例中所用的接触充电元件的磁刷充电元件的结构示意图。

图5是磁性辊子的磁通密度分布曲线图。

图6是在光敏元件旋转方向的下游端位置，在磁刷与光敏元件的接触钳处，作用在磁刷载体上的磁力说明图(1)。

图7是在光敏元件旋转方向的下游端位置，在磁刷与光敏元件的接触钳处，作用在磁刷载体上的磁力说明图(2)。

图8是在光敏元件旋转方向的下游端位置，在磁刷与光敏元件的接触钳处，作用在磁刷载体上的磁力的说明图。

图9是在纵向在其一端部分侧的磁刷充电元件的支承结构示意图。

图10是一套筒型磁刷充电装置的示意性结构示意图。

实施例1

1.成象设备(图1)的一个例子。

图1示出了成象设备的一个例子。

本例中的成象设备是一个采用转印型电摄影方法的处理盒安装与拆卸型激光打印机。

带有图象的元件是一个在表面上具有电荷注入功能的有机光导体光敏元件，而接触充电元件是一个磁刷充电元件，其中，带有图象的元件通过注入型充电受到初次充电。

带有图象的元件是一个转鼓型电摄影光敏元件，在本实施例中，它是一个具有电荷注入功能的有机光导体光敏元件，有一30mm的直径。它顺箭头所示的指针方向以100mm/sec的处理速度(圆周速度)旋转。光敏元件的分层结构将在以后描述。

2代表一个用于将光敏元件1的圆周表面均匀充电成预定的极性和电位的接触充电元件，更详细一些，在本实施例中代表一个如图10所示的套筒型磁刷充电元件。此磁刷充电元件将在以后详细描述。

磁刷充电元件2的套筒21从充电偏置电压源S1供以-700V的直流充电偏压，可旋转的光敏元件1的外圆周表面就通过电荷注入充电被均匀地充电至大约-700V。

如此经过充电的旋转的光敏元件1受到具有按照与所要求的成象对应的时序电数字象素信号调制的强度的激光束的曝光和扫描，从而形成它的静电潜象。激光束从包括一激光二极管、多面镜或其类似物的未示出的激光束扫描器中射出。

静电潜象用一采用磁性单组分绝缘调色剂(带负电的调色剂)反显影装置3显影成调色剂图象。3a代表一具有16mm直径并在其中含有磁铁3b的非磁性显影套筒。显影套筒3a涂有带负电的调色剂。显影套筒3a与光敏元件1的表面之间的间隙固定为300μm。它以与光敏元件1相同的圆周速度旋转，而显影套筒3a则同时由显影偏置电压源S2供以显影偏置电压。该电压的形式为-500V的直流电压和一具有频率为1800Hz和峰值电压为1600V的矩形交流电流叠加，从而产生一种所谓的跳动显影。从显影套筒3a上给出的充电成负极的调色剂被电场沉积在潜象的图象部分上，从而完成显影。

另一方面，作为记录材料的转印材料30由未示出的供纸部分供给，并以预定的定时送入在可旋转的光敏元件1与一中间的以预定的推力向其加压接触的阻力转印辊4(接触转印装置)之间形成的夹紧部(转印部分)T。转印辊4以转印偏置电压源S3供以预定的转印偏置电压。在本实施例中，转印辊4包括一芯部金属和一中间的具有电阻值为5×10⁸Ω的阻力泡沫层。芯部金属要供以+2000V的直流电压，以向转印材料的背部充电。

送入转印部分T的转印材料30通过转印部分T进给，以便用静电力和压力从可旋转的光敏元件1的表面接受调色剂图象。

已经接受转印好的图象的转印材料30与光敏元件1的表面分离，并送入例如加热定影型的定影装置5，在该处将调色剂图像定影在转印材料30上，然后将转印材料作为打印件或复印件送至装置的外边。

在调色剂图象被转印以后，光敏元件的表面用清洁装置6清洁，以使沉积的沾染物如剩下的色调剂被除掉，从而为下一次成象作准备。

在本例子的成象设备中，四种处理装置即光敏元件1、磁刷充电元件2、显影装置3和清洁装置6都包含在可相对于成象设备的主组件能可拆卸地安装的处理盒10中。9代表在预先规定的地方含有四种处理装置1、2、3、6的盒座。8代表成象装置的主组件侧的导轨与支承，它们用于处理盒的安装和拆卸。

当处理盒10放在成象装置的主组件的预先规定的位置上时，处理盒10侧与主组件侧用机械与电连接，光敏元件1的下表面在处理盒10中以一种预定的方式与主组件的转印辊4接触，从而建立起成象可以执行的状态。

此处，处理盒是一个盒子，它能可拆地安装在成象设备的主组件上，并作为一个单元包含一个电摄影光敏元件和处理装置如充电装置、显影装置、清洁装置及其类似物中的至少一个。处理盒是一个盒子，它能可拆地安装在成象设备的主组件上，并作为一个单元包含一个电摄影光敏元件和一个工艺装置如充电装置、显影装置、清洁装置及其类似物。处理盒是一个盒子，它能可拆地安装在成象设备的主组件上，并作为一个单元包含一个电摄影光敏元件和显影装置。

2.光敏元件1和注入充电

a)光敏元件1(图2)

图2是在本实施例中所用的作为被充电元件的光敏元件的分层结构示意图。本实施例的光敏元件1的表面属于一种能向负极充电并且有电荷注入功能的有机光导体光敏元件，它包括一具有30mm直径的铝基11和按次序从底部开始的第一至第五5个层(功能层12至16)。

第一层是底层12，它的功能是使铝鼓基11的外圆周表面均匀，并防止由于激光照射的反射而产生斑纹。

第二层是一正电荷注入防止层13，其功能是防止从铝鼓基11上充电的正电荷抵消充到光敏元件表面上的负电荷。它是一个由AMILAN(聚酰胺树脂材料的品名，可从日本Toray Kabushikikaisha公司得到)树脂材料做的中间阻力层，具有可调节的约106Ωcm的电阻和具有约1μm的厚度。

第三层是一个在树脂材料中分散有二重氮型颜料的电荷发生层14，具有层厚3μm，在激光照射时产生成对的正电荷和负电荷。

第四层是一个在聚碳酸酯中分散有腙的电荷转移层15，是一种P型半导体。因此，光电元件表面上的负电荷不能移过这一层，只能是在电荷发生层14中产生的正电荷才被允许转移到光敏元件表面上。

第五层是一个用SnO₂作导电粒子(导电充填剂)并以超细粒子的形式分散在光固化丙烯酸树酯材料中的电荷注入层16(涂层)。更详细一些，以树脂材料为基础，将按重量70％的具有粒子尺寸约为0.03μm并用锑掺杂作为低电阻处理的SnO₂粒子分散在树酯材料中。这种涂层液体用浸渍涂层法施加成约为2μm的厚度，从而形成电荷注入层。

这样做以后，光敏元件1的表面的电阻就减少至1×10¹³Ωcm，而仅电荷转移层的电阻就有1×10¹⁵Ωcm。

在电荷注入层16中，在电荷直接从磁刷充电元件2注入时，就有意地产生了注入点，以达到均匀充电，但是，为了防止潜象的电荷的表面流动，电荷注入层16的电阻最好为1×10⁸Ωcm或更大一些。电荷注入层的电阻值按下列方式测量：将电荷注入层涂在铝上，用高电阻计4329A在所作用的电压为1000V时测量体积电阻率，该电阻计可从YHP(日本的YOKOKAWA HEWLETPACKARD得到)。注入层的体积电阻率最好为1×10¹⁰～1×10¹⁴Ωcm。

在本实施例中，电荷注入层是作为独立的一层制备的。但是，重要的是，光敏元件表层有一个能允许施加电子的电平，因而，独立的结构不是不可避免的。

从减少载体在磁刷充电元件侧相对于光敏元件的表面上的沉积的观点，最好使光敏元件1有一个低表面能特性，同时光敏元件的最外表面最好加有能赋予所要求的减摩性能的材料，以具有预定的减摩性能。

b)注入充电(图3)

在用于本实施例的电荷注入充电中，用中间阻力接触充电元件使电荷注入能达到中间阻力光敏元件表面上。它并不是将电荷注入到光电元件表面的材料的俘获电位，而是在充电时将电荷供给电荷注入层16的导电粒子16a。在充电作业中向磁刷充电元件2施加电压，则电荷就注入电荷注入层16中，以使作为被充电的元件的光敏元件1的表面最终被充电至与磁刷24相同的电位。

更详细一些，如图3(a)和(b)的等效电路所示，光敏元件1可以被认为是一个由以电荷转移层15作为介电元件和电荷注入层16中的导电粒子16a(SnO₂)和以铝鼓基11作为电极板构成的一系列小电容器的集合体。注入充电是以电荷用接触充电元件2分别充入微电容器这样一个理论为基础的。

导电粒子16a在电力上是独立的，因此，组成微细的浮动电极。因此，在微观上，光电元件1的表面似乎被充电成不均匀的电位，但是，事实上，大量的带电的导电粒子16a包围着光电元件的表面。因此，即使图象曝光是用激光来完成的，静电潜象仍可保留，这是因为，各个导电粒子16a在电力上是独立的。

3.磁刷充电元件2(图4)

图4是一个作为在本实施例中使用的接触充电元件的磁刷充电元件2的结构示意图，它是属于如图10所示的在以后要描述的套筒型的。

用于支承构成磁刷24的载体23的运载件是一个可旋转的非磁性导电套筒21(套筒或充电套筒)，在套筒21中的磁场发生装置是一个固定的磁性辊子22，它的作用是用磁力把载体23吸持在套筒21的外表面上，以形成磁刷24。

在本实施例中，套筒21的外径是16mm。磁刷24上的载体量约为10g，充电套筒21与光敏元件1在接触夹(充电夹)D处之间以及磁刷24与光敏元件1之间的间隙是500μm。磁刷在纵向的宽度是230mm。

套筒21上的载体23有一个1mm的厚度层，形成磁刷24，磁刷又与光敏元件1形成具有约5mm的宽度的接触夹D。套筒21相对于可旋转的光敏元件1沿相反的方向旋转(光敏元件表面的移动方向与套筒表面的移动方向在夹SD处是彼此相反的)。由于套筒21的旋转，磁刷24沿与套筒21相同的方向旋转，以使组成磁刷的载体23也移动，因而载体顺序地经过接触夹D，同时又与光敏元件1的表面接触。

沿着光敏元件的旋转方向，在磁刷24的接触夹D的下游端部分，形成载体的停滞部分24a。

磁刷24与光敏元件1之间的圆周速度比

磁刷24与光敏元件1之间的圆周速度比定义如下：

圆周速度比％＝〔(磁刷圆周速度-光敏元件圆周速度)/光敏元件圆周速度〕×100

其中的磁刷圆周速度在反向旋转时是负的。

圆周速度比＝100％意味着磁刷24不运动，因而磁刷24在光敏元件的表面上的固定位置处倾向于维持充电不足。同向旋转意味着磁刷24相对于光敏元件以较低的速度移动，磁刷24的载体23倾向于沉积在光敏元件1上。如果企图得到与反向旋转时相同的圆周速度，则磁刷24的旋转速度就变得非常高。因此，圆周速度比最好不要超过-100％，而在本实施例中为-150％。

b)载体23

作为组成磁刷24的磁性粒子的载体23的制造是将树酯材料和磁粉如磁铁矿混和，使之形成粒子，或进一步向其中混以导电的碳，以控制电阻值。

或者是用烧结的磁铁矿或铁氧体或经过脱氧或氧化以调节电阻值的烧结磁铁矿与铁氧体制造。

另一种制造方法是，可以用具有经过调节的电阻的涂层材料(碳分散在酚醛树脂或其类似物中)涂在载体上，或是和作为电阻值调节的金属如Ni一起用涂镀工艺涂在载体上。

为了减少光敏元件1的损伤，最好将载体23进行处理，以得到圆球形。

如果载体23的电阻值太高，电荷就不能均匀地注入光敏元件中，结果将产生微细的充电不足，从而产生模糊图象。它如果太低，以及如果光敏元件表面有针孔，则电流集中在针孔处，结果就产生充电电位下降，从而不能向光敏元件表面充电，导致产生其形状为充电夹状的充电不足。由上所述，载体23的电阻值最好为1×10⁴至1×10⁷Ω。载体23的电阻值的确定如下：将2g的载体放在一具有底部面积228mm²并能被施加电压的金属容器中，并用6.6kg/cm²的压力加压。用1-1000V，例如用100V的电压加在顶部与底部之间，根据所测量的电流，便可计算并校准电阻值。

采用混合的不同载体，就有可能改进充电性能。

至于载体23的粒子尺寸，如果它太细，磁性吸持力就小，结果将使载体有沉积在光敏元件1的表面上的倾向。如果它太大，接触面积相对于光敏元件的减少将有较高的充电不足可能性。因此，从充电性能与顽磁性能的观点，载体粒子的平均粒子尺寸最好为5-500μm左右。

至于载体的磁性性能，磁性吸持力最好高一些，以防止载体沉积在光敏元件上，因此，饱和磁化强度最好不小于30A·m²/kg，再进一步，最好不小于50A·m²/kg。

饱和磁化强度用振动磁场型磁性自动记录装置BHV-300测量，它可以从日本的Riken Denshi公司得到。载体粉末的磁性性能值的确定如下；产生一个±1K奥斯脱的外磁场，磁场强度1K奥斯脱时的磁化强度就可从此时的磁滞曲线确定。

在本实施例中所用的载体23有30μm的平均粒子尺寸，1×10⁶Ω的电阻值和58A·m²/kg的饱和磁化强度，以及圆球形的粒子形状。

c)磁力

作为在本实施例中所用的磁场发生装置的固定的磁性辊子22是一个具有S₁、N₁、S₂、N₂极的4极磁化辊，在由磁性辊子22提供的法线方向、在充电套筒21的表面上的磁通密度分布示于图5中。纵坐标的负侧代表S极，正侧代表N极，N极上的角度沿着充电套筒的旋转方向减小。

为了防止磁刷24的载体23沉积在光敏元件1上，固定的磁性辊子22的主磁极S₁最好与充电套筒21和光敏元件1之间的最靠近的地方相邻(图4中的P点)。在本实施例中，主磁极S₁所处的位置(图4中的S点)大约离开最靠近的地方P6°(-6°)，朝着充电套筒的旋转方向的下游，从而防止由于磁刷24的载体23受主磁极S₁的磁通密度而在接触夹D的间隙中停滞所引起的充电性能变坏。采用这种布置，就产生将磁刷24的载体从最靠近的地方拉出的力，从而使磁刷载体在接触夹D的间隙中平滑移动(输送)。

如同图5的曲线的横坐标的270°处所示，在主磁极S₁(图4中的S点)处的法线方向的磁通密度大约为840×10^-4T(特斯拉)。在磁通密度下作用在载体上的磁力F如下：

F＝(μ-μ₀)/{μ₀(μ+2μ₀)}2πb³梯度B²

式中

μ₀为真空中的导磁率；

μ为磁性粒子(载体)的导磁率；

b为磁性粒子的半径；

B为磁通密度。

磁力可以用数学式子计算，磁力F与磁通密度B的平方成正比。

磁刷24的载体23是否沉积在作为被充电元件的光敏元件1的表面上是在光敏元件的旋转方向上，在下游端位置A，在光敏元件1和磁刷24之间形成的接触夹D处确定的。法线方向的磁力分量Fr和切线方向的磁力分量Fθ的合力矢量F是作用在A处的磁刷载体上的磁力。力Fr是在磁性辊子22的法线方向的分量，力Fθ是在磁性辊于22的切线方向的分量。

如果如图6所示，合力矢量F比光敏元件切线方向C更朝向光敏元件内部，则磁力在位置A处将磁刷载体推向光敏元件表面。

但是，按照本实施例，如图7所示，固定的磁性辊子22的磁通密度分布则是选择成使磁力的合力F相对于光敏元件在A处的切线C离开设有光敏元件的一侧。这样做，将磁刷载体在A处推向光敏元件1的力就得以消除，因而磁刷载体23在光敏元件1上的沉积就大大减少。因此，由于磁刷载体23在光敏元件1上的沉积而引起的图象缺陷就可以避免。

参考图8，说明一些相互关系。当将离开光敏元件的Fθ的方向作为基准方向即0°时(180°是朝向光敏元件的内部)，则在光敏元件表面的切线方向C与基准线或基准方向之间的角度为θF，θF可由arctan(Fθ/Fr)算出。

当θF＜θC时，在A处作用在磁刷载体上的磁力不会朝向光敏元件1。

为了达到充足的充电，在光敏元件移动方向测量时，磁刷与光敏元件彼此接触处的夹宽度最好为2-10mm，更进一步，最好为3-7mm。为了有充足的充电，最靠近的地方P与端部位置A之间的长度最好为0.5-9mm，更进一步，最好为2-6mm。

采用本实施例中的磁性辊子22，磁极位置改变，测量磁刷载体22在光敏元件1的表面上的沉积量。当主磁极S₁在与套筒旋转方向相反的方向(+30°)离开最靠近的位置P不少于30°时，沉积量是相当大的。这是因为，合力矢量F越过光敏元件表面的切线方向C而朝向光敏元件的内部。当位置为±20°时，沉积量最小。因此，对防止载体沉积起作用的磁通密度位置是由主磁极S₁的位置离最靠近的位置P不超过+30°而得以实现的，最好的位置是主磁极S₁的位置离最靠近的位置P为±20°。

在本实施例中，在位置A处作用在磁刷载体上的磁力是靠改变固定的磁性辊子22的磁通密度分布来控制的。也可能有另外一种方案，即将磁性元件或磁铁放在磁刷24的外边，以此来达到所要求的磁力方向。此时，可以微细地控制与在磁刷24与光敏元件1之间的接触夹D相邻的磁力，因此，对防止磁刷载体沉积起作用的结构可以很容易达到。

根据前面描述的可以理解，磁力的合力F的方向是由Fθ和Fr的大小与端部位置A确定的。

实施例2(图9)

在是第一实施例的改进的本实施例中，磁刷充电元件2要如此支承，以使作为磁刷运载构件的充电套筒22和光敏元件1的表面之间在接触夹D处的间隙恒定。除去支承装置结构以外的其它结构基本上都与实施例1相同，因此，略去其细节上的描述。

图9示出了在磁刷充电元件2的纵向端的支承结构，其它一侧具有同样的结构。

磁刷充电元件2的充电套筒21在两相对端都用轴承26可旋转地支承。轴承26可用未示出的保持元件在一定的范围内朝着或离开光敏元件1移动。

在充电套筒21的每个相对的端部，可旋转地装有间距环(间隙滚子)，将套筒21与光敏元件1之间的间隙限制为1至500mm。

作为磁场发生装置的磁性辊子22在套筒21中是固定的，不能旋转，套筒21用未示出的驱动系统以预定的圆周速度共轴线地绕固定的磁性辊子22旋转。载体23作为磁刷24被磁力沉积并保持在套筒21的外圆周表面上。

用于套筒21的每个相对端部轴承26被在弹簧座28之间受压缩的螺旋弹簧29推向光敏元件1，以使在套筒的相对端部的间距环27通常都以每端500g和总共1000g与光敏元件1的表面用压力接触。这样做以后，充电套筒21和光敏元件1之间的间隙通常都由间距环27维持为500μm，间距环27由光敏元件1的旋转驱动。

充电套筒21上的磁刷24的宽度受到端部调节元件31的限制，以致它不能向外膨胀，超过在套筒的纵向的预定宽度。磁刷调节宽度必须大于成象宽度，在本实施例中，调节宽度为230mm。

在本实施例中，在作为被充电元件的光敏元件1的表面与作为磁刷运载构件的充电套筒21的表面之间，设有由光敏元件1的表面驱动的间隔元件27，它通过推动装置29将充电套筒21推向光敏元件，以保持间隔元件27与光敏元件1有恒定的接触，利用它，即使光敏元件1偏心，充电套筒的表面和光敏元件的表面之间在磁刷24的接触夹D处的间隙始终保持不变。

因此，光敏元件1与磁刷24之间的接触夹的宽度始终恒定，从而可以防止由于宽度变化而产生的充电不足。在成象设备的情况下，可以防止由于充电不足而产生的图象缺陷。

当光敏元件1与充电套筒21分别固定时，光敏元件1的表面与充电套筒21之间的间隙不是恒定的，其结果将在光敏元件旋转方向，在下游端位置，在如同在第一实施例中所描述的光敏元件1与磁刷24之间的接触夹D处，使作用在磁刷载体部分上的磁力发生变化。因此，在位置A处的磁力方向可能会越过光敏元件的表面的切线而朝向光敏元件内部，同时在此情况下，磁刷载体就沉积在光敏元件1上。

采用本实施例，就可以生产图象，而且已经证实，可以生产出良好的图象，没有充电不均匀或由于磁刷载体的沉积而引起的图象缺陷。因此，本实施例对于进一步稳定第一个实施例的优点是有效的。

在前面，用磁刷作为注入充电型的接触充电元件，但是本发明的磁刷充电元件也可以在注入充电型以外的型式的接触充电中用作充电元件。

本发明并不限于作为示例设备公开的处理盒安装与拆卸型或激光束打印机。

当参考此处所公开的结构描述本发明时，并不限于所规定的各种细节，而且本申请还意图包括那些进入改进企图或下列 的改进或更改。

Claims (13)

1.一种用于成象设备的充电装置，它包括：

一个用于向可运动的待充电元件(1)充电的充电元件(2)；

上述充电元件具有：

一用于运载能与待充电元件接触的磁性粒子层(24)的运载件(21)，上述运载件适于被施加以电压；

其中，在相对于待充电元件的运动方向的下游端位置(A)，在待充电元件与磁性粒子层接触之处，相对于待充电元件在端部位置的切线(C)，作用在磁性粒子层的磁性粒子上的磁力方向相对待充电元件处于该元件的切线的另一侧；

而在上述充电元件上设置一磁极(S1)，该磁极处于离上述充电元件和待充电元件在上述运载件的一运动方向上相互最靠近的位置(P)±20°的范围内。

2.如权利要求1的装置，其特征为，上述运载件包括一可旋转的套筒(21)，上述运载件在上述套筒中装有一不能旋转的磁铁(22)。

3.如权利要求1的装置，特征在于，它进一步包括用于在上述运载件与待充电元件间保持恒定的间隙的保持装置(27)。

4.如权利要求3的装置，其特征为，上述保持装置包括一在上述运载件的纵向端部与待充电元件接触的间隔元件(27)。

5.如权利要求4的装置，其特征在于，上述间隔元件被推向待充电元件。

6.一种可拆卸地安装在成象设备上的处理盒(9)，它包括：

一能够运载图象的可运动的待充电元件(1)；

一用于向可运动的待充电元件充电的充电元件(2)；

上述充电元件包括：

一用于运载可与待充电元件接触的磁性粒子层(24)的运载件(21)，上述运载件适于能被施加以电压；其中，在相对于待充电元件的运动方向的一个下游端位置，在待充电元件与磁性粒子层接触之处，相对于待充电元件在端部位置的切线(C)，作用在磁性粒子层的磁性粒子上的磁力方向相对待充电元件处于该元件的切线的另一侧；

而在上述充电元件上设置一磁极(S1)，该磁极处于离上述充电元件和待充电元件在上述运载件的一运动方向上相互最靠近的位置(P)±20°的范围内。

7.如权利要求6的处理盒，其特征为，上述待充电元件上备有一电荷从上述接触部分向其注入的电荷注入层(16)。

8.如权利要求7的处理盒，其特征为，上述电荷注入层有一1×10¹⁰～1×10¹⁴Ωcm的体积电阻率。

9.如权利要求6的处理盒，其特征为，待充电元件上备有电摄影光敏层(12、13、14、15)。

10.一种成象设备，它包括：

一能运载图象的可运动的待充电元件(1)；

一用于向可运动的待充电元件充电的充电元件(2)；

上述充电元件包括：

一用于运载能与待充电元件接触的磁性粒子层(24)的运载件(21)，上述运载件适用于被施加以电压；其中，在相对于待充电元件的运动方向的一个下游端位置，在待充电元件与磁性粒子层接触之外，相对于待充电元件在端部位置的切线(C)，作用在磁性粒子层的磁性粒子上的磁力方向相对待充电元件处于切线的另一侧；

而在上述充电元件上设置一磁极(S1)，该磁极处于离上述充电元件和待充电元件在上述运载件的一运动方向上相互最靠近的位置(P)±20°的范围内。

11.如权利要求10的设备，其特征为，待充电元件上备有一从接触部分向其注入电荷的电荷注入层(16)。

12.如权利要求11的设备，其特征为，上述电荷注入层有一1×10¹⁰～1×10¹⁴Ωcm的体积电阻率。

13.如权利要求10的设备，其特征为，待充电元件上备有电摄影光敏层(12，13，14，15)。

Images