CN1101135A

CN1101135A - 辊筒充电装置和采用该装置的图像形成装置

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Publication number: CN1101135A
Application number: CN94102801.1A
Authority: CN
Inventors: 黑川纯二; 中原敏夫; 宗宫德昌
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: US5619311A; DE69435008D1; CN1049745C; DE69435008T2; EP0629928A2; EP0629928B1; EP0629928A3; CN1250890A; CN1231821C

Abstract

在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊是由表氯醇橡胶构成的，以致于能够清除一个导电弹性层的不均匀带电并且能够仅由一个DC电压束充电。此外通过把充电辊的辊筒硬度设置到42(由一个JISA 硬度表被测量)或更大能够改进其使用寿命。

Description

本发明涉及到一种辊筒充电装置，它将DC电流加载到充电辊上，该充电辊与一鼓形或带状感光元件接触，并连同感光元件的运动而转动，从而对感光元件的整个表面均匀地充电，辊筒充电装置至少包括一个充电辊，该充电辊与一感光鼓接触并连同感光元件的运动而转动，以及一清洁刮片，用来清除象沉积在充电辊表面上的色料这样的外界材料，本发明还涉及到采用该辊筒充电装置的一种图像形成装置。

因为充电装置均匀地对感光元件的整个表面充电，所以广泛地采用了电晕放电装置，上述感光元件处于一图像成像装置中，该图像成形成装置是电子照像系统的基础部分。尽管该电晕放电装置作为一个对感光元件均匀充电到一定的电压电平的装置是有效的，但在工艺中的利用电晕放电的充电要求一高电压的供电装置，并与放电相关连地产生大量臭氧。当产生大量臭氧时，将周围环境产生不良效果，有时充电件和感光元件被臭氧不利地损坏。

对应上述电晕效电装置，一种充电辊被投入实际使用，如图17所示，该充电辊通过使充电辊701接触到感光鼓702并连同感光鼓的运动而转动来对感光鼓702的表面充电，从而将电压从供电单元704加载到充电辊701的芯体金属703上。作为充电装置的这个充电辊701使利用一低电压供电单元成为可能，而且还有益地减少连同充电工艺而产生的臭氧数量。还不会出现由于使用电晕电极而产生的静电导致的吸尘，有益的是不需要一个高电压供电装置。

但是，利用充电辊，经常容易出现充电上的不均匀性，此外，充电区域上的静电电压由于改变环境条件可能大地且不利地变动，就所涉及的充电均匀性来讲，充电辊的能力与电晕放电装置相比实质上较低。

为了解决上述问题，日本专利未审查公开NO149668/1988，公开了“接触充电系统”，通过迭加DC电压极大地改善了充电均匀性，该电压具有对加AC电流时充电初始电压（V_TH）高两倍或更多的中间峰值电压。

同样对于用来清除沉积在充电辊的色料的装置，例如有公开在日本未审查公开说明书NO 194061/1983上的“辊筒充电装置”。在这个装置中，相邻充电辊表面设有一清洁元件，该充电辊由导电弹性元件组成，通过用非导电涂料涂在导电弹性元件表面防止充电辊表面上的色料沉积。

但是，在上述引证的日本专利未审查公开说明书NO 149668/1988公开的“接触充电系统”中，当迭加AC电压时，除了DC供电单元外，还需要AC供电单元，上述的AC电压具有在加上DC电压时充电起始电压（VTH）大两倍或更多的中间峰值电压，这导致装置本身成本的增加，更进一步讲，消耗了大量不促成感光元件电荷的AC电流，并连同它一起不仅增加功耗，而且产生大量臭氧。结果，损环充电件和感光件，此外有时不利地出现环境污染。另外，实际上的耐用性十分差。

为此，本发明拟用这样一种充电辊，该充电辊在弹性层上采用合成橡胶（表氯醇橡胶），该橡胶具有中等程度的电阻，使电压能不利用AC供电单元来加给充电辊，而仅用DC供电单元。本发明人考察了对此事实的原因，即仅在加DC电压时产生不均匀充电，并发现由该弹性层引起不均匀充电，该弹性层是合成橡胶/碳分布层，即不均匀充电是由导电弹性层的电不均匀性引起的，上述不均匀性是由碳和合成橡胶的分布不当造成的，拟采用该发明，使得仅当加DC电压时产生的不均匀充电通过用具有中等程度电阻的合成橡胶（表氯醇橡胶）来替换充电辊的碳/合成橡胶弹性层来加以消除。

同样仅在加DC电压时，充电辊的耐压变得危险，但当对该弹性层采用具有中等程度电阻的表氯醇橡胶时，与基于碳/合成橡胶系统的普通型导电弹性层相比，实质改善了耐压。此外，当氯醇橡胶的橡胶硬度相对高，40（JISA），并且由于弹性的损坏和变形低时，机械强度是优异的。

但是，既使充电辊具有上述优异的电和机械特性，充电辊仅当加DC电压时被均匀地充电，但作为辊筒充电装置中充电辊的耐用性在某些复印机中有时低下，在上述复印机中是采用该辊筒充电装置。

具体讲，当用于高速复印机时，有时不能完全清洁感光鼓。即在感光鼓清洁过程完成后，仍有小量的剩余色料留在感光鼓上，该剩余色料被转送到充电辊上，该充电辊是与感光鼓相接触并连同其转动的，以致于由于剩余色料导致的充电辊沾污发生不均匀充电，而且充电辊的实质耐用性变差。

在另一方面，在日本未审查公开说明书NO194061/1983上公开的“辊筒充电装置”中，由色料沾污的充电辊表面通过清洁元件来清除，充电辊表面比感光鼓表面软而粗糙，此外充电辊随感光鼓的运动而转动，以致于如果采用橡胶刮片作清洁元件的话，充电辊的转动变得不稳定，这种不稳定可以不利地导致不均匀的充电。同样如果象毡子或海绵作为清洁元件的材料的话，象色料这样的外界材料填塞或沉积在清洁元件上，这使得不可能采用这种清洁元件。更进一步讲，当带有装在其中的辊筒充电装置的图像形成装置长时间保持在不佳状态下时，不可能防止反常的象横条这样的图像产生。

在图18所示的辊筒充电装置中，由于充电辊直接接触感光元件的表面，使得象在感光元件表面上的多余色料这样的外界材料被转送到充电辊表面，从而沾污了充电辊表面，并且充电辊的功能变环。

此外，如果带有装在其中的辊筒充电装置的图像形成装置长时间保持不佳状态的话，在充电辊与感光元件接触地方的充电辊特性变化，使得，当进行图像形成时，像横条这样的反常图像会不利地产生。

本发明的第一目的是抑制装置自身成本的增加和大量臭氧的产生以及防止充电件和感光元件的损坏，并抑制环境污染的发生。

本发明的第二目的是提供一种辊筒充电装置，它能仅在加DC电压时均匀地对目标充电。

本发明的第三目的是提供一种具有高耐用性的辊筒充电装置。

本发明的第四目的是防止由色料产生的充电辊沾污导致的不均匀充电的发生以及其不均一地转动，并改善充电辊的实际耐用性。

本发明的第五目的是防止由色料导致的充电辊沾污，并抑制象横条这样的反常图像的产生。

在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊用表氯醇橡胶制成，从而可能消除导电层的电不均匀性，并仅通过加DC电压使之充电。此外通过把充电辊的辊筒硬度设定到42（由JISA硬度计测量）或更大来改善耐用性。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊由两层构成，即由表氯醇橡胶制的弹性层和由聚酰胺树脂制的并盖住弹性层表面的表层时，消除导电弹性层的电不均匀性，仅通过加DC电压就能实施充电，清洁的简易性变得较高。同样，通过将充电辊简硬度设是到42（由JISA硬度计测量）或更大能改耐用性。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊由两层构成，即由表氯醇橡胶制的弹性层和由含碳氟树脂制的盖住弹性层的表层，消除了导电弹性层的电不均匀性，仅通过加DC电压实施充电，清洁上的简易性变得较高。同样通过把充电辊筒硬度设定到42（由JISA硬度计测量）或更高能改善耐用性。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊的辊筒直径Dr和感光鼓体直径Dd被设定，使之Dd/Dr≥4，则可有效地实施均匀充电。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊与感光鼓接触的位置靠近驱动辊或感光带的从动辊时，同时接触宽度或咬入宽度为3mm或更多时，则有效地实施均匀充电。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊和感光鼓之间的接触压力P1和摩擦系μ1，充电辊和清洁刮片之间的接触压力P2和摩擦系数μ2被设定，使之同时满足P1＞P2及μ1＜μ2，能防止由色料导致的充电辊沾污并还确保充电的均匀转动。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊的辊筒硬度高于清洁刮片的硬度时，如果充电辊由具有40（JISA）或更多的橡胶硬度的表氯醇橡胶制造，和清洁刮片由具有40（JISA）或更少的橡胶硬度的合成橡胶制造的话，能防止由色料导致的充电辊的沾污，同时确保充电辊的均匀转动。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，当充电辊的表面具有和生成的色料同样充电极性时，色料很难沉积在充电辊的表面，或者沉积在该表面上的色料能容易去除，并且以小的刮片压力能有效进行色料的去除。

同样在根据本发明的图象形成装置中，当充电辊表面用氟树脂覆盖，以及清洁刮片用乙烯丙烯橡胶或氨基甲酸乙酯（尿烷）橡胶构成时，有负极性的色料很难沉积在充电辊的表面，沉积在充电辊表面上的色料能容易去除，以小的刮片压力能有效地进行色料的去除。

同样在根据本发明图像形成装置中，当充电辊的表面用聚酰胺树脂覆盖，同时清洁刮片用尿烷橡胶或乙烯丙烯橡胶构成时，具有正极性的色料很难沉积在充电辊的表面，沉积在充电辊表面上的色料能容易去除，以小的刮片压力有效地进行色料的去除。

同样在根据本发明的图像形成装置中，通过在不进行图像形成时周期地在空位上（in null）转动感光鼓和充电辊来进行充电装置的清洁。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，在充电辊的表面形成一润滑添加剂膜，能防止由色料导致的充电辊的沾污，并也能抑制象横条这样的反常图像的产生。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，用润滑添加剂施加装置来把润滑添加剂加到充电辊的表面上，能防止由色料导致的充电辊的沾污，并也能抑制象横条这样的反常图像的产生。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，象固态硬脂酸锌这样的润滑添加剂被加到充电辊表面，能防止由色料导致的充电辊的沾污，并也能抑制象横条这样的反常图像的产生。

同样在根据本发明的辊筒充电装置中，润滑添加剂的低成本和节省空间的应用通过把润滑添加剂设定在充电辊上并把润滑添加剂与充电辊接触来实现，从而充电辊利用润滑添加剂的皮重（tare weigut）。

参照相应的附图，本发明的另外目的和特征将从以下的描述中得到理解。

图1是根据本发明实施例1的充电结构的示意图;

图2是一图象形成装置结构的示意图，该图象形成装置装入根据实施例1的辊充电筒装置;

图3是一图象形成装置结构的示意图，该图象形成装置装入了根据实施例2的辊筒充电装置;

图4表示用于本发明实施例4上的充电辊辊直径和感光鼓鼓直径;

图5是一曲线图，它表示在感光鼓长度方向上的电压差和充电辊的辊径Dr比感光鼓的鼓径Dd的比例（Dd/Dr）之间的关系;

图6是一示意图，它表示根据本发明实施例5的辊筒充电装置（充电辊）的位置;

图7是一示意图，它表示根据本发明实施例6的辊筒充电装置结构;

图8是一示意图，图示一种测量摩擦系数的方法，该摩擦系数是如图7所示的充电辊和感光鼓之间以及同一附图所示的充电辊和清洁刮片之间的摩擦系数;

图9是一示意图，它表示一台复印机的一部分，该复印机装入了如图7所示的辊筒充电装置;

图10是一示意图，它表示根据本发明实施例7的辊筒充电装置和图像形成装置的构造;

图11是一示意图，它表示图像形成装置的一个例子，上述装置装入根据本发明实施例9的辊筒充电装置;

图12A是一示意图，它表示一充电辊的结构;该充电辊可用于根据本发明的辊筒充电装置中;

图12B是一示意图，它表示一充电辊的结构;该充电辊可用于根据本发明的辊筒充电装置中;

图12C是一示意图，它表示一充电辊的结构;该充电辊可用于根据本发明的辊筒充电装置中;

图13是一示意图，它表示根据本发明实施例10的一辊筒充电装置的概要结构;

图14是一示意图，它表示一图像形成装置的例子，该装置装入一感光带，根据实施例11的辊筒充电装置被施辊到该感光带上;

图15是一示意图，它表示根据本发明实施例12的辊筒充电装置。

图16是一示意图，它表示根据本发明实施例13的辊筒充电装置;

图17A是一示意图，它表示用来测量充电辊辊子硬度的JISA硬度计的详细结构;

图17B是一示意图，它表示用来测量充电辊辊子硬度的JISA硬度计的详细结构;

图17C是一示意图，它表示探针顶部的结构;

图17D是一示意图，它表示一部分挤压面段和一部分探针;

图18是一示意图，它表示利用普通型充电辊的方法。

在描述实施例1到5之前，首先为本发明的概要做一描述。在通常技术中，由于使用AC供电单元，存在这样一些不利的问题，象装置本身的成本增加，大量AC电流的消耗，电力成本的增加，大量臭氧的生成，充电件和感光元件的损坏，以及不良的实际耐用性。为了解决这些问题，一个辊筒充电装置将被用于代替AC供电单元，但仅在DC电压时，出现不规则的充电，上述辊筒充电装置仅在加DC电压时能充电。

本发明人考察了仅当加DC电压时出现不规则充电的原因，并发现该原因与弹性层有关，该弹性层是一种合成橡胶/碳分布层。在用充电辊进行的实验中，这个事实被加以证明，在此，用不含象碳这样导电粒子的中等阻值的表氯醇橡胶代替普通型电辊的导电弹性层（用高阻值合成橡胶/碳分布层系制造）。

仅当加DC电压时由普通型辊筒充电装置的充电辊产生的所谓不规则充电是由于碳/合成橡胶的分布缺陷由导电弹性层的电不均匀性引起的，而当使用表氯醇橡胶，不是分布体系时，电的不均匀性被消除，仅以加DC电压产生的不规则充电不出现。

同样仅当加DC电压时，辊层的耐压出现问题，但通过在弹性层中使用具有中等阻值的表氯醇橡胶，与把普通型碳/合成橡胶体系用于导电弹性层的情况相比，能显著地改善耐压。

此外，表氯醇橡胶具有适当程度的表面硬度以及合适的表面特性，以致于表氯醇橡胶能充分应用做为仅有弹性层（具有从1到5mm范围的厚度）的导电辊。此外，通过由非粘合树脂制成的表层（有5到50μm范围的厚度）以及形成由弹性层和表层组成的双层充电辊来实际上改善耐用性，从而改善表面特性（象当分布在辊表面的如色料这样的外部材料用清洁件除去时的清洁能力）。

另外，象油这样的降低（或软化）辊硬度的材料不被浸渍在弹性层中，使得无必要来提供一个用来防止油渗出的层，并出于这个原因，能实现非常简单的构形。

另一方面，在普通型充电辊上的弹性元件的橡胶硬度在30到40（JISA）范围，而在根据本发明的充电辊上的弹性元件（表氯醇橡胶）的像胶硬度相对较高，为40（JISA）或更高，以致于对于均匀地对感光元件的整个表面充电到同一电压电平来讲必须提高连接面的裕量。本发明人发现这个问题可以这样解决，即借助于改变将被充电的感光元件的形状来扩大充电辊和感光元件之间的接合表面。

以下对根据本发明的充电装置的实施例和利用这一装置的图像形成装置，参照相应的附图加以详细描述。

图1表示根据本发明实施例1的辊筒充电装置的充电辊101的结构，该充电辊用表氯醇橡胶弹性层（有3mm）的厚度）围绕8φ直径的芯体金属102模制而成形，使辊的外直径为14φ。这个弹性层103的电阻的3×10⁸Ω-cm。然后，一个薄的（约5μm）的由聚酰

树脂制的表层（涂层）104被设置在该弹性层103上。该充电辊101的辊硬度是50（由JISA硬度计测得）。

下面对这个充电辊的辊硬度加以描述，充电辊的辊硬度被确定为在这个状态下由JISA硬度计（JISK6301型硬度计）所测的硬度，即辊的材料已变形为辊形状的状态，从而与在这样一种状态所测的橡胶硬度（JISA）相区别，即该材料未成形为辊形状的状态。可利用辊硬度来首先一般求辊层的弹性，其次辊和感光元件之间的接触度（咬入宽度），第三辊表面的状态，以便能用这个系数做为评价实际使用中的充电辊特性的参数。

下面参照图17对测量辊硬度的方法以详细说明。图17A和图17B是用于表示以一弹簧系统（由Teclock制造）为底基的JISA硬度计结构的示意图，并在该图中，参号500表示一JISA硬度计，该JISA硬度计包括一装配机架500a，在上面放有一砝码501，来以向充电辊101的方向加压，刻度段500b指出测量结果的硬度，受压面段500c与充电辊101的表面接触，探针500d总是以向下方向由弹簧加压，从所述的受压面500c的中孔戳出，根据充电辊101的辊硬度的模量（mode），把运动的范围传送到刻度段500b。

图17c表示探针500d的顶段的放大结构，而图17b是受压表面段500c和探针500d的一部分的放大图。标号502是支撑座，用来通过支撑充电辊101的芯体金属102来固定充电辊101。

在用该JISA硬度计测量充电辊101的辊硬度时，充电辊101的芯体金属102被固定在支撑座502上，带有1kg砝码501的JISA硬度计的受压表面段500c接触到该充电辊101的表面，上述砝码安放在装配机架500a上。结果，受弹簧压并从受压段500c的孔中戳出的探针500d被回推。如上所述的探针500d被回推的运动距离被在刻度段500b上表示成辊硬度。

在此，当刻度段500d表示0值时，意味着探针500d从受压面500c戳出到2.54mm，如果刻度段500d表示100值时，意味着探针500d与受压面500共面。在该测量中，接触受压面，使探针500d与充电辊101垂直，该充电辊由芯体金属102固定在支撑座502上，在受压面接触到充电辊101之后30秒后读刻度段500d上表示的值，从该值中获得充电辊的辊硬度。同样在以下实施例中，以同样的方法测量充电辊101的辊硬度。

图2表示了一图像形成装置（数字复印机）结构的一部分，该装置装入根据本发明实施例1的辊筒充电装置，在该图中，以标号201代表的是根据本发明的辊筒充电装置，它包括充电辊101，用来给充电辊101加电压的DC供电单元（Va）202，以及用来去除分布在充电辊101上的色料的清洁刮片203（具有0.5mm厚度的氨基甲酸乙酯橡胶）。

也是在该图中，以标号204代表的是一感光鼓，该感光鼓是有30μm感光层厚度的OPC，205为用来清除在转印处理完成之后留在感光鼓204上的色料的清洁器，206为用来消除感光鼓上剩余电荷的消电灯，207为用来测量感光鼓204表面上电压Vs的电表。

假定如上所述构型的话，下面描述它的工作过程。测量该充电辊101的初始充电特性，Vs为-800V，（静是压Vs的分散宽度在1.5KU的电压Va下的），这表明充电均匀性是最优的。

如下所述试验辊筒充电装置201的耐用性。以30gf/cm的压力使充电辊101接触到感光鼓204，在三个月中复印了22K张图象。此时充电特性为-700V Vs，静电压Vs分散宽度为35^v，图象质量与初始阶段没有什么差别，则表示耐用性优异。

即根据实施例1的辊筒充电装置与普通型辊式充电装置相比有更加优异的耐压，并且辊筒的表面硬度较高，由于弹性的损坏和变形较小，以致于耐用性显著地高于普通型。

图3表示了一图像形成装置（激光打印机）的部分结构，该装置装入根据实施例3的辊筒充电装置，在该附图中，标号301指示为一辊筒充电装置，它包括图1所示的充电辊101，用来给充电辊101加电压的DC供电单元（Va），和用来清除沉积在充电辊101上色料的清洁刮片（具有0.5mm厚度的氨基甲酸乙脂橡胶）。

同样在该图中，标号304代表的是一感光带，305为鼓清洁器，它清除转印处理之后留在感光带上的色料，306为消除感光带304上剩余电荷的消电灯，307为驱动感光带304的驱动辊。

以上述装置结构，类似于实施例1的情况测量充电辊101的初始充电特性性，Vs为-800V，静电压分散宽度在Va为-1.5时为10^V，这表明充电均匀性最优。

然后，如下所述试验辊筒充电装置301的耐用性。以30gf/cm的压力把充电辊101接触到感光带304，在三个月中打印22K张图像。这时充电特性为Vs-700V，静电压Vs分散宽度为35V，图像质量与初始阶段无什么差别，由表示耐用性优异。

即根据实施例1的辊筒充电装置与普通型的辊筒充电装置相比有更加优异的耐压，并且辊筒的表面硬度较高，由于其弹性的损坏和变形较小，以致于耐用性显著地高于普通型。

在实施例3中，在实施例1上的充电辊101的位置上，绕有8φ的芯体金属形成表氯醇橡胶弹性层（有3.5mm的厚度），使得该辊筒的外直径为15φ，充电辊（未示出）被装入图2中所示的图象形成装置，该充电辊具有一表层（涂层），它具有30μm的厚度，该表层由含4%碳的氟树脂制成，碳是作为固体成份提供在该弹性层上的。其它部分的结构同实施例1一样，以致于在此省去它们的描述和说明。

就以上所述说明，下面描述其工作过程。首先利用电表207测量该充电辊的初始充电特性，Va为-780^V，静电压Vs的分散宽度在Va为-1.5^KV时为20^V，它表明充电均匀性是优异的。给充电辊的辊载为33gf/cm，辊筒硬度为53（用JISA硬度计测量）。

然后，利用上述的图像形成装置检测在三个月中印了28K张图像之后的充电特性，Va为-760V，静电压Vs分散宽度30V，图像质量与初始阶段无实质区别，则表明耐用性优异。

此外，把实施例3中的试验结果与实施例1中的结果相比较，实施例3的结果等于或优于实施例1中的结果。即表氯醇橡胶弹性层的耐压优异，辊筒的表面硬度高，由于弹性的损坏和变形小，清除象附着在充电辊表面上的色料这样的外部材料的表层能力优异，该表层由氟树脂制成，它表明作为辊筒充电装置其耐用性已获改善。

根据实施例3的充电辊的辊筒直径Dr为15mm，而在图2所示图像形成装置中的感光鼓鼓体直径Dd为80mm，在这种情况下充电均匀性优异，在长度方向上（在其中间和边缘）充电辊被充电到几乎同样的静电压。

在实施例4，改变充电辊的辊筒直径对感光鼓的鼓直径的比例来试验辊筒充电装置的耐用性。具体是讲，根据实施例3的充电辊被分别装入三种型号的打印机（或复印机）中（实施例3：弹性层：表氯醇橡胶，表层：含碳氟树脂;辊直径Dr＝15mm，辊硬度＝53（用JISA硬度计测量），上述打印机具有如图4所示的30φ，40φ，和60φ的感光鼓的鼓直径Dd，并试验充电的均匀性。

结果，在三种类型的打印机中，在鼓的旋转方向上的充电上的均匀性是相同的，上述鼓分别具有30φ、40φ和60φ的鼓径，并在所有情况下均匀性是优异的，但在鼓长度方向上的静电电压差，随着鼓径变小，伴随充电的较不均匀性而加大。图5是一曲线图，它表示在鼓的长度方向上的静电电压差和充电辊的辊筒直径比感光鼓的鼓径Dd的比例（Dd/Dr）之间的关系。

当使辊筒负载较大（高到40gf/cm）时，在鼓径为30φ或40φ时在图像上出现横向黑条。可以认为该现象的发生是由于在充电辊具有高的辊筒表面硬度时，在辊筒（鼓）的长度方向上不能获得均匀性和充分的咬入宽度。为此原因，在充电辊有42（由JISA硬度计测量）或更高的辊筒硬度的情况下，要求充电辊的辊筒直径Dr和感光鼓的鼓体直径Dd满足关系式Dd/Dr≥4。换句话讲，通过以满足关系式Dd＞Dr≥4的条件将一辊筒充电装置装入图像形成装置，有可能保持均一充电。

在本发明实施例5中，通过设定这样一个位置在该位置上充电辊接触感光带，从而靠近驱动辊或感光带的附属辊，同时，还设定3mm或更多的接触宽度或咬入宽度，能有效地进行均一充电。

首先，作为用于根据本发明实施例5的辊筒充电装置的充电辊，在有12φ直径的空心金属芯体的外围构成一表氯醇橡胶弹性层（有2mm的厚度），使外直径为16φ，制备充电辊（未示出），该充电辊有40μm厚度的表面（涂层），并由含有4%的碳的氟树脂制成，上述氟树脂设置在弹性层上。辊筒硬度为56（由JIDSA硬度计测量）。

该充电辊101（辊筒充电装置）被装入在图3所示的图像形成装置（激光打印机）中。如果充电辊101接触感光带304的位置相同于感光带304的后表面接触驱动辊307（在图6中由AB标示的范围）的话，在图4所示的小直径辊筒的情况下不能获得适当的咬入宽度，在辊筒长度方向上的静电电压差（在中间位置和边缘位置之间）大。所示，以适当负载使充电辊101接触到感光带304，使得咬入宽度为3mm或更位于由图6AB所示的感光带304的外侧，感光带的整个表面几乎均匀充电到同样的静电电压。换句话讲，通过设定充电辊101的位置，使咬入宽度为3mm或更大，能有效地进行均匀充电。

在说明实施例6到8以前，对本发明总线结构的其它点作一说明，作为消除沉积在充电辊表面上的色料这样的外部材料的方法，有通过把清洁件接触到充电辊的清洁方法。作为清洁件，例如可利用毡子、海绵和橡胶刮片。但是，如果有毡子或海绵作为清洁件的话，象色料这样的外部材料当其与清洁件接触时，不利地填塞在上或粘附在上面。

另一方面，当使用薄的和软的橡胶刮片时，沉积在充电辊表面上的色料通过均匀和轻微地使橡胶刮片接触到充电表面可被刮落下（到感光鼓上），但是充电辊表面比感光鼓表面较软和粗糙，另外，充电辊随着感光鼓的转动旋转，使得在一般利用清洁感光鼓或类似部件的刮片清洁方法中，充电辊的转动变得不稳定了。

对此，本发明人试验了下述方法（1）到（2）来防止由于色料对充电辊的沾污，以及由于非均匀转动导致不均匀充电的产生，并且来改善充电辊的实际耐用性，并且在对充电辊的刮片清洁上获得良好的结果。

（1）具有比充电辊硬度高的橡胶硬度的橡胶刮片作为清洁件。

（2）当充电辊和橡胶刮片之间的摩擦系数大于充电辊和感光鼓之间的摩擦系数时，使充电辊和橡胶板之间的接触压力被设定到远小于充电辊和感光鼓之间的接触压力的值。

（3）选择充电辊的表面材料和刮片的表面材料，使得由于在充电辊和清洁刮片之间的摩擦产生的充电辊表面上的静电电压极性同色料一样。

（4）为了清洁该充电辊，当图像未形成时，感光鼓和充电辊以空循环转动。

下面参照本发明的实施例6到8对利用方法（1）到（2）中任一个的辊筒充电装置和利用该装置的图像形成装置作说明。

在实施例6中，充电辊和感光鼓之间的接触压力P₁和摩擦系数μ1，以及充电辊和清洁刮片之间的接触压力P₂和摩擦系数μ2被设定满足P₁＞P₂和μ1＜μ2的关系式，从而能清洁由色料造成的充电辊的沾污，并保证充电辊的均匀转动。也通过设定充电辊的橡胶硬度到一比清洁刮片的橡胶硬度高的水平，当充电辊由具有40（JISA）或更高的橡胶硬度的表氯醇橡胶制成，和清洁刮片由具有40（JISA）或更高的橡胶硬度的合成橡胶制成时，能清除由色料导致的充电辊的沾污并保证充电辊的均匀转动。

图7表示了根据实施例1的辊筒充电装置2101的结构，在图中，标号2102代表充电辊，而标号2103代表清洁刮片。同样在该图中，参号2104代表感光鼓。在此，通过绕有8φ直径的芯体金属模制一表氯醇橡胶弹性层（有3mm厚度）而成，使辊筒的外直径为14φ。该弹性层的电阻为3×10⁸Ω.cm，橡胶硬度为40（JISA）。然后，在该弹性层上设置一薄的聚酰胺树脂薄（有约5μm的厚度）。辊筒硬度为41（由JISA硬度计测量）。

在另一方面，清洁刮片2103是乙烯丙烯橡胶刮片（有1.5mm的厚度），它具有用增塑剂调整到35（JISA）的橡胶硬度。可以设定该清洁刮片的橡胶硬度高于充电辊的值。

同样，感光鼓2104是一OPC感光元件，它是一CTL（表层），该CTL具有约28μm的厚度，它由在具有80φ直径的A1鼓上形成厚度约为0.3φm的一CGL（弹性层），然后，利用浸渍法施加一份重量的hydrazon（CTM）以及一份重量的聚碳酸酯作为分布在CGL上四氢呋喃（tetrahydrofuran）中的CTL来构成。

图8示出了一种测量在图7中所示的充电辊2102和感光鼓2104之间的摩擦系数和在充电辊2102和清洁刮板2203之间的摩擦系数的方法的说明图。首先，当一层材料2201与一层施加在充电辊2102的表面上的类似聚酯薄膜的感光鼓2104的CTL材料一起由一个重物2202被压到充电辊2102上，用于施加一个压力P和然后用一个拉力F来拉时，摩擦系数μ1被测量并且μ1是0.5。其次，当一层代替CTL材料的材料2203与粘附到其上的清洁刮板2103一起由重物2202来压紧以便施加一个压力P并且由一个拉力F来拉时，摩擦系数μ2被测量，而μ2是1.5。上述结果表明摩擦系数满足关系式：μ1（0.5）＜μ2（1.5）。

然后，在图7所示的辊筒充电装置2101中，其中摩擦系数满足关系式μ1＜μ2，将一个500g的负载分别地加到充电辊2102（辊的长度320mm）两边，以致于在充电辊2102和感光鼓2104之间的接触压力P1是34g/cm，并且通过改变在充电辊2102和清洁刮板2103之间的接触压力P₂来观测充电辊2102的表面污染发现;当接触压力P₂处于2至5g/cm的范围之内时清洁性能是极好的并且能够完全地消除色料的污染。特别是在这种情况下（其中μ1是0.5，μ2是1.5，接触压力P₁是34g/cm），当接触压力P₂是3g/cm时能够最有效地清除色料的污染。

图9示出了装有图7所示的辊筒充电装置2102的一个复印机的一部分。在这个图中，标号2301是一个直流电源单元（Va），它用于把一个电压施加给充电辊2102和感光鼓2104，标号2302是一个电荷消除灯，它用于消除在感光鼓2104上的残余电荷，标号2303是一个鼓清洁器、它用于在一个转移过程之后清除在感光鼓2104上的残余色料，标号2304是一个静电计，它用于测量在感光鼓2104的表面上的静电电压。

利用上面所描述的结构，现在的说明是为了评价这种辊筒充电装置2101的使用寿命。首先，利用静电计2304测量充电辊2102的初始的充电特征，并且静电电压Vs是-800V，当充电电压Va是-1.5KV时静电电压Vs的漂移宽度是10V，它表示充电的均匀性是极好的。

其次在10K张图像形成之后利用静电计2304测量充电辊2102的充电特征并且静电电压Vs是在从-750到-780V的范围之内，而静电电压Vs的漂移宽度是30V。在感光鼓2104被污染的部分中的静电电压与充电辊2102的表面的污染度成比例地被降压，但是成像的质量与在初始级段中的图像质量没有什么不同，并且在形成一个成像中不发生任何特殊的问题。

此外，在另外的30K张图像形成之后，利用静电计2304来测量充电辊2102的充电特性。静电电压Vs是在从-740至-760V的范围中，而静电电压Vs的漂移宽度是20V且充电辊2102的表面具有完全均匀的污染，它表明根据本发明的辊筒充电装置2102的使用寿命是极好的。

获得这样好的结果（改进了使用寿命）其原因在于不是完全地清除沉积在充电辊2102表面上的色料来改进使用寿命，而相反，是借助于使清洁刮板2103轻微地和均匀地与充电辊2102的表面接触来使充电辊2102的表面均匀地污染，以使使用寿命被改进，其中清洁刮板具有比充电辊2102的硬度更低的橡胶硬度。

同样地，当没有进行图像形成时，通过把感鼓2104和充电辊2102转动到零位，使感光鼓2104和充电辊2102被清洁，沉积在充电辊2102的清洁刮板2103上的杂质材料被落到感光鼓2104上并且被回收到一个显影辊中（没有示出）。在同时由于充电辊2102的表面与清洁刮板2103摩擦，充电辊2102的表面被充电。然后如果由于在充电辊2102和清洁刮板2103之间的摩擦使供给充电辊2102表面的充电极性与色料的极性相同，那么色料很难沉积在充电辊2102表面的上，或沉积在充电辊2102表面上的色料能够容易地被清除，并且利用一个小的刮板压力能够有效地清除色料。

在这里，在清洁刮板2103例如是由聚氨酯橡胶或乙烯橡胶构成的情况下，如果充电辊2102的表面层是由聚酯胺脂构成的，那么充电辊2102的表面带+（正）电，而清洁刮板2103带-（负）电。如果充电辊2102的表面层是由氟树脂构成的，那么充电辊2102的表面被带-（负）电，而清洁刮板2103被带+（正）电。

另一方面，沉积在感光鼓2104上的由鼓清洁器2303不能清除的色料可能已失去了正常的充电极性或已经带有相反极性的电。在这种情况下，色料可以容易地被沉积在充电辊2102的表面上。同样是，如果充电辊2102的表面径受了色料覆盖膜，那么充电辊2102表面的静电电压由于摩擦而变化，并且在以前上述的现象是不能够被预料的。常规型式的电晕转移/电晕隔离已经被转换成带（辊）转移，并且在带（辊）转移的情况下，在感光鼓上的残余色料趋向维持正常的带电极性，以致于色料很难被沉积在上述的充电辊2102的表面上，或沉积在充电辊2102的表面上的色料能够容易地被清除，并且用一个小的刮板压力能够有利地清除色料。

图10示出了根据本发明的实施例7的辊筒充电装置2401的结构以及使用该辊筒充电装置的图像形成装置（数字复印机）的结构，通过围绕着一个直径为8φ的芯金属形成一个具有厚度为4mm的表氯醇橡胶弹性层并且设置一层由具有厚度为15μm的氟树脂（含有4%的碳）组成的表面层来构成一个充电辊2102A。

此外在该图中，标号2402是一个电荷消除灯，它用于消除在感光鼓2104上的残余电荷，标号2403是一个鼓清洁器，它用于在一个转移过程之后清除在感光鼓2104上的残余色料，参号2404是被用于曝光的激光束，标2405是一个显影辊，它用于在感光鼓2104上用色料显影一个潜象，而标号2406是一个转换带。应该注意：清洁刮板2103和感光鼓2104与实施例6中的是一样的，相对于它们的描述在此被省略了。

利用上述的结构，现在描述其工作。由一个鼓清洁器2403清洁的感光鼓2104和电荷消除灯2402通过充电辊2102A被充电到-800V，图像受到激光束2404的曝光，潜影被倒像并且用具有负极性的色料来显影使其显像，然后通过转换带2406使图像被转换到一个记录纸上。此外，沉淀的残余色料遗留在感光鼓2104上，并且大部分的残余色料通过鼓清洁器2403被消除。

由鼓清洁器2403没有完全清除的色料被沉积在充电辊2102A上，但由于与清洁刮板2103的摩擦使充电辊2102A已经带有一（负）电，以致于具有负电极性的色料很难在充电辊2102A的表面上沉积。在这种数字复印机中的辊筒充电装置的使用寿命是极好的，甚至在30K张图像被形成之后充电辊2102A的表面几乎没有被污染，而静电电压仅降低10至30V。

作为一个比较的例子，利用具有厚度为10μm的聚酰胺树脂的一个表面层的充电辊代替图10中的充电辊2102A来进行相同的实验（由于充电辊的表面上的摩擦静电电压的极性是正的），并且可观测到：充电辊的表面上的污染度远远大于根据实施例7的充电辊2101A的表面上的染度和静电电压大大地降低。从这种利用于比较的例子来看，形成具有氟树脂（含有4%的碳）的充电辊的一个表面层的效果是清楚的。

此外，作为本发明的第八个实施例，使用一个图像形成装置，该装置利用一个通过围绕着一个直径为8φ的芯金属形成一层厚度为4mm的表氟醇橡胶弹性层并在该弹性层上设置一层由厚度10μm的聚酰胺树脂组成的表面层而形成的充电辊，和一个由乙烯丙烯橡胶（或氨基甲酸乙酯橡胶）的清洁刮板，并且剩余部分的结构与实施例7中的结构相同，通过使带电有-800V的感光鼓受到激光束的曝光来形成的一个潜影用具有正电极性的色料来显影，并且在30K张图像被形成之后用类似于实施例7中方法来检查该辊筒充电装置的使用寿命，其结果与实施例7中的结果一样是极好的。

在说明实施例9至13之前，先对使用一个辊筒充电装置的图像形成装置的一般结构、用于该目的的充电辊的结构和施加一种润滑添加剂的方法进行说明。

图11示出了使用一个辊筒充电装置的图像形成装置的例子，在这个图中，标号3101是一个充电辊、标号3103是感光鼓、标号3104是作为曝光性能的激光束，它用于在感光鼓3103上形成一个静电潜影，标号3105是一个显影单元，它用于由色料使感光鼓3103上的静电潜影显影、标号3106是一个转移辊，它用于把一个色料图像转移到记录纸3109上、标号3107是一个鼓清洁器，它用于在转移过程之后把留在感光鼓3103表面上的色料清除，标号3108是一个电荷清除灯，标号3109是记录纸，标号3110是一个定影单元。

图12A至12C分别示出了根据本发明的充电辊3101的结构的例子，例如充电辊3101a、通过围绕着一个芯金属3201模压一个中间电阻弹性层3202来形成一个充电辊3101，如在图12A中所示。通过围绕着芯金属3201模压中间电阻弹性层3202并在该弹性层3202上设置一表面3203来形成充电辊3101b、如在图12B中所示。通过围绕着芯金属3201模压一个导电弹性层3204并在该弹性层3204上设置一个表面电阻层3205来形成一个充电辊3101C，如在图12C中所示。

另一方面，正如在下面实施例9到13中详细描述的，本发明已经发现：通过在充电辊3101的表面上形成一个由一种润滑添加剂组成的涂膜层能够有效地实现防止由色料使充电辊的污染和防止异常图像的产生，例如水平的色条。下列的三种方法适用为充电辊3101施加这种润滑添加剂：

（1）该方法在于：在使用一个辊筒充电装置之前，在充电辊3101的表面上形成一个硬脂酸锌（润滑添加剂）涂膜，并且在长时间被使用之后从图像形成装置中取出该充电辊，使其表面被清洁，然后在其表面上施加硬脂酸锌。

（2）该方法在于：当充电辊3101在旋转时，把固态硬脂酸锌压到正在被使用的充电辊3101的表面上并且被均匀地施加到表面上。

（3）该方法在于：固态硬脂酸锌也被用作为用于一个充电辊的清洁刮板（没有示出）或如果固态硬脂酸锌总是压着充电辊3101，那么它可位于一个清洁刮板的后面（位于充电辊的旋转方向上后边的位置上），并且根据图像形成装置的型式来选最适合的方法。

实施例9是在充电辊3101的表面上先形成一个润滑添加剂膜层的一个例子，也就是一种把润滑添加剂施加到充电辊3101上的方法的例子，在该方法中在开始使用辊筒充电装置之前，在充电辊3101的表面上形成一层硬脂酸锌（润滑添加剂）膜，或充电辊3101长时间被使用后从图像形成装置中将它取出，清洁充电辊的表面和在它的表面上施加硬脂酸锌。

在图11中所示的图像形成装置中，感光鼓3103是一个具有直径为80φ的OPC感光元件，而充电辊3101是在图12A中所示的充电辊3101a，具体地来讲，一个中间电阻橡胶辊包括一个厚度为3mm并且围绕着一个直径为8φ的芯金属模压的表氯醇橡胶弹性层。在该充电辊3101a的表面上形成一个硬脂酸锌膜，它被用作为对于一个具有线速度为120mm/sec（20CPM）的图像形成试验的充电辊，并且在该试验中观测到，在5K张图像形成之后充电辊3101a的表面几乎没有被污染。在这个时间点上使图像形成装置停止工作，并使充电辊3101a在与感光鼓3103接触的位置上被保持两天，然后在图像形成装置的重新起动操作之后检查水平色条的产生。在该试验中已经证明：与没有施加硬脂酸锌的情况相比水平色条的数量实际上被减少了。

持续做该图像形成试验，在10K张图像被形成之后充电辊的表面被色料局部地污染，并且由不均匀充电所引起的可疑的异常状态在半册图像中产生，以致于从图像形成装置中取下充电辊3101a，使充电辊的表面被清洁，然后在该充电辊3101a的表面再次施加硬脂酸锌，继续做该图像形成试验并且能够得到没有由不均匀充电所引起的缺陷的极好图像。如上面所述，通过把硬脂酸锌施辊到充电辊3101a的表面所得到的效果被观测。换句话说，如果由适合的人例如修理工提供周期的维修，那么总是能够获得极好的图像。

虽然实施例9是硬脂酸锌用作为润滑添加剂的一种情况，但是象硬脂酸铁或arbana蜡这样的材料也能够被用于同样的目的。然而应该提出的是：硬脂酸锌是最有效的。

实施例10是利用一个润滑添加剂施加装置把固态硬脂酸锌与充电辊3101的面相接触并且利用充电辊3101的旋转均匀地把硬脂酸锌施加到充电辊的表面上的一种情况。

在实施例10中，在图11所示的图像形成装置中，围绕着芯金属3201模压中间电阻弹性层作为充电辊3101，如在图12B中所示，然后利用具有在该弹性层3202上设有表面层3203的一个充电辊3101b（具体地讲一个充电辊包括一个围绕着一个直径为8φ的芯金属模压一层具有厚度为3mm的表氯醇和一个具有厚度为30μm的含碳氟树脂表面层），然后设置作为润滑添加剂施加装置的固态硬脂酸锌，它用于把作为润滑添加剂的硬脂酸锌施加到充电辊3101b的表面上，如在图13中所示。

在此通过一个预先确定的弹簧装置（没有示出）用一个不影响充电辊3101b旋转的小的压力来压着固态硬脂酸锌3102。此外固态硬脂酸锌3102包括硬脂酸锌3102a和一个用于支承硬脂酸锌3102a的支承板3102b。

利用上述结构，用类似于实施例9中的线速度为120mm/sec的转速来进行图像形成试验，在这个试验中观测到：旋加在充电辊3101b表面上的硬脂酸锌被充分地转移到感光鼓的表面上，所述被转移的硬脂酸锌使感光鼓3103的表面更光滑，并且改进了鼓清洁器3107的清洁能力。当感光鼓3103的表面被完全清洁时，充电辊3101b的污染成比例地被减少。实际上在实施例10中，在形成20K张图像之后，充电辊3101b几乎没有被污染，并且也没有观测到由不均匀充电所起产生的异常图像。同样地图像形成装置的工作被停止在使充电辊3101a与感光鼓3103接触的位置上两天，然后重新起动图像形成装置的工作，并且检查水平色条，但是在图像形成装置重新开始工作之后没有产生水平的色条。

实施例11是充电辊3101b和作为一种润滑添加剂施加装置的固态硬脂酸锌3102被设置利用一种感光带的图像形成装置中的一种情况，如在图14中所示。在图14中，标号3401是一个感光带，标号3402是作为曝光数据的激光束、它用于在感光带3401上形成一个静电图像，参号3403是一个显影单元，它用于用色料把感光带上的潜影显影，参号3404是一个转移辊，它用把色料图像转移到记录纸3407上、标号3405是一个带清洁器，它用于在转移过程之后清除留在感光带3401表面上的色料，标号3406是一个电荷消除灯，标号3407是记录纸，标号3408是一个定影单元。

利用上述的结构，用类似于实施例9中的线速度为120mm/sec的转速进行一个图像形成试验，在这个试验中已观测到：施加在充电辊3101b表面上的硬脂酸锌被完全转移到感光鼓的表面上，所述被转移的硬脂酸锌使感光鼓3401的表面更光滑，并且改进了鼓清洁器3405的清洁能力。当感光鼓3401的表面被完全清洁之后，充电辊3101b的染被成比例地减小。实际上在实施例11中，在形成20K张图像之后充电辊3101b几乎没有被污染，并且也没有观测到由不均匀充电所引起的异常图像。同样地把图像形成装置的工作停止在使充电辊3101a与感光鼓3401接触的位置两天，然后重新启动图像形成装置的工作，并检查水平的色条，然而在图像形成装置的工作重新启动之后没有产生水平的色条。

在实施例12中，在图11中所示的图像形成装置中，围绕着芯金属3201模压导电弹性层作为充电辊3101、如在图12C中所示，然后使用具有在该弹性层3204上设有表面电阻层3205的一个充电辊3101C（具体地讲一个充电辊具有一个14φ的直径并且包括一个具有厚度3mm并围绕着一个孔径为8φ的芯金属被模压的含碳硅橡胶弹性层和一个厚度为50μm的含碳氟树脂表面层），此外如在图15中所示该辊筒充电装置包括固态硬脂酸锌3102，它作为一种润滑添加剂接触充电辊3101C，和一个清洁器3501，它用于消除杂质，例如沉积在充电辊3101C表面上的色料。应该指出的是：清洁刮板3501是由厚度为0.5mm的尿烷橡胶构成的。

利用上述的结构进行类似于实施例中的图像形成试验，但是图像形成装置的线速度增加到210mm/sec（35CPM）。在实施例12中，可以预料感光鼓3103的清洁能力与线速度的增加成反比例的降低，并且充电辊3101由色料更多地被污染，以致于设置上述的清洁刮板3501。

在上述的条件下进行图像形成试验，在形成30K张图像之后充电辊3101C的表面几乎没有被污染和也没有观测到静电电压的下降或不均匀的充电。同样地在图像形成装置的工作被停止好久之后首先检查形成的图像，仅有类似于由充电辊3101C压到感光鼓3103上所引起的水平的色条的异常图像。

此外由于硬脂酸锌总是被施加在充电辊3101C的表面上，所以充电辊3101C的表面更容易地被清洁。

在实施例13中利用了一个机构3601，在该机构3601中固态硬脂酸锌作为一个润滑添加剂施加装置被支承在充电辊3101b的上面并且利用重力与充电辊3101b相接触，以致于硬脂酸锌能够被施加到充电辊3101b的表面。应该指示的是该实施例其余部分的结构与在实施例10中的结构是机同的，在此省略了对它们的说明。

利用上述的结构进行类似于实施例10中的图像形成试验，并且得到了与实施例10中一样的效果。此外，硬脂酸锌借助于机构3601利用其自身重力与充电辊3101b相接触，以致于硬脂酸锌利用适当的压力能够被均匀地施加到充电辊3101b的表面，它能用低费用节省空间的应用。此外通过调整被加载的重量（它的身身重量），能够自由地控制应用率。

实施例10至12的说明是采用这样的结构，即在该结构中硬脂酸锌位于充电辊的上方并且借助于一个类似于弹簧的装置来施加压力，但是硬脂酸锌也可以放置在充电辊的侧面，并且也不必说润滑添加剂可以被模压成一个辊和与充电辊的表面接触，或借助于一个类似刷子的装置被施加到充电辊的表面上。

如上所述，在根据本发明的辊筒充电装置中，仅有DC电压被供给一个充电辊，该充电辊接触一个感光鼓并且随着该感光鼓的转动而转动以便使感光鼓的表面均匀地带电，以致于它能够抑制装置本身费用的增加，电力费用的增加和大量臭氧的产生，并且能够逃壁充电元件和感光元件的损坏以及能够抑制产生环境污染。

此外在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊是由表氯醇橡胶构成的，然而该充电辊的辊筒硬度是42（由一个JISA硬度表来测量的）或硬大，通过仅仅施加DC电压能够实现均匀的充电并且能够获得一个具有高使用寿命的辊筒充电装置。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊具有两层，一层是由表氯醇橡胶构成的弹性层和一层是由聚酰胺树脂构成的并覆盖在弹性层表面的表面层，同时该充电辊的辊筒硬度是42（由一个JISA硬度表测到的）或更大，以致于通过仅仅施加DC电压能够实现均匀的充电，并且也能够获得一个具有高使用寿命的辊筒充电装置。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊具有两层，一层是由表氯醇橡胶构成的弹性层和一层是由含碳氟树脂构成的并覆盖在该弹性层表面上的表面层，同时该充电辊的辊筒硬度是42（由一个JISA硬度表测到的）或更大，以致于通过仅仅施加DC电压能够实现均匀的充电，并且也能够获得一个具有高使用寿命的辊筒充电装置。此外充电辊能够更容易的被清洁。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊的辊直径Dr和感光鼓径Dd满足关系式：Dd/Dr≥4，以致于能够获得一个适当的辊隙宽度和在辊子的纵向方向上也能够实现均匀的充电。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊接触感光带的位置位于靠近一个驱动轮或感光带的一个从动轮，同时接触宽度或辊隙宽度是3mm或更大，以致于在辊子的纵向方向上也能够实现均匀的充电。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，在充电辊和感光鼓之间的接触压力P1和摩擦系数μ1以及在充电辊和清洁刮板之间的接触压力P₂和摩擦系数μ2满足关系式P₁＞P₂和μ1＜μ2，以致于能够防止由于不均匀的转动引起的充电辊的污染和不均匀充电的产生，并且能够改进充电辊的实际的使用寿命。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，为了使充电辊的橡胶硬度高于清洁刮板的硬度，充电辊是由例如是有橡胶硬度为40（JISA）或更大的表氯醇构成的，而清洁刮板是由具有橡胶硬度为40（JISA）或更大的合成橡胶构成的，以致于能够防止由于不均匀的转动所引起的充电辊的污染和不均匀充电的产生，并且能够改进充电辊的实际使用寿命。

同样地在根据本发明的辊筒充电装置中，充电辊的表面带有与显影色料相同极性的静电电压，以致于色料很难沉积在充电辊的表面上，沉积在充电辊表面上的色料能够容易地被清除，利用一个小的刮板压力能够有效地进行色料的清除，它能够防止由于不均匀的转动所引起的色料对充电辊的污染和不均匀充电的产生，并且能够改进充电辊的实际使用寿命。

同样地在根据本发明的图像形成装置中，用氟树脂覆盖充电辊的表面，清洁刮板是由乙烯丙烯橡胶或尿烷橡胶构成的、以致于能够防止由于不均匀转动所引起的色料对充电辊的污染和不均匀充电的产生，并且能够改进充电辊的实际使用寿命。

同样地在根据本发明的图像形成装置中，用聚酰胺树脂覆盖充电辊的表面和清洁刮板是由尿烷橡胶或乙烯丙烯橡胶构成的，以致于能够防止由于不均匀转动所引起的色料对充电辊的污染和不均匀充电的产生，并且能够改进充电辊的实际使用寿命。

在根据本发明的图像形成装置中，当没有进行图像形成时，通过周期地转动感光鼓和充电辊能够有效地清洁充电辊，以致于能够防止由于不均匀转动所引起的色料对充电辊的污染和不均匀充电的产生，并且能够改进实际使用寿命。

在根据本发明的辊筒充电装置中，在充电辊的表面上形成一个润滑添加剂膜层，以致于能够防止色料对充电辊的污染和例如水平色条的异常图像的产生。

根据本发明的辊筒充电装置具有一个用于把润滑添加剂施加到充电辊表面上的润滑添加剂施加装置，以致于能够防止由色料引起的充电辊的污染，并且也能够防止例如水平色条的异常图像的产生。

同样地根据本发明的辊筒充电装置具有一个润滑添加剂施加装置，在该施加装置中润滑添加剂被支承在充电辊的上面，润滑添加剂利用其自身重力与充电辊接触并且被施加到充电辊的表面上，以致于能够实现低费用的润滑添加剂和节省了润滑添加剂的应用空间。

虽然为了完整和清楚的公开起见相对一个特殊的实施例已经描述了本发明，附加的权利要求不受这种特殊描述的限制、但是它构成了包括在该技术领域可以产生的所述变型和替换结构，这些变型和替换结构属于在此提出的基本技术指导之内。

Claims

1、一种辊筒充电装置，它用于通过仅仅把一个DC电压施加到一个由表氯醇橡胶构成的充电辊上来使一个感光元件的表面均匀地充电，并且同时所述充电辊的辊筒硬度是42(由一个JISA硬度表被测量)或更大，该充电辊与一个鼓形的或带形的感光元件相接触并且转动。

2、根据权利要求1所述辊筒充电装置，其特征在于：所述充电辊的辊筒硬度是45至60（由一个JISA硬度表被测量）。

3、一种辊筒充电装置，它用通过仅仅把一个DC电压施加到一个充电辊上来使一个感光元件的表面均匀地充电，所述充电辊由两层构成，一层是由表氯醇构成的弹性层而另一层是由聚酰胺树脂构成的并覆盖在所述弹性层表面上的表面层，所述充电辊的辊筒硬度是42（由一个JISA硬度表被测量）或更大，该充电辊与一个鼓形的或带形的感光元件相接触并且转动。

4、根据权利要求3所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述充电辊的辊筒硬度是45-70（由一个JISA硬度表被测量）。

5、一种辊筒充电装置，它用于通过仅仅把一个DC电压施加到一个充电辊上来使一个感光元件的表面均匀地充电，所述充电辊由两层构成，一层是由表氯醇构成的弹性层而另一层是由氟树脂构成的并覆盖在所述充电辊的表面上的表面层，所述充电辊的辊筒硬度是42（由一个JISA硬度表被测量）或更大，所述充电辊与一个鼓形的或带形的感光元件相接触并且转动。

6、根据权利要求5所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述充电辊的辊筒硬度是45-70（由一个JISA硬度表被测量）。

7、根据权利要求5所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述氟树脂是含碳氟树脂。

8、一种辊筒充电装置，它用于通过仅仅把一个DC电压施加到一个充电辊上来使一个感光元件的表面均匀地充电，该充电辊接触所述感光鼓并且转动，所述充电辊的辊径Dr和所述感光鼓的鼓径Dd满足一个关系式：Dd/Dr≥4。

9、根据权利要求8所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述充电辊的辊筒硬度是42（由一个JISA硬度表被测量）或更大。

10、一种辊筒充电装置，它用于通过仅仅把一个DC电压施加到一个充电辊上来使所述充电辊的表面均匀地充电，该充电辊与一个感光带接触并与所述感光带一起转动，该充电辊的辊筒硬度是45（由一个JISA硬度表被测量）或更大，所述充电辊与所述感光带的表面相接触的位置设置在靠近一个驱动轮或一个所述感光带的从动轮处。

11、根据权利要求10所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述充电辊的辊筒硬度是50-80（由一个JISA硬度表被测量）。

12、一种辊筒充电装置，它用于通过把一个DC电压仅仅施加到一个充电辊上来使所述充电辊的表面均匀地充电，所述充电辊与一个感光带相接触并与所述感光带一起转动，充电辊的辊筒硬度是45（由一个JISA硬度表被测量）或更大，充电辊与感光带相接触的位置设置在靠近一个驱动轮或感光带的一个从动轮，接触宽度或辊隙宽度是3mm或更大。

13、根据权利要求12所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述充电辊的辊筒硬度是50-80（由一个JISA硬度表被测量）。

14、一种辊筒充电装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

一个清洁器，它用于清除沉积在所述充电辊表面上的杂质材料、例如色料;

其特征在于：在充电辊和感光元件之间的接触压力P₁和摩擦系数μ1和在充电辊和清洁器之间的接触压力P₂和摩擦系数μ2同时满足关系：P₁＞P₂和μ1＜μ2。

15、根据权利要求14所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

16、一种辊筒充电装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

一个清洁器，它用于清除沉积在所述充电辊表面上的杂质材料，例如色料;

其特征在于：充电辊的橡胶硬度高于清洁器的硬度。

17、根据权利要求16所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

18、根据权利要求16所述的辊筒充电装置，其特征在于：充电辊的橡胶硬度是40（JISA），而清洁器的橡胶硬度是35（JISA）。

19、一种辊筒充电装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

一个清洁器，它用于清除沉积在充电辊表面上的杂质材料，例如色料;

其特征在于：清洁器的橡胶硬度高于充电辊的橡胶硬度。

20、一种辊筒充电装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

其特征在于：充电辊是由表氯醇橡胶构成的并且其橡胶硬度是40（JISA）或更大，而清洁刮板是由合成橡胶构成的并且其橡胶硬度是40（JISA）或更小。

21、根据权利要求20所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

22、一种辊筒充电装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

其特征在于：充电辊是由表氯醇橡胶构成的并且其橡胶硬度是45（JISA）或更大，而清洁刮板是由合成橡胶构成的并且其橡胶硬度是45（JISA）或更小。

23、根据权利要求22所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

24、一种辊筒充电装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

其特征在于：由于在充电辊和清洁器之间的摩擦使充电辊的表面具有与显影色料的极性一样的电极性。

25、根据权利要求24所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

26、一种图像形成装置包括：

一个辊筒充电装置，它具有一个与至少一个感光元件相接触并转动的充电辊和一个用于清除沉积在充电辊表面上的杂质材料例如色料的清洁器;

一个曝光装置，它用于使一个感光元件的表面曝光，该感光元件通过充电辊已被充电有一个负的静电电压;

一个显影装置，它用于利用具有负电极性的色料使在感光元件上的潜影插入和显影;

一个转移装置，它用于把由显影装置形成的可见图像转移到记录纸上;和

一个清洁装置，它用于在转移装置完成了转移之后用一个部件清洁所述感光元件的表面;

其特征在于：所述充电辊的表面用氟树脂来覆盖，和所述清洁器是由乙烯丙烯橡胶或尿烷橡胶构成的。

27、根据权利要求26所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

28、一种图像形成装置包括：

一个辊筒充电装置，它具有一个与至少一个感光元件相接触并转动的充电辊和一个用于清除沉积在充电辊表面上的杂质材料、例如色料的清洁器，

一个曝光装置，它用于使一个感光元件的表面曝光，该感光元件通过充电辊已被充电有一个负的静电电压，

一个显影装置，它用于利用具有负电极性的色料使在感光元件上的形成的潜影插入和显影;

一个转移装置，它用于把由显影装置形成的可见图像转移到记录纸上：和

一个清洁器，它用于在转移装置完成转移之后用一个清洁部件清洁感光元件的表面;

其特征在于：充电辊的表面覆盖有聚酰胺树脂和清洁器是由尿烷橡胶或乙烯丙烯橡胶构成的。

29、根据权利要求28所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

30、一种图像形成装置包括：

一个充电辊，它与至少一个感光元件相接触并且转动;和

一个辊筒充电装置，它具有一个用于清除沉积在充电辊表面上的杂质材料、例如色料的清洁器;

其特征在于：当不进行图像形成时感光元件和充电辊周期地被转动到零位置上。

31、根据权利要求30所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述清洁器是清洁刮板。

32、一种辊筒充电装置，它通过把一个电压加到一个充电辊上来使感光鼓或感光带充电，所述充电辊与感光鼓的表面或感光带相接触并且转动，在充电辊的表面上形成一个润滑添加剂膜层。

33、根据权利要求32所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述润滑添加剂是硬脂酸锌。

34、一种辊筒充装置，它通过把一个电压加到一个充电辊上来使感光鼓或感光带充电，所述充电辊与感光鼓的表面或一个感光带相接触并且转动，该装置具有一个润滑添加剂施加装置，它用于把润添加剂施加到充电辊的表面上。

35、根据权利要求34所述的辊筒充电装置，其特征在于：所述润滑添加剂是硬脂酸锌。

36、根据权利要求34所述的辊筒充电装置，其特征在于：润油添加剂施加装置具有所述的结构，在该结构中润滑添加剂被支承在充电辊的上面并且利用所述润滑剂的自身重力与所述充电辊相接触以便于把润滑添加剂施加到充电辊的表面上。