CN1645263A - 能够有效执行均匀充电操作的电子照相成像方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种成像装置，包括图像承载部件、充电辊和一对间隙形成件。图像承载部件具有包括承载静电潜像用的成像区的光敏表面。该充电辊具有采用第一半径的圆形横截面和具有充电辊旋转轴的金属芯、以及为光敏表面充电的充电表面，该充电辊与图像承载部件平行且靠近。该对间隙形成件至少在成像区和充电表面之间形成间隙。该对间隙形成件的每一个都具有采用第二半径的圆形横截面，使得在充电辊的整个旋转阶段，第二半径与第一半径的比率是基本恒定的。

Description

能够有效执行均匀充电操作的电子照相成像方法和装置

技术领域

本发明涉及一种成像方法和装置。具体地说，本发明涉及一种能够有效执行均匀充电操作的电子照相成像方法和装置。

背景技术

通常，成像装置包括用于在成像过程中为诸如光敏元件之类的图像承载部件充电的充电单元。虽然非接触型充电单元例如反布电(scorotron)充电器、电晕管(corotron)充电器或类似的不接触图像承载部件的充电器已得到普遍应用，但由于非接触型充电单元产生大量包括臭氧的不期望的放电产物，接触型充电单元的应用日益增加。在现在可用的一些不同的接触型充电单元中，具有压在图像承载部件上的充电辊的充电单元得到广泛应用。例如，表面由橡胶或树脂制成的充电辊已得到使用。但是，使用充电部件的充电单元有色粉和杂质逐渐堆积在充电部件的表面从而造成充电不规则的问题，因此降低了充电单元的使用寿命。

为解决上述问题，已提出这样一项技术，其中充电单元具有环绕并粘结在该充电部件相对两端的整个圆周的膜，且该膜与图像承载部件相接触从而在图像承载部件和充电部件中央部分之间形成预定的间隙。在这种结构中，充电部件的中央部分不与图像承载部件的成像区相接触，因此不会堆积污物，这样防止降低充电单元的寿命。但由于充电部件与图像承载部件反复接触，所述膜在接缝处沿充电部件的圆周方向开始剥落。

另一项充电部件用树脂材料替代诸如橡胶和海绵之类的弹性材料的技术已被提出。在其他技术中，将无机微粒分散在有机图像承载部件的表面上或使用硅氧烷交联橡胶以便在有机图像承载部件的表面上形成保护层，从而提高其抗磨损性和机械强度。

但是，由橡胶材料制成的辊形充电部件难于以高精度进行切割且导致高的热膨胀，从而由于环境的变化造成间隙波动。另一方面，由辊型树脂材料制成的充电部件的硬度较高，所以能够容易地以高精度对其执行切割操作。然而，当间隙形成件通过环绕充电部件两端的膜构件形成时，充电部件的硬度可导致膜因年久被磨蚀，以及色粉与从薄膜的端部露出来的粘合剂结成块的问题。当图像承载部件由有机材料制成时，会在图像承载部件与膜构件保持接触的预定点损坏图像承载部件。

为解决上述问题，已提出这样一些技术：充电部件具有安装在充电部件两端的辊从而在充电部件和图像承载部件之间形成间隙。即，一对间隙形成件与图像承载部件的非成像区保持接触，从而不会损坏光敏层。

参照图1，其示出了与图像承载部件215接触设置的充电单元的现有结构。

在图1中，图像承载部件215包括管205和环绕管205表面上的成像区涂敷的光敏层204。即，管205的非成像区未涂敷。

现有技术的充电单元包括充电部件214和一对间隙形成件203。充电部件214包括金属芯201和环绕金属芯201形成的树脂层202。这对间隙形成件203分别布置在充电部件214的两端。这对间隙形成件203在图像承载部件215两端的非涂敷区与图像承载部件215的管205的各端保持接触。

但是采用上述结构，在图像承载部件215的非成像区易发生来自充电部件214两端的电荷偏压的泄漏，因此在充电部件214和该对间隙形成件203之间必须保持足够的间隙距离，如图1中所示。在这种情况下，图像承载部件215的管205必须沿轴向延长，由此导致成像装置的尺寸变大。

发明内容

鉴于上述情况提出本发明。

本发明的目的之一是提供一种能够有效地执行均匀充电操作的电子照相成像装置。

本发明的另一个目的是提供一种包括在上述成像装置中、且通过充电部件和一对间隙形成件整体安装的充电单元。

本发明的另一个目的是提供一种包括图像承载部件和上述充电单元的处理盒。

一种新颖的图像处理装置，包括图像承载部件，充电辊和间隙形成件。图像承载部件被构造成具有包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区的光敏表面。充电辊具有第一半径的圆形横截面，且被构造成具有充电辊的旋转轴的金属芯，该充电辊与图像承载部件相互平行且靠近并具有用于为该图像承载部件的光敏表面充电的充电表面。该对间隙形成件配置成环绕充电辊充电表面的相应轴向端部且与图像承载部件的相应轴向端部相接触，以便至少在图像承载部件光敏表面的成像区和充电辊的充电表面之间形成间隙。该对间隙形成件中的每一个都具有第二半径的圆形横截面，这样在充电辊的整个旋转阶段中第二半径与第一半径的比率是基本恒定的。

该充电辊可包括含有离子导电材料的树脂材料，且该对间隙形成件可包括绝缘树脂材料且具有小于充电辊硬度的硬度。

该对间隙形成件可与图像承载部件的非成像区的光敏表面保持接触。

图像承载部件可以是表面具有保护层的有机光敏元件。

有机光敏元件的保护层可包括金属氧化物的微粒。

有机光敏元件的保护层可包括交联树脂。

图像承载部件可以是由非晶硅制成的无机光敏元件。

形成于图像承载部件和充电辊之间的间隙可以在大约5μm至大约10μm的范围内。

充电辊可接收叠加在DC电压上的AC电压，该AC电压的峰间电压是在充电辊和图像承载部件之间放电开始电压的两倍或更高。

AC电压的频率[Hz]设置为图像承载部件的线速率[mm/s]的7倍至12倍。

至少可将图像承载部件和充电辊一体地安装在可从成像装置上拆卸的单一盒内。

在一个典型实施例中，一种新颖的成像方法包括下述步骤：在成像装置内提供具有光敏表面的图像承载部件，该光敏表面包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区；准备充电辊，该充电辊具有第一半径的圆形横截面并包括金属芯和充电表面，该金属芯具有充电辊的旋转轴；准备一对间隙形成件，该对间隙形成件的每一个都具有第二半径的圆形横截面；将该对间隙形成件一体安装到充电辊上且环绕充电辊的充电表面的相应轴向端部，使得在充电辊的整个旋转阶段中，第二半径与第一半径的比率是基本恒定的；布置通过该对间隙形成件一体安装的充电辊，以使该充电辊与图像承载部件平行且靠近地设置，并将该对间隙形成件与图像承载部件的相应轴向端部保持接触，以至少在图像承载部件的光敏表面的成像区和充电辊的充电表面之间形成间隙；将图像承载部件表面的整个成像区均匀地充电；和在图像承载部件表面的成像区内形成静电潜像。

所述充电步骤可包括接收叠加在DC电压上的AC电压的步骤，所述AC电压的峰间电压是在充电辊和图像承载部件之间的放电开始电压的两倍或更高。

在一个典型实施例中，一种新颖的充电单元包括：具有第一半径的圆形横截面且配置成具有金属芯的充电辊，该金属芯具有充电辊的旋转轴，该充电辊与图像承载部件相互平行且靠近并具有用于为该图像承载部件的光敏表面充电的充电表面；和一对间隙形成件，其配置成环绕该充电辊充电表面的相应轴向端部且与该图像承载部件的相应轴向端部相接触、以便至少在图像承载部件光敏表面的成像区和充电辊的充电表面之间形成间隙。该对间隙形成件中的每一个都具有第二半径的圆形横截面，使得在充电辊的整个旋转阶段中第二半径与第一半径的比率是基本恒定的。

在一个典型实施例中，一种新颖的充电方法包括下述步骤：准备充电辊，该充电辊具有第一半径的圆形横截面并包括金属芯和充电表面，该金属芯具有充电辊的旋转轴；准备一对间隙形成件，该对间隙形成件的每一个都具有第二半径的圆形横截面；将该对间隙形成件一体安装到充电辊上且环绕充电辊充电表面的相应轴向端部，使得在充电辊的整个旋转阶段中，第二半径与第一半径的比率是基本恒定的；将图像承载部件光敏表面的整个成像区均匀地充电。

在一个典型实施例中，一种新颖的处理盒包括：外壳、图像承载部件、和充电单元。图像承载部件配置成具有光敏表面，该光敏表面包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区。充电单元包括：具有第一半径的圆形横截面且配置成具有金属芯的充电辊，该金属芯具有充电辊的旋转轴，该充电单元与图像承载部件相互平行且靠近并具有用于为该图像承载部件的光敏表面充电的充电表面；和一对间隙形成件，其配置成环绕该充电辊充电表面的相应轴向端部且与该图像承载部件的相应轴向端部相接触、以便至少在图像承载部件光敏表面的成像区和充电辊的充电表面之间形成间隙。该对间隙形成件中的每一个都具有第二半径的圆形横截面，使得在充电辊的整个旋转阶段中第二半径与第一半径的比率是基本恒定的。

在一个典型实施例中，一种新颖的制造处理盒的方法包括下述步骤：提供外壳；在外壳内提供具有包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区的光敏表面的图像承载部件；准备充电辊，该充电辊具有第一半径的圆形横截面并包括金属芯和用于为图像承载部件的光敏表面充电的充电表面，该金属芯具有充电辊的旋转轴；准备一对间隙形成件，该对间隙形成件的每一个都具有第二半径的圆形横截面；将该对间隙形成件一体安装到充电辊上且环绕充电辊的充电表面的相应轴向端部，使得在充电辊的整个旋转阶段中，第二半径与第一半径的比率是基本恒定的；布置通过该对间隙形成件一体安装的充电辊，以使该充电辊与图像承载部件平行且靠近地设置，且将该对间隙形成件与图像承载部件的相应轴向端部保持接触，以至少在图像承载部件的光敏表面的成像区和充电辊的充电表面之间形成间隙；将图像承载部件表面的整个成像区均匀地充电；和在图像承载部件表面的成像区内形成静电潜像。

附图说明

通过参考下述结合附图的详细说明，在更好地理解本发明的同时，将更容易获得对本发明更完整的评价和伴随本发明的一些优点，附图中：

图1是与图像承载部件相接触的现有充电辊的位置图；

图2是根据本发明典型实施例的成像装置的示意性结构图；

图3示出了包括在图2的成像装置中的光敏单元；

图4是设置在图3的光敏单元中的充电辊的剖视图；

图5是从充电辊的一端观察，具有形成于充电辊树脂层外表面和间隙形成件之间的均匀间隙的充电辊的剖视图；

图6是从与图5中相同的方向观察，具有形成于树脂层外表面和间隙形成件之间的不均匀间隙的充电辊的剖视图；

图7是根据本发明的与成像装置的图像承载部件相接触的充电辊的位置图。

具体实施方式

在对附图所示的优选实施例进行描述的过程中，为了清楚起见采用专业术语。但是，本专利说明书所公开的内容不受所选用的专业术语的限制，并且要理解的是，每个专名部件包括所有以同样方式操作的技术等效物。

现在参看附图描述本发明的优选实施例，其中在全部附图中相同的参考标号指的是相同的或对应的部分。

参考图2，其示出了作为根据本发明示范性实施例的电子照相成像装置的一个例子的打印机1。图2中的打印机1能够利用例如品红色(m)、青色(c)、黄色(y)、黑色(bk)四种不同颜色色粉形成彩色图像，且可用单色打印机、复印机、传真机和其他成像装置替代。

打印机1通常包括四个作为成像机构的光敏单元2m、2c、2y和2bk，作为图像传送机构的图像传送带3，作为记录机构的记录单元(writing unit)6，作为定影机构的定影单元9，作为色粉进给机构的色粉补充单元(未示出)和作为供纸机构的供纸盒11和12。

四个光敏单元2m、2c、2y和2bk分别包括四个光敏元件5m、5c、5y和5bk，和四个充电辊14m、14c、14y和14bk。除色粉是用以分别形成品红色图像、青色图像、黄色图像和黑色图像的不同颜色之外，该四个光敏单元2m、2c、2y和2bk具有完全相同的结构和功能。

四个光敏单元2m、2c、2y和2bk以阶梯的方式分别设置在不同高度的位置处。

光敏元件5m、5c、5y和5bk分别接收由记录单元6发射的相应照明激光束且在它们的相应表面上形成相应的静电潜像。

充电辊14m、14c、14y和14bk与光敏元件5m、5c、5y和5bk保持接触，用于分别为该光敏元件5m、5c、5y和5bk的相应表面充电。

显影单元10m、10c、10y和10bk分别布置在相应光敏单元2m、2c、2y和2bk的附近。该显影单元10m、10c、10y和10bk存储相应光敏单元2m、2c、2y和2bk的特定颜色的色粉。

在这个示范性的实施例中，该显影单元10m、10c、10y和10bk具有彼此相同的结构和功能，且分别含有包括色粉和载体混合物的二元型显影剂。更具体地说，该显影单元10m、10c、10y和10bk分别使用品红色色粉、青色色粉、黄色色粉和黑色色粉。

每一个显影单元10m、10c、10y和10bk包括面向相应光敏元件5m、5c、5y和5bk的显影辊(未示出)，用于在搅拌显影剂的同时输送显影剂的螺旋输送器(未示出)，和色粉含量传感器(未示出)。

显影辊由可旋转套筒和设置在可旋转套筒中的固定磁性辊构成。

包括图像传送带3的传送机构位于光敏单元2m、2c、2y和2bk的下方，其基本位于打印机1的中心。图像传送带3越过多个包括吸纸辊58的辊。图像传送带3与光敏元件5m、5c、5y和5bk保持接触，且沿与光敏元件5m、5c、5y和5bk的旋转方向相同的方向行进，该光敏元件5m、5c、5y和5bk沿图2中箭头A所示的方向旋转。

四个图像转移刷57m、57c、57y和57bk布置在图像传送带3的回路内部从而面向相应的容纳在光敏单元2m、2c、2y和2bk内的光敏元件5m、5c、5y和5bk。

色粉补充单元根据色粉含量传感器的输出为每个显影单元10m、10c、10y和10bk补充新的色粉。

色粉的主要成分包含粘合剂树脂，着色剂和电荷调节剂，且如果需要的话，也可包括添加剂。粘合剂树脂可通过例如聚苯乙烯，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物或聚酯树脂实现。着色剂可通过任一种常规的着色剂来实现。对于100重量份的粘合剂树脂来说，着色剂的含量应优选为0.1至15重量份。

至于电荷调节剂，根据色粉颗粒的极性可选用苯胺黑，含铬的络合物，季铵盐或类似物。对于100重量份的粘合剂树脂来说，该电荷调节剂的含量为0.1至10重量份。

可有利地将流动性传递剂加到色粉颗粒中。该流动性传递剂可以是氧化硅、二氧化钛、氧化铝或类似的金属氧化物微粒，表面用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等处理过的微粒，以及聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯或类似聚合物的微粒中的任何一种。该流动性传递剂的微粒尺寸应优选为大约0.01μm至大约3μm。对于100重量份的粘合剂树脂来说，该流动性传递剂的含量应优选为0.1至0.7重量份。

根据本发明的二元型显影剂用的色粉可通过任一种常规方法或通过常规方法的结合而制造。例如，在捏和及粉碎方法中，将粘合剂树脂、碳黑或类似的着色剂和必要的添加剂通过挤压机、双辊制粉机或三辊制粉机进行干拌混合，加热，熔化和捏和，接下来通过喷磨机或类似的粉磨机进行冷却、固化、粉碎，然后通过气力分级器进行分级。

作为选择，可通过将单体、着色剂和添加剂悬浮聚合或非水分散聚合来直接制造色粉。载体颗粒通常仅由芯部材料本身或由具有涂层的芯部材料组成。诸如铁氧体和磁石之类的磁性材料可用作树脂涂敷的载体颗粒的芯部材料。芯部材料的颗粒尺寸可优选为大约20μm至大约60μm。用于形成载体涂层的材料可以是偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟烃基乙烯醚(perfluoroalkyl vinylether)、氟原子取代的乙烯醚、和氟原子取代的乙烯甲酮中的任一种。载体涂层可通过在芯部材料的颗粒表面上喷涂树脂或通过常规方法中使用的在树脂中浸渍芯部材料颗粒而形成。

记录单元6位于光敏单元2m、2c、2y和2bk之上。该记录单元6具有四个激光二极管(LD)，多边扫描仪，和透镜及镜子。四个激光二极管(LD)用作光源且利用成影象的相应激光束照射相应的光敏元件5m、5c、5y和5bk从而在其上形成静电潜像。该多边扫描仪包括具有六个表面的多角镜和多边电机。在相应激光束的光路上设置有诸如f-θ透镜，伸长的WTL，和其他透镜之类的透镜和镜子。从激光二极管发射出的激光束被多边扫描仪偏转从而照射光敏元件5m、5c、5y和5bk。

供纸机构设置在打印机1的下部，且包括供纸盒11和12、分别分配给供纸盒11和12的分纸单元55和供纸单元56、和一对配准辊59。供纸盒11和12装有一叠包括记录纸P的特定尺寸的纸。当执行成像操作时，记录纸P从供纸盒11和12之一输出并向配准辊对59输送。

供纸机构还包括双面打印单元7、翻转单元8、手动供纸盘13、反向输出路径20、排纸辊对25和排纸盘26。

双面打印单元7位于图像传送带3之下。另外，翻转单元8设置在图2中的打印机1的左侧，其在翻转记录纸P之后排出其上已经成像的记录纸P或将记录纸P供至双面打印单元7。

双面打印单元7包括一对导向板45a和45b，和四对供纸辊46。当执行双面成像操作时，双面打印单元7接收单面已经成像的记录纸P，该记录纸P在被翻转单元8的反向输送通道54转回之后，被送入双面打印单元7。然后双面打印单元7将记录纸P输送到供纸机构。

翻转单元8包括反向输送通道54的多对送纸辊54a和多对送纸导板54b。如上所述，翻转单元8在翻转记录纸P之后将其上已经成像的记录纸P输送到双面打印单元7，或不翻转记录纸P将记录纸P输出。

手动供纸盘13安装在图2中的打印机1的右侧。该手动供纸盘13沿箭头B所示的方向是可以打开的。通过打开手动供纸盘13，打印机1的操作者可手动送纸。

用作定影机构的定影单元9位于图像传送带3和翻转单元8之间，用于将形成于记录纸P上的图像定影。反向输出路径20从定影单元9的下游侧沿记录纸P的输送方向分支出来，从而将输送到反向输出路径20的记录纸P通过排纸辊对25输出到排纸盘26。

下面描述打印机1的彩色成像操作。

当打印机1接收彩色图像数据时，每一个光敏元件5m、5c、5y和5bk沿图2中的顺时针方向旋转且由相应的充电辊14m、14c、14y和14bk均匀地为其充电。记录单元6采用与各彩色图像数据对应的激光束照射光敏单元2m、2c、2y和2bk的光敏元件5m、5c、5y和5bk，导致在光敏元件5m、5c、5y和5bk的相应表面上形成与相应彩色图像数据对应的静电潜像。形成于相应光敏元件5m、5c、5y和5bk上的静电潜像利用相应显影单元10m、10c、10y和10bk中的包括相应彩色色粉的显影剂进行显影，从而在相应的光敏元件5m、5c、5y和5bk上形成品红、青、黄、黑色色粉图像。

记录纸P从具有相应分纸单元55和供纸单元56的供纸盒11和12之一供给。用配准辊对59将记录纸P同步供至光敏单元2m、2c、2y和2bk从而将形成于光敏元件5m、5c、5y和5bk上的彩色色粉图像转印到记录纸P的适当位置上。

利用吸纸辊58将记录纸P充正电荷，由此图像传送带3的表面静电吸引记录纸P。当图像传送带3吸引记录纸P的同时供给记录纸P，随后将品红、青、黄色和黑色色粉图像顺序转印到记录纸P上，最终形成品红、青、黄色、黑色色粉图像重叠在一起的彩色图像。

记录纸P上的彩色色粉图像通过定影单元9对其施加热量和压力而定影。根据成像指令，将如此处理过的、其上具有已定影的彩色图像的记录纸P送入预定的通道。具体地，将记录纸P有图像的一面向下输出到排纸盘26，或在通过翻转单元8之后将该记录纸P直接从定影单元9排出。作为另一选择，当指定双面成像操作时，将记录纸P送入反向输送通道54并将记录纸P转回送入双面打印单元7。然后通过光敏单元2m、2c、2y和2bk将另一图像形成于记录纸P的另一面，最后将记录纸P的两面都具有彩色图像的双面打印件排出。当指定生成两份或更多份的要求时，重复上述的成像操作。

接下来，将描述打印黑白打印件的成像操作。

当打印机1收到打印与黑白图像数据相应的黑白打印件的命令时，面对吸纸辊58且支撑图像传送带3的驱动辊(未示出)向下移动，由此将图像传送带3与光敏单元2m、2c和2y分离。光敏单元2bk的光敏元件5bk沿图2中的顺时针方向旋转以使相应的充电辊14bk为其均匀地充电。然后与黑白图像数据对应的成影像的激光束照射光敏元件5bk，导致在光敏元件5bk上形成静电潜像。形成于光敏元件5bk表面上的静电潜像通过黑色显影单元10bk显影，导致在光敏元件5bk上形成黑色色粉图像。在这种情况下，不启动光敏单元2m、2c和2y以及显影单元10m、10c和10y。因此，能够避免光敏元件5m、5c和5y的不期望的磨损和除黑色色粉外其它色粉的消耗。

记录纸P从具有相应分纸单元55和送纸单元56之一的供纸盒11和12之一供给。用配准辊对59将记录纸P同步供至光敏单元2bk从而将形成于光敏元件5bk上的黑色色粉图像转印到记录纸P的适当位置上。

利用吸纸辊58将记录纸P充正电荷，且由此图像传送带3的表面静电吸引记录纸P。由于当图像传送带3吸引记录纸P的同时供给记录纸P，所以即使光敏元件5m、5c和5y与图像传送带3分离，也能将该记录纸P供至光敏元件5bk，从而导致在记录纸P上形成黑色图像。

当黑色色粉图像通过定影单元9定影之后，排出其表面上具有黑色色粉图像的记录纸P。当指定打印两份或多份的要求时，重复上述成像操作。

为了稳定地供给静电吸附的记录纸P，至少图像传送带3的最外层由具有高电阻的材料制成。图像传送带3可由无缝带实现，该无缝带通过模压聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其他类似树脂制造。如果需要，可将碳黑或类似的导电材料添加到这类树脂中以控制电阻。此外，图像传送带3可具有由上述树脂形成的基层和通过例如喷涂或浸涂形成于该基层之上的表层组成的层状结构。

参照图3，其示出了光敏单元2m、2c、2y和2bk之一的结构。每一个光敏单元2m、2c、2y和2bk周围都具有各自的部件。由于除其中包含的色粉具有不同的颜色外，光敏单元2m、2c、2y和2bk彼此具有类似的结构和功能，所以下面关于图3至7的论述中所使用的表示彩色打印机1部件的参考标号没有诸如m、c、y和bk的关于颜色的后缀。换言之，例如图3中的光敏单元2可以是光敏单元2m、2c、2y和2bk中的任一个。

如图3中所示，光敏单元2包括光敏元件5、充电辊14、刷辊15、清理铲47、色粉螺旋输送器48和电荷清洁辊49。

刷辊15把清理铲47从光敏元件5上刮掉的色粉移向色粉螺旋输送器48。色粉螺旋输送器48除去粘附在刷辊15上的色粉颗粒。在该说明性实施例中，例如，光敏元件5的直径为30mm，且以125mm/sec的速度沿图3中箭头C所示的方向旋转。在图3中该刷辊15与光敏元件5同步沿顺时针方向旋转。

电荷清洁辊49清洁充电辊14的表面。

光敏单元2包括用于定位的主要基准部分51、前副基准部分52和后副基准部分53。副基准部分52和53与单一支架50一体形成。采用这种结构，当将光敏单元2安装到打印机1上时，光敏单元2可相对于打印机1准确地定位。

光敏元件5和充电辊14安装在光敏单元2上，并因此在光敏单元2内彼此相对定位。当更换整个光敏单元2时，光敏元件5和充电辊14可从打印机1上相互成一整体地拆卸。这甚至令打印机1的用户不用进行任何间隙调整就可以容易地更换光敏单元2。虽然所示的光敏元件5、充电辊14和清理铲47是作为一个单元来构造的，但是可将清理铲47安装在独有的单元上。而且，显影单元10可与光敏元件5、充电辊14及光敏单元2中的其他成像部件构造成一个单元。

如上所述，充电辊14和光敏元件5可一体地构造成可拆除地安装于打印机1上的单一处理盒。根据上述结构，充电辊14和光敏元件5的使用寿命被延长，不需要频繁更换，且能够容易地将它们整体更换。

光敏元件5由导电芯部，形成于导电芯部上的下层，和顺序形成于下层之上的电荷生成层和电荷迁移层组成。电荷生成层和电荷迁移层分别主要由电荷生成物质和电荷迁移物质分别形成。

导电芯部可由例如由铝、不锈钢或类似金属形成的管或由镍形成的环带实现，只要导电芯部具有10⁴Ωcm或以下的体积电阻即可。

虽然内涂层通常包含作为其主要成分的树脂，但当考虑使用溶剂在内涂层上形成光敏层时，该树脂优选具有抗普通有机溶剂的高的溶液抵抗力(solution resistance)。这种树脂包括诸如聚乙烯醇树脂之类的水溶性树脂，诸如共聚尼龙之类的醇溶性树脂，和诸如聚氨酯树脂、醇酸蜜胺树脂或环氧树脂之类的形成三维网络的固化型树脂(curing type resin)。可将诸如氧化钛、氧化硅和氧化铝之类的金属氧化物的细粉加入内涂层，用于消除云纹和减少剩余电位(residual potential)。内涂层可通过使用适当的溶剂和用适当的涂敷方法形成。内涂层的厚度优选为大约0μm至大约5μm。

电荷生成层包含作为主要成份的电荷生成材料。电荷生成材料的典型材料是单偶氮(monoazo)颜料，双偶氮(disazo)颜料，三偶氮(trisazo)颜料，和酞菁基颜料。电荷生成层可通过将电荷生成材料与诸如聚碳酸酯之类的粘合剂树脂一起分散到诸如四氢呋喃或环己酮之类的溶剂中由此配制分散溶液，以及通过浸渍或喷涂来涂敷该溶液而形成。电荷生成层的厚度通常大约为0.01μm至大约5μm。

电荷迁移层可通过将电荷迁移材料和粘合剂树脂溶解或分散到适当的溶剂例如四氢呋喃、甲苯或双环乙烷中，接下来涂敷，然后干燥获得的混合物。在这些电荷迁移材料之中，低分子量的电荷迁移材料包括电子迁移材料和空穴迁移材料。电子迁移材料可通过电子接收材料，例如四氯苯醌，四溴代对苯醌，四氰乙烯，四氰基对苯醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane)，2，4，7-三硝基-9-芴酮，2，4，5，7-四硝基-9-芴酮，或1，3，7-三硝基硫芴-5，5-二氧化物来实现。空穴迁移材料可通过电子施与材料，例如噁唑衍生物，噁二唑衍生物，咪唑衍生物，三苯胺衍生物，苯腙类，α-苯芪衍生物，噻唑衍生物，三唑衍生物，吩嗪衍生物，吖啶衍生物或噻吩衍生物来实现。

用于电荷迁移层的粘合剂树脂与电荷迁移材料都可以是热塑性或热固性树脂中的任一种，例如，聚苯乙烯树脂，苯乙烯-丙烯腈共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，聚酯树脂，聚烯丙基(polyallylate)树脂，聚碳酸酯树脂，丙烯酰基(acryl)树脂或环氧树脂，三聚氰胺树脂和酚醛树脂。根据所需要的光电导体的特性，电荷迁移层的厚度可有利地选择在大约5μm至大约30μm的范围内。

可在光敏元件5的表面上形成保护层作为表层，用于保护光敏层和增加光敏层的耐用性。包括带有填充物的粘合剂树脂的保护层可保护光敏层并机械地提高耐用性。

添加到保护层的填充物的量优选为从每100重量份粘合剂树脂的大约10重量份至大约70重量份，更优选为从每100重量份粘合剂树脂的大约20重量份至大约50重量份。如果填充物的量少于10重量份，则保护层的磨损增加而保护层的耐用性降低。如果填充物的量大于70重量份，则光敏元件5的灵敏度显著降低而光敏元件5的剩余电位增加。

用作添加到保护层的填充物的具体的例子包括诸如氧化钛、氧化硅、和氧化铝之类的金属氧化物的细粉。

优选的是，添加到保护层的填充物的平均颗粒直径为大约0.1μm至大约0.8μm。如果填充物的平均颗粒直径太大，则就会通过保护层散射暴露光。散射的暴露光降低了分辩率，导致图像质量降低。如果填充物的平均颗粒直径太小，则耐磨性降低。

通过将填充物和粘合剂树脂在适当的溶剂中分散，再通过喷涂法将前述得到的分散液体施加到光敏层上，从而形成保护层。就象用于保护层中的粘合剂树脂和溶剂一样，也可使用与电荷迁移层中所使用的材料相类似的材料。用作保护层的粘合剂树脂的树脂的具体例子包括热塑性或热固性树脂，例如，聚苯乙烯树脂、苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酯树脂、聚烯丙基树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酰基树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂和酚醛树脂。适当的溶剂的具体例子是四氢呋喃，甲苯或双环乙烷。保护层的厚度优选为从大约3μm至大约10μm，以便提高保护层的耐用性和保持光敏层的静电特性。可将电荷迁移材料和抗氧化剂添加到保护层中。

有机光敏元件的保护层不限于由包含填充物的分散剂所形成的保护层。通过将特定的交联化合物与有机硅化合物相结合所形成的交联树脂保护层也可以提高光敏元件5的机械强度。

如上所述，有机光敏元件包括提高其机械强度的保护层。采用这种结构，当一对间隙形成件与光敏元件的光敏层接触时，光敏元件的光敏层几乎不会损坏。有机光敏元件的保护层可包括金属氧化物的微粒从而增加光敏层的机械强度。

同样，如上所述，具有交联树脂的有机光敏元件的保护层也可提高光敏层的机械强度。

根据本发明的光敏元件不限于有机光敏元件。即，可以应用诸如非晶硅光敏元件之类的无机光敏元件。由于这种无机光敏元件具有较好的机械强度，所以即使光敏元件与这对间隙形成件保持接触，光敏元件也不会损坏。因此，由非晶硅制成的无机光敏元件可提高其机械强度。另外，虽然一些传统的无机光敏元件包括诸如砷和硒之类的有害物质，但非晶硅光敏元件不包括有害物质，是无污染的。

下面将参照图4描述用于本发明的充电辊14的结构。

如图4所示，充电辊14具有第一半径的圆形横截面，并由本身是传导支撑件的金属芯101、用作充电部件的树脂层102、和一对间隙形成件103构成。

金属芯101由不锈钢或其他类似的金属制成，且包括充电辊14的旋转轴。如果金属芯101的直径过小，则当进行机械加工或压在光敏元件5上时，金属芯101的变形不可忽略，这使得难于以必须的精度提供间隙。另一方面，如果金属芯101的直径过大，则充电辊14变得庞大笨重。根据上述情况，金属芯101的直径优选为在大约6mm和大约10mm之间。

充电辊14的树脂层102优选由体积电阻在约10⁴Ωcm至约10⁹Ωcm之间的的材料制成。如果树脂层102的体积电阻过低，则当光敏元件5中存在例如针孔或其他类似缺陷时易于发生电荷偏压泄漏。如果树脂层102的体积电阻过高，则电荷偏压基本不会被释放且可能不会形成电荷电位。如果将导电材料添加到树脂层102的基础树脂中的话，则可以获得期望的体积电阻。

用于基础树脂的材料的具体例子包括聚乙烯，聚丙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物和聚碳酸酯。上述用于基础树脂的树脂都是易于模压的。

用作导电材料的适当材料可有利地由诸如包含季铵碱(quaternaryammonium base)的高聚物之类的离子导电物质制成。具有季铵碱的聚烯烃的适当例子是每种都具有季铵碱的聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚异戊二烯，乙烯一乙基丙烯酸酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，乙烯-丙烯共聚物和乙烯-己烯共聚物。

虽然在本示范性实施例中树脂层102的导电材料由具有季铵碱的聚烯烃制成，但也可使用除具有季铵碱的聚烯烃之外的高聚物，只要这些高聚物没有脱离本发明的目的。

如果使用双轴捏和机、捏和机或其他类似的捏和装置，就能够将上述离子导电材料均匀地分布在基础树脂中。通过注射模塑法或挤压模塑法能够将采用离子导电材料的基础树脂容易地模制成辊型。对于100重量份的基础树脂来说，离子导电材料的含量可优选为30至80重量份。

充电辊14的树脂层102厚度可优选为大约0.5mm至大约3mm。如果树脂层102过薄，则树脂层102难以模制且不具有足够的强度。如果树脂层102过厚，则充电辊14体积庞大且树脂层102的实际电阻增加，由此例如降低了充电效率。

在树脂层102形成之后，通过诸如压配、用粘合剂粘合和这两种方法结合之类的方法将各自包括圆形横截面且先前被模制的这对间隙形成件103设置在树脂层102的两个相应端部，然后将树脂层102固定到金属芯101上。在将这对间隙形成件103连接到充电辊14上之后，对树脂层102的外表面进行研磨或切割，从而在树脂层102的表面和光敏元件5的表面之间形成均匀的间隙。采用上述结构，在充电辊14的整个旋转阶段，这对间隙形成件103中每一个的半径与用作充电部件的树脂层102的半径之比基本恒定，最终使形成于充电辊14和光敏元件5之间的间隙的波动减小。

反之，如果对树脂层102的外表面和这对间隙形成件103独立进行调节，形成于树脂层102和这对间隙形成件103之间的间隙则不会均匀地形成，从而导致间隙差异。为了保持小于100μm的间隙，这种间隙差异不可忽略。

参照图5和图6，其示出了形成于充电辊14的树脂层102和这对间隙形成件103之一之间的间隙差异。

如图5所示，在充电辊14的树脂层102和这对间隙形成件103之一之间形成了均匀的间隙。即，在充电辊14的整个旋转阶段，这对间隙形成件103中每一个的半径与充电辊14的树脂层102的半径之比相对于金属芯101基本恒定，促使由充电辊14的旋转引起的间隙波动较小。

反之，图6中所示的形成于充电辊14的树脂层102和这对间隙形成件103之一之间的间隙不均匀地形成。即，树脂层102和这对间隙形成件103之一具有不同的旋转相位，当充电辊14旋转时，这可能会引起较大的间隙波动。

因此，如果在充电辊14和这对间隙形成件103之间形成均匀的间隙，该充电单元可减小由于充电辊的旋转引起的间隙波动，并可易于清洁充电辊的整个表面。

充电辊14的树脂层102和这对间隙形成件103可通过诸如压配法和用粘合剂粘合的方法之类的方法一体地形成。除上述方法外，也可使用共注射模塑法。采用这种方法，将两种不同树脂的充电辊14的和这对间隙形成件103模塑到金属芯101上。

这对间隙形成件103由绝缘树脂材料构成。用于这对间隙形成件103的合适的材料包括上述在用作充电部件的树脂层102的基础树脂中所使用的聚烯烃树脂，例如聚乙烯，聚丙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物和聚碳酸酯。

由于这对间隙形成件103与光敏元件5的表面接触，优选使用比用于充电部件的树脂层102的材料软的材料。

具体地说，由于具有较好的滑动性和几乎不损坏光敏元件5的表面，优选使用聚缩醛树脂，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，聚偏二氟乙烯，四氟乙烯-全氟烃基己烯基醚(perfluoroalkylvinyl ether)共聚物，和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

另外，优选采用色粉颗粒几乎不粘附的并具有数十微米厚的材料涂敷树脂层102和这对间隙形成件103的表面。

如上所述，充电辊14由包括离子导电材料的树脂材料制成，而这对间隙形成件103由绝缘树脂材料制成，且硬度小于充电辊14。采用上述结构，可整体地构成且易于高精度地加工充电单元，且可防止由绝缘材料制成的这对间隙形成件103不必要的放电。因此，这对间隙形成件103可仅使其表面沾上色粉，且其较低的硬度可防止光敏元件5在其与这对间隙形成件103相接触的位置被损坏。

如上所述，这对间隙形成件103在光敏元件5的成像区外侧与光敏元件5保持接触，从而可在充电辊14的树脂层102和光敏元件5之间形成间隙。安装在金属芯101端部的齿轮(未示出)与形成在凸缘上的另一齿轮(未示出)保持啮合。采用这种结构，当光敏元件5的磁鼓驱动马达(未示出)使光敏元件5旋转时，充电辊14会以与光敏元件5基本相同的线速度旋转。

由于树脂层102和光敏元件5彼此不接触，所以即使充电辊14和光敏元件5分别是由硬树脂和有机光敏元件5形成，光敏元件5也受到保护不受刮擦。由于过大的间隙会引起异常放电且可因此妨碍均匀充电，所以最大间隙应为100μm或更小。因此以高精度提供光敏元件5和充电辊14是必要的，例如20μm或以下的平直度。

因此，光敏元件5和充电辊14之间间隙的适当范围可以是从大约5μm至大约100μm，从而保持充电单元的清洁并防止发生由于大间隙造成的异常放电。

参照图7，其描述了与光敏元件5接触的充电单元的充电辊14。在图7中，这对间隙形成件103与光敏元件5的光敏层104的非成像区保持接触。即，这对间隙形成件103与光敏元件5的涂敷区直接接触。

如前面在图1中所示，一对间隙形成件203通常与图像承载部件215的管205保持接触。即，该对间隙形成件203不与光敏层204接触。这是为了防止了电荷偏压的泄漏，并且形成于图像承载部件215的管205上的光敏层204需要比充电部件214的树脂层202涂布更大面积。因此，图像承载部件215的管205的轴向长度增加，导致成像装置体积庞大。

在图7中，这对间隙形成件103由与图1中的一对间隙形成件203相比对光敏层104损坏较小的材料制成。将保护层104涂布到光敏元件5的表面以增加其机械强度。因此，允许该对间隙形成件103与光敏层104相接触。

因此，如图7中所示，可将用作电荷迁移材料的树脂层102设置在该对间隙形成件103中的每个的附近。采用上述结构，光敏元件5不需要沿其轴向延长，因此防止了打印机1的体积庞大。

在说明性实施例中，优选的是该对间隙形成件103由高电阻材料制成。由于该对间隙形成件103可与光敏元件5的光敏层保持接触，可将低电阻或中电阻材料应用于该对间隙形成件103。但是，高电阻材料会更适于防止不必要的放电和防止带静电的色粉粘附在该对间隙形成件103的各表面上。

即使在光敏元件5和充电辊14的平直度不大于20μm时，它们之间的间隙也会在一定范围内变化。为了即使在这种条件下也给光敏元件5均匀充电，优选树脂层102施加与AC偏压叠加的DC偏压，该AC偏压的峰间电压不小于在树脂层102和光敏元件5表面之间开始发生放电时的电压的两倍。AC偏压的频率优选设置为光敏元件5的线速率的7至12倍。当AC偏压的频率太低时，引起条带形式的不均匀充电，导致形成不期望的条纹图像。反之，当AC偏压的频率太高时，充电过度，由此增加了光敏元件5的磨损量。另外，所使用的色粉和色粉中的外来添加剂往往会在光敏元件5的表面上形成膜。

如上所述，可将峰间电压不小于在充电辊14和光敏元件5之间开始发生放电时的电压的两倍的AC偏压施加于充电辊，且AC偏压的频率(Hz)可在光敏元件的线速率(mm/s)的7倍至12倍的范围内。通过这样做，即使光敏元件5和充电辊14间的间隙随着充电辊14的旋转不均匀地形成，也可稳定地形成恒定的电荷电位。

作为用于充电辊14的清洁部件，可在充电辊14的上部设置电荷清洁刷。电荷清洁刷可包括直径为6mm的金属芯，该芯的表面上以静电方式植入长度为1mm的绝缘纤维。电荷清洁刷借助于其自重与充电辊14可旋转地保持接触，以沿着与充电辊14的旋转方向相反的方向旋转，这样该电荷清洁刷可以清洁充电辊14的表面。由于电荷清洁刷在没有诸如弹簧之类的压力元件的作用下借助于其自重与充电辊14接触，所以即使金属芯101的直径很小，金属芯101的变形也是不可忽略的。

如果电荷清洁刷的长度比包括一对间隙形成件103的充电辊14的长度长，那么该电荷清洁刷既可清洁充电辊14的充电区表面，又可清洁该对间隙形成件103的各表面。尽管充电辊14的这些表面具有不同的外径，但外径差是几十微米，最大为100μm。由于充电辊14的诸外径之间的距离小于电荷清洁刷的长度，因此始终可以清洁充电辊14的充电区。

根据上述教导可以进行大量补充的修改和变化。因此要理解的是，在附随的权利要求的范围内，可与这里具体描述的内容不同地实施本发明说明书公开的内容。

本专利申请以2003年11月20日在日本专利局提交的日本专利申请No.JPAP2003-390063为基础，其全部内容在此引入作为参考。

Claims (39)

1.一种成像装置，其包括：

配置成具有光敏表面的图像承载部件，该光敏表面包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区；

具有第一半径的圆形横截面并配置成具有金属芯的充电辊，该金属芯具有所述充电辊的旋转轴，该充电辊与图像承载部件相互平行且靠近并具有用于为所述图像承载部件的光敏表面充电的充电表面；和

一对间隙形成件，其被配置成环绕所述充电辊充电表面的相应轴向端部且与所述图像承载部件的相应轴向端部相接触、从而至少在所述图像承载部件的光敏表面的成像区和所述充电辊的充电表面之间形成间隙，该对间隙形成件中的每一个都具有第二半径的圆形横截面，使得在所述充电辊的整个旋转阶段中所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定。

2.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述充电辊包括含有离子导电材料的树脂材料，所述一对间隙形成件包括绝缘树脂材料且具有低于所述充电辊硬度的硬度。

3.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述一对间隙形成件与所述图像承载部件的非成像区内的光敏表面保持接触。

4.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述图像承载部件是表面具有保护层的有机光敏元件。

5.如权利要求4所述的成像装置，其中，所述有机光敏元件的保护层包括金属氧化物的微粒。

6.如权利要求4所述的成像装置，其中，所述有机光敏元件的保护层包括交联树脂。

7.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述图像承载部件是由非晶硅制成的无机光敏元件。

8.如权利要求3所述的成像装置，其中，在所述图像承载部件和所述充电辊之间形成的一对间隙在大约5μm至大约10μm的范围内。

9.如权利要求8所述的成像装置，其中，所述充电辊接收叠加在直流电压上的交流电压，该交流电压的峰间电压是在所述充电辊和所述图像承载部件之间的放电开始电压的两倍或更多。

10.如权利要求9所述的成像装置，其中，所述交流电压的频率[Hz]设置为所述图像承载部件的线速率[mm/s]的7倍至12倍。

11.如权利要求1所述的成像装置，其中，至少将所述图像承载部件和所述充电辊一体地安装于可从所述成像装置上拆卸的单一盒内。

12.一种成像装置，其包括：

具有光敏表面并用于承载成像区的承载装置，该光敏表面包括成像区和非成像区；

具有第一半径的圆形横截面并具有金属芯的充电装置，该金属芯具有所述充电装置的旋转轴，该充电装置与所述承载装置相互平行且靠近并具有充电表面，所述充电装置用于通过所述充电表面为所述承载装置的光敏表面充电；和

环绕所述充电装置的充电表面的相应轴向端部且与所述承载装置的相应轴向端部相接触的形成装置，用于至少在所述承载装置的光敏表面的成像区和所述充电装置的充电表面之间形成间隙，所述形成装置具有第二半径的圆形横截面，使得在所述充电装置的整个旋转阶段中所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定。

13.如权利要求12所述的成像装置，其中，所述充电装置包括含有离子导电材料的树脂材料，且所述形成装置包括绝缘树脂材料且具有低于所述充电装置的硬度的硬度。

14.如权利要求12所述的成像装置，其中，所述形成装置与所述承载装置的非成像区内的光敏表面保持接触。

15.如权利要求12所述的成像装置，其中，所述承载装置是表面具有保护层的有机光敏元件。

16.如权利要求15所述的成像装置，其中，所述有机光敏元件的保护层包括金属氧化物的微粒。

17.如权利要求15所述的成像装置，其中，所述有机光敏元件的保护层包括交联树脂。

18.如权利要求12所述的成像装置，其中，所述承载装置是由非晶硅制成的无机光敏元件。

19.如权利要求14所述的成像装置，其中，在所述承载装置和所述充电装置之间形成的间隙在大约5μm至大约10μm的范围内。

20.如权利要求19所述的成像装置，其中，所述充电装置接收叠加在直流电压上的交流电压，该交流电压的峰间电压是在所述充电装置和所述承载装置之间的放电开始电压的两倍或更多。

21.如权利要求20所述的成像装置，其中，所述交流电压的频率[Hz]设置为所述承载装置的线速率[mm/s]的7倍至12倍。

22.如权利要求12所述的成像装置，其中，至少将所述承载装置和所述充电装置一体地安装在可从所述成像装置上拆卸的单一盒内。

23.一种成像方法，其包括下述步骤：

在成像装置内提供具有光敏表面的图像承载部件，该光敏表面包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区；

准备充电辊，该充电辊具有第一半径的圆形横截面并包括金属芯和充电表面，该金属芯具有所述充电辊的旋转轴；

准备一对间隙形成件，所述一对间隙形成件的每一个都具有第二半径的圆形横截面；

将所述一对间隙形成件一体地安装到所述充电辊上且环绕充电辊的充电表面的相应轴向端部，使得在所述充电辊的整个旋转阶段中，所述第二半径与所述第一半径的比率是基本恒定的；

布置通过所述一对间隙形成件一体安装的所述充电辊，从而将该充电辊与图像承载部件平行且靠近地设置，且将所述一对间隙形成件与所述图像承载部件的相应轴向端部保持接触，以至少在所述图像承载部件的光敏表面的成像区和所述充电辊的充电表面之间形成间隙；

在所述图像承载部件表面的整个成像区均匀地充电；和

在所述图像承载部件表面的成像区内形成静电潜像。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述充电步骤包括接收叠加在直流电压上的交流电压的步骤，该交流电压的峰间电压是在所述充电辊和所述图像承载部件之间的放电开始电压的两倍或更多。

25.如权利要求24所述的方法，其中，所述交流电压的频率[Hz]设置为所述图像承载部件的线速率[mm/s]的7倍至12倍。

26.一种充电单元，其包括：

具有第一半径的圆形横截面并配置成具有金属芯的充电辊，该金属芯具有所述充电辊的旋转轴，所述充电辊与图像承载部件相互平行且靠近并具有用于为所述图像承载部件的光敏表面充电的充电表面；和

一对间隙形成件，其配置成环绕所述充电辊充电表面的相应轴向端部且与该图像承载部件的相应轴向端部相接触、以便至少在所述图像承载部件光敏表面的成像区和所述充电辊的充电表面之间形成间隙，所述一对间隙形成件中的每一个都具有第二半径的圆形横截面，使得在所述充电辊的整个旋转阶段中所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定。

27.如权利要求26所述的充电单元，其中，所述充电辊包括含有离子导电材料的树脂材料，且所述一对间隙形成件包括绝缘树脂材料且具有低于所述充电辊的硬度的硬度。

28.如权利要求26所述的充电单元，其中，所述一对间隙形成件与所述图像承载部件非成像区内的光敏表面保持接触。

29.一种充电单元，其包括：

具有第一半径的圆形横截面并具有金属芯的充电装置，该金属芯具有所述充电装置的旋转轴，所述充电装置与图像承载部件相互平行且靠近并具有充电表面，用于通过所述充电表面为所述图像承载部件的光敏表面充电；和

形成装置，其环绕所述充电装置充电表面的相应轴向端部且与所述图像承载部件的相应轴向端部相接触，用于至少在所述图像承载部件的光敏表面的成像区和所述充电装置的充电表面之间形成间隙，所述形成装置具有第二半径的圆形横截面，使得在所述充电装置的整个旋转阶段中所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定。

30.如权利要求29所述的充电单元，其中，所述充电装置包括含有离子导电材料的树脂材料，且所述形成装置包括绝缘树脂材料且其具有低于所述充电装置的硬度的硬度。

31.如权利要求29所述的充电单元，其中，所述形成装置与所述图像承载部件非成像区内的光敏表面保持接触。

32.一种充电方法，其包括下述步骤：

准备充电辊，该充电辊具有第一半径的圆形横截面并包括金属芯和充电表面，该金属芯具有所述充电辊的旋转轴；

准备一对间隙形成件，所述一对间隙形成件的每一个都具有第二半径的圆形横截面；

将所述一对间隙形成件一体安装到所述充电辊上且环绕所述充电辊的充电表面的相应轴向端部，使得在所述充电辊的整个旋转阶段中，所述第二半径与所述第一半径的比率是基本恒定的；和

将图像承载部件光敏表面的成像区均匀地充电。

33.一种处理盒，其包括：

外壳；

配置成具有光敏表面的图像承载部件，该光敏表面包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区；和

充电单元，其包括：

充电辊，其具有第一半径的圆形横截面并配置成具有金属芯，该金属芯具有所述充电辊的旋转轴，所述充电辊与图像承载部件相互平行且靠近并具有用于为所述图像承载部件的光敏表面充电的充电表面；和

一对间隙形成件，其配置成环绕所述充电辊充电表面的相应轴向端部并与所述图像承载部件的相应轴向端部相接触、以便至少在所述图像承载部件光敏表面的成像区和所述充电辊的充电表面之间形成间隙，所述一对间隙形成件中的每一个都具有第二半径的圆形横截面，使得在所述充电辊的整个旋转阶段中所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定。

34.如权利要求33所述的处理盒，其中，所述充电辊包括含有离子导电材料的树脂材料，所述一对间隙形成件包括绝缘树脂材料且具有低于所述充电辊的硬度的硬度。

35.如权利要求33所述的处理盒，其中，所述一对间隙形成件与所述图像承载部件非成像区内的光敏表面保持接触。

36.一种处理盒，其包括：

外壳；

具有光敏表面并用于承载成像区的承载装置，该光敏表面包括成像区和非成像区；和

充电单元，其包括：

充电装置，其具有第一半径的圆形横截面并具有金属芯，该金属芯具有所述充电装置的旋转轴，所述充电装置与所述承载装置相互平行且靠近并具有充电表面，用于通过所述充电表面为所述承载装置的光敏表面充电；和

形成装置，其环绕所述充电装置充电表面的相应轴向端部且与所述承载装置的相应轴向端部相接触，用于至少在所述承载装置的光敏表面的成像区和所述充电装置的充电表面之间形成间隙，所述形成装置具有第二半径的圆形横截面，使得在所述充电装置的整个旋转阶段中所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定。

37.如权利要求36所述的处理盒，其中，所述充电装置包括含有离子导电材料的树脂材料，且所述形成装置包括绝缘树脂材料且具有低于所述充电装置的硬度的硬度。

38.如权利要求36所述的处理盒，其中，所述形成装置与所述图像承载部件非成像区内的光敏表面保持接触。

39.一种制造处理盒的方法，其包括下述步骤：

提供外壳；

在外壳内提供具有光敏表面的图像承载部件，该光敏表面包括用于承载静电潜像的成像区和非成像区；

准备充电辊，该充电辊具有第一半径的圆形横截面并包括金属芯和用于为所述图像承载部件的光敏表面充电的充电表面，该金属芯具有所述充电辊的旋转轴；

准备一对间隙形成件，所述一对间隙形成件的每一个都具有第二半径的圆形横截面；

将所述一对间隙形成件一体安装到所述充电辊上且环绕所述充电辊的充电表面的相应轴向端部，使得在所述充电辊的整个旋转阶段中，所述第二半径与所述第一半径的比率基本恒定；

布置通过所述一对间隙形成件一体安装的充电辊，从而将所述充电辊与所述图像承载部件平行且靠近地设置，并使所述一对间隙形成件与所述图像承载部件的相应轴向端部保持接触，以便至少在所述图像承载部件的光敏表面的成像区和所述充电辊的充电表面之间形成间隙；

将所述图像承载部件表面的整个成像区均匀地充电；和

在所述图像承载部件表面的成像区内形成静电潜像。

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