CN1952799A - 成像装置 - Google Patents

Abstract

一种成像装置，包括：充电辊，其通过接触充电对待充电体进行充电；以及辊状海绵件，其被支承成与所述充电辊的表面接触，并与所述充电辊一起转动。辊状海绵件和充电辊具有的物理特性使得充电辊的表面通过与辊状海绵件的接触而被刮除。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及一种诸如复印机和打印机的采用电子照相系统的成像装置，更具体地，涉及一种具有接触充电式充电辊以及充电辊的清洁件的成像装置，该充电辊在与转动的图像承载件接触并转动的同时给该图像承载件的表面充电。

背景技术

传统上，通常采用利用电晕放电现象的装置(诸如反电晕(scorotron)充电装置)作为例如打印机、复印机的采用电子照相系统的成像装置的充电装置，但是在利用电晕放电现象的充电装置的情况下，存在产生臭氧或氧化氮的问题，臭氧或氧化氮对人体或全球环境具有不利影响。另一方面，因为其中导电充电辊与图像承载件直接接触从而对图像承载件进行充电的接触充电式系统能极大地减少所产生的臭氧或氧化氮的量而且供电效率也极佳，因此该系统近年来已经成为主流。

根据这种接触充电式充电装置，因为充电辊总是与图像承载件接触，所以存在充电辊表面由于杂质的粘附而被污染的问题。对在其上重复进行成像操作的图像承载件表面进行清洁步骤以清除例如在转印步骤之后残留的调色剂的杂质，然后，该表面进入充电步骤区域。然而，即使对该表面进行清洁步骤，比调色剂小的微粒(例如调色剂部分或调色剂的外部添加剂)也不能被清除，而是残留在图像承载件上，并粘附到充电辊表面上。粘附到充电辊表面上的杂质在充电辊的表面阻抗中产生不均匀性，产生反常放电或不稳定放电，从而使充电均匀性变差。

作为解决该问题的一种技术，提出了一种清洁方法，其中使板状刷或海绵抵靠充电辊表面，以刮掉充电辊表面上的污物。还提出了一种清洁方法，其中使辊状清洁件抵靠充电辊表面。然而，根据这种清洁方法，其缺点在于杂质逐渐沉积在抵靠充电辊的清洁件表面上，从而使清洁性能由于堵塞而下降。

为了消除沉积在充电辊上的杂质，提出了一种方法，其中使采用聚酯或苯乙烯基的抛光材料的抛光辊抵靠充电辊，以抛光充电辊表面。还提出了一种方法，其中使硬度大于调色剂和充电辊的砂纸抵靠充电辊，从而抛光充电辊表面。

然而，如果抛光辊抵靠充电辊，并且抛光充电辊表面，则会存在充电辊表面被过度刮除以及由于偏离磨损而易于产生轴向不均匀的缺点，并且充电辊也不能长期使用。此外，由于难于通过抛光控制充电辊的表面粗糙度，因此充电均匀性较差，所以存在这样的问题，即该方法不能用于形成彩色图像的高质量成像装置。而且还存在这样更加基本而严重的问题，即，因为在早期就在抛光件中产生堵塞，所以与充电辊表面不进行抛光的传统方法相比极难维护充电辊。

发明内容

鉴于上述问题作出本发明，以防止杂质沉积在充电辊表面上。

本发明的一个方面提供了一种成像装置。该成像装置包括：充电辊，其通过接触充电对待充电体进行充电；以及辊状海绵件，其被支承成与所述充电辊表面接触，并与所述充电辊一起转动，其中所述辊状海绵件和所述充电辊具有的物理特性使得所述充电辊表面通过与所述辊状海绵件的接触而被刮除。

附图说明

将根据附图详细描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1为表示根据本发明第一示例性实施例的成像装置的示意性结构图；

图2为表示在本发明的第一示例性实施例的成像装置中使用的充电辊和海绵件周围的结构的放大图；

图3为表示清洁性能与充电辊充电层的表面显微硬度之间关系的图；

图4为表示清洁性能与充电辊充电层的弹性模量之间关系的图；以及

图5A至图5C为表示充电辊转动预定次数时充电辊的充电层的刮擦状态的显微照片，其中图5A表示初始状态，图5B表示充电辊已经转动500k周的状态，图5C表示充电辊已经转动1M周的状态。

具体实施方式

将基于附图描述本发明的成像装置。

图1表示根据第一示例性实施例的4循环式全色成像装置10。感光鼓12在相对于成像装置10的中央部分稍右上的位置处可转动地布置在成像装置10中。采用直径约为47mm的导电柱体作为感光鼓12。导电柱体的表面涂有由OPC(有机光导体)等制成的感光层。感光鼓12通过电机(未示出)以约150mm/sec的处理速度沿着箭头的方向转动。

感光鼓12的表面由大致布置在感光鼓12正下方的充电辊14充电至预定电位。然后，感光鼓12通过布置在充电辊14下方的曝光设备16的激光束LB进行图像曝光，从而形成与图像信息相对应的静电潜像。

形成在感光鼓12上的静电潜像由转动显影装置18显影，从而变成预定的彩色调色剂图像。在转动显影装置18中，沿周向布置有用于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)各种颜色的显影装置18Y、18M、18C和18K。

此时，根据待形成图像的颜色对感光鼓12的表面进行充电、曝光和显影步骤，并将这些步骤重复预定的次数。在显影步骤中，使转动显影装置18转动，并且使相应颜色的显影装置18Y、18M、18C和18K运动到与感光鼓12相对的显影位置。

例如，相应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的各种颜色对感光鼓12的表面进行四次充电、曝光和显影步骤，并且相应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的各种颜色在感光鼓的表面上依次形成调色剂图像。在形成调色剂图像时，感光鼓12转动的次数根据图像的大小而变化。例如，在大小为A4时，通过将感光鼓12转动3次而形成一幅图像。即，与各颜色(即黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K))对应的调色剂图像通过感光鼓12的每三次转动形成在感光鼓12的表面上。

在这样的状态下通过一次转印辊22转印依次在感光鼓12上形成黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的调色剂图像，在该状态下，这些调色剂图像在一次转印位置处叠加在中间转印带20上，在该一次转印位置处，中间转印带20绕在感光鼓12的外周上。

被多次转印到中间转印带20上的黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的调色剂图像通过二次转印辊26被集中转印到以预定定时输送的记录纸张24上。

记录纸张24由拾取辊30从布置在成像装置10下部的供纸盒28供应出，并在其中记录纸张24由供给辊32和延迟辊34一张张分离的状态下供应，并且记录纸张24通过抵抗辊(resist roll)36与转印到中间转印带20的调色剂图像同步地转印到中间转印带20的二次转印位置。

中间转印带20通过卷入辊(wrap-in roll)38、一次转印辊22、卷出辊(wrap-out roll)40、支承辊42、第一清洁支承辊46和第二清洁支承辊48而以预定张力绷紧，卷入辊38指定中间转印带20在感光鼓12的转动方向上的上游侧处的卷绕位置，一次转印辊22将形成在感光鼓12上的调色剂图像转印到中间转印带20上，卷出辊40指定中间转印带20在所述卷绕位置下游侧处的卷绕位置，支承辊42通过中间转印带20抵靠二次转印辊26，第一清洁支承辊46与中间转印带20的清洁装置44相对。在感光鼓12转动时，通过循环的方式以预定处理速度(约150mm/sec)驱动中间转印带20。

这里，中间转印带20形成为其横截面形状在中间转印带20被张紧时是平的、长而薄的大致梯形，从而减小成像装置10的尺寸。

中间转印带20与感光鼓12、充电辊14、使中间转印带20张紧的多个辊22、38、40、42、46和48、用于中间转印带20的清洁装置44以及稍后描述的用于感光鼓12的清洁装置78一起一体地构成了成像单元52。因此，如果打开成像装置10的上盖54，并且手动地将设置在成像单元52上部的手柄(未示出)抬起，就可将整个成像单元52从成像装置10拆下。

中间转印带20的清洁装置44包括刮刀58以及清洁刷60，该刮刀58被布置成抵靠由第一清洁支承辊46张紧的中间转印带20的表面，而清洁刷60被布置成在压力下与由第二清洁支承辊48张紧的中间转印带20的表面接触。被刮刀58和清洁刷60除去的残余调色剂和纸末被收集在清洁装置44中。

清洁装置44被布置成其能绕振动轴62沿逆时针方向振动。清洁装置44退回到远离中间转印带20的表面的位置，直到完成了最后一种颜色的调色剂图像的二次转印，并且如果完成了最后一种颜色的调色剂图像的二次转印，则清洁装置44就抵靠中间转印带20的表面。

其上转印有来自中间转印带20的调色剂图像的记录纸张24被传送到定影装置64，调色剂图像被定影装置64加热和加压，从而使调色剂图像定影到记录纸张24上。然后，在一面复印(单面复印)的情况下，其上定影有调色剂图像的记录纸张24被排出辊66按其原样排出至设置在成像装置10上部的排纸盘68上。

在双侧复印(双面复印)的情况下，具有其上由定影装置64定影的调色剂图像的第一表面(正面)的记录纸张24不被排出辊66按原样排出到排纸盘68，排出辊66在记录纸张24的后端被排出辊66夹住的状态下反转，记录纸张24的传送通道被切换为双侧复印纸张传送通道70，记录纸张24在其被翻转的状态下由布置在双侧复印纸张传送通道70上的传送辊70再次传送到中间转印带20的二次转印位置，并且将调色剂图像转印到记录纸张24的第二表面(背面)上。记录纸张24的第二表面(背面)上的调色剂图像由定影装置64定影，并且记录介质24被排出到排出盘68。

可选地，可将手动供纸盘74安装在成像装置10的侧表面上，从而使得手动供纸盘74可打开和关闭。放置在手动供纸盘74上的具有任意尺寸和种类的记录纸张24由供纸辊76供给，并通过传送辊73和抵抗辊36传送到中间转印带20的二次转印位置，从而可在任意尺寸和种类的记录纸张24上形成图像。

在调色剂图像的转印步骤完成后，感光鼓12的每一转都由对角地布置在感光鼓12下方的清洁装置78的清洁铲80从感光鼓12的表面除去残留的调色剂和纸末，从而使成像装置准备好用于下一成像步骤。

如图2所示，充电辊14布置在感光鼓12的下部，从而使得充电辊14与感光鼓12接触。充电辊14形成有围绕导电轴14A的充电层14B。轴14A被可转动地支承。在与感光鼓12相对的侧上充电辊14的下部处设有与充电辊14的表面接触的辊状海绵件100。海绵件100形成有围绕轴100A的海绵层100B，并且轴100A被可转动地支承。

充电辊14以预定载荷挤压海绵件100，海绵层100B沿充电辊14的外周表面弹性变形，从而形成压区部分101。感光鼓12通过电机(未示出)沿图2中的顺时针方向(箭头2的方向)转动，而充电辊14通过感光鼓12的转动沿箭头4的方向转动。辊状海绵件100通过充电辊14的转动沿箭头6的方向转动。

如果海绵件100通过充电辊14的转动而转动，则充电辊14的表面上的诸如调色剂或外部添加剂的污染物就会被海绵件100清除。充电辊14和海绵件100具有通过与海绵件100接触而刮除充电辊14的表面的物理特性。这些物理特性可以通过调节充电辊14的材料、表面显微硬度和弹性模量并通过调节海绵件100的材料、泡沫的泡孔数量以及压缩进充电辊14的量来获得。这些物理特性将在稍后加以描述。

接下来，将说明海绵件100。

采用高速切削钢、不锈钢等作为海绵件100的轴100A的材料。根据诸如滑动特性的用途来合适地选择材料和表面处理方法。对于不具电导性的材料，可通过采用诸如电镀的一般处理来进行使材料导电的处理，或者当然可按其原样采用不具电导性的材料。在合适的夹持压力下，海绵件100通过海绵层100B与充电辊14接触。因此，选择具有在挤压时不弯曲的强度的材料或者相对于轴的长度具有足够刚度的轴径。

海绵层100B包括三维结构的多孔泡沫。海绵层100B的材料选自泡沫树脂或橡胶材料，诸如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、石蜡、蜜胺或聚丙烯、NBR、EPDM、天然橡胶和丁苯橡胶、氯丁二烯、硅树脂以及腈。作为海绵层100B的材料，特别优选采用具有较高撕裂强度和较高拉伸强度的聚氨酯，因为能有效地去除诸如外部添加剂的杂质，不会因为相对于海绵层100B的摩擦而在充电辊14的表面上形成划痕，而且海绵层100B在长期使用中不会溃散或破坏。

并不特别限制聚氨酯，只要它可引起多羟基化合物(诸如聚酯型多元醇、聚醚聚酯和丙烯酸多元醇)与异氰酸酯(诸如2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯以及4，4-二苯甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、1，6-已二异氰酸酯)之间的反应即可。优选的是混合诸如1，4-丁二醇和三羟甲基丙烷的增链剂。一般地，采用诸如偶氮化合物的发泡剂(例如水、偶氮二酰胺和偶氮二异丁腈)使聚氨酯发泡。如果必要，可加入诸如发泡助剂、发泡调节剂和催化剂的助剂。

为了长时间维持稳定的清洁性能，粘附到充电辊14上的诸如外部添加剂和调色剂的杂质被吸入海绵件100的泡沫的泡孔中，并且当收集在泡孔中的杂质絮结并达到合适大小时，杂质通过充电辊14从海绵件100返回到感光鼓12上，杂质被收集到对感光鼓12进行清洁的清洁装置78中，从而维持清洁性能。

因此，优选地，海绵件100的泡孔数量为40至80/25mm(每25mm为40至80个)，而且更优选为45至75/25mm(每25mm为45至75个)。通过将泡孔的数量设置为这样的值，使得吸入诸如外部添加剂的杂质、以及将所吸入的诸如外部添加剂的杂质移动到充电辊14和感光鼓12变得容易。如果泡孔的数量高于80/25mm，则因为泡孔的直径较小，所以使吸入外部添加剂的性能降低，而如果泡孔的数量小于40/25mm，则泡孔的直径变得过大，从而难于使所吸入的外部添加剂固化为适于将其移动到充电辊14的合适尺寸。

优选地，海绵件100的直径在φ8mm至φ15mm的范围内，更优选地在φ9mm至φ14mm的范围内，并且海绵层100B的厚度在2mm至4mm的范围内。如果该直径等于或大于15mm，则海绵件100的一个外周表面与外部添加剂接触的次数减小，清洁操作的次数减小，从而尽管能使清洁性能在长期稳定，但不能减小成像装置的尺寸。如果该直径等于或小于9mm，则是优选的，因为能减小成像装置的尺寸，但是由于增加了一个外周面与外部添加剂的接触次数，从而增加了清洁操作的次数，因此对长期的稳定性而言这是不利的。

优选地，海绵件100的向充电辊14的压缩量在海绵件10厚度的10％至60％的范围内，并且更优选地在20％至50％的范围内。通过将该压缩量设置成这样的范围，可以获得合适的夹持宽度和夹持压力，从而使精细刮除充电辊14的表面变得容易。如果压缩量小于10％，则夹持宽度和夹持压力不够，就不能精细地刮除充电辊14。如果压缩量大于60％，则在压力下海绵件100不能与充电辊14稳定地接触，从而不能均匀地刮除充电辊14的表面。

优选地，在海绵层100B中包括由添加到调色剂中的外部添加剂制成的抛光粉末。采用SeO₂作为抛光粉末。如果在海绵层100B中包括这种抛光粉末，则通过海绵件100精细刮除充电辊14的表面变得容易。

接下来说明充电辊14。

通过在导电轴14A上依次形成作为充电层14B的导电弹性层和表面层而形成充电辊14。

充电辊14的充电层14B的表面显微硬度优选地为0.35或更高和20.0或更低，并且更优选地为0.40或更高和10.0或更低。这里，表面显微硬度指的是测量的表面几个微米的硬度，且表面显微硬度是受到充电辊14表面层材料的变化影响的物理特性。

表面显微硬度可通过测量压片(pad)进入试样中的深度而获得，而不是获得诸如广泛用于测量金属材料硬度的维氏硬度那样获得凹坑(dip)对角线。如果将测试载荷定义为P(mN)，而将压片在试样上的进入量(推进深度)定义为D(μm)，则下式(1)限定表面显微硬度DH。

式(1)DH＝αP/D²

其中，α代表压片形状的常数，且α＝3.8584(采用的压片为三角锥压片)。

表面显微硬度代表通过压片被推入到试样的过程中的载荷以及推入深度而获得的硬度，并且该表面显微硬度不仅代表试样的塑性变形，而且还代表包括弹性变形在内的材料的强度特性。测量区域非常小，从而可精确地测量在接近调色剂颗粒直径的范围内的硬度。

采用超级显微硬度计DUH-201S(由Shimadzu公司制造)来测量充电辊14的充电层14B的表面显微硬度。测量条件如下：

测量环境：23℃，55％RH

使用的压片：三角锥压片

测试模式：3(软质材料测试)

测试载荷：0.70gf

加载速度：0.0145gf/sec

保持时间：5sec。

通过将充电辊14的充电层14B的表面显微硬度设置在上述范围内，可在海绵件100与充电辊14接触时通过海绵件100精细地刮除充电辊14的充电层14B的外周表面。如果表面显微硬度等于或小于0.35，则会过量地刮除充电辊14的表面，从而产生偏离磨损。如果表面显微硬度等于或大于20.0，则通过海绵件100不能精细地刮除充电辊14的表面。

优选地，充电辊14的直径在φ8mm至φ15mm的范围内，更优选地在φ9mm至φ14mm的范围内，并且充电层14B的厚度在2mm至4mm的范围内。如果该直径等于或大于15mm，则一个外周表面与外部添加剂接触的次数减小，且放电操作的次数减小，从而相对于污染物的长期稳定性以及充电性能极佳，但在小型化方面较差。如果该直径等于或小于8mm，则成像装置10的尺寸可减小，但增加了一个外周表面与外部添加剂接触的次数，并且增加了放电操作的次数，从而使长期稳定性变差。

充电辊14的充电层14B的弹性模量优选地为8MPa或更高并且为4500MPa或更低，并且更优选地为10MPa或更高和3000MPa或更低。如果弹性模量小于8MPa，就不能通过推动海绵件100而形成稳定的压区形状，并且不能精细地刮除充电辊14的表面。如果弹性模量大于4500MPa，则充电辊14在与海绵件100的压区部分处发生较大变形，使清洁性能变差，其与感光鼓12的压区形状变得不均匀，从而导致充电故障。这里，弹性模量是通过Rheometrics公司生产的商品名为“RDA2”(RHIOS系统ver.4.3)的流变仪测量的，其采用直径为8mm的平行板，测量条件为：板间距为4mm，频率为1rad/sec，温度上升速度为每分钟1℃，测量温度范围为40至150℃，以及最大20％的自动变形率控制。

充电辊14只要具有预定的充电性能即可，当然不局限于以下结构。

采用高速切削钢或不锈钢作为轴14A的材料，并根据滑动特性和用途来合适地选择材料以及表面处理方法。对于不具电导性的材料，可通过采用诸如电镀的一般处理来进行使材料导电的处理。

作为构成充电辊14的充电层14B的导电弹性层，可添加诸如具有弹性的橡胶的弹性物质、调节导电弹性层的阻抗的诸如炭黑或离子导电物质的导电物质、软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化加速剂、抗氧化剂、诸如硅石和碳酸钙的填料等、通常添加到橡胶中的物质。导电弹性层是由通过用混合物涂覆导电轴14A的外周表面而形成，该混合物中添加有通常添加到橡胶中的物质。对于用于调节阻抗值的导电剂，可使用其中以电子和/或离子作为电荷载体(诸如例如碳黑的导电剂及混合在基质材料中的离子导电剂)来分散弹性导电物质的制剂。弹性材料可为泡沫。

构成导电弹性层的弹性材料可例如由将导电剂散布到橡胶材料中而形成。橡胶材料的示例为异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、表氨醇橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丁苯橡胶、聚丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、三元乙丙共聚物橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、天然橡胶及其混合物。特别地，优选采用硅橡胶、乙丙橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶及其混合物。橡胶材料可以是泡沫的或非泡沫的。

采用电子导电剂或离子导电剂作为导电剂。精细粉末电子导电剂的示例为：诸如科琴黑(kechen black)、乙炔黑的炭黑；热解碳、石墨；各种导电金属或合金，诸如铝、铜、镍、不锈钢；各种导电金属氧化物，诸如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体、氧化锡-氧化铟固溶体；使绝缘材料表面变为导电表面而获得的材料。离子导电剂的示例为高氯酸盐、氯酸盐，诸如四乙铵、月桂基三甲基铵；碱性金属、碱性稀土金属(诸如锂、镁)。

可单独使用导电剂，或以组合方式使用两种或更多种导电剂的组合。将要添加的导电剂的量没有特别的限制。在电子导电剂的情况下，对按照质量计算为100份的橡胶材料而言，待添加的导电剂的量优选地在按质量计算为1至60份的范围内。在离子导电剂的情况下，对按质量计算为100份的橡胶材料而言，待添加的导电剂的量优选在按质量计算为0.1至5.0份的范围内。

构成充电层14B的表面层形成为防止诸如调色剂的杂质引起的污染。树脂、橡胶等可用为表面层的材料，但对材料并没有限制。这些材料的示例为：聚酯、聚酰亚胺、共聚物尼龙、硅树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯四氟乙烯共聚物、三聚氰胺甲醛树脂、氟橡胶、环氧树脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、纤维素、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯乙酸乙烯共聚物。

鉴于外部添加剂的污染，优选采用聚偏二氟乙烯、4氟化乙烯共聚物、聚酯、聚酰亚胺和共聚物尼龙。共聚物尼龙包括作为聚合单元的尼龙610、尼龙11和尼龙12中的一个或多个，而该共聚物中含有的其它聚合单元的示例为尼龙6和尼龙66。这里，优选的是，共聚物中含有的包括尼龙610、尼龙11和尼龙12的聚合单元的总体重量的比值为10％或更高。如果聚合物单元等于或高于10％，则将它涂在表面上时的液体调节性能以及成膜性能极佳，树脂层反复使用时的磨损较小，而且粘附到树脂层上的杂质量较少，辊的耐用性极佳，而且由环境引起的特性变化也较小。

可单独使用高聚物材料，或可混合两种或更多种材料并组合使用。高聚物材料的平均分子量优选地在1,000至100,000的范围内，更优选地在10,000至50,000的范围内。

表面层可含有导电材料，且可调节电阻值。优选地，导电材料的颗粒直径为3微米或更小。

对于用于调节阻抗值的导电剂，可采用炭黑或混合在基质材料中的导电金属氧化物颗粒、或者其中散布有使用电子和/或离子作为诸如离子导电剂的电荷载体的导电材料的制剂。

导电剂的炭黑的示例为“特黑350”、“特黑100”、“特黑250”、“特黑5”、“特黑4”、“特黑4A”、“特黑550”、“特黑6”、“着色用碳黑FW200”、“着色用碳黑FW2”、“着色用碳黑FW2V”(以上均由Degussa公司生产)，以及“MONARCH1000”、“MONARCH1300”、“MONARCH1400”、“MOGUL-L”和“REGAL400R”(以上均由Cabot公司生产)。

炭黑pH值为4.0或更小，由于存在于表面上的含氧功能团的影响，从而其分散至树脂合成物中的分散性极佳，并且如果混合有pH值为4.0或更小的炭黑，则可提高充电均匀性，并能够减小电阻值的变化。

导电金属氧化物颗粒(即用于调节电阻值的导电颗粒)是诸如氧化锡、掺杂有锑的氧化锡、氧化锌、锐钛矿类氧化钛和ITO的导电颗粒。可以没有限制地采用任何导电剂，只要它使用电子作为电荷载体即可。这些材料可单独使用，或组合使用两种或更多种的材料。其颗粒直径没有限制，除非其偏离了本发明的范围。就电阻值的调节和强度而言，优选示例为氧化锡、掺杂有锑的氧化锡、锐钛矿类氧化钛，特别优选的是氧化锡和掺杂有锑的氧化锡。

如果用这些导电材料对电阻进行控制，则环境条件不会改变表面层的电阻值，从而可获得稳定的特征。

采用氟类或硅类树脂作为表面层。优选地，表面层含有氟变性丙烯酸酯聚合物。可将微粒添加到表面层中。这样，表面层变为疏水层，这防止了杂质粘附到充电辊14上。如果添加诸如铝或硅的绝缘颗粒以使充电辊14的表面具有凹凸性，则能够减小相对于感光鼓12摩擦时的载荷，从而能够提高充电辊14和感光鼓12的抗磨损性能。

根据成像装置10，海绵件100与充电辊14的表面接触。除了海绵件100之外，还可设置与充电辊14的表面接触的抛光纸，或者其中采用诸如海绵的弹性树脂用作抛光纸的背板来增强缓冲性能的抛光件。这样，可稳定而精细地刮除充电辊14的表面。

接下来将对用于评价成像装置10的充电辊14的清洁性能的试验进行描述。

制备了充电辊14的七个试样A至G，并对它们进行清洁性能的试验，它们的充电层14B的表面显微硬度的变化如表1所示。作为表面显微硬度，测量了表面几个微米的硬度，表面显微硬度是受到充电层14B表面层材料的变化影响的物理特性。

[表1]

充电辊

试样	表面显微硬度
		A	0.06
B	0.29
		C	0.35
D	0.9
		E	1.25
F	1.45
		G	1.6

作为评价清洁性能的一种方法，在图1示出的成像装置10中，在没有预先安装海绵件100从而污染充电辊14的状态下进行打印测试，然后仅布置感光鼓12、充电辊14和海绵件100，使感光鼓12转动预定次数，对充电辊14的表面的变化进行测量。在此时的测量方法中，将由粘附到充电辊14的表面上的外部添加剂引起的白度的变化分为六级，其中0代表最佳状态而6代表最差状态。

至于充电辊14的试样A至G的材料，采用氟变性丙烯酸酯树脂作为表面显微硬度较高的试样D、E、F和G的表面层材料，而采用聚酯基树脂作为表面显微硬度较小的试样A、B和C的表面层材料，对聚合程度等进行调节。采用聚氨酯泡沫辊作为海绵件100。

从图3示出的结果可以看到，充电辊14的充电层14B的表面显微硬度越大，则清洁性能越高。可看到尤其是采用氟变性丙烯酸酯树脂的试样D至G具有非常好的清洁性能。从图3可看到优选的表面显微硬度在0.35至1.6的范围内。

接下来，制备如表2所示的具有不同弹性模量的充电辊14的五个试样H至L，并进行同样的清洁性能的评价。

[表2]

充电辊

试样	弹性模量
		H	1
I	5
		J	8
K	12
		L	32

从图4示出的结果可看到，弹性模量越大，则清洁性能越强。这是因为，弹性模量越大，与充电辊14的下层的弹性模量的差别越大，从而表面层易于精细地分裂，由海绵件100(像氨基申酸乙酯一样软)对该层进行多次摩擦，从而使充电辊14的表面被一点一点地刮除。从图4中可看到，优选的弹性模量在8MPa至32MPa的范围内。

采用图1示出的成像装置进行打印测试。结果，可以确定的是保持了极好的图像，直到感光鼓12转动1M周(1000000转)。用显微镜(KEYENCE激光显微镜VK-8510)观察充电辊14在初始状态下、在打印测试期间转动500k周(500000转)时、在转动1M周(1000000转)之后的表面，所观察到的充电辊14的表面被逐渐刮除的状态如图5A至图5C所示。在图5A至图5C示出的显微照片中，标尺(100微米)示出在右下方空白处。充电辊14的表面层磨损率为2.4nm/k周(充电辊每1000转的表面层磨损率)。

通过该测试，可以确定，如果海绵件100精细地刮除充电辊14的表面，则在长达感光鼓1M周(可打印约150000张纸)的时间内，成像装置10都可稳定地充电。

如上所述，在该示例性实施例的成像装置10中，清洁件没有特别高的抛光性能，采用了具有较低硬度的聚氨酯基的海绵件100，从而可在长时间内稳定地抛光充电辊14的表面。由于海绵件100具有泡孔结构，因此被精细刮擦的充电辊14的表面层与粘附到充电辊14的表面上的外部添加剂一起在泡孔中固化成一定的尺寸，该表面层通过充电辊14返回到感光鼓12上，并由转动显影装置18、中间转印带20、清洁装置78以及清洁装置44收集。因此，可稳定地维持清洁性能，而不会阻塞。因此，充电辊14可在与传统技术相比5倍长的时间内均匀地充电。

充电辊14和海绵件100的材料不限于以上所述的材料。可合适地选择材料，只要其能够通过辊状海绵件精细地刮除充电辊的表面即可。

在该示例性实施例中，充电辊14与感光鼓12的下部接触，并且海绵件100与充电辊14的下部接触。本发明不限于这种结构。例如，充电辊可与感光鼓的上部接触，而且海绵件可与充电辊的上部接触。

在该示例性实施例的成像装置10中，利用转动显影装置18在感光鼓12上通过重复四个周期形成调色剂图像。本发明不限于这种结构。例如，即使在黄、洋红、青和黑的成像单元沿中间转印带的运动方向布置时，也可将本发明应用到各成像单元的感光鼓、充电辊和辊状海绵件上。

根据本发明，由于辊状海绵件抛光充电辊的表面，因此可防止杂质沉积在充电辊的表面上，从而实现了长时间内稳定的充电均匀性。

已经为了说明和描述的目的提供了对本发明示例性实施例的上述描述。该描述并不是穷尽的或旨在将本发明局限于所公开的精确形式。显然，许多改进和变化对本领域内技术人员是显而易见的。选择和描述这些示例性实施例的目的在于最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使本领域内其它技术人员能理解本发明的适于设想的特定用途的各种实施例和各种改进。本发明的范围将由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1、一种成像装置，包括：

充电辊，其通过接触充电对待充电体进行充电，以及

辊状海绵件，其被支承成与所述充电辊的表面接触，并与所述充电辊一起转动，

其中

所述辊状海绵件和所述充电辊具有这样的物理特性，即，所述充电辊的表面通过与所述辊状海绵件的接触而被刮除。

2、根据权利要求1所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述充电辊的表面显微硬度和所述辊状海绵件的泡孔数量，且所述充电辊的表面显微硬度设置为0.35至20.0，而所述辊状海绵件的泡孔数量设置为每25mm为40至80个。

3、根据权利要求1所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述充电辊的表面的弹性模量，且所述充电辊的表面的弹性模量被设置为8MPa至4500MPa。

4、根据权利要求1所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述辊状海绵件的向所述充电辊的压缩量，且该压缩量被设置为所述辊状海绵件的厚度的10％至60％。

5、根据权利要求1所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述辊状海绵件的材料，且所述辊状海绵件由氨基申酸乙酯基的树脂或橡胶材料的泡沫制成。

6、根据权利要求1所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述充电辊的表面层材料，且所述充电辊的表面层包括氟变性丙烯酸酯聚合物。

7、根据权利要求1所述的成像装置，其中还包括抵靠所述充电辊的抛光件。

8、根据权利要求1所述的成像装置，其中所述辊状海绵件包括抛光粉末，该抛光粉末包括添加到调色剂中的外部添加剂。

9、根据权利要求8所述的成像装置，其中所述抛光粉末为SeO₂。

10、一种成像装置，包括：

充电辊，其接触其上形成有调色剂图像的感光件的表面，并对该表面进行充电，以及

辊状泡沫，其接触所述充电辊的表面，该辊状泡沫被支承成在所述辊状泡沫和所述充电辊之间形成压区，且通过所述充电辊的转动而转动，其中

所述充电辊和所述辊状泡沫具有预定的物理特性，从而通过与所述充电辊的接触将沉积在所述充电辊的表面上的物质吸入所述辊状泡沫的泡孔中，然后，沉积的物质絮结在泡沫上，并经由所述充电辊而运动回到所述感光件的表面。

11、根据权利要求10所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述充电辊的表面显微硬度和所述辊状泡沫的泡孔数量，且所述充电辊的表面显微硬度设置为0.35至20.0，而所述辊状泡沫的泡孔数量被设置为每25mm为40至80个。

12、根据权利要求10所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述充电辊表面的弹性模量，且所述充电辊表面的弹性模量被设置为8MPa至4500MPa。

13、根据权利要求10所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述辊状泡沫的向所述充电辊的压缩量，且该压缩量被设置为所述辊状泡沫的厚度的10％至60％。

14、根据权利要求10所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述辊状泡沫的材料，且所述辊状泡沫由氨基申酸乙酯基的树脂或橡胶材料的泡沫制成。

15、根据权利要求10所述的成像装置，其中所述物理特性包括所述充电辊表面层的材料，且所述充电辊表面层包括氟变性丙烯酸酯聚合物。

16、根据权利要求10所述的成像装置，其中还包括抵靠所述充电辊的抛光件。

17、根据权利要求10所述的成像装置，其中所述辊状泡沫包括抛光粉末，该抛光粉末由添加到调色剂中的外部添加剂制成。

18、根据权利要求17所述的成像装置，其中所述抛光粉末为SeO₂。

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