帶電設(shè)備和圖像形成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶電設(shè)備和圖像形成裝置。該帶電設(shè)備用于使感光部件帶電，包含：帶電部件，該帶電部件用于通過被供給電壓來使感光部件帶電；以及支撐部件，該支撐部件用于支撐帶電部件以便壓力接觸感光部件。所述帶電部件包含：導電支撐體；彈性基層，該彈性基層被導電支撐體支撐；以及彈性表面層，該彈性表面層被設(shè)置在彈性基層的表面上，該彈性表面層比彈性基層硬。所述彈性表面層具有突起部分和凹陷部分。所述突起部分可彈性變形地與感光部件接觸，從而在彈性表面層的凹陷部分與感光部件之間留下可放電間隙。
【專利說明】帶電設(shè)備和圖像形成裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及帶電設(shè)備和包含帶電設(shè)備的圖像形成裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如復印機或激光束打印機的電子照相圖像形成裝置通過利用與圖像數(shù)據(jù)對應的光照射均勻帶電的電子照相感光部件來形成靜電圖像(潛像)。然后，作為顯影劑的調(diào)色劑被從顯影設(shè)備供給到潛像以將潛像可視化為調(diào)色劑圖像，該顯影劑是用于記錄的材料。該調(diào)色劑圖像通過轉(zhuǎn)印設(shè)備從部件轉(zhuǎn)印到諸如記錄片材的記錄材料(介質(zhì))上，并然后通過定影設(shè)備定影在記錄材料上，使得形成記錄圖像。分離記錄材料之后的感光部件的表面通過利用清潔設(shè)備刮除轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑來清潔，并然后重復經(jīng)受圖像形成。
[0003]作為使感光部件表面帶電的方法，從低電壓處理、低臭氧產(chǎn)生量和小型化等觀點來看，存在輥型、刮刀型等的方法。這些方法是通過使帶電部件與作為要帶電的部件的感光部件的表面接觸、并然后向帶電部件施加電壓來使感光部件表面帶電的接觸帶電方法。
[0004]由于近年來對于圖像形成裝置的高速化的要求增加，處理速度變高，使得帶電部件需要短時間的高帶電性能。為了解決這個問題，存在增加施加電壓的頻率或峰-峰電壓的方法。然而，在上述方法中，存在使得電力消耗變高的問題。并且，還存在使用多個帶電部件的方法，但存在成本和大小增加的問題。
[0005]作為用于解決這些問題的手段，存在增加放電以獲得高帶電性能的方法。在這種方法中，在感光部件與帶電部件之間的接觸壓合部處產(chǎn)生放電，并因此能夠在不增加電力消耗的情況下通過簡單的構(gòu)成來獲得高帶電性能。
[0006]出于這種原因，在日本公開專利申請(JP-A) 2002-341626中，在感光部件與帶電部件之間設(shè)置隔板(spacer)，并因此在感光部件與帶電部件之間的接觸壓合部處保持可放電間隙，使得放電區(qū)域增加以使得能夠獲得高帶電性能。
[0007]并且，在JP-A Hei5_181349中，發(fā)泡部件被用作表面層帶電部件，以在接觸壓合部處導致發(fā)泡部件的泡孔(cell)中的放電，使得放電增加以使得能夠獲得高帶電性能。
[0008]并且，在JP-A Hei5_181349中，發(fā)泡部件被用作表面層帶電部件以在接觸壓合部處導致發(fā)泡部件的泡孔中的放電，使得放電增加，從而使得能夠獲得高帶電性能。
[0009]然而，在JP-A 2002-341626中，用于保持感光部件與帶電部件之間的接觸壓合部的隔板比感光部件硬，使得存在隔板損傷感光部件表面的情況。作為結(jié)果，產(chǎn)生由損傷導致的帶電不均勻性，并因此在圖像上產(chǎn)生垂直條帶(stripe)。
[0010]并且，在JP-A Hei5_181349中，發(fā)泡部件被用作表面層，并因此當感光部件和帶電部件長期相互接觸時，存在發(fā)泡部件形狀改變(形變(set))以導致該部分處的帶電不均勻性(帶電之后的感光部件的電勢的不均勻性)。在圖像形成在電勢不均勻的感光部件上的情況下，存在圖像濃度也變得不均勻的可能性。具體地，存在以與帶電輥的旋轉(zhuǎn)周期相同的頻率在圖像上產(chǎn)生在濃度上與周邊部分不同的部分(即，沿感光部件的縱向(longitudinal direct1n)延伸的橫向條帶部分)的可能性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]鑒于上述問題，實現(xiàn)了本發(fā)明。本發(fā)明的主要目的在于，在感光部件帶電時，在保持圖像質(zhì)量的同時通過增加可放電區(qū)域來獲得高帶電性能。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于使感光部件帶電的帶電設(shè)備，該帶電設(shè)備包括:帶電部件，該帶電部件用于通過被供給電壓來使感光部件帶電；以及支撐部件，該支撐部件用于支撐帶電部件以便壓力接觸感光部件，其中，帶電部件包括:導電支撐體；彈性基層，該彈性基層被導電支撐體支撐；以及彈性表面層，該彈性表面層被設(shè)置在彈性基層的表面上，該彈性表面層比彈性基層硬；其中，所述彈性表面層具有突起部分和凹陷部分，并且其中，突起部分可彈性變形地與感光部件接觸，從而在彈性表面層的凹陷部分與感光部件之間留下可放電間隙。
[0013]結(jié)合附圖考慮本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是圖像形成裝置的示意性示圖。
[0015]圖2是示出帶電輥的形狀的示意圖。
[0016]圖3是帶電輥和感光鼓的示意性前視圖。
[0017]圖4是示出微小空隙處的放電開始電壓的函數(shù)的圖。
[0018]圖5是感光鼓與帶電輥的示意圖。
[0019]在圖6中，(a)和(b)是示出帶電輥與感光鼓之間的接觸壓合部的放大示意圖。
[0020]圖7是示出測量空氣間隙的狀態(tài)的示意圖。
[0021]在圖8中，(a)?(f)分別是各自示出第一實施例、第一比較示例、第二比較示例、第三比較示例、第二實施例或第三實施例中接觸期間的帶電輥與感光鼓的示意性截面圖。
[0022]圖9是示出第一到第三比較示例和第一到第三實施例中的帶電輥的物理性能的表。
[0023]圖10是示出第一到第三比較示例和第一到第三實施例中的帶電輥的比較的結(jié)果的表。
[0024]在圖11中，(a)和(b)是示出帶電輥的結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，(a)是示出帶電輥的形狀的示意圖，(b)是帶電輥的截面圖。
[0025]在圖12中，(a)和(b)是示出在帶電輥與感光鼓之間形成的空氣間隙的放大示意圖，其中，(a)示出不存在帶電輥的壓力的狀態(tài)，(b)示出通過壓力將帶電輥壓在感光鼓上的狀態(tài)。
[0026]在圖13中，(a)和(b)是示出帶電輥與感光鼓之間的接觸壓合部區(qū)域部分的放大示意圖，其中，(a)示出縱向中心部分處的接觸壓合部區(qū)域，(b)示出縱向端部處的接觸壓合部區(qū)域。
[0027]在圖14中，(a)?(C)是示出從感光鼓沿帶電輥的方向所看到的放電區(qū)域的示意圖，其中，(a)示出第四實施例中的帶電輥的情況，(b)和(C)分別示出第四和第五比較示例中的帶電輥的情況。
[0028]圖15是示出帶電輥、感光鼓與記錄材料之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0029]圖16是示出帶電輥、感光鼓和記錄材料的縱向布置的示意圖。
[0030]圖17是示出帶電輥的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031]在圖18中，(a)和(b)是示出帶電輥的結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，(a)是示出帶電輥的形狀的示意圖，(b)是帶電輥的截面圖。
[0032]在圖19中，(a)和(b)是示出圖18所示的第八實施例中的帶電輥與感光鼓之間的接觸壓合部區(qū)域部分的放大示意圖，其中，(a)示出縱向中心部分處的接觸壓合部區(qū)域，(b)示出縱向端部處的接觸壓合部區(qū)域。
[0033]在圖20中，(a)和(b)是示出圖18所示的第八實施例的效果的示意圖。

【具體實施方式】
[0034]將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。然而，除非另外特別指定，否則以下實施例中的構(gòu)成要素的相對布置和顯示圖等并不意在要成為本發(fā)明的范圍僅由其限制的效果。
[0035]這里，順便說一句，關(guān)于處理盒的結(jié)構(gòu)和操作，除非另外指定，否則表示方向的術(shù)語(諸如上、下、左和右)代表如在通常的工作狀態(tài)下所看到的關(guān)聯(lián)方向。即，處理盒的正常工作狀態(tài)是處理盒適當?shù)匕惭b在適當設(shè)置的圖像形成裝置中、并能夠經(jīng)受圖像形成操作的狀態(tài)。
[0036]<第一實施例>
[0037](圖像形成裝置的一般結(jié)構(gòu))
[0038]圖1是根據(jù)本發(fā)明的本實施例中的圖像形成裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。將在后面描述本實施例中的接觸帶電部件。本實施例中的圖像形成裝置是用于實現(xiàn)電子照相圖像形成的激光束打印機。
[0039]如圖1所示，被以預定的處理速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的感光鼓1(具有24mm的直徑的OPC (有機光導體)感光鼓)通過帶電輥2在其表面處均勻帶電到-560V。向帶電輥2施加的電壓是包含-560V的DC分量和AC分量(頻率為1400Hz、峰-峰電壓為160Vpp的正弦波)的疊加振蕩電壓。順便說一句，感光鼓是具有中空圓柱形狀(鼓形狀)的感光部件(電子照相感光部件)。
[0040]帶電感光鼓I然后經(jīng)受在根據(jù)目標圖像信息的時序電氣數(shù)字像素信號調(diào)制強度之后從激光掃描儀3輸出的激光的掃描曝光4。作為結(jié)果，感光鼓I的表面的掃描曝光部分處的電荷被去除以提供約-130V的電壓，使得依次在感光鼓I的表面上形成與目標圖像信息對應的靜電潛像。
[0041]形成的潛像通過顯影設(shè)備5被可視化為調(diào)色劑圖像。在本實施例中，顯影設(shè)備5是使用磁性單成分(one-component)負調(diào)色劑的反轉(zhuǎn)顯影設(shè)備，并且顯影方法(類型)為跳躍顯影方法。潛像通過調(diào)色劑在低電勢部分上的沉積而被顯影(反轉(zhuǎn)顯影)。感光鼓I是用于在其表面處承載圖像(調(diào)色劑圖像或潛像)的圖像承載部件。
[0042]向轉(zhuǎn)印棍6施加用于轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印偏壓。并且,記錄材料(介質(zhì))P在預定的定時處從饋送部分饋送到感光鼓I與轉(zhuǎn)印輥6之間的壓力接觸壓合部(轉(zhuǎn)印部分)。然后，在該轉(zhuǎn)印部分處，感光鼓I的表面上的調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印到諸如紙的記錄材料P上。調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印的記錄材料P通過定影設(shè)備7定影，并然后被輸出。
[0043]并且，從轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像之后的感光鼓I的表面去除諸如轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑的殘留沉積物，并且然后感光鼓I的表面重復經(jīng)受圖像形成。
[0044]在本實施例中，感光鼓1、帶電輥2、顯影設(shè)備5和清潔設(shè)備9使處理盒形成為單元，并且該處理盒能夠可拆卸地安裝到圖像形成裝置主組件。該處理盒可能僅需要至少包含感光鼓I和帶電輥2。
[0045](感光鼓的結(jié)構(gòu))
[0046]感光鼓I為反轉(zhuǎn)顯影類型，其中，鋁圓柱被涂有18 μ m厚的OPC層，并且其最外層是包含改性的聚碳酸酯作為粘合劑樹脂的電荷傳輸層。
[0047](帶電輥的結(jié)構(gòu))
[0048]接著，將描述作為本實施例的特征的帶電輥2(帶電部件)。
[0049]圖2是示出帶電輥2的形狀的示意圖。
[0050]如圖2所示，本實施例中的帶電輥2包含導電支撐體2a、在導電支撐體2a的外周表面處形成的導電彈性層2b (彈性層)和涂敷導電彈性層2b的外周表面的表面層2c (彈性表面層)。作為導電支撐體2a的材料，使用金屬。
[0051 ] 導電彈性層2b通過使用導電劑和高分子彈性部件的混合物在導電支撐體2a的外周表面處以與導電支撐體2a同心一體的輥形狀形成。并且，在制備導電彈性層2b之后，設(shè)置作為涂敷層的表面層2c。
[0052]作為導電劑，使用諸如季銨鹽的離子導電劑或諸如碳黑的電子導電劑。并且，作為高分子彈性部件，例如，使用氯醇橡膠、丙烯腈橡膠、聚氨酯橡膠、氯醇-丙烯腈-丁二烯橡膠和丁苯橡膠等。并且，通過使導電彈性層2b的表面通過加熱、光照射或電子束照射等經(jīng)受硬化，能夠在導電彈性層2b的表面上形成薄表面層2c?？商娲?，用于形成表面層2c的物質(zhì)也可被施加到導電彈性層2b的表面上。
[0053]順便說一句，帶電輥2的表面層2c具有多個微小突起(突起部分)201。通過這些(多個)微小突起201，表面層2c具有突起部分和凹陷部分(不平坦部分)。
[0054]微小突起不接觸感光鼓I時(即，彈性變形之前)微小突起201的高度為L(m)。接觸感光鼓I的多個微小突起201的面積的總和為S(m2)。即，多個微小突起201在感光鼓I與帶電輥2之間的放電區(qū)域中接觸感光鼓1，并因此其間的所有接觸部分的面積的總和為S。并且，帶電輥2的楊氏模量為E(MPa)。順便說一句，帶電輥2的楊氏模量指的是帶電輥2的彈性部分變形時的楊氏模量E。即，導電彈性層2b和表面層2c的組合層的楊氏模量被測量。并且，用于沿朝著感光鼓I的方向?qū)щ娸?施壓(urge)的施壓力為P(N)。在本實施例中，如后面描述的那樣，帶電輥2被兩個施壓彈簧31施壓(按壓)(圖3)，并因此這兩個彈簧的力的合計為P。此時，帶電部件的特征使得這些參數(shù)滿足以下公式(I):
[0055]((V)-312)/6.2)xlO-6(m) >L(1-P/ES) >7.7xl0_6(m)(公式 I)
[0056]S卩，微小突起201在它們與感光鼓I壓力接觸時可彈性變形，并且當在彈性變形狀態(tài)下施加帶電偏壓時，微小突起201在微小突起201與感光鼓I壓力接觸的所有區(qū)域中形成可放電間隙。
[0057]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了保持與感光鼓I的接觸壓合部處的可放電間隙，需要滿足公式I。作為結(jié)果，在接觸壓合部處實現(xiàn)放電，使得可以提供能夠獲得高帶電性能的帶電部件和帶電設(shè)備。
[0058]順便說一句，將在后面詳細描述公式I。
[0059](帶電輥與感光鼓之間的位置關(guān)系)
[0060]圖3是帶電輥2和感光鼓I的示意性前視圖。
[0061]如圖3所示，帶電輥2是在導電支撐體2a的端部中的每一個處由承載部件(支撐部件)32可旋轉(zhuǎn)地支撐的輥部件。然后，帶電輥2被安裝在承載部件32上的施壓彈簧(施壓部件)31朝著感光鼓I施壓，由此在預定的施壓力(500克重)下與感光鼓I的表面壓力接觸。帶電輥2通過感光鼓I的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。然后，如圖1所示，經(jīng)由導電支撐體2a從電源E向帶電輥2施加預定的帶電偏壓，使得感光鼓I的周邊表面帶電到預定的電勢。S卩，在圖3中，示出用于使感光鼓帶電的帶電設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0062](可放電間隙的計算)
[0063]下面，將描述由微小突起201導致的可放電間隙。
[0064]在微小間隙處產(chǎn)生的放電一般由帕邪(Paschen)定律描述。帕邪定律不出微小間隙處的放電開始電壓，即空氣層處的電介質(zhì)擊穿電壓Vz，并由大氣壓力P和微小間隙的距離d的函數(shù)Vg = f (P, d)表示。
[0065]圖4是示出微小間隙處的放電開始電壓的函數(shù)的圖。
[0066]如圖4所示，曲線具有最小值并在最小值之后被線性繪制。
[0067]在電子照相的情況下，圖像形成裝置在大氣壓力下使用，并因此放電開始電壓由僅使用間隙距離d的函數(shù)表示，并由以下示出的公式表示。并且，此時的最小值是微小間隙的距離 d = 7.7X ICT6 (m)(參考文獻:“Electrophotography-process and simulat1n”，Tokyo Denki University Press 出版，ISBN978-4-501-32650-0)。
[0068]因此，從距離d = 7.7X10_6m的位置或后面的位置，電介質(zhì)擊穿電壓Vz可由以下示出的線性方程表示。
[0069]Vz = 312+6.2X106d(這里，7.7Xl(T6m〈d)
[0070]接著，計算微小突起201的空氣間隙G處的感光鼓I與帶電輥2之間的可放電距離d。在帶電輥2與感光鼓I的導電基層之間施加的電壓在感光層(介電常數(shù)為3且厚度為18μηι的OPC感光層)的靜電電容Cl和在帶電棍2與感光層之間形成的微小空氣間隙G的靜電電容C2之間分配。
[0071]具體地，當距離d為空氣層的厚度且其單位為ym時，感光層的靜電電容Cl和空氣層的靜電電容C2中的每一個由以下公式表示:
[0072]Cl = 3X8.85X10_12X 1/18X10—6
[0073]C2 = 1X8.85 X 1(Γ12 X l/dxl(T6
[0074]另一方面，基于帕邪定律，在大氣壓力下，微小空氣層的電介質(zhì)擊穿電壓Vz由以下公式表示。
[0075]Vz = 312+6.2X106d(這里，7.7Xl(T6m〈d)
[0076]出于這種原因，需要滿足:
[0077]((V-312) /6.2) X l(T6m>d
[0078]并且，在大氣壓力下，當空氣層的厚度為7.7 μ m或更小時，基于帕邢定律，不產(chǎn)生放電，并因此當施加電壓為V(V)時，實際施加到空氣層的電壓Vair由以下公式表示:
[0079]Vair = {C1/(C1+C2)} XV0
[0080]出于這種原因，當Vair彡Vz時，產(chǎn)生放電。因此，施加1000V的電壓，可放電空氣間隙G的間隙距離d為d = 7.7 μ m?102 μ m，并且當施加2000V的電壓時，可放電空氣間隙G的間隙距離d為d = 7.7ym?265 μ m。
[0081]S卩，在感光鼓與帶電輥之間的接觸期間間隙距離d需要滿足:d>7.7X 10_6m。
[0082](接觸期間的間隙計算)
[0083]接著，將描述接觸期間在接觸壓合部處滿足可放電距離的條件。
[0084]在帶電輥2與感光鼓I接觸之前在涂敷層表面處形成的突起部分的高度為L(m)。接觸感光鼓I的微小突起部分的面積的總和為S (m2)。即，多個微小突起201在通過帶電輥2與感光鼓I形成的放電區(qū)域中接觸感光鼓1，并因此這些接觸部分的面積的總和為S。并且，帶電輥2的楊氏模量為E (N/m2)。并且，用于沿朝著要帶電的部件的方向?qū)щ娸伿旱氖毫镻 (N)。在這種情況下，關(guān)于在涂敷層的最外表面處形成的微小突起部分的高度，距尚d需要為7.7X10 6m或更大。
[0085]S卩，當自由狀態(tài)下的微小突起201的高度為L且與感光部件接觸期間的變形量為λ時，在接觸期間感光部件與帶電輥的間隙距離d為d = L-λ。
[0086]并且,基于楊氏法則，扭曲(distort1n) ε為ε = λ/L且應力σ為σ = P/S,并因此楊氏模量ESE= (P/S) X (L/ λ )。
[0087]因此，需要滿足以下公式⑵。
[0088]d = L (1-P/ES) >7.7xl(T6 (m)...(公式 2)
[0089]以上，d = L(1-P/ES)與微小突起201通過與感光鼓接觸而變形時的微小突起201
的高度對應。
[0090]圖5是感光鼓I與帶電輥2之間的放電區(qū)域的示意圖。
[0091]當滿足公式2時，能夠獲得圖5所示的放電區(qū)域。即，如圖5所示，能夠在接觸壓合部N處的放電區(qū)域A和接觸壓合部N以外的部分處的放電區(qū)域B 二者中產(chǎn)生放電。
[0092]另一方面，當微小突起201在接觸壓合部N處變形且因此可放電距離d為
7.7X10_6m或更小時，僅在放電區(qū)域B中產(chǎn)生放電。即，通過滿足公式2，獲得寬的放電區(qū)域，使得能夠獲得高帶電性能。
[0093](帶電輥的表面粗糙度)
[0094]本實施例中的表面層2c至少含有表面層粘合劑和作為表面粗糙劑的微粒子(具有10?50 μ m、優(yōu)選為20?40 μ m的體積平均粒子大小)。微粒子可以為球形粒子或不規(guī)則形狀粒子中的任一種。并且，含在表面層粘合劑中的微粒子的量為10?10wt.%。這里，“wt.為重量百分比，更具體地，該量是從以下計算公式獲得。
[0095]{(微粒子的重量)/ (表面層粘合劑的重量)} X 100
[0096]帶電輥2的表面的十點平均粗糙度Rz (根據(jù)JIS1994)為Rz = 15?50 μ m，優(yōu)選為Rz = 20?30 μ m。存在這樣的弊害(inconvenience),該弊害使得當粗糙度的值高時諸如砂紙狀(sandpaper-1 ike)缺陷的圖像缺陷的程度弱化且當粗糙度的值低時在帶電期間產(chǎn)生的噪聲變大。順便說一句，砂紙狀缺陷指的是，作為通過帶電輥2導致的感光鼓I的帶電程度不充分的結(jié)果，調(diào)色劑還沉積在感光鼓I的表面的一部分處的本來不想要形成調(diào)色劑圖像的部分(圖像背景部分)處。沉積在圖像背景部分上的調(diào)色劑呈現(xiàn)為砂紙狀缺陷，并因此這種圖像缺陷被稱為砂紙狀缺陷。
[0097]在本實施例中，帶電輥2的表面粗糙度Rz為Rz = 26μπι。在測量長度為
8.0mm>截止值為0.8mm且測量速度為0.3mm/sec的條件下，通過使用表面粗糙度計(“Surfcoml400A”，由 Tokyo Seimitsu C0., Ltd.制造)測量表面粗糖度 Rz。
[0098]并且，在本實施例中，作為帶電輥2的導電彈性層2b和表面層2c的總和的層的楊氏模量E可優(yōu)選為10?150MPa。順便說一句,楊氏模量E是在使用圖像形成裝置的標準環(huán)境中(具體地在溫度為23°C且相對濕度為60% RH的環(huán)境中)測量的。
[0099]順便說一句，帶電輥2的楊氏模量E是從在通過通用硬度計(表面膜物理性能測試機“Fishcerscope H100C”，由 Fischer Instruments K.K.制造)在 I 分鐘內(nèi)施加的lOOmN/mm2的負荷達到lOOmN/mm2之后的扭曲量計算的。在本實施例中使用的帶電棍的楊氏模量E為20MPa。
[0100](帶電輥的尺寸)
[0101]帶電輥2的尺寸如下。
[0102]導電支撐體的直徑:6mm
[0103]導電彈性層2b的厚度L2:約1.5mm
[0104]表面層2c的厚度L3:約10 μ m
[0105]這里，表面層2c的厚度L2為從導電彈性層2b的表面到微小突起201的頂點的長度。出于這種原因，L3>L>d成立。因此,根據(jù)公式2，L3需要大于7.7Xl(T6m。并且,表面層2c是比導電彈性層2b薄的層。盡管在后面描述，但表面層2c具有比導電彈性層2b高(硬)的硬度。出于這種原因，當表面層2c過薄時，帶電輥2的表面也過硬，使得當感光鼓I與帶電輥2接觸旋轉(zhuǎn)時，感光鼓I的表面大大地磨損(磨耗)。因此，在本實施例中，使得表面層2c的厚度進一步比導電彈性層2b的厚度的1/100 (15 μ m)小(薄)，使得帶電輥的表面硬度滿足后面描述的條件。
[0106]順便說一句，在本實施例中，導電彈性層2b由相同材料的單層形成，但也可通過多個層形成。
[0107](帶電輥的表面硬度)
[0108]當帶電輥2的表面硬度低時，通過與感光鼓I接觸，存在諸如“形變”的弊害，該“形變”是凹陷痕跡殘留在帶電輥2上的現(xiàn)象。并且，當硬度過低時，還存在這樣的問題，該問題使得當帶電輥2與感光鼓I壓力接觸時，微小突起201變形(塌陷(collapse))并因此在帶電輥2與感光鼓I之間不形成滿足公式2的間隙。出于這種原因，在本實施例中，在導電彈性層2c的表面上，形成(涂敷)比導電彈性層2b硬的表面層2c。即，在表面層2c被設(shè)置在導電彈性層2b上的情況下，與不設(shè)置表面層2c的情況相比，帶電輥的表面的Asker C硬度變大。
[0109]作為結(jié)果，能夠抑制微小突起201的變形(塌陷)和帶電輥2上的凹陷痕跡的形成。然而，帶電棍2的硬度過高,通過帶電棍2與感光鼓I之間的磨損(磨耗)，感光鼓I的磨損量(磨耗量)變大。出于這種原因，帶電輥2的表面硬度需要為某一范圍中的值。
[0110]鑒于此，帶電輥2的表面的Asker C硬度在它為大于等于60度且小于等于90度(優(yōu)選為大于等于80度且小于等于90度)時是合適的。在本實施例中，使用在Asker C硬度方面具有85度的硬度的帶電輥2。
[0111]順便說一句,Asker C硬度是對于Asker C測量在帶電棍2的表面處的中心部分和分別與中心部分隔開90mm的左右部分中的每一個處關(guān)于圓周方向的120度間距位置(即，總共9個位置)處在9.SN(Ikgf)的恒定負荷下測量的。并且，不僅測量Asker C硬度，而且測量MD-1硬度。MD-1硬度大于等于50度且小于等于85度是合適的，優(yōu)選為從60度到70度。順便說一句，MD-1硬度使得硬度在作為測量范圍的微小范圍中被測量。Asker C硬度表示硬度在比MD-1硬度的測量范圍寬的測量范圍中被測量。
[0112]在本實施例中，使用在MD-1硬度方面具有64度的硬度的帶電輥。
[0113]順便說一句，MD-1硬度的測量以以下方式實施。S卩，在帶電輥2在23°C/60% RH的環(huán)境中放置4小時或更多之后，在帶電輥2的表面處的中心部分和分別與中心部分隔開90mm的左右部分處關(guān)于圓周方向的180度間距位置(S卩，總共6個位置)處通過MD-1微橡膠硬度計測量硬度。測量值的平均為MD-1硬度。
[0114]并且，帶電輥2的電阻值在23°C且60% RH下為0.3Χ106Ω.cm。
[0115]順便說一句，帶電輥2的電阻值以以下方式計算。S卩，在帶電輥2在23°C和60%RH的環(huán)境中放置24小時或更多之后，在該環(huán)境中在9.8N的總負荷下將該帶電輥2壓在電流測量設(shè)備的具有30mm的直徑的鏡面金屬輥上，并然后在以30rpm的速度旋轉(zhuǎn)鏡面金屬輥的同時(在通過金屬輥旋轉(zhuǎn)帶電輥2的同時)施加電壓。然后，在這種狀態(tài)下，從帶電輥2的第三次旋轉(zhuǎn)時的DC電流計算電阻值。
[0116](接觸壓合部處的間隙測量方法)
[0117]將描述作為本實施例的特征的接觸壓合部中的帶電輥2的接觸狀態(tài)下的間隙測量方法。為了在感光鼓I與帶電輥2之間的接觸壓合部處產(chǎn)生放電，在接觸壓合部處保持可放電距離。
[0118]在圖6中，(a)和(b)是帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部的放大示意圖，其中，圖中的每一個中的上側(cè)表不帶電棍表面，圖中的每一個中的下側(cè)表不感光鼓表面。在圖6中，(a)示出接觸壓力Pl合適的情況下的接觸狀態(tài)，(b)示出接觸壓力P2強的情況下的接觸狀態(tài)。這些接觸壓力的值之間的關(guān)系為P1〈P2。
[0119]在圖6中，關(guān)于帶電輥2的彈性，當接觸壓力強時，表面形狀不能保持接觸壓合部處的微小的B空氣間隙G。在本實施例中，帶電輥2通過在如上所述的彈簧的(在每個端部處的)500克重的負荷下被壓在端部中的每一個處而與感光鼓I的表面接觸。
[0120]在測量對象在23°C和60% RH下放置2小時或更多之后，通過使用間隙測量機(“GM1000L”,由 Optron C0.，Ltd.制造)測量空氣間隙 G。
[0121]圖7是示出測量空氣間隙G的狀態(tài)的示意圖。
[0122]如圖7所示，帶電輥2在9.SN(Ikg重)的負荷下與具有50mm的直徑的消光基準金屬輥10接觸，并然后在基準金屬輥10以0.32rps旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下從其后表面經(jīng)受激光掃描12。然后，在帶電輥2與基準金屬輥10之間產(chǎn)生的間隙被檢測器11測量3秒。在本實施例中使用的帶電輥2在帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部N處提供其中心部分處1ym的微小空氣間隙G。因此，可放電距離d滿足d>7.7X 10_6m，并因此本實施例中的帶電輥2滿足接觸壓合部N處的放電條件。
[0123](比較驗證)
[0124]為了檢查本發(fā)明的效果，制備利用不同條件的比較示例中的帶電輥2。
[0125]在圖8中，(a)?(f)是分別示出分別在第一實施例、第一比較示例、第二比較示例、第三比較示例、第二實施例或第三實施例中接觸期間的帶電輥與感光鼓的示意性截面圖。圖9是示出第一到第三比較示例和第一到第三實施例中的帶電輥的物理性能的表。
[0126]并且，通過從感光鼓I與帶電輥2之間的接觸壓合部N的間隙距離、感光鼓I的損傷和帶電輥2的形變(通過與感光鼓I接觸導致的帶電輥2的形狀的變化)的觀點執(zhí)行比較評價來進行驗證。
[0127]圖10是示出第一到第三比較示例和第一到第三實施例中的帶電輥2的比較結(jié)果的表。
[0128]首先，關(guān)于感光鼓I與帶電輥2之間的接觸壓合部B的間隙距離，感光鼓I與帶電輥2之間的接觸期間間隙距離d( = L(1-p/ES))滿足d>7.7X 10-6m的情況被評價為“〇”，并且間隙距離d不滿足d>7.7X 10-6m的情況被評價為“ X ”。并且，關(guān)于感光鼓I的損傷和帶電輥2的形變，通過本實施例中的圖像形成裝置輸出的圖像處于實際沒有問題的水平的情況被評價為“〇”，并且輸出圖像不處于該水平的情況被評價為“ X ”。
[0129](比較示例)
[0130]下面，將描述用于比較的各帶電棍。第一比較示例中的帶電輥與第一實施例中的帶電輥相比具有低的硬度和表面粗糙度。通過使第一比較示例中的帶電輥在其最外表面上具有絕緣材料的20 μ m厚的非彈性隔板202來制備第二比較示例中的帶電輥。
[0131](驗證1:間隙距離)
[0132]第一和第二比較示例中的帶電輥滿足:L(1-P/ES)>7.7X10_6m(公式I)并因此能夠在接觸壓合部N處產(chǎn)生放電。在第一比較示例中，帶電輥的表面層硬，并且不能在表面粗糙度低的接觸壓合部N處保持可放電間隙。
[0133](驗證2:記錄材料損傷)
[0134]通過在32.5°C和80% RH的環(huán)境中在本實施例中的圖像形成裝置中使用各比較示例中的帶電棍，帶電棍與感光鼓I相互接觸，并然后以2%的打印率(print rat1)實施二片材間歇(intermittent)打印。然后，比較15000張時的圖像缺陷(弊害)的出現(xiàn)狀態(tài)。由于感光鼓I的損傷而產(chǎn)生圖像缺陷的帶電輥是第二比較示例中的帶電輥。這是因為，表面層處的非彈性隔板與感光鼓I相互摩擦，并因此產(chǎn)生由于感光鼓I的損傷而導致的圖像缺陷。在第一實施例和第一比較示例中，表面層是彈性部件，并因此不產(chǎn)生由于感光鼓I的損傷而導致的圖像缺陷。
[0135](驗證3:帶電輥形變)
[0136]在本實施例中的處理盒的條件下置于接觸狀態(tài)下的帶電輥和感光鼓在40°C和95% RH的環(huán)境中放置30天之后，通過在23°C和50% RH的環(huán)境中由本實施例中的圖像形成裝置輸出圖像來進行驗證。
[0137]在第一實施例和第一、第二比較示例中，沒有形變產(chǎn)生。
[0138]通過在帶電輥2在表面層處具有彈性的同時滿足L (1-p/ES) >7.7 X 10_6m，放電區(qū)域(“區(qū)域”)通過簡單的構(gòu)成而被增加，由此能夠在獲得高帶電性能的同時實現(xiàn)減少由接觸帶電部件導致的感光部件上的損傷的帶電設(shè)備。
[0139]如上所述，通過在帶電輥2在表面層處具有彈性的同時滿足L(1_P/ES) >7.7X10_6m，放電區(qū)域通過簡單的構(gòu)成而被增加，由此獲得高帶電性能。并且，通過使用彈性帶電部件，能夠提供在抑制接觸帶電部件的變形影響的同時減少感光鼓I的損傷的帶電設(shè)備。即，能夠在使得能夠在接觸壓合部N處產(chǎn)生放電的同時抑制感光鼓I的損傷和帶電輥處的形變。
[0140]并且，通過含在表面層2c中的粒子形成設(shè)置在表面層2c處的微小突起201 (突起部分)，并因此即使當長期使用帶電輥2時，微小突起201的大小也不容易改變(即，微小突起201不容易變形或塌陷)。因此，可以穩(wěn)定地保持可放電間隙。
[0141]順便說一句，在本實施例中，形成作為感光鼓1、帶電輥2、顯影設(shè)備5和清潔設(shè)備9的單元的處理盒，并且該處理盒能夠可拆卸地安裝到圖像形成裝置的主組件。當至少本發(fā)明的帶電設(shè)備被合并到處理盒中時，也可在處理盒中獲得類似的效果。
[0142]并且，在本實施例中，帶電部件的形狀為輥形狀，但不限于此。并且，關(guān)于帶電部件的形狀，當帶電部件具有在本實施例中所描述的表面形狀時，可通過將本發(fā)明應用到帶電部件來獲得類似的效果。
[0143]并且，在本實施例中，正弦波作為振蕩電壓的AC分量的波形被施加，但不限于此。并且，在本實施例中，向帶電輥2施加的電壓包含AC分量，但也可向帶電輥2僅施加DC分量。即，也可利用DC帶電方法(類型)。
[0144]順便說一句，在本實施例中，作為調(diào)色劑，使用磁性調(diào)色劑，但不限于此。例如，SP使當使用非磁性調(diào)色劑時，也可獲得類似的效果。并且，在本實施例中，使用跳躍顯影方法，但不限于此。例如，即使當利用接觸顯影方法時，也可獲得類似的效果。
[0145](本實施例的效果)
[0146]本實施例的效果總結(jié)如下。在本實施例中，通過使帶電輥2具有微小的突起部分，在壓合部處也確保放電間隙，由此在壓合部也能夠產(chǎn)生放電。作為結(jié)果，放電區(qū)域變寬，并因此能夠獲得高帶電性能，使得圖像形成裝置能夠在不增加電力消耗的情況下滿足高速的圖像形成。
[0147]并且，特別是在本實施例中的帶電輥2被用于利用AC帶電類型的圖像形成裝置中的情況下，存在抑制被稱為莫爾圖案(moire pattern)的圖像缺陷的產(chǎn)生的效果。以下，將進行其描述。
[0148]在利用AC帶電類型的情況下，向帶電輥施加的電壓(帶電偏壓)為AC電壓，并因此存在帶電之后的感光鼓的表面電勢導致與AC電壓相同的周期性波動的情況。
[0149]在打算形成具有周期性圖案的圖像(例如，使得以均勻的間隔布置分別沿感光部件的縱向延伸的多條直線的圖像)的情況下，存在在形成的圖像上產(chǎn)生莫爾圖案的情況。這是因為感光鼓的電勢波動周期(AC電壓周期)與圖像圖案周期之間的差異導致干涉，并因此在圖像上導致條帶圖案(干涉條紋，莫爾)。因此，在AC帶電類型被利用在傳統(tǒng)的圖像形成裝置中的情況下，需要采取對策，使得AC電壓周期被選擇以不產(chǎn)生莫爾圖案。
[0150]然而，在使用本實施例中的帶電輥2的情況下，放電區(qū)域大，并因此即使當向帶電輥2施加AC電壓的情況下，感光鼓I的表面電勢也不容易導致周期性波動。作為結(jié)果，即使當形成具有周期性圖案的圖像時，也不容易在圖像上產(chǎn)生莫爾。
[0151]〈第二實施例〉
[0152]在本實施例中，使用作為包含由發(fā)泡部件形成的基層(導電彈性層2b)和涂有導電彈性導體的表面層2c的帶電部件的帶電輥2的帶電設(shè)備被使用，該帶電輥2與第一實施例中的帶電輥2不同。表面層由比基層的材料硬的材料形成。構(gòu)成基層的發(fā)泡部件是具有100 μ m的平均泡孔直徑(cell diameter)的導電發(fā)泡部件。
[0153]發(fā)泡部件的材料使得通過在多羥基化合物中共聚聚氧化乙烯并然后通過在其中添加LiClO4以便將體積電阻率調(diào)整到111 Ω cm來制備聚氨酯彈性體，并且然后以10phr的量在聚氨酯彈性體中添加具有17Qm的比電阻的Sn2.Sb2O5作為導電彈性填充物，以便體積電阻率為106Ωπι，并然后將得到的聚合物發(fā)泡以提供發(fā)泡部件。
[0154]接著，通過在發(fā)泡部件的表面處形成的突起部分和凹陷部分中的突起部分經(jīng)由表面層2c與感光鼓I的接觸，形成通過微小突起201在帶電輥2與感光鼓I之間形成的間隙。即，導電彈性層2b (發(fā)泡部件)的表面形狀經(jīng)由表面層2c呈現(xiàn)在帶電部件的表面處，使得還在表面層2c處形成突起部分和凹陷部分(微小突起201)。
[0155]為了檢查本發(fā)明的效果，制備條件不同的比較示例中的帶電輥。分別示出各比較示例和各實施例中接觸期間的帶電輥和感光鼓的示意性截面圖如圖8的(a)?(g)所示，并且各比較示例和各實施例中的帶電輥2的物理性能如圖9所示。并且，各比較示例和各實施例中的帶電輥2的比較結(jié)果如圖10所示。
[0156]在第三比較示例中，在第二實施例中的帶電設(shè)備中，利用具有100 μ m的平均泡孔直徑的導電發(fā)泡體形成帶電輥的表面層。出于這種原因，表面粗糙度不能被測量，并因此圖9中的表面粗糙度Rz的框為空白。
[0157]下面，將進行比較驗證。與第一實施例類似，關(guān)于間隙距離、感光部件損傷和帶電輥形變執(zhí)行驗證。
[0158](驗證1:間隙距離)
[0159]在第二實施例和第三比較示例中，滿足L (1-P/ES) >7.7X10_6m (公式I)，使得在接觸壓合部處能夠產(chǎn)生放電。
[0160](驗證2:感光鼓損傷)
[0161]在第二實施例和第三比較示例二者中，利用彈性部件形成表面，并因此沒有觀察到由于感光鼓I的損傷導致的圖像缺陷。
[0162](驗證3:帶電輥形變)
[0163]在第三比較示例中，帶電輥2導致周期性的條帶。這是因為發(fā)泡部件改變形狀以導致不適當?shù)膸щ?，這引起了圖像缺陷。在第二實施例中，發(fā)泡部件的表面層涂有彈性部件，并因此通過與感光鼓接觸導致的帶電輥的形狀變形的程度小，使得不容易導致圖像缺陷出現(xiàn)。
[0164]因此，通過在帶電輥2在其表面層處具有彈性的同時滿足L(1-P/ES) >7.7X 10_6m，放電區(qū)域通過簡單的構(gòu)成而被增加，由此能夠在獲得高帶電性能的同時減少通過接觸帶電部件導致的感光鼓I上的損傷。
[0165]〈第三實施例〉
[0166]在本實施例中，使用第一實施例中的使用包含通過蝕刻等被部分去除以使得微小形狀相對于表面層的突起形狀為凹陷形狀的表面層的帶電輥作為帶電部件的帶電設(shè)備。蝕刻以抗蝕劑被施加到表面層上并在被電子束(EB)照射之后被剝離的方式執(zhí)行，并且得到的表面層然后經(jīng)受干蝕刻。
[0167]S卩，當通過蝕刻使表面層2c具有多個凹陷部分時，表面層2c具有突起部分和凹陷部分。夾在相鄰的兩個凹陷部分之間的區(qū)域與突起部分對應。
[0168]為了比較驗證，制備條件不同的比較示例中的帶電輥。分別示出各比較示例和各實施例中接觸期間的帶電輥2和感光鼓I的示意性截面圖如圖8的(a)?(g)所示。并且，各比較示例和各實施例中的帶電輥2的物理性能如圖9所示。并且，各比較示例和各實施例中的帶電輥2的比較結(jié)果如圖10所示。
[0169]下面，將進行比較驗證。與第一實施例類似，關(guān)于間隙距離、感光部件損傷和帶電輥形變執(zhí)行驗證。
[0170](驗證1:間隙距離)
[0171 ] 在第三實施例中，滿足L (1-P/ES) >7.7 X 10_6m，使得在接觸壓合部處能夠產(chǎn)生放電。
[0172](驗證2:感光部件損傷)
[0173]在第三實施例中，利用彈性部件形成表面，并因此沒有觀察到由于感光鼓I的損傷導致的圖像缺陷。
[0174](驗證3:帶電輥形變)
[0175]在第三實施例中，沒有觀察到形變。
[0176]因此，即使當表面層的微小形狀是凹陷形狀(凹陷部分)時，帶電輥2也在其表面層處具有彈性的同時滿足L(l-P/ES)>7.7X10_6m。作為結(jié)果，通過在帶電輥2在其表面層處具有彈性的同時滿足L(l-P/ES)>7.7X10_6m，放電區(qū)域通過簡單的構(gòu)成而被增加，由此獲得高帶電性能。并且，通過使用彈性帶電部件，接觸帶電部件的變形的影響被抑制，并因此能夠提供減少感光部件的損傷程度的帶電設(shè)備。
[0177]〈第四實施例〉
[0178]將描述第四實施例。順便說一句，在一些情況下，省略與第一到第四實施例共同的構(gòu)成的描述。
[0179]在上述實施例中，帶電輥2在其表面處具有突起部分和凹陷部分，并因此即使在與感光部件的接觸壓合部內(nèi)產(chǎn)生間隙，也使得產(chǎn)生放電。出于這種原因，每單位面積的感光部件的放電的出現(xiàn)次數(shù)增加，使得存在感光部件的表面的磨損加速的可能性。
[0180]這里，存在感光鼓層在感光鼓的縱向端部處比在感光鼓的縱向中心部分處易于磨損的趨勢。因此，本實施例的特征在于，放電的程度在感光鼓的縱向端部處比在感光鼓的縱向中心部分處減少。
[0181]順便說一句，鼓表面在感光部件端部處比在感光部件中心部分處易于磨損的因素主要歸因于以下原因。
[0182]感光鼓被設(shè)置在其端部處的軸承支撐，同時其幾乎全部的區(qū)域與清潔刮刀(blade)接觸，并因此被清潔刮刀按壓。
[0183]出于這種原因，與感光鼓被軸承支撐的端部相比，感光鼓因從清潔刮刀接收的力而在中心部分處彎曲。作為結(jié)果，清潔刮刀與感光部件之間的接觸壓力在縱向端部處比在縱向中心部分處高。因此，在感光鼓的端部處，清潔刮刀的摩擦力比在感光鼓的中心部分處的摩擦力大，并因此感光鼓的表面層易于磨損。
[0184]并且，感光鼓表面層因記錄材料通過感光鼓與轉(zhuǎn)印輥之間的轉(zhuǎn)印壓合部時的摩擦而被磨損。并且，在記錄材料被插入感光鼓與轉(zhuǎn)印輥之間的狀態(tài)下感光鼓與轉(zhuǎn)印輥之間的轉(zhuǎn)印壓合部處的壓力(轉(zhuǎn)印壓力)在記錄材料端部處比在縱向中心部分處高。因此，與記錄材料端部對應的感光鼓表面層的部分易于磨損。
[0185]因此，在本實施例中，想要設(shè)置減少感光部件在其端部處的磨損程度的接觸帶電部件。
[0186](帶電輥)
[0187]在圖11中，(a)和(b)是示出本實施例中的帶電輥2的結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，(a)是示出帶電輥2的形狀的示意圖，(b)是帶電輥2的截面圖。
[0188]如這些圖所示，本實施例中的帶電輥2包含導電支撐體2a、在導電支撐體2a的外周表面處形成的導電彈性層2b (彈性層)和涂敷導電彈性層2b的外周表面的表面層2c (彈性表面層)。
[0189]通過將導電劑(例如，諸如季銨鹽的離子導電劑或諸如碳黑的電子導電劑)與高分子彈性部件(例如，氯醇橡膠或丙烯腈橡膠)混合來形成導電彈性層2b。并且，以與導電支撐體2a同心一體的輥形狀形成導電彈性層2b。
[0190]然后，通過研磨來調(diào)整導電彈性層2b的厚度，使得以圖11的(a)中所示的冠(crown)形狀形成帶電棍2,在圖11的(a)中，其縱向中心部分處的外徑Re為10.15mm,其縱向端部處的外徑Rs為10.06mm。在本實施例中,通過使中心部分外徑大于端部外徑,使帶電棍2在中心部分處對感光鼓I的侵入量大于在端部處的侵入量。
[0191]這里，侵入量指的是表示作為深度的進入量的值，通過該深度，帶電輥2的外徑部分進入感光鼓I的假想外徑部分，并且該值是作為通過從感光鼓I的半徑與帶電輥2的半徑的總和減去感光鼓I與帶電輥2之間的中心(到中心)距離而獲得的值獲得的。
[0192]在制備導電彈性層2b之后，作為涂敷層，設(shè)置比導電彈性層2b薄的表面層2c。在本實施例中，通過使導電彈性層2b的表面通過熱、利用紫外光(束)等的光照射或電子束照射經(jīng)受硬化來形成表面層2c。S卩，表面2c比導電彈性層2b硬。本實施例中的表面層2c至少含有表面層粘合劑和作為表面粗糙劑的微粒子(具有10?50 μ m、優(yōu)選為20?40 μ m的體積平均粒子大小)，并且微粒子可以為球形粒子或不規(guī)則形狀粒子中的任一種。并且，含在表面層粘合劑中的微粒子的量為10?10wt.%。順便說一句，在本實施例中，粒子大小為26 μ m的微粒子被用于制備表面層2c，使得含在表面層粘合劑中的微粒子的量為50wt.% ο
[0193]以上述方式制備的帶電輥2的表面的十點平均粗糙度Rzjis(根據(jù)JIS1994)為Rzjis = 15?50 μ m,優(yōu)選為Rz = 20?30 μ m。當Rzjis過小時,放電壓合部具有直線形狀(即，產(chǎn)生放電的放電壓合部區(qū)域的寬度變窄)，帶電之后的感光鼓I的周期根據(jù)AC分量的頻率周期性地改變(即，在帶電輥2的表面處產(chǎn)生的帶電電勢變化的不均勻性具有直線形狀)。出于這種原因，變得難以抑制莫爾圖案的產(chǎn)生。另一方面，當Rzjis過大時，調(diào)色劑(調(diào)色劑粒子和外部添加劑)因長期使用而沉積在帶電輥2上，并因此帶電輥2易于污染或易于導致污染的不均勻性，使得變得難以長期保持初始的電荷均勻性。
[0194]在本實施例中，帶電棍2的表面粗糙度Rzjis為Rzjis = 26 μ m。表面粗糙度Rzjis是在測量長度為8.0_、截止值為0.8_且測量速度為0.3mm/sec的條件下通過使用表面粗糖度計(“SE35OO”，由 Kosaka Laboratory Ltd.制造)測量的。
[0195]并且，在本實施例中，作為帶電輥2的導電彈性層2b和表面層2c的總和的層的楊氏模量E可優(yōu)選為10?150MPa。順便說一句，帶電輥2的楊氏模量E是從在通過通用硬度計(表面膜物理性能測試機“Fishcerscope H100C”，由 Fischer Instruments K.K.制造)在I分鐘內(nèi)施加的100N/mm2的負荷達到lOOmN/mm2之后的扭曲量計算的。在本實施例中使用的帶電輥的楊氏模量E為20MPa。
[0196]并且，帶電輥2的表面硬度在Asker C硬度方面可優(yōu)選為大于等于60度且小于等于90度，更優(yōu)選為從80度到90度。當硬度過低時，在與感光鼓I的接觸壓合部的區(qū)域中不形成微小間隙，使得沉積在感光鼓I上的諸如調(diào)色劑的異物易于沉積在帶電輥2上。因此，在本實施例中，硬表面層2c設(shè)置在導電彈性層2b的表面上。作為結(jié)果，使得帶電輥2的表面的Asker C硬度高于不存在表面層2c的情況下的硬度。另一方面，當硬度過硬時，不僅不能在帶電輥2與感光鼓I之間確保壓合部，而且存在例如感光鼓I的表面因長期使用而逐漸磨損的情況。因此，使表面層2c的厚度落在預定范圍內(nèi)(即，被控制以便不過厚)，使得帶電輥2的表面硬度被控制以便不過高。在本實施例中，使用具有Asker C硬度85度的帶電棍2。順便說一句，Asker C硬度是通過使Asker C硬度計(由Tokyo Keiki Inc.制造)的施壓針(urging needle)與帶電棍2的表面接觸、在100g的負荷的條件下測量的。
[0197]并且，帶電輥2的電阻值在23°C和60% RH下為0.3Χ106ω.αιι。順便說一句，為了測量帶電輥2的電阻值，首先，帶電輥2在23°C和60% RH的環(huán)境中被放置24小時或更多。然后，在環(huán)境中在9.SN的總負荷下將帶電輥2壓在電流測量設(shè)備的具有30mm的直徑的鏡面金屬輥上，并然后在以30rpm的速度旋轉(zhuǎn)鏡面金屬輥以便旋轉(zhuǎn)帶電輥2的同時施加電壓。然后，在這種狀態(tài)下，從帶電輥2的第三次旋轉(zhuǎn)時的DC電流計算電阻值。
[0198]并且，帶電輥2的縱向長度為230mm。
[0199](帶電輥與感光鼓之間的位置關(guān)系)
[0200]圖3是帶電輥2和感光鼓I的示意性前視圖。
[0201]如圖3所示，帶電輥2在導電支撐體2a的端部中的每一個處由承載部件32旋轉(zhuǎn)保持。并且，通過施壓彈簧31，帶電輥2被朝著感光鼓I施壓，由此以預定的施壓力(500克重)與感光鼓I的表面壓力接觸。帶電輥2通過感光鼓I的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。然后，如圖1所示，經(jīng)由導電支撐體2a從電源E向帶電輥2施加預定的帶電偏壓，使得感光鼓I的圓周表面帶電到預定的電勢。即，在圖3中，示出用于使感光鼓帶電的帶電設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0202](在帶電輥與感光鼓之間形成的空氣間隙的結(jié)構(gòu))
[0203]將描述作為在帶電棍2與感光鼓I之間形成的微小空氣層的空氣間隙G。
[0204]在圖12中，(a)和(b)是用于示出在帶電輥2與感光鼓I之間形成的空氣間隙G的放大示意圖，其中，上側(cè)示出帶電輥2的表面，下側(cè)示出感光鼓I的表面。在圖12中，(a)示出帶電輥2在沒有壓力的情況下與感光鼓I接觸的狀態(tài)，(b)示出感光鼓I與帶電部件之間的間隙被壓縮的狀態(tài)。
[0205]如圖12所示，通過作為表面粗糙劑的微粒子形成的多個可彈性變形的微小突起部分201被設(shè)置在帶電輥2的最外表面處。當微小突起部分201的高度為L且微小突起部分201關(guān)于L方向的變形量為X時，空氣間隙G由以下公式3表不。
[0206]G = L-X...(公式 3)
[0207]此時，當橡膠被視為彈簧且扭曲(應變)系數(shù)為Y時，基于胡克(Hooke)定律，變形量X可由以下公式4表示:
[0208]X = YL...(公式 4)
[0209]當帶電輥2的合成楊氏模量為E(MPa)且由微小突起部分201接收的應力為Z(N/m)時，基于胡克定律，該扭曲系數(shù)Y可由以下公式5表示:
[0210]Y = Z/E...(公式 5)
[0211]并且，作為通過將用于將帶電輥2壓在感光鼓I上的壓力P(N)除以SdS獲得的值，應力Z被獲得。S卩，以下公式6成立。
[0212]Z = P/SdS …(公式 6)
[0213]這里，Σ dS是接觸感光鼓I的微小突起部分201的面積dS的總和。即，單個微小突起部分201接觸感光鼓I時的接觸面積為dS。在接觸壓合部區(qū)域中，多個微小突起部分201接觸感光鼓1，并因此所有這些接觸面積的總和為SdS。
[0214]通過使用上述公式3?6，可通過以下公式7表示空氣間隙G的值。
[0215]G = L(1-P/ES) …(公式 7)
[0216]以上，S(m2)為2dS。
[0217]以下，在本實施例中描述的空氣間隙G意味著由以上公式7表示的空氣間隙G。
[0218](帶電輥的表面形狀)
[0219]將描述作為本實施例的特征的接觸壓合部的區(qū)域中的帶電輥2的表面形狀。
[0220]在圖13中，(a)和(b)是示出帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部區(qū)域部分的放大示意圖，其中，(a)示出縱向中心部分處的接觸壓合部區(qū)域，(b)示出縱向端部處的接觸壓合部區(qū)域。在圖13中，上側(cè)示出帶電輥表面，下側(cè)示出感光鼓表面。如上所述，帶電輥2通過在500克重的負荷下在端部側(cè)中的每一個中被彈簧按壓而與感光鼓I密封接觸。
[0221]并且，帶電輥2具有冠形狀，并因此接觸壓合部寬度在端部處比在中心部分處窄，并且在中心部分處為700 μ m而在端部處為400 μ m。并且，帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部的區(qū)域中的空氣間隙G在中心部分處為10 μ m而在端部處為25 μ m。順便說一句，接觸壓合部寬度指的是帶電輥2與感光鼓I壓力接觸的區(qū)域的寬度(沿著感光鼓I的旋轉(zhuǎn)方向的長度)。
[0222]在將測量對象在23°C和60% RH下放置2小時或更多之后，通過使用間隙測量機(“GM1000L”,由 Optron C0.，Ltd.制造)測量空氣間隙 G。
[0223]圖7是示出測量空氣間隙G的狀態(tài)的示意圖。
[0224]如圖7所示，帶電輥2在9.SN(Ikg重)的負荷下與具有50mm的直徑的消光基準金屬輥10接觸，并然后在消光基準金屬輥10以0.32rps旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下從其后表面經(jīng)受激光掃描12。然后，在帶電輥2與消光基準金屬輥10之間產(chǎn)生的間隙被檢測器11測量3秒。
[0225]這里，計算可放電空氣間隙G的間隙距離。在帶電輥2與感光鼓I的導電基層之間施加的電壓在感光層(介電常數(shù)為3且厚度為18μπι的OPC感光層)的靜電電容Cl和在帶電輥2與感光層之間形成的微小空氣間隙G的靜電電容C2之間分配。
[0226]具體地，當距離d為空氣層的厚度且其單位為μ m時，感光層的靜電電容Cl和空氣層的靜電電容C2中的每一個由以下公式表示:
[0227]Cl = 3X8.85X10_12X1/18X10_6
[0228]C2 = 1X8.85 X 1(Γ12 X l/dxl0_6
[0229]另一方面，基于帕邪定律，在大氣壓力下，微小空氣層的電介質(zhì)擊穿電壓Vz由以下公式表示:
[0230]Vz = 312+6.2xl06d(這里，7.7Xl(T6m〈d)
[0231]出于這種原因，需要滿足:
[0232]((V-312) /6.2) X l(T6m>d
[0233]并且，在大氣壓力下，當空氣層的厚度為7.7 μ m或更小時，基于帕邢定律，不產(chǎn)生放電，并因此當施加電壓為V(V)時，實際施加到空氣層的電壓Vair由以下公式表示:
[0234]Vair = {C1/(C1+C2)} XV
[0235]在這種情況下，當Vair彡Vz時，產(chǎn)生放電。
[0236]因此，當施加1000V的電壓，可放電空氣間隙G的間隙距離d為d = 7.7μπι?102 μ m，并且當施加2000V的電壓時，可放電空氣間隙G的間隙距離d為d = 7.7μπι?265 μ m0
[0237]在本實施例中，向帶電輥2施加的振蕩電壓的AC分量為1600V的峰-峰電壓。出于這種原因，將理解，在空氣間隙G平均為10 μ m的中心部分和空氣間隙G平均為25 μ m的端部中的每一個處，基于帕邪定律，能夠在帶電棍2的表面與感光鼓I的表面之間充分地產(chǎn)生放電。
[0238]S卩，能夠在帶電輥2壓力接觸感光鼓I的整個區(qū)域上形成可放電間隙。
[0239]在圖14中，(a)?(C)是示出從感光鼓I沿帶電輥2的方向所看到的放電區(qū)域的示意圖，其中，(a)示出第四實施例中的帶電輥2的情況，(b)和(C)分別示出第四和第五比較示例中的帶電輥的情況。
[0240]在圖14的(a)中，陰影部分與放電區(qū)域A對應，由點線限定的區(qū)域與接觸壓合部N對應。即，放電區(qū)域A在中心部分和端部兩者處由帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部N的區(qū)域中的整個表面和接觸壓合部N的區(qū)域的上游側(cè)和下游側(cè)構(gòu)成。在端部處，由于帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部N的寬度窄，因此放電區(qū)域A比在中心部分處窄。
[0241]如上所述，帶電輥2以冠形狀形成以使端部處的接觸壓合部N的寬度變窄，由此接觸壓合部N的區(qū)域中的放電在端部處被抑制。出于這種原因，能夠減少端部處的感光鼓磨損的程度。
[0242]接著，作為第四比較示例，制備沒有冠部分的直線形狀的帶電輥25。
[0243]在圖14中，(b)是在使用第四比較示例中的帶電輥25的情況下從感光鼓I沿帶電輥方向所看到的放電區(qū)域的示意圖。在圖中，陰影部分與放電區(qū)域A對應，由點線限定的區(qū)域與接觸壓合部N的區(qū)域?qū)?。即，與第四實施例類似，放電區(qū)域A在中心部分和端部二者處由帶電輥25與感光鼓I之間的接觸壓合部N的區(qū)域中的整個表面和接觸壓合部N的區(qū)域的上游側(cè)和下游側(cè)構(gòu)成。
[0244]然而，當與第四實施例(本實施例)中的冠形狀的帶電輥2相比時，直線形狀的帶電輥25在端部處提供接觸壓合部N的區(qū)域的較寬的寬度，并因此端部處的放電區(qū)域比本實施例中的帶電輥2寬。直線形狀的帶電輥25的接觸壓合部N的區(qū)域的寬度在中心部分和端部二者處為700 μ m。
[0245]通過使用本實施例中的冠形狀的帶電輥2和第四比較示例中的直線形狀的帶電輥25來實際執(zhí)行片材通過測試。在本實施例和第四比較示例中，感光鼓I的每1000頁(k頁)的磨損量在中心部分處為0.8 μ m/k頁。另一方面，在端部處，直線形狀的帶電輥25的磨損量為1.4 μ m/k頁，而本實施例中的冠形狀的帶電輥2的磨損量為0.9 μ m/k頁。因此，感光鼓I的磨損量能夠大量減少。
[0246]在感光鼓I的端部處，清潔刮刀8的摩擦力(感光鼓與清潔刮刀8之間的接觸壓力)比在中心部分處大，并因此感光鼓I的磨損量增加。
[0247]關(guān)于本實施例中的帶電輥2，如上所述，通過使端部處的接觸壓合部N的寬度變窄，端部處的接觸壓合部N的區(qū)域中的放電的產(chǎn)生被抑制，使得端部處的感光鼓I的磨損量可減少。
[0248]接著，作為第五比較示例，制備包含厚的導電彈性海綿層的冠形狀的海綿帶電輥26。
[0249]在圖14中，(C)是在使用第五比較示例中的帶電輥26的情況下從感光鼓I沿帶電輥26方向所看到的放電區(qū)域的示意圖。在圖中，陰影部分與放電區(qū)域A對應，由點線限定的區(qū)域與接觸壓合部N的區(qū)域?qū)?br> [0250]第五比較示例中的帶電輥26的楊氏模量為8MPa，并且其楊氏模量比第四實施例(本實施例)中的帶電棍2的楊氏模量低。出于這種原因,在帶電棍26與感光鼓I之間的接觸壓合部N的區(qū)域中不形成空氣間隙G，使得在接觸壓合部N的區(qū)域中不產(chǎn)生放電。因此，放電區(qū)域A在中心部分和端部二者處僅由接觸壓合部N的區(qū)域的上游側(cè)和下游側(cè)構(gòu)成。
[0251]通過使用本實施例中的帶電輥2和第五比較示例中的帶電輥26來實際執(zhí)行片材通過測試。在中心部分處，感光鼓I的每1000頁(k頁)的磨損量在第五比較示例中對于帶電輥26為0.6 μ m/k頁而在本實施例中對于帶電輥2為0.8 μ m/k頁。另一方面，在端部處，帶電輥26的磨損量為1.2 μ m/k頁，而本實施例中的帶電輥2的磨損量為0.9 μ m/k頁。因此，感光鼓I的磨損量能夠大量減少。
[0252]關(guān)于第五比較示例中的帶電輥26，端部處的感光鼓I的磨損量增加的原因是，盡管放電區(qū)域A在中心部分與端部之間基本上相同，但清潔刮刀的摩擦力在感光鼓I的端部處比在感光鼓I的中心部分處大。
[0253]如上所述，在本實施例中利用在帶電輥2與感光鼓I之間形成的空氣間隙G被隨機設(shè)置且?guī)щ娸?以冠形狀形成以使端部處的接觸壓合部N的寬度變窄的構(gòu)成。作為結(jié)果，能夠在抑制莫爾的產(chǎn)生的同時減少端部處的感光鼓I的磨損量。
[0254]并且，關(guān)于帶電棍2的冠量(crown amount),在其值過小的情況下,帶電棍2的形狀接近直線形狀以使帶電輥2的端部處的接觸壓合部N的寬度變寬，并因此使端部處的放電區(qū)域變寬。并且，另一方面，在冠量值過大的情況下，在縱向端部處，帶電輥2和感光鼓I相互過度隔開，并因此出現(xiàn)不適當?shù)膸щ?。因此，在本實施例中，帶電?被制備，使得縱向端部處的外徑Rs比縱向中心端部處的外徑Re小10 μ m?200 μ m(優(yōu)選為30 μ m?100 μ m)的范圍中的值。
[0255]順便說一句，在本實施例中，作為帶電部件，使用記錄材料，但本發(fā)明不限于此。例如，帶電部件的形狀也可以是諸如刀片形狀、塊形狀或盤形狀的任何形狀。并且，關(guān)于這些形狀，如果形狀滿足在本實施例中描述的表面形狀，那么，通過將本發(fā)明應用于這些形狀可獲得類似的效果。
[0256]并且，在本實施例中，帶電輥2的冠形狀為弧形狀，但不限于此。例如，帶電輥2的形狀也可是直線形狀。
[0257]并且，在本實施例中，作為振蕩電壓的AC分量的波形，施加正弦波，但波形不限于此。例如，也可施加矩形波、鋸齒波、三角波或通過周期性地接通和關(guān)斷DC電壓形成的矩形波的形式的電壓。
[0258]順便說一句，在本實施例中，作為調(diào)色劑，使用磁性調(diào)色劑，但調(diào)色劑不限于此。例如，即使當使用非磁性調(diào)色劑時，也可獲得類似的效果。
[0259]并且，在本實施例中，利用跳躍顯影方法，但顯影方法不限于此。例如，即使當利用接觸顯影方法時，也可獲得類似的效果。
[0260](第五實施例)
[0261]與帶電輥的外徑在中心部分與端部之間改變的第四實施例的不同，本實施例的特征在于，帶電輥外徑在圖像形成區(qū)域與非圖像形成區(qū)域之間改變。順便說一句，圖像形成區(qū)域指的是感光鼓I的表面上的用于形成顯影劑圖像(調(diào)色劑圖像)的區(qū)域。非圖像形成區(qū)域指的是不形成顯影劑圖像的區(qū)域，并且關(guān)于感光鼓I的縱向位于圖像形成區(qū)域外側(cè)。
[0262]圖15是示出本實施例中的帶電輥2、感光鼓I與記錄材料50之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0263]在本實施例中，圖像形成區(qū)域中的外徑Re為10.13mm，非圖像形成區(qū)域中的外徑Rs 為 10.02mm。
[0264]在圖15中，關(guān)于帶電輥2的縱向，點線內(nèi)側(cè)的部分與圖像形成區(qū)域?qū)?，而分別處于點線外側(cè)的陰影部分與非圖像形成區(qū)域C對應。在本實施例中，非圖像形成區(qū)域C的范圍為關(guān)于帶電輥2的縱向從端部朝著中心部分12mm的部分。其它構(gòu)成與第四實施例相同。
[0265]當空氣間隙G超過30 μ m時，產(chǎn)生由微小帶電不均勻性導致的圖像缺陷，并因此圖像形成區(qū)域中的空氣間隙G被設(shè)定在30 μ m或更小。另一方面，即使當在非圖像形成區(qū)域C中產(chǎn)生這種不適當?shù)膸щ姇r，也不產(chǎn)生大的弊害，并因此可使非圖像形成區(qū)域C中的空氣間隙G為30 μ m或更大。然而，當空氣間隙G為50 μ m或更大時，感光鼓I的表面不能均勻帶電，使得調(diào)色劑被用于非圖像形成區(qū)域C中的顯影，從而污染轉(zhuǎn)印輥等。因此，非圖像形成區(qū)域C中的空氣間隙G被設(shè)定在50 μ m或更小。
[0266]在本實施例中，接觸壓合部N的區(qū)域中的空氣間隙G在圖像形成區(qū)域中為30μπι或更小，而在非圖像形成區(qū)域C中為大于等于30 μ m且小于等于50 μ m。并且，非圖像形成區(qū)域C中的接觸壓合部N的寬度為380 μ m。
[0267]在圖像形成區(qū)域中接觸感光鼓I的清潔刮刀8上，以微粒子的形式的調(diào)色劑用作潤滑劑。然而，在非圖像形成區(qū)域C中在感光鼓I上不存在調(diào)色劑，并因此在非圖像形成區(qū)域C中，感光鼓I與清潔刮刀8之間的摩擦系數(shù)變高。因此，在非圖像形成區(qū)域C中，與圖像形成區(qū)域相比，感光鼓I的磨損速度快。
[0268]在本實施例中，通過使非圖像形成區(qū)域C中的接觸壓合部N的寬度變窄，接觸壓合部N的區(qū)域中的放電的產(chǎn)生在非圖像形成區(qū)域C中被抑制。
[0269]因此，在本實施例中，變得能夠減少非圖像形成區(qū)域C中的感光鼓磨損量，使得能夠?qū)崿F(xiàn)感光鼓I的壽命延長。
[0270](第六實施例)
[0271]與帶電輥的外徑在中心部分與端部之間改變的第四實施例不同，本實施例的特征在于，帶電輥外徑在片材通過部分和片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域之間改變。順便說一句，片材通過部分指的是要饋送記錄材料且與記錄材料的寬度對應地確定的區(qū)域。并且，非片材通過部分指的是不饋送記錄材料且關(guān)于感光鼓I的縱向位于片材通過部分外側(cè)的區(qū)域。
[0272]在本實施例中，片材通過部分(感光鼓I的中心部分)處的外徑Re為10.12mm,而片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域中的外徑Rs為10.01mm。
[0273]圖16是示出本實施例中的帶電輥2、感光鼓I和記錄材料50的縱向布置的示意圖。
[0274]如圖所示，關(guān)于帶電輥2的縱向，點線內(nèi)側(cè)的部分與片材通過部分對應，分別處于點線外側(cè)的部分與非片材通過部分對應，并且陰影部分中的每一個與邊界區(qū)域(邊界部分)D對應。
[0275]在本實施例中，片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D的范圍為關(guān)于帶電輥2的縱向在點線上從端部朝著中心部分7mm的部分。其它的構(gòu)成與第四實施例相同。
[0276]在本實施例中，與第五實施例類似，需要將片材通過部分中的空氣間隙G設(shè)定在30 μ m或更小，并將片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D中的空氣間隙G設(shè)定在50 μ m或更大。
[0277]在本實施例中，帶電輥2與感光鼓I之間的接觸壓合部N的區(qū)域中的空氣間隙G在片材通過部分中為30 μ m或更小，而在片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D中為大于等于30 μ m且小于等于50 μ m。并且，片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D中的接觸壓合部N的寬度為380 μ m。
[0278]近年來，隨著用戶的打印需求的多樣化，諸如打印機的圖像形成裝置需要滿足在諸如厚紙和OHP片材的各種介質(zhì)上打印圖像的需要。
[0279]然而，除了普通紙以外的紙，諸如含有大量的紙粉的紙和表面粗糙的紙易于使感光鼓表面粗糙。出于這種原因，這導致感光鼓I的壽命降低。并且，厚紙、OHP片材等在接觸感光鼓I時易于損傷感光鼓I。
[0280]在本實施例中，通過使片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D中的接觸壓合部N的寬度變窄，接觸壓合部N的區(qū)域中的放電的產(chǎn)生在片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D中被抑制。出于這種原因，變得能夠減少片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域D中的感光鼓磨損量，使得能夠滿足諸如厚紙和OHP片材的各種介質(zhì)。
[0281]〈第七實施例〉
[0282]在第四實施例中，帶電輥2的外徑關(guān)于縱向改變。另一方面，在本實施例中，帶電輥外徑關(guān)于縱向不改變。作為其替代，本實施例的特征在于，帶電輥21被設(shè)置使得感光鼓I的旋轉(zhuǎn)軸q和帶電輥21的旋轉(zhuǎn)軸P以交叉角度Θ相互接觸。
[0283]在本實施例中，以沒有冠的直線形狀形成的帶電輥21的外徑Re被設(shè)定在10.12mm，并且交叉角度Θ被設(shè)定在O (度)〈Θ〈5 (度)的范圍中。
[0284]在端部處，當壓合部與感光鼓I可保持的角度過大時，帶電輥21不能接觸感光鼓1，并因此不能使感光鼓I帶電。因此，交叉角度Θ大于O度，并且不大于帶電輥21在縱向端部處可與感光鼓I接觸的角度。
[0285]圖17是帶電輥21和感光鼓I的示意性縱向布置圖。
[0286]如圖所示，當從帶電棍21的旋轉(zhuǎn)軸P側(cè)看感光鼓I的旋轉(zhuǎn)軸q時，旋轉(zhuǎn)軸P以預定的交叉角度Θ與感光鼓I的旋轉(zhuǎn)軸q相交。并且，旋轉(zhuǎn)軸P在接觸壓合部N的寬度的、由標示的點線限定的縱向中心部分處與旋轉(zhuǎn)軸q相交。其它的構(gòu)成與第四實施例相同。
[0287]在本實施例中，帶電輥21與感光鼓I之間的接觸壓合部N的區(qū)域中的空氣間隙G在中心部分和端部二者處為10 μ m,并且，接觸壓合部N的寬度在中心部分處為700 μ m而在端部處為400 μ m。
[0288]在以冠形狀形成帶電輥的情況下，帶電輥的導電彈性層被磨損以產(chǎn)生切粉(cutpowder)，并因此制造成本昂貴。在本實施例中，在感光鼓I的旋轉(zhuǎn)軸q與直線形狀的帶電輥21的旋轉(zhuǎn)軸P之間設(shè)置預定的交叉角度Θ，由此，端部處的接觸壓合部N的寬度變窄，使得端部處的接觸壓合部N的區(qū)域中的放電的產(chǎn)生被抑制。
[0289]因此，放電處的感光鼓的磨損量可減少，使得能夠減少帶電輥的制造成本。
[0290]順便說一句，在本實施例中，端部處的感光鼓的磨損量減少。然而，例如，通過調(diào)整交叉角度Θ，如第五和第六實施例中所描述的那樣，即使在片材通過部分與非片材通過部分之間的邊界區(qū)域中，也可通過應用本發(fā)明獲得類似的效果。
[0291]〈第八實施例〉
[0292]在第四實施例中，帶電輥2的表面形狀為突起形狀。另一方面，本實施例的特征在于帶電輥22的表面形狀為凹陷形狀。
[0293]在圖18中，(a)和(b)是示出帶電輥22的結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，(a)是示出帶電輥22的形狀的示意圖，(b)是帶電輥22的截面圖。
[0294]如圖18的(a)和(b)所示，帶電輥22在其表面處具有多個微小凹陷部分401。通過這些(多個)微小凹陷部分401，帶電輥22的表面層具有突起部分和凹陷部分。
[0295]在圖19中，(a)和(b)是示出帶電輥22與感光鼓I之間的接觸壓合部N的區(qū)域部分的放大示意圖，其中，(a)示出縱向中心部分處的接觸壓合部N的區(qū)域，(b)表示縱向端部處的接觸壓合部N的區(qū)域。夾在相鄰的兩個微小凹陷部分401之間的區(qū)域是相對于微小凹陷部分401突起的部分(突起部分)，并且該部分(突起部分)接觸感光鼓I以彈性變形。
[0296]在圖19中，上側(cè)示出帶電輥22的表面，下側(cè)示出感光鼓I的表面。
[0297]在第四實施例中描述的帶電輥2的表面形狀是突起形狀，并因此帶電輥2以點接觸方式與感光鼓I接觸，并因此帶電輥2在長期使用中易于因調(diào)色劑粒子和外部添加劑在帶電輥2上的沉積而被污染。因此，在一些情況下，難以連續(xù)地長期保持在帶電輥2與感光鼓I之間形成的空氣間隙。
[0298]這里，將描述帶電輥的污染與表面形狀之間的相關(guān)性。例如，在污染物關(guān)于驅(qū)動方向位于清潔刮刀8的下游和帶電輥2的上游的情況下，污染物在圖像形成處理中被轉(zhuǎn)印到帶電輥2上，使得污染物在一些情況下沉積在帶電輥2的表面上。
[0299]具體地，在感光鼓I的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動期間，在已通過清潔刮刀8的轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑的一部分和諸如其它微粒子的微粒子污染物沉積在被設(shè)置為與感光鼓I接觸的帶電輥2上的情況下，出現(xiàn)微粒子對帶電輥2的污染。
[0300]帶電輥2上的微粒子污染物的沉積性能通過帶電輥2的表面處的刮除(scraping-off)性能來解釋。S卩，在帶電棍2的表面突起部分和凹陷部分處,微粒子污染物在突起部分處從感光鼓I刮除，并且在凹陷部分處產(chǎn)生污染物的沉積。在關(guān)注這種現(xiàn)象的情況下，作為減少帶電輥2的表面處的刮除效果的措施，如圖18和圖19所示，帶電輥2的表面形狀變?yōu)榘枷菪螤?，由此可以減輕微粒子污染的程度。
[0301]在圖20中，(a)和(b)是當使用凹陷形狀的帶電輥22和突起形狀的帶電輥2時在感光鼓I的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動期間接觸壓合部N的區(qū)域附近中的帶電輥2的示意圖，并且是示出微粒子污染物301的行為的示意圖。
[0302]在圖20中，(a)示出具有作為表面形狀的突起形狀的帶電輥2，(b)示出具有作為表面形狀的凹陷形狀的帶電輥22。在圖20中，上側(cè)示出帶電輥的表面，下側(cè)示出感光鼓I的表面。并且，(Na)、(Nb)和(Ne)分別示出穿過接觸壓合部N的區(qū)域之前、穿過接觸壓合部的區(qū)域N期間和穿過接觸壓合部的區(qū)域N之后的情況。
[0303]如圖20所示，在表面形狀為突起形狀的帶電輥2的情況下，刮除效果大，使得微粒子污染物301易于沉積在帶電輥2上。然而，在表面形狀為凹陷形狀的帶電輥22的情況下，刮除效果小，使得微粒子污染物301不容易沉積在帶電輥22上。
[0304]因此，通過使用表面形狀變?yōu)榘枷菪螤畹膸щ娸?2，帶電輥22的表面不容易被污染，使得變得能夠連續(xù)地長期保持在帶電輥22與感光鼓I之間形成的空氣間隙。即，通過使用具有作為其表面形狀的凹陷形狀的帶電輥22，即使當帶電輥22被長期使用時也可連續(xù)地抑制莫爾的產(chǎn)生。
[0305]順便說一句，在本實施例中，帶電部件具有表面層，但不限于此。例如，即使當表面層被去除時，通過使導電彈性層經(jīng)受硬化，如果帶電部件能夠維持在本實施例中描述的表面形狀，也可通過應用本發(fā)明獲得類似的效果。
[0306]并且，本實施例中的帶電部件不限于在上述實施例中所描述的那些，圖中示出的帶電部件的表面形狀為示例。如果帶電部件的表面形狀落在不偏離本發(fā)明的意圖的范圍內(nèi)，那么也能夠利用其它實施例、應用實施例、修改實施例和這些實施例的組合。
[0307]盡管已參照這里公開的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，但它不限于闡述的細節(jié)，并且本申請意在覆蓋可能落入改進的目的或者隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這些修改或變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使感光部件帶電的帶電設(shè)備，包括: 帶電部件，該帶電部件用于通過被供給電壓來使感光部件帶電；以及 支撐部件，該支撐部件用于支撐所述帶電部件以便壓力接觸感光部件， 其中，所述帶電部件包括: 導電支撐體； 彈性基層，該彈性基層被所述導電支撐體支撐；以及 彈性表面層，該彈性表面層被設(shè)置在所述彈性基層的表面上，該彈性表面層比所述彈性基層硬； 其中，所述彈性表面層具有突起部分和凹陷部分，并且其中，突起部分可彈性變形地與感光部件接觸，從而在所述彈性表面層的凹陷部分與感光部件之間留下可放電間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件壓力接觸感光部件的區(qū)域的寬度在感光部件的縱向中心部分處比在縱向端部處大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件對感光部件的侵入量在感光部件的縱向中心部分處比在縱向端部處大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件具有冠形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件以交叉角度與感光部件壓力接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的帶電設(shè)備，還包括用于清潔感光部件的表面的清潔部件， 其中，所述清潔部件與感光部件之間的接觸壓力在感光部件的縱向端部處比在縱向中心部分處大。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的帶電設(shè)備，其中，寬度在感光部件的表面上的不形成顯影劑圖像的非圖像形成區(qū)域中比在感光部件的表面上的形成顯影劑圖像的圖像形成區(qū)域中小。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的帶電設(shè)備,其中，寬度在不饋送記錄材料的區(qū)域與饋送記錄材料的區(qū)域之間的邊界部分處比在感光部件的中心部分處小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，突起部分是通過將粒子融入到所述彈性表面層中形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述彈性基層由發(fā)泡部件構(gòu)成，并且， 所述彈性表面層的突起部分和凹陷部分使得發(fā)泡部件的表面形狀經(jīng)由所述彈性表面層呈現(xiàn)在所述帶電部件的表面處。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，通過所述彈性表面層的蝕刻使所述彈性表面層具有凹陷部分來留下突起部分和凹陷部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，還包括用于朝著感光部件對所述帶電部件施壓的施壓部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件是可旋轉(zhuǎn)輥部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件具有15< Rz < 50的范圍中的十點平均粗糙度Rz ( μ m)，并在MD-1硬度方面具有大于等于50度且小于等于85度的范圍中的表面硬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述帶電部件在AskerC硬度方面具有大于等于60度且小于等于90度的范圍中的表面硬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述彈性表面層已使用熱、光照射和電子束照射中的任意一種經(jīng)受硬化。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，所述彈性表面層的厚度小于所述彈性基層的厚度的1/100且大于7.7X 10-6m。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的帶電設(shè)備，其中，當所述帶電部件的表面與感光部件的表面之間的電勢差為V(V)、用于朝著感光部件對所述帶電部件施壓的施壓力為P(N)、突起部分變形之前的高度為L(m)、突起部分接觸感光部件的接觸面積的總和為S(m2)且所述彈性基層和所述彈性表面層變形時的楊氏模量為E(MPa)時，這些參數(shù)滿足以下關(guān)系:
((V-312)/6.2)xl(T6(m)>L(l-P/ES)>7.7xl(T6(m)。
19.一種用于在記錄材料上形成圖像的圖像形成裝置，包括: 感光部件； 帶電部件，該帶電部件用于通過被供給電壓來使感光部件帶電； 支撐部件，該支撐部件用于支撐所述帶電部件以便壓力接觸感光部件；以及 電源，該電源用于向所述帶電部件施加電壓， 其中，所述帶電部件包括: 導電支撐體； 彈性基層，該彈性基層被所述導電支撐體支撐；以及 彈性表面層，該彈性表面層被設(shè)置在所述彈性基層的表面上，該彈性表面層比所述彈性基層硬； 其中，所述彈性表面層具有突起部分和凹陷部分，并且其中，突起部分可彈性變形地與感光部件接觸，從而在所述彈性表面層的凹陷部分與感光部件之間留下可放電間隙。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的圖像形成裝置，其中，所述帶電部件壓力接觸感光部件的區(qū)域的寬度在感光部件的縱向中心部分處比在縱向端部處大。
【文檔編號】G03G15/02GK104281026SQ201410308993
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】佐藤俊, 馬場大輔, 川崎修平, 德留誠 申請人:佳能株式會社