帶電裝置、圖像形成單元和圖像形成裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在電子照相過程中使用的帶電裝置，并且涉及使用該帶電裝置的圖像形成單元和圖像形成裝置。
【背景技術】
[0002]在諸如打印機、復印機、傳真機或多功能外圍設備之類的使用電子照相過程的圖像形成裝置中，使用帶電裝置來均勻地使感光鼓的表面帶電。存在幾個類型的帶電裝置。廣泛使用的帶電裝置(即，接觸帶電類型)包括接觸感光鼓的表面并被施加有直流電壓的帶電輥。
[0003]接觸帶電類型的帶電裝置具有帶電電位可能不均勻的缺點。更具體地，帶電電位在帶電輥的軸向方向上可能是不均勻的。因此，已提出在帶電輥的表面上在帶電輥的旋轉方向上形成拋光凹槽，以從而降低軸向方向上的帶電電位的不均勻度。
[0004]此外，隨著重復地執行打印，帶電輥逐漸地變臟。因此，已經提出提供一種清潔輥，其接觸并清潔帶電輥的表面(參見例如日本公開專利公開號2010-54795)。
[0005]然而，在常規技術中，帶電輥的表面可能通過與清潔輥接觸而變得磨損。在這種情況下，感光鼓的表面上的帶電電位可變得不均勻，并且可降低打印質量。
【發明內容】
[0006]本發明的方面意圖防止打印質量的退化。
[0007]根據本發明的一方面，提供了一種包括使圖像承載體的表面帶電的帶電構件的帶電裝置。該帶電構件包括被施加有電壓的旋轉軸以及在旋轉軸的外圓周表面上提供的彈性導電層。彈性導電層使圖像承載體的表面帶電。彈性導電層具有在旋轉軸的軸向方向上間隔地布置的多個高電阻區域。
[0008]用此類配置，可以防止打印質量的退化。
【附圖說明】
[0009]在所述附圖中:
圖1是根據本發明的實施例的圖像形成裝置的示意性剖面圖；
圖2是根據本發明的實施例的帶電裝置的示意性剖面圖；
圖3是根據本發明的實施例的用于解釋帶電輥的電阻值的測量方法的說明圖；
圖4是示出了根據本發明的實施例的帶電輥的示意性剖面圖；
圖5是根據本發明的實施例的用于解釋帶電輥的彈性導電層的表面的說明圖；
圖6是示出了根據本發明的實施例的帶電輥的彈性導電層的表面的示意性剖面圖；
圖7示出了樣本I至11的帶電輥的組成和評估結果。
[0010]圖8是示出了用于測量帶電輥的彈性導電層的表面上的裂紋深度的測量區域的示意圖；以及圖9A和9B是用于圖示出根據本發明的實施例的從帶電輥的彈性導電層的表面放電的說明圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將參考附圖來描述本發明的實施例。
[0012]<圖像形成裝置>
圖1是根據本發明的實施例的作為圖像形成裝置的打印機I的示意性剖面圖。打印機I包括控制單元100、饋送盤21、饋送輥22、一對傳送輥23、圖像形成單元10和固定設備24。控制單元100經由接口單元(未示出)從主機設備接收打印命令和圖像信息，將接收圖像信息轉換成圖像數據信號，并執行圖像形成操作(即，打印操作)。饋送盤21在其中存儲一堆介質(即，記錄片材)2。饋送棍22從饋送盤21向外逐個地饋送介質2。傳送棍23將介質2傳送至圖像形成單元10。圖像形成單元10基于圖像數據信號而形成潛像，使用調色劑(即，顯影劑)使潛像顯影以形成調色劑圖像(即，顯影劑圖像)，并將調色劑圖像轉印到介質2。固定設備24將調色劑圖像固定到介質2。
[0013]在下文中，為了方便說明，將把打印機I描述為包括僅一個圖像形成單元10以形成單色圖像。然而，還可能的是打印機I包括將形成彩色圖像的多個圖像形成單元10。
[0014]圖像形成單元10被配置成形成調色劑圖像并將調色劑圖像轉印到介質2。圖像形成單元10包括帶電裝置12、曝光設備13、顯影設備14、轉印設備15和清潔設備16。
[0015]作為圖像承載體的感光鼓11具有將被帶電裝置12來帶電的表面。用由曝光設備13發射的光對感光鼓11的表面進行曝光，并在感光鼓11的表面上形成潛像。
[0016]感光鼓11包括由鋁、不銹鋼等制成的導電支撐體、在導電支撐體上形成的電荷生成層、以及在電荷生成層上形成的電荷傳輸層。
[0017]電荷生成層是其中使用粘合劑樹脂將電荷生成物質的微粒粘合的分散層。作為電荷生成層的電荷生成物質，使用各種有機顏料、染料等是可能的。例如，可能使用諸如其中協調金屬、金屬氧化物或其金屬氯化物(諸如氯化銅銦、氯化鎵、錫、氧鈦(oxytitanium)、鋅和釩)的金屬酞菁和非金屬酞菁之類的酞菁化合物、或諸如單偶氮、雙偶氮、三偶氮和多偶氮化合物之類的偶氮顏料。
[0018]作為電荷生成層的粘合劑樹脂，可能使用例如聚酯樹脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮乙醒(polyvinyl acetoacetal)、聚乙烯醇縮丙醒(polyvinyl prop1nal)、聚乙烯醇縮丁醒、苯氧基樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、纖維素酯、纖維素醚等。
[0019]電荷傳輸層主要由電荷傳輸物質和粘合劑樹脂形成。作為電荷傳輸層的電荷傳輸物質，可能使用例如電子施主，諸如雜環化合物(諸如咔唑、吲哚、咪唑、惡唑、吡唑、惡二唑、安替吡啉或噻二唑)、苯胺衍生物、腙化合物、芳香胺衍生物、苗衍生物或具有包括上述化合物中的一個的主鏈或側鏈的聚合物。
[0020]作為電荷傳輸層的粘合劑樹脂，可能單獨地或以組合方式使用例如乙烯基聚合物(諸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯)、聚酯、聚酯碳酸鹽、聚砜、聚酰亞胺、苯氧基、環氧化物、硅樹酯、這些材料的共聚物、部分交聯硬化材料等。特別地，聚碳酸酯是適當的。另外，根據需要，可添加各種添加物，諸如抗氧化劑、敏化劑等。
[0021]感光鼓11的導電支撐體由鋁管形成。使鋁管的表面經受耐酸鋁處理。在導電支撐體上層壓電荷生成層和電荷傳輸層。感光鼓11的外徑是30.0mm。電荷生成層包含作為電荷生成物質的酞菁以及作為粘合劑樹脂的聚乙烯醇縮乙醛基樹脂。電荷傳輸層包含作為電荷傳輸物質的肼基化合物以及作為粘合劑樹脂的聚碳酸酯基樹脂(添加有抗氧化劑)。電荷傳輸層的厚度是15 μ m。
[0022]帶電裝置12包括帶電輥19和清潔輥20。
[0023]作為帶電構件的帶電輥19被提供為從而接觸感光鼓11，并使感光鼓11的表面帶電。在這方面，可以以非接觸方式在感光鼓11的附近提供帶電輥19。稍后將描述帶電輥19和清潔輥20。
[0024]曝光設備13 (即，曝光單元)在箭頭A所指示的感光鼓11的旋轉方向上設置于帶電輥19的下游。曝光設備13包括諸如LED (發光二極管)頭之類的光源。曝光設備13根據圖像數據信號向感光鼓11的表面發射光(以引起感光鼓11的被曝光部分的帶電電位減小)以從而在感光鼓11的表面上形成潛像。
[0025]顯影設備143 (B卩，顯影單元)被在箭頭A所指示的感光鼓11的旋轉方向上設置于曝光設備13的下游。顯影設備14使感光鼓11的表面上的潛像顯影以形成調色劑圖像。顯影設備14包括用于在其中存儲調色劑17的調色劑存儲部分14a以及作為顯影劑承載體的顯影棍14b。
[0026]調色劑存儲部分14a (即，顯影劑存儲部分)存儲調色劑17，并向顯影輥14b的表面供應調色劑17，使得在顯影輥14b上形成調色劑層。
[0027]顯影輥14b (即，顯影劑承載體)包括導電支撐體和在導電支撐體的外圓周表面上提供的導電層。根據需要，可使導電支撐體的表面經受表面處理或涂覆。
[0028]導電支撐體被連接到顯影偏置功率源(未示出)，并被施加有例如-250V的直流電壓(即，顯影電壓)以便使潛像顯影。
[0029]顯影輥14b的導電支撐體由易削鋼(SUM)的金屬軸形成。顯影輥14b的導電層由被添加作為電子導電劑的炭黑(Ketjen黑)的聚氨酯橡膠(作為主要組分)形成。通過調整炭黑的添加量來控制導電層的電阻。此外，在導電層的表面上涂敷包含異氰酸鹽化合物和炭黑(乙炔黑)的表面處理液體。
[0030]作為顯影劑的調色劑17包括與外部添加劑混合的調色劑顆粒。在本實施例中使用的調色劑17是無磁性單組份可帶負電聚合調色劑。更具體地，通過用乳膠聚合方法將苯乙烯-丙烯腈共聚物、著色劑和蠟混合并通過向調色劑顆粒添加硅石和二氧化鈦(即外部添加劑)的微粒來形成調色劑顆粒而獲得調色劑17。
[0031]調色劑顆粒的圓形程度在從0.94至0.98范圍內。調色劑顆粒的平均粒徑在從5.5至7.Ομπι范圍內。外部添加劑的平均粒徑在從50至200 nm范圍內。
[0032]轉印設備15包括作為轉印構件的轉印輥，其被提供為從而接觸感光鼓11并將調色劑圖像從感光鼓11的表面轉印到介質2。轉印輥包括導電支撐體和在導電支撐體的外圓周表面上形成的導電層。導電支撐體由易削鋼(SUM)的軸形成。導電層由橡膠泡沫主體形成。通過將氯醇橡膠和丁腈橡膠混合而獲得橡膠泡沫主體。通過調整橡膠泡沫主體中的氯醇橡膠的配比來控制橡膠泡沫主體的電阻值。
[0033]橡膠泡沫主體具有泡沫蜂窩(cell)，其平均蜂窩直徑在從50至300 μ m范圍內。橡膠泡沫主體的asker-C硬度為約35度。
[0034]在箭頭A所指示的感光鼓11的旋轉方向上在轉印設備15的下游提供了作為顯影劑清潔單元的清潔設備16。清潔設備16刮掉并去除粘附于感光鼓11的表面的殘余調色劑17 (即，在調色劑圖像的轉印之后，留在感光鼓11的表面上的調色劑17)和污染物。
[0035]清潔設備16包括清潔刮刀16a和調色劑廢物儲存部分16b。
[0036]清潔刮刀16a包括支撐體和彈性刮刀構件。刮刀構件的末端被固定于支撐體，并且刮刀構件的另一末端接觸感光鼓11的表面，從而從感光鼓11的表面刮掉殘余調色劑17和污染物。清潔刮刀16a的支撐體由電解鋅涂敷鋼板(SECC)形成。清潔刮刀16a的刮刀構件由聚氨酯形成。
[0037]調色劑廢物儲存部分16b存儲被清潔刮刀16a從感光鼓11的表面刮掉的殘余調色劑17 (即，調色劑廢物)。
[0038]清潔設備