CN100468219C - 成像装置及其清洁方法 - Google Patents

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Abstract

一种成像装置，包括：图像承载件；充电辊，其通过与所述图像承载件接触转动而给所述图像承载件充电；清洁件，其通过接触所述充电辊的表面而除去粘附在所述充电辊表面上的物质。所述清洁件包括平均泡孔直径为0.18mm至1.0mm的泡沫体，所述充电辊的不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为1μm至17μm。

Description

成像装置及其清洁方法
技术领域
本发明涉及一种成像装置及其清洁方法，更具体地，涉及这样一种成像装置和用于这种成像装置的清洁方法，所述成像装置具有用于在转动时与图像承载件接触而向图像承载件的表面充电的接触充电系统的充电辊、以及用于清洁充电辊的清洁件，所述图像承载件被驱动转动。
背景技术
至今为止，诸如利用电晕放电现象的反电晕(scorotron)充电器的充电装置常常用作诸如复印机、打印机等使用电子照相系统的成像装置的充电装置。在利用电晕放电现象的充电装置中，出现的问题在于，由此生成了对人体和全球环境产生不利影响的臭氧和氮氧化物。相比之下，通过使导电充电辊与图像承载件直接接触而给图像承载件充电的接触充电系统近来成为主流，因为它大大降低了臭氧和氮氧化物的生成并具有良好的电源效率。
然而，接触充电系统的充电装置存在的问题在于，因为充电辊总是与图像承载件接触，所以充电辊的表面容易因为杂质淀积在其上而变脏。重复执行成像操作的图像承载件的表面在其经过清洁处理之后进入转印处理下游侧的充电处理区域，在清洁处理中在图像转印后除去诸如残留调色剂等的杂质。然而，即使图像承载件的表面经过清洁处理，一部分调色剂和诸如调色剂的外部添加剂等比调色剂细的颗粒仍然未被清除而留在图像承载件上，并粘附在充电辊的表面上。粘附在充电辊表面上的杂质使充电辊的表面电阻值不均匀，并导致异常放电和不稳定放电，从而损害了充电均匀性。
提出了一种清洁系统作为克服上述问题的技术，其用于通过将板状刷和海绵抵靠在充电辊的表面上来刮去充电辊表面上的污物。另外，还提出了一种用于将辊状清洁件抵靠在充电辊表面上的清洁系统。
然而，以上技术的缺陷在于，杂质逐渐淀积在抵靠充电辊的清洁件表面上，从而由于堵塞而损害清洁性能，导致充电辊变脏。
发明内容
本发明一个方面的成像装置包括：图像承载件；充电辊，其通过与图像承载件接触转动而给图像承载件充电；以及清洁件，其通过接触充电辊的表面而除去粘附在充电辊表面上的物质。所述清洁件包括平均泡孔直径为0.18mm至1.0mm的泡沫体，并且所述充电辊的不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为1μm至17μm。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施例，附图中：
图1是表示根据本发明示例性实施例的成像装置的示意性结构图；
图2是表示用于根据本发明示例性实施例的成像装置的充电辊和清洁件的周边结构的视图；
图3是说明用于除去粘附在用于根据本发明示例性实施例的成像装置的充电辊和清洁件上的物质的处理的视图；
图4是表示在使用用于根据本发明示例性实施例的成像装置的充电辊之前和之后，该充电辊的各个不同表面粗糙度中的轴向上的电阻值的图表；
图5是表示在使用用于根据本发明示例性实施例的成像装置的充电辊之前和之后，该充电辊的各个不同表面粗糙度中的电阻值的图表；以及
图6是表示在使用用于根据本发明示例性实施例的成像装置的充电辊之前和之后，充电辊的各个不同表面粗糙度中的电阻值分布的图表。
具体实施方式
下面将基于附图说明本发明成像装置的示例性实施例。
图1表示根据第一实施例的四循环系统的全色成像装置10。感光鼓12可转动地布置在成像装置10中心位置的略微右上方。直径大约为47mm、表面覆盖有由例如OPC等构成的感光层的导电柱形件用作感光鼓12。感光鼓12通过未示出的电机驱动而以大约150mm/sec的处理速度沿着箭头X的方向转动。
在通过布置在感光鼓12大致正下方的充电辊14使感光鼓12的表面充电至预定电位之后，通过从布置在充电辊14下方的曝光装置16发射的激光束LB使图像曝光，并根据图像信息在感光鼓12上形成静电潜像。
形成在感光鼓12上的静电潜像由转动显影装置18显影，在显影装置中的黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的相应颜色的显影单元18Y、18M、18C、18K沿周向布置，并形成具有预定颜色的调色剂图像。
此时，根据待形成图像的颜色在感光鼓12的表面上重复预定次数的充电、曝光和显影处理。在显影处理中，转动显影装置18转动，与颜色对应的显影单元18Y、18M、18C、18K移动至面对感光鼓12的显影位置。
在例如形成全色图像时，对应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的相应颜色，在感光鼓12的表面上重复四次充电、曝光和显影处理，从而在感光鼓12的表面上顺序形成对应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的调色剂图像。尽管感光鼓12转动以形成调色剂图像的次数根据图像尺寸而不同，但当图像形成为例如A4尺寸时，通过使感光鼓12转动三次形成一幅图像。更具体地，每当感光鼓12转动三次时，在感光鼓12的表面上形成对应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的各颜色的调色剂图像。
顺序形成在感光鼓12的表面上的黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)的各颜色的相应调色剂图像在它们彼此叠加在一次转印位置的状态下通过一次转印辊22转印到中间转印带20上，在一次转印位置处中间转印带20卷绕在感光鼓12的外周边上。
在叠加状态下转印到中间转印带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共同转印到以预定定时供给的记录片材24上。
相比之下，记录片材24由拾取辊30从布置在成像装置10下方的片材供给盒28供给，并且在它们由供给辊32和延迟辊34一张一张地分离的状态下供给，并且在它们与转印到中间转印带20上的调色剂图像同步的状态下由抵抗辊(resist roll)36传输到中间转印带20的二次转印位置。
中间转印带20通过下列辊以预定张力拉伸：卷入辊(wrap-in roll)38，其限定中间转印带20位于感光鼓12转动方向上游的卷绕位置；一次转印辊22，用于将形成在感光鼓12上的调色剂图像转印到中间转印带20上，卷出辊(wrap-out roll)40，用于限定中间转印带20在前述卷绕位置下游侧上的卷绕位置；支承辊42，其通过中间转印带20抵靠在二次转印辊26上；第一清洁支承辊46，其面对中间转印带20的清洁装置44；和第二清洁支承辊48。中间转印带20通过例如感光鼓12的转动而转动，从而以预定处理速度(大约150mm/sec)循环运动。
中间转印带20布置成这样，即当其被拉伸时，其截面形状形成为近似平坦细长的梯形，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、用于拉伸中间转印带20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、以及稍后将描述的用于感光鼓12的清洁装置78一体构成成像单元52。因此，可通过用手打开成像装置10的上盖54并提升布置在成像单元52上的抓手(未示出)而将整个成像单元52从成像装置10拆下。
相比之下，中间转印带20的清洁装置44包括：刮刀58，其布置成抵靠通过第一清洁支承辊46拉伸的中间转印带20的表面；和清洁刷60，其布置成压靠通过第二清洁支承辊48拉伸的中间转印带20的表面。由刮刀58和清洁刷60除去的剩余调色剂、纸末等被收集在清洁装置44内部。
注意到清洁装置44被布置成沿图中的逆时针方向围绕摆轴62摆动，退到与中间转印带20的表面隔开的位置直到最终彩色调色剂图像被二次转印，并且在完成最终彩色调色剂图像的二次转印后抵靠中间转印带20的表面。
另外，其上转印有来自中间转印带20的调色剂图像的记录片材24被输送至定影装置64。接着，调色剂图像由定影装置64加热加压并定影在记录片材24上。之后，在单面打印的情况下，其上定影有调色剂图像的记录片材24通过排放辊66排放到布置在成像装置10上方的排放盘68上。
相比之下，在双面打印的情况下，其第一表面(正面)上定影有调色剂图像的各记录片材24不被排放辊66按原样排放到排放盘68上，排放辊66在排放辊66保持记录片材24的后边缘的状态下反向转动。同时，记录片材24的输送路径被切换到双面片材输送路径70，记录片材24在其被布置于双面片材输送路径70上的输送辊72翻转后被再次输送到中间转印带20的二次转印位置，并且调色剂图像被转印到记录片材24的第二表面(背面)上。接着，通过定影装置64使记录片材24的第二表面(背面)上的调色剂图像定影，并将记录介质24排到排放盘68上。
另外，作为选择，可以将手动插入盘74可打开且可关闭地安装在成像装置10的一侧上。放在手动插入盘74上的任选尺寸和类型的记录片材24通过供给辊76供给，并通过输送辊73和抵抗辊36输送至中间转印带20的二次转印位置，从而也可以在任选尺寸和类型的记录片材24上形成图像。
注意到，在完成调色剂图像转印处理之后，每次感光鼓12转动一次作为进行下一个成像处理的准备时，由布置在感光鼓12斜下方的清洁装置78的清洁铲80除去在感光鼓12表面上的剩余调色剂、纸末等。
如图2所示，充电辊14布置在感光鼓12下方从而与感光鼓12接触。充电辊14包括围绕被可转动支承的导电轴14A的周边形成的充电层14B。辊状清洁件100布置在充电辊14在其与感光鼓12相反的一侧上的下方，并与充电辊14的表面接触。清洁件100包括围绕轴100A周边形成的泡沫层100B，轴100A被可转动地支承。
清洁件100以预定载荷压靠充电辊14，因此泡沫层100B沿着充电辊14的周面弹性变形并形成压区部分101。感光鼓12由未示出的电机驱动而沿着箭头X的方向转动，充电辊14通过感光鼓12的转动而沿箭头Y的方向转动。另外，辊状清洁件100通过充电辊14的转动而沿箭头Z的方向转动。
当清洁件100通过与其接触的充电辊14的转动而转动时，诸如调色剂、外部添加剂等在充电辊14表面上的污物就迁移到清洁件100并被清除。
下面将详细说明清洁件100。
高速切削钢、不锈钢等用作清洁件100的轴100A的材料，根据其诸如滑动特性等的用途适当选择材料和表面处理方法。不具有导电性的材料可通过进行诸如电镀处理等的常规处理而变为导电。当然，可以按原样使用材料。选择具有防止清洁件100在其被夹持时弯曲的强度的材料，以及相对于轴长度具有足够刚度的轴直径，从而使清洁件100能够以适当的夹持压力通过泡沫层100B与充电辊14接触。
泡沫层100B包括具有三维结构的多孔泡沫件。泡沫层100B的材料从具有发泡特性的树脂(诸如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯等)或者橡胶中选择。特别优选抗撕裂、牵引等的聚氨酯用于泡沫层100B，从而使泡沫层100B在其通过与其滑动接触的充电辊14而转动时能够有效地清洁诸如外部添加剂等的杂质，并且防止由抵靠充电辊14的表面擦过的泡沫层100B在充电辊14的表面上产生刮痕，并且长时间防止泡沫层100B脱落或破裂。
聚氨酯不是特别限定的，它足以与多羟基化合物(诸如聚酯型多元醇、聚醚聚酯、丙烯酸多元醇等)、异氰酸酯(诸如2，4甲苯异氰酸酯(tolylene isocyanate)、2，6甲苯异氰酸酯(tolylene isocyanate)、4，4二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(tolylene-diisocyanate)、1，6六亚甲基二异氰酸酯等)等进行反应，并且优选混合有增链剂(诸如1，4丁二醇、三羟甲基丙烷等)。另外，通常使用发泡剂使聚氨酯发泡，诸如水和偶氮化合物，例如偶氮二碳酰胺、偶氮异丁基腈(nitrile)。另外，在需要时可添加诸如发泡助剂、发泡调节剂、催化剂等的助剂。
如图3所示，粘附在充电辊14上的诸如外部添加剂、调色剂等的杂质I被捕获在形成于泡沫层100B的表面上的泡孔S中，并聚集形成为具有适当尺寸的聚集体G。具有适当尺寸的聚集体G由于重力、机械应力等从泡沫层100B返回到充电辊14，并进一步到达感光鼓12，并由清洁铲80从感光鼓12清除，并收集在清洁装置78中。可以预见，因为通过上述操作防止了杂质淀积在泡沫层100B上，所以能够连续保持由清洁件执行的清洁性能。
如上所述用于清洁充电辊14的清洁件100的平均泡孔直径为0.18mm至1.0mm。这是因为当平均泡孔直径小于0.18mm时，诸如外部添加剂等的杂质不能被捕获在泡孔中，或者即使它们被捕获在泡孔中，它们也保持在泡孔内而不被排出。此外，当平均泡孔直径超过1.0mm时，难以将捕获的外部添加剂稳固在适当尺寸，从而难以将它转移到充电辊14。
更优选地将泡沫层100B的泡孔数量设为40到80个泡孔/25mm。通过将泡孔数量设为80个泡孔/25mm，可容易地将平均泡孔直径设在上述范围内，设在该范围内的平均泡孔直径使得能够容易地将诸如外部添加剂等的杂质捕获在泡孔中并能够容易地将捕获的杂质转移到充电辊14和感光鼓12。
应注意，清洁件100的直径优选为
Figure C200610101374D00101
至
Figure C200610101374D00102
更优选为
Figure C200610101374D00103
至
Figure C200610101374D00104
泡沫层100B的厚度优选为2mm至4mm。清洁件100的直径超过15mm时，虽然由于减少了清洁件100外周面的一个位置与外部添加剂接触的次数并且减少了执行清洁的次数而有利于清洁性能的长期稳定，但从减小成像装置尺寸的角度来看，这是不利的。该直径小于9mm时，虽然它对于减小成像装置尺寸是有利的，但由于增加了清洁件100外周面的一个位置与外部添加剂接触的次数并且也增加了执行清洁的次数，所以它对于长期稳定性是不利的。
下面将描述充电辊14。
充电辊14包括导电轴14A，围绕导电轴14A顺序形成表面层和作为充电层14B的导电弹性层。
充电辊14的直径优选为
Figure C200610101374D00105
至
Figure C200610101374D00106
更优选为
Figure C200610101374D00107
至
Figure C200610101374D00108
充电层14B的厚度优选为2mm至4mm。该直径超过
Figure C200610101374D00109
时，虽然由于减少了清洁件100外周面的一个位置与外部添加剂接触的次数并且减少了放电的次数而有利于去污和充电性能的长期稳定，但从减小尺寸的角度来看，这是不利的。该直径小于
Figure C200610101374D00111
时，虽然它对于减小成像装置10的尺寸是有利的，但由于增加了清洁件100外周面的一个位置与外部添加剂接触的次数并且增加了放电的次数，因此它对于长期稳定性是不利的。
另外，充电辊14的表面粗糙度按照不平度十点高度(Rz：JISB0601-1982)设为1μm至17μm。这是因为当它小于1μm和大于17μm时，诸如外部添加剂等的杂质不能从清洁件100的泡孔排至与上述清洁件100的平均泡孔直径相关的充电辊14侧，因此由于淀积在清洁件100上的污物而使清洁性能变差。应注意，充电辊14的表面粗糙度优选为7.0μm或更小，更优选为3.0μm或更小。
当然，充电辊14不限于下列结构，只要其具有预定充电性能即可。
高速切削钢、不锈钢等用作轴14A的材料，根据其诸如滑动特性等的用途适当选择材料和表面处理方法。不具有导电性的材料可通过进行诸如电镀处理等的常规处理而变为导电。
构成充电辊14的充电层14B的导电弹性层例如包括：诸如橡胶等具有弹性的弹性材料和诸如碳黑、离子导电材料等用于调节导电弹性层电阻的导电材料。另外，在必要时通常可向橡胶添加诸如软化剂、增塑剂、硬化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗老化剂、填料(诸如硅石、碳酸钙等)等等。通过用添加有通常向橡胶添加的材料的混合材料覆盖导电轴14A的外周面而形成充电辊14。可使用其中散布有通过使用电子和/或离子作为电荷载体而导电的材料的材料作为用于调节电阻值的导电剂。电荷载体包括与基质材料混合的碳黑和离子导电剂。另外，弹性材料可以是泡沫。
通过在例如橡胶材料中散布导电剂而形成用于构成导电弹性层的弹性件。橡胶材料的示例有异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、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-共聚物橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、天然橡胶等，以及它们的混合橡胶。在它们当中，优选使用硅橡胶、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-丁二烯共聚物橡胶等及其混合橡胶。这些橡胶材料可以发泡或不发泡。
使用电子导电剂和离子导电剂作为导电剂。电子导电剂的示例有：诸如科琴(Ketjen)黑、乙炔黑等的碳黑的细末；热裂化碳、石墨；诸如铝、铜、镍、不锈钢等的各种导电金属或合金；诸如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体、氧化锡-氧化铟固溶体等的各种导电金属氧化物；表面导电的绝缘材料等。另外，离子导电剂的示例有：诸如四乙基铵、十二烷醇三甲基铵等的高氯酸盐、氯酸盐等；诸如锂、镁等的碱金属；碱金属、碱土金属的高氯酸盐、氯酸盐等。
这些导电剂可单独使用或以其两种或更多种组合的方式使用。而且，导电剂的添加量不具体限制。然而，在上述电子导电剂的情况下，优选在按质量计算为100份的橡胶中添加按质量计算为1到60份。相比之下，在离子导电剂的情况下，优选在按质量计算100份的橡胶中添加按质量计算为0.1到0.5份。
形成构成充电层14B的表面层以防止充电层14B被诸如调色剂的杂质弄脏。表面层的材料不具体限制，可使用任何树脂、橡胶等。该材料的示例有聚酯、聚酰亚胺、共聚物尼龙、硅树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯缩丁醛、乙烯四氟乙烯共聚物、密胺树脂、氟橡胶、环氧树脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、纤维素、亚乙烯基多氯化物、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。
在这些材料中，从外部添加剂的污物的角度来看，优选使用亚乙烯基多氯乙烯、四氟乙烯共聚物、聚酯、聚酰亚胺和共聚物尼龙。共聚物尼龙包含作为聚合单元的尼龙610、尼龙11、尼龙12的任意一种或多种，并且聚合物中包含的其它聚合单元的示例有尼龙6、尼龙66等。包括尼龙610、尼龙11、尼龙12的聚合单元优选以按重量计算至少10％的总比率包含在共聚物中。当聚合单元为10％或更多时，在涂覆表面层时能获得良好的液体调节特性和良好的成膜特性。特别地，在重复使用充电辊14时，树脂层磨损减少，粘附在树脂层上的杂质变少，因此辊具有良好的耐久性，并且性能受环境改变的程度减小。
聚合材料可单独使用或以两种或更多种组合的方式使用。聚合材料的平均分子量优选在1,000至100,000的范围内，更优选在10,000至50,000的范围内。
另外，表面层中可包含导电材料以调节电阻值。导电材料优选具有3μm或更小的颗粒尺寸。
可使用其中散布有通过使用电子和/或离子作为电荷载体而导电的材料的材料作为用于调节电阻值的导电剂。电荷载体包括与基质材料混合的碳黑、导电金属氧化物颗粒和离子导电剂。
导电剂的碳黑示例有由Degussa制造的“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”，由Cabot制造的“MONARCH 1000”、“MONARCH 1300”、“MONARCH 1400”、“MOGUL-L”和“REGAL 400R”，等等。
碳黑的PH值为4.0或更小，与普通碳黑相比，由于在表面上存在的含氧功能团的影响，其在树脂成分中的散布性能良好。混合PH值为4.0或更小的碳黑可提高充电均匀性，并可进一步减小电阻值的波动。
用于调节电阻值的导电颗粒的导电金属氧化物颗粒不具体限制，可使用任何导电剂，只要它包括使用电子作为电荷载荷的导电颗粒，例如氧化锡、掺有锑的氧化锡、氧化锌、锐钛型氧化钛、ITO等。它们可单独使用或以两种或更多种组合的方式使用。虽然可采用任何不妨碍本发明的颗粒尺寸，但从调节电阻值和强度的角度来看，优选使用氧化锡、掺有锑的氧化锡和锐钛型氧化钛，更优选地使用氧化锡和掺有锑的氧化锡。
通过由上述导电材料控制电阻值，表面层的电阻值不随着环境条件变化，从而可获得稳定的特性。
另外，含氟树脂或硅树脂用于表面层。具体地，表面层优选包括氟变性丙烯酸酯聚合物。另外，可向表面层添加细颗粒。因为表面层制成为疏水性，所以细颗粒用于防止杂质粘附在充电辊14上。另外，还可以通过向表面层添加诸如氧化铝和硅石的绝缘颗粒来提供充电辊14的表面不规则性，从而可通过在充电辊14与感光鼓12滑动接触而转动时降低充电辊14的负载来提高充电辊14和感光鼓12的耐磨性。
用于成像装置10的显影剂优选包含作为外部添加剂的球形硅石。这是因为由于硅石的折射率大约为1.5，所以即使其颗粒尺寸增加，当在OHP表面上形成图像时，也不会影响由色散光引起的透明度的降低，具体为PE值(透光率)等。
相比之下，生产中普通烘制的硅石的比重为2.2，最大颗粒尺寸可限定为50nm。尽管可通过将其形成为聚集体而增加其颗粒尺寸，但由于难以使它们均匀散布，因此聚集体可能不能稳定地显出密封效果。
可通过作为湿法的溶胶凝胶方法获得适于作为所含的外部添加剂的物质以提高清洁性能的硅石，尤其是单独散布的比重为1.3至1.9的球形硅石。因为溶胶凝胶方法是湿法并能够在不烘烤硅石的情况下制造硅石，所以与其它诸如汽相氧化方法等的方法相比，该方法可将比重控制为较小的值。另外，该方法还可通过控制在疏水处理过程中使用的疏水处理剂的类型或控制处理量而进一步调节比重。硅石的颗粒尺寸可通过溶胶凝胶方法执行的水解、聚集聚合过程中的烷氧基硅烷、氨水、乙醇和水的质量比、反应温度、搅拌速度和送料速度而任意控制。可以通过溶胶凝胶方法制造简单散布的球形硅石。
制造硅石的具体方法如下所述。
首先，将诸如四甲氧基硅烷等的硅烷化合物等滴入水和乙醇的混合溶液中，并使用作为催化剂的氨水搅拌，同时升高温度。接着，对这样生成的硅溶胶浆进行离心分离，从而将其分离为湿硅溶胶、乙醇和氨水。湿硅溶胶又通过向其添加溶剂而制成硅溶胶状态，通过向硅溶胶添加疏水处理剂而使硅石表面疏水。普通的硅烷化合物可用于疏水处理。接着，在将溶剂从进行疏水处理的硅溶胶中除去后，将硅溶胶干燥并筛选从而获得目标硅石。另外，可通过溶胶凝胶方法再次对这样获得的硅石进行处理。
另外，通过聚合方法制造的聚合调色剂优选用作成像装置10中使用的显影剂的调色剂。即使向调色剂添加流化助剂，调色剂的流动性也可能不够，因为其形状不定。即，调色剂的流动性随着时间降低，因为在调色剂表面上的细颗粒由于在使用调色剂时施加在调色剂上的机械剪切力而迁移到其凹部，或者调色剂的显影性能、转印性能和清洁性能因为在调色剂中掩埋的流化助剂而变差。另外，当通过清洁收集的调色剂返回到显影装置并重新使用时，图像质量容易进一步恶化。当进一步增加流化助剂的添加量以防止该缺点时，感光件被弄脏，并且在感光件上产生薄膜、刮痕等。
为解决以上问题，提出了一种制造调色剂的方法，其通过采用乳化聚合聚集方法作为有意控制调色剂的形状和表面结构的方法。根据该方法，调色剂通常按如下所述制造。通过诸如乳化聚合等聚合方法制造树脂细颗粒散布液体，制造包括散布在溶剂中的染色剂的染色剂颗粒散布液体。在这些液体混合后，通过加热和/或PH控制、添加聚集剂等使它们聚集，直到树脂细颗粒和染色剂具有所需的颗粒尺寸。之后，聚集颗粒被稳定在所需的颗粒尺寸，并通过在超过树脂细颗粒的玻璃转化温度的温度下被加热而熔合在一起。
与通过由传统悬浮聚合方法作为代表的其它聚合方法获得的调色剂颗粒相比，通过乳化聚合聚集方法获得的调色剂颗粒展现了非常良好的颗粒尺寸分布特性(具体地，颗粒分布鲜明，不需要将它们分类)。通过使用这样获得的调色剂可长时间地获得高质量图像。另外，根据采用乳化聚合聚集方法的调色剂制造方法，因为聚集颗粒通过被加热到超过树脂细颗粒的玻璃转化温度(Tg)的温度而熔合，所以可根据加热和PH控制方式制造具有从不定形状到球形形状范围的各种形状的调色剂。因此，可以在使用的电子照相系统中在从所谓的土豆形状到球形形状的范围内选择调色剂形状。
另外，感光鼓12优选包含聚四氟乙烯。根据以上结构，因为杂质不可能粘附在感光鼓12上，所以可顺利形成图像。
另外，可采用交流直流(AC+DC)的电压作为给感光鼓12充电的充电系统。充电辊可优选通过使用交流直流应用系统清洁。
下面将说明用于评价通过清洁件100清洁充电辊14的清洁性能的测试。
使用均具有不同平均泡孔直径的泡沫层100B的清洁件100，以及均具有不同表面粗糙度的充电辊14测试清洁性能。
作为评价清洁性能的方法，在图1所示的成像装置10中，在其上未安装清洁件100的情况下预先通过执行打印测试弄脏充电辊14，接着仅布置感光鼓12、充电辊14和清洁件100，通过使感光鼓12转动预定次数来测量充电辊14表面的变化。同时作为测量方法，设定由粘附在充电辊14的表面上的外部添加剂产生的白度的阈值以及由粘附在清洁件100的表面上的外部添加剂产生的白度的阈值。然后，由C表示其中充电辊14的白度超出阈值的情况，由B表示其中虽然充电辊14的白度等于或低于阈值，但清洁件100的白度超出阈值的情况，并由A表示其中充电辊14和清洁件100的白度都等于或低于阈值的情况。即，C表示其清洁性能较差，B表示虽然清洁性能较好，但外部添加剂的聚集体难以从清洁件100迁移至充电辊14，A表示清洁性能较好，并且外部添加剂的聚集体容易从清洁件100迁移至充电辊14。表1表示测试结果。
【表1】
Figure C200610101374D00171
从表1所示的结果可以发现，当清洁件100具有从0.18mm到1.0mm的平均泡孔直径时，其具有良好的清洁性能。
另外，充电辊14在其具有不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为1μm到17μm的表面粗糙度时可获得良好的清洁性能，并且在其具有1μm到7.0μm的表面粗糙度时能够获得良好的清洁性能以及聚集体从清洁件到充电辊的良好迁移性能。
另外，通过SARM-D评价电阻值以比较微量的淀积。制备10点表面粗糙度为3.9μm、2.5μm和1.7μm的充电辊14，并测定在污物粘附之前的初始电阻值R0，以及在感光鼓12、充电辊14和清洁件100转动预定次数之后的用后电阻值R1。用后电阻值R1越接近初始电阻值R0，就表示粘附在充电辊14上的外部添加剂等的数量越小，并且清洁件100具有较高的清洁性能。图4和5表示测试结果。图4表示在各个表面粗糙度中轴向上的初始电阻值R0和用后电阻值R1-A和R1-B。另外，图5表示将各个表面粗糙度中轴向上的平均初始电阻值R0与平均用后电阻值R1-A和R1-B比较的图。应注意，用后电阻值R1-A和R1-B是在相同充电辊14的周向上的不同固定位置处测量的值。
根据图4和5，按照粘附量较小和清洁性能较高的顺序，得到1.7μm>2.5μm>>3.9μm的结果。当充电辊14的表面粗糙度为3.9μm时，粘附量显著增加。可以想到，这是因为与表面粗糙度不同于以上充电辊14的充电辊14相比，在清洁件100中捕获的外部添加剂聚集体不能够迁移到充电辊14侧。可以说在还考虑微量粘附时，充电辊14的不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)优选为3.0μm或更小。
图6表示在SARM-D中轴向上的电阻值的离差σ。离差B1-A和B1-B对应于用后电阻值R1-A和R1-B。当离差σ小于设定为离差σ目标值的值时，可以评价污物等于或小于预定量。在图6中，不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为3.9μm的充电辊14的离差B1-B超出目标值。另外，尽管离差B1-A小于目标值，但其距目标值也很近。从这点还可以发现，不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为3.9μm的充电辊14的清洁性能比不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为2.5μm和1.7μm的充电辊14的清洁性能低。
在本示例性实施例中，因为将清洁件100的平均泡孔直径设为0.18mm至1.0mm，并且将充电辊14的表面粗糙度按照不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)设为1μm至17μm，所以可提高其清洁性能。
另外，可通过将充电辊14的表面粗糙度按照不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)设为1μm至7.0μm而进一步提高清洁性能。
另外，可通过将充电辊14的表面粗糙度按照不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)设为1μm至3.0μm而进一步提高清洁性能。
应注意，尽管清洁件100通过充电辊14的转动而转动，但它也可通过由充电辊14的转动而转动的齿轮来转动。当通过调节齿轮尺寸等使清洁件100的转速与充电辊14不同时，可以通过在清洁件100与充电辊14之间的接触部分的摩擦增强清洁效果。
应注意，尽管本示例性实施例的成像装置10使用转动显影装置18在感光鼓12上以四个循环重复形成的调色剂图像，但本示例性实施例不限于该结构。也就是说，即使在沿着中间转印带的运动方向布置例如黄色、洋红色、青色和黑色成像单元时，本发明也可应用于相应成像单元的感光鼓、充电辊和辊状海绵件。
(示例)
上述实施例中的充电辊14和清洁件按如下所述制造。应注意，尽管在通过控制其泡孔直径制造用于以下示例中的清洁件100的发泡聚氨酯的方法中，通常混合多元醇、发泡剂、发泡调节剂和催化剂，但是可通过改变其混合比控制泡孔直径的尺寸。另外，作为泡孔直径的测量方法，对在清洁件100的三个任选位置处的25mm长部分中的泡孔数量进行计数，并且将通过用泡孔数量除25mm得到的商作为泡孔直径。
[充电辊]
当在按质量计算为100份的表氯醇橡胶中添加按质量计算为3份的离子导电剂PEL-100(由日本Carlit制造)并充分搅和之后，将其挤压成型。在将直径为
Figure C200610101374D00191
的SUM-Ni轴(包括在其上镀有镍的硫化高速切削钢)插入表氯醇橡胶中，通过挤压成型机使橡胶成形并硫化。之后，将成型的表氯醇橡胶抛光至所需外径，从而将外径设置成在外径边缘为
Figure C200610101374D00192
在中央部分为
Figure C200610101374D00193
之后，通过浸渍涂覆方法在这样获得的充电辊的表面上涂覆含氟树脂至5μm的膜厚。通过改变充电辊在被抛光时的条件，制造Rz为0.5μm、1μm、3μm、4.5μm、7μm、13μm、15μm、17μm和19μm的充电辊。
[清洁件1]
将聚醚与异氰酸盐混合，并将得到的聚氨酯树脂加热并硬化。切割得到的包括三维网状结构的聚氨酯材料(由INOAC制造的EP70)，并在其中插入金属轴(包括在其上镀有镍的
Figure C200610101374D0019100223QIETU
硫化高速切削钢)。然后，使用磨床将聚氨酯材料加工至直径。应注意，这里制造的清洁件的平均泡孔直径为0.42mm。
[清洁件2]
将聚醚与异氰酸盐混合，并将得到的聚氨酯树脂加热并硬化。切割得到的包括三维网状结构的聚氨酯材料(由INOAC制造的ER26)，并在其中插入金属轴(包括在其上镀有镍的
Figure C200610101374D00194
硫化高速切削钢)(SUM-Ni)。然后，使用NC外圆磨床将聚氨酯材料加工至
Figure C200610101374D0019100243QIETU
的直径。应注意，这里制造的清洁件的平均泡孔直径为0.62mm。
[清洁件3]
将聚醚与异氰酸盐混合，并将得到的聚氨酯树脂加热并硬化。切割得到的包括三维网状结构的聚氨酯材料(由INOAC制造的poron L24)，并在其中插入金属轴(包括在其上镀有镍的
Figure C200610101374D0020100255QIETU
硫化高速切削钢)(SUM-Ni)。然后，使用NC外圆磨床将聚氨酯材料加工至的直径。应注意，这里制造的清洁件的平均泡孔直径为0.1mm。
[清洁件4]
将聚醚与异氰酸盐混合，并将得到的聚氨酯树脂加热并硬化。通过挤压成型制造包括三维网状结构的聚氨酯材料(由INOAC制造的Endur)，并在其中插入金属轴(包括在其上镀有镍的
Figure C200610101374D00203
硫化高速切削钢)(SUM-Ni)。然后，使用NC外圆磨床将聚氨酯材料加工至的直径。应注意，这里制造的清洁件的平均泡孔直径为0.18mm。
[清洁件5]
在试图制造泡孔直径较大的聚氨酯材料时，难以通过本技术将泡孔直径较大的聚氨酯材料加工成小直径辊。因此，当用镊子部分剥落按照与清洁件1相同的方式制造的清洁件时，可制造泡孔直径大约为1.0mm的清洁件。然而，因为难以对清洁件的整个区域进行附加处理，所以其进行处理的部分限定在轴向上25mm的宽度。
[清洁件6]
当与清洁件5一样用镊子部分剥落按照与清洁件1相同的方式制造的清洁件时，可制造泡孔直径大约为1.5mm的清洁件。因为难以对比较示例的清洁件的整个区域进行附加处理，所以其进行处理的部分限定在轴向上25mm的宽度。
在将由富士施乐制造的打印机DocuPrint C525A改造成能够在其上安装清洁件之后将按如上所述制造的充电辊和清洁件1至6装配在该打印机上，并在穿过它们传送的25000张片材上打印图像。表1示出了图像质量评价结果。作为图像质量的判断标准，从感觉上评价在评价开始时图像质量(第一张片材的图像质量)的变差程度。
从表1可发现，当泡孔直径为0.18mm、0.42mm、0.62mm和1.0mm时，充电辊能够长时间良好地清洁并可获得稳定的图像质量。另外，充电辊的表面被自充电辊除去的材料(主要是作为调色剂的外部添加剂，沉积在该充电辊上)磨削和磨损，从而使图像质量变差。在结合小的十点表面粗糙度Rz(Rz＝1μm)和小的泡孔直径(0.1mm)时，从充电辊除去的污物淀积在泡孔中，泡孔被污物堵塞，从而使清洁性能变差。相比之下，在结合大的十点表面粗糙度Rz(Rz＝19μm)和小的泡孔直径(0.1mm)时，在充电辊表面上的不规则部分(粗糙成分)的底部中的污物不能被除去。结果，污物部分淀积在充电辊表面上，从而使图像质量变差。另外，在泡孔直径超过1.0mm时，因为不管充电辊的十点表面粗糙度(Rz)如何，充电辊表面都不能被均匀清洁，所以充电辊的表面被不均匀地弄脏。结果，使图像质量变差。
为了说明和描述的目的而提供了本发明示例实施例的上述描述。并不旨在穷尽或将本发明限于所公开的精确形式。很明显，对本领域的技术人员来说许多修改和变化都是显而易见的。所选择并描述的示例实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域内其它技术人员能够理解本发明可用于各种实施例，并可具有适于所设想的实际应用的各种修改例。本发明的范围将由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种成像装置，包括：
图像承载件；
充电辊，其通过与所述图像承载件接触转动而给所述图像承载件充电；
清洁件，其通过接触所述充电辊的表面而除去粘附在所述充电辊表面上的物质，
其中所述清洁件包括平均泡孔直径为0.18mm至1.0mm的泡沫体，所述充电辊的不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为1μm至17μm。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述充电辊的不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为7.0μm或更小。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述充电辊的不平度十点高度(Rz：JIS B0601-1982)为3.0μm或更小。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述清洁件的泡孔数量为从40泡孔/25mm到80泡孔/25mm。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其中球形硅石包含在用于使形成在所述图像承载件上的静电潜像显影的显影剂中。
6.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述图像承载件包含聚四氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的成像装置，其中用于使形成在所述图像承载件上的静电潜像显影的显影剂中所含有的调色剂是聚合调色剂。
8.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述充电辊的充电系统是交流直流应用系统。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的成像装置，其中所述清洁件包括发泡聚氨酯树脂。
10.根据权利要求1所述的成像装置，其中粘附在所述充电辊表面上的材料被捕获在所述泡孔中并形成聚集体。
11.根据权利要求10所述的成像装置，其中当所述聚集体变为适当大小时，所述聚集体借助于所述充电辊从所述泡孔转移到所述图像承载件。
12.一种用于成像装置的清洁方法，该成像装置包括：图像承载件；充电辊，其通过接触充电给所述图像承载件充电；以及清洁件，其清洁充电辊的表面，所述方法包括：
用具有多个泡孔的泡沫体形成清洁件的至少表面层；
通过使清洁件的所述表面层与充电辊的表面接触而除去粘附在充电辊表面上的物质；
使泡沫体中的多个泡孔的每一个泡孔中的去除物质聚集；
通过进一步聚集使多个泡孔的每一个泡孔中的聚集物质生长；以及
将生长了的聚集物质从泡沫体中的多个泡孔的每一个泡孔释放到充电辊的表面。
13.根据权利要求12所述的清洁方法，其中通过重力和机械应力中的至少一个使生长了的聚集物质从多个泡孔的每一个泡孔释放。
14.根据权利要求12所述的清洁方法，还包括：
将生长了的聚集物质从充电辊的表面转移到图像承载件的表面；以及
收集在图像承载件表面上的生长了的聚集物质。
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