CN101154072B

CN101154072B - 充电辊及其清洁方法、处理盒、图像形成装置和充电方法

Info

Publication number: CN101154072B
Application number: CN2007101533516A
Authority: CN
Inventors: 长森由贵; 山口干夫; 石井康友; 山本光雄
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2027-09-17
Also published as: CN101154072A; US7917064B2; JP2008083404A; US20080075505A1

Abstract

本发明提供了一种充电辊及其清洁方法、处理盒、图像形成装置和充电方法。所述充电辊(13)包括接触图像载体并旋转的辊构件，该辊构件包括对所述图像载体的表面充电的导电材料，并且所述辊构件在其外周面上具有颗粒(49)，以使表面粗糙度在预定范围内。

Description

充电辊及其清洁方法、处理盒、图像形成装置和充电方法

技术领域

本发明涉及充电辊、使用该充电辊的处理盒(process cartridge)、使用该充电辊的图像形成装置、使用该充电辊的充电方法和该充电辊的清洁方法。

背景技术

公知例如复印机、打印机等的图像形成装置中的采用电子照相方法的充电装置通过使导电的充电辊与感光体直接接触而对感光体进行接触充电。这种接触充电产生相当少量的臭氧和氧化氮，并且由于电源效率也良好，所以这种接触充电近来已成为主流。

对于这种接触充电装置，由于充电辊经常接触感光体，所以容易因异物粘附到充电辊表面上而产生污染。

因此，公开了这样一种技术，即，在该技术中，使充电辊的基底的表面粗糙度较高，并控制表面层的表面粗糙度(例如，参见日本特许第3400054号公报)。

发明内容

本发明提供了不会容易因粘附异物而受污的充电辊、使用该充电辊的处理盒、使用该充电辊的图像形成装置、使用该充电辊的充电方法和该充电辊的清洁方法。

根据本发明的一方面，所述充电辊包括接触图像载体并旋转的辊构件，该辊构件包括对所述图像载体的表面充电的导电材料，并且所述辊构件在其外周面上具有颗粒，以使表面粗糙度在预定范围内。

本发明的第二方面在于提供一种根据第一方面的充电辊，该充电辊可包括保护层，该保护层形成为覆盖所述辊构件的外周面。

本发明的第三方面在于提供一种根据第一方面或第二方面的充电辊，其中，所述外周面或所述保护层的表面的十点平均表面粗糙度Rz为3μm至12μm。

本发明的第四方面在于提供一种根据第一方面或第二方面的充电辊，其中，所述颗粒的体积平均粒度为具有所述颗粒的层的平均膜厚的1％至50％。

本发明的第五方面在于提供一种根据第一方面或第二方面的充电辊，其中，所述颗粒的体积平均粒度大于包含所述颗粒的层的平均膜厚。

本发明的第六方面在于提供一种根据第一方面或第二方面的充电辊，其中，所述颗粒可以是聚合物颗粒或无机颗粒。

本发明的第七方面在于提供一种根据第六方面的充电辊，其中，所述颗粒具有导电微粉，并且所述颗粒是半导电的。

本发明的第八方面在于提供一种根据第七方面的充电辊，其中，所述导电微粉与揉在粘合剂树脂中的导电粒子的材料相同。

本发明的第九方面在于提供一种根据第一方面或第二方面的充电辊，其中，所述颗粒包括与所述辊构件的所述外周面中包括的粘合剂树脂相同的树脂。

本发明的第十方面在于提供一种处理盒，该处理盒包括：图像载体；和用于对所述图像载体的表面充电的根据第一方面或第二方面的充电辊，所述处理盒可附装且可拆卸地设置到图像形成装置。

本发明的第十一方面在于提供一种根据第十方面的处理盒，该处理盒还可包括清洁辊，该清洁辊接触所述充电辊并由此被驱动而旋转。

本发明的第十二方面在于提供一种处理盒，该处理盒包括：图像载体；和用于对所述图像载体的表面充电的根据第三方面的充电辊，所述处理盒可附装且可拆卸地设置到图像形成装置。

本发明的第十三方面在于提供一种处理盒，该处理盒包括：图像载体；和用于对所述图像载体的表面充电的根据第四方面的充电辊，所述处理盒可附装且可拆卸地设置到图像形成装置。

本发明的第十四方面在于提供一种处理盒，该处理盒包括：图像载体；和用于对所述图像载体的表面充电的根据第九方面的充电辊，所述处理盒可附装且可拆卸地设置到图像形成装置。

本发明的第十五方面在于提供一种具有根据第一方面或第二方面的充电辊的图像形成装置。

本发明的第十六方面在于提供一种对图像载体充电的方法，该方法包括以下步骤：使所述根据第一方面或第二方面的充电辊与要被驱动的图像载体相接触；并且通过向所述充电辊施加电压来对所述图像载体充电。

本发明的第十七方面在于提供一种用于清洁充电辊的方法，该方法包括以下步骤：使所述根据第一方面或第二方面的充电辊与要被驱动的清洁辊相接触；并且清洁所述充电辊的所述外周面或所述保护层。

根据按以上示例性实施方式构造的充电辊，可减少异物(例如，调色剂和外部添加剂)的粘附。因此，与通过喷砂处理(sandblasting)进行的粗糙化处理相比，可获得长期稳定的充电特性，同时抑制辊的电阻率的升高。

此外，通过保护层可防止已露出充电辊的表面的颗粒脱落。

另外，当十点平均表面粗糙度Rz为3μm至12μm时，可防止异物(例如，调色剂和外部添加剂)粘附到充电辊的表面，并且可控制因充电不良而出现图像品质劣化。

此外，当颗粒的体积平均粒度为该颗粒包含于其中的层的平均膜厚的1％至50％时，可减小表面粗糙度的变化。

当颗粒的体积平均粒度大于该颗粒包含于其中的层的平均膜厚时，通常能够实现突出表面层一定量，还可形成形状几乎彼此相同的突起。为此，不会容易地出现清洁特性的局部变化。

当颗粒为聚合物颗粒或无机颗粒时，容易选择和设置颗粒的阻抗。特别地讲，容易地对充电辊的表面赋予该充电辊的表面所需的从半导体区至绝缘区的范围内的阻抗值。

此外，通过使颗粒具有半导体性，可以抑制颗粒和表面材料之间的阻抗的差异。为此，可从低温低湿度环境到高温高湿度环境下都获得稳定的充电性能。

如果颗粒是由与用于形成辊构件的外周面的粘合剂树脂相同的树脂制成的，则在制造表面层材料时，粘合剂树脂与颗粒之间的相容性良好，并且可稳定颗粒的分散性。因此，可以以高成品率制造充电辊。此外，由于良好的相容性，使得颗粒对粘合剂树脂的粘附性也很高。

当导电微粉是由与揉在粘合剂树脂中的导电微粒相同的材料制成时，排除了考虑关于其间的pH值的相容性的必要性。此外，由于充电辊在存在颗粒的表面部分与不存在颗粒的表面部分处具有相当的导电通路，所以不易出现因充电特性的差异而导致的不平整性。

通过使用这种充电辊构造处理盒，容易进行从处理盒到图像形成装置和从图像形成装置到处理盒的交换。

此外，通过使海绵辊与充电辊相接触并进行驱动旋转，可以清洁充电辊的表面。此外，通过使用海绵辊可以降低成本。

通过使用这种充电辊构造图像形成装置，与除了当前这种构造之外的构造相比，可抑制因不良充电而造成的诸如条痕(streak)的缺陷的发生。

通过使用这种充电辊的图像载体的充电方法，可以抑制因不良充电造成的诸如条痕的缺陷的发生。

通过对这种充电辊的清洁方法，可以通过使海绵辊与充电辊的表面相接触并执行驱动旋转来清洁充电辊的表面。此外，通过利用海绵辊可以降低成本。

附图说明

将基于以下附图来详细描述本发明的示例性实施方式，附图中：

图1是示出了根据本发明第一示例性实施方式的图像形成装置的示意性结构图；

图2是示出了用于图1所示的图像形成装置的充电辊和清洁辊附近的结构图；

图3是示出了充电辊的结构图；

图4是示意性地示出了充电辊的表面层的图；

图5是示意性地示出了本发明第二示例性实施方式中的充电辊的表面层的图；以及

图6是示意性地示出了本发明第三示例性实施方式中的充电辊的表面层的图。

具体实施方式

下面，将参照附图对本发明的图像形成装置的示例性实施方式进行说明。

图1中示出了根据本发明第一示例性实施方式的图像形成装置1。

该图像形成装置1基于从图像数据输入装置(例如，个人计算机(未示出))发送的彩色图像信息执行图像处理，并用电子照相方法在记录纸P上形成彩色图像。

图像形成装置1设置有图像形成单元10Y、10M、10C和10K，图像形成单元10Y、10M、10C和10K形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)中相应颜色的调色剂图像。在下文中，当有必要区分黄色、品红色、青色和黑色时，将在标号后添加字母Y、M、C和K；当不必区分黄色、品红色、青色和黑色时，将省略字母Y、M、C和K。

图像形成单元10Y、10M、10C和10K按此顺序沿环状中间转印带30的移动方向依次布置。该中间转印带30在支承辊34和多个张紧辊32周围的二次转印单元中被张紧，支承辊34用于从中间转印带30的背面对其加以支承。此外，中间转印带30被设置为介于感光鼓12Y、12M、12C和12K中的每个和与之相对布置的对应一次转印辊16Y、16M、16C和16K之间，感光鼓12Y、12M、12C和12C用作图像形成单元10Y、10M、10C和10K的图像载体。

接下来，将通过形成黄色调色剂图像的图像形成单元10Y来描述图像形成单元10Y、10M、10C和10K的构造和图像形成的操作。

用充电辊13Y对感光鼓12Y的表面均匀地充电。接着，将与黄色图像对应的激光束L从曝光装置14Y照射到感光鼓12Y的表面。从而，在感光鼓12Y的表面上形成与黄色图像对应的静电潜像。

通过装在显影辊18Y(其设置在显影装置15Y中，并被施加有显影偏压)上的调色剂来对感光鼓12Y表面上的与黄色图像对应的静电潜像进行显影，从而形成黄色调色剂图像。通过来自一次转印辊16Y的接触压力和由于施加到一次转印辊16Y上的转印偏压造成的静电引力将黄色调色剂图像一次转印到中间转印带30上。

在这个一次转印过程中，并不是所有的黄色调色剂图像都转印到中间转印带30；一些黄色调色剂图像作为转印残余黄色调色剂残留在感光鼓12Y上。调色剂中的外部添加剂也粘附到感光鼓12Y的表面上。感光鼓12Y的一次转印后的部分通过面向清洁装置20Y的位置，并去除感光鼓12Y表面上的转印残余调色剂等。此后，通过充电辊13Y再次对感光鼓12Y的表面充电，以进行下一图像形成循环。

如图1中所示，在图像形成装置1中，在考虑到图像形成单元10Y、10M、10C和10K的相对位置差的定时，在图像形成单元10Y、10M、10C和10K中进行如上所述的相同的图像形成过程，将黄色、品红色、青色和黑色中各个颜色的调色剂图像顺序地叠置在中间转印带30上，从而形成多重调色剂图像。

然后，通过被施加有转印偏压的二次转印辊36的静电引力一并将多重调色剂图像从中间转印带30转印到在预定定时传送到二次转印位置A的记录纸P。

转印有多重调色剂图像的记录纸P与中间转印带30分离，然后被传送到定影装置31，在定影装置31处，通过加热加压将多重调色剂图像定影到记录纸P上，从而形成全色图像。

通过中间转印带清洁器33来收集中间转印带30上未被转印到记录纸P的转印残余调色剂。

在这种图像形成装置1中，有处理盒62Y、62M、62C和62K，它们各自由设置在图像形成单元10Y、10M、10C和10K的每一个中的相应的感光鼓12、充电辊13和清洁装置20等一体地构成。分别按照可附接到图像形成装置体60且可从图像形成装置体60拆卸的方式来构造这些处理盒62Y、62M、62C和62K。

如图2中所示，充电辊13与感光鼓12相接触地设置在感光鼓12的上部。稍后将描述该充电辊13的结构。在充电辊13的顶部设置有用于清洁充电辊13的表面的清洁辊(例如，海绵辊)50。清洁辊50是其中在轴52周边形成有海绵层54并且轴52被可旋转地支承的辊。通过布置在轴52两端的弹簧(未示出)以预定的压力将清洁辊50压向充电辊13。由此，清洁辊50的海绵层54沿着充电辊13的周面发生弹性变形，从而形成咬合部。

电动机(未示出)连接到感光鼓12的支承轴，并且驱动感光鼓12沿着如图2中所见的顺时针方向(箭头2的方向)旋转。此外，充电辊13通过感光鼓12的旋转而被驱动，并沿箭头4的方向旋转。此外，清洁辊50通过充电辊13的旋转而被驱动，并沿箭头6的方向旋转。通过清洁辊50的驱动旋转来清洁充电辊13表面上的诸如调色剂和外部添加剂的异物。应注意，作为另选构造，还可以这样构造：充电辊13或清洁辊50连接有电动机并且独立地旋转。

接下来，将给出对充电辊13的详细说明。

充电辊13被布置为与感光鼓12的表面相接触，通过施加直流电压或其上叠加有交流电压的直流电压来对感光鼓12的表面充电。如图3中所示，充电辊13在轴40的周边设置有电阻弹性层42。电阻弹性层42从外部起依次分为电阻层46和用于支撑电阻层46的弹性层44。此外，为了赋予充电辊13耐用性和耐污染性，在电阻层46的外部形成有表面层48。

采用具有导电性的材料作为轴40的材料，通常采用铁、铜、黄铜、不锈钢、铝和镍等。此外，还可采用除金属之外的材料，只要它们具有导电性和中等刚性，例如，还可采用其中分散有导电粒子等的树脂模、陶瓷等。此外，除了辊的外形外，还可以采用中空管的形状。

采用具有导电或半导电特性的材料作为弹性层44的材料，通常采用其中分散有导电粒子或半导电粒子的树脂材料或橡胶材料。可用作树脂材料的材料示例包括合成树脂，例如聚酯树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、尿素树脂和聚酰胺树脂等。可用作橡胶材料的材料示例包括乙烯-丙烯橡胶、聚丁二烯、天然橡胶、聚异丁烯、氯丁二烯橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、表氯醇橡胶、氟硅酮橡胶和环氧乙烷橡胶，或者通过使上述材料发泡而形成的发泡材料。

可用作导电粒子或半导电粒子的粒子示例包括：碳黑；金属，例如锌、铝、铜、铁、镍、铬和钛；金属氧化物，例如ZnO-Al₂O₃、SnO₂-Sb₂O₃、In₂O₃-SnO₂、ZnO-TiO₂、MgO-Al₂O₃、FeO-TiO₂、TiO₂、SnO₂、Sb₂O₃、In₂O₃、ZnO和MgO；以及离子化合物，例如季铵盐。可单独使用这些材料或者可使用这些材料中的两种或两种以上材料的组合。此外，可根据需要单独地或以其中两种或两种以上材料的组合使用下面的材料：无机填料，例如滑石、矾土和硅土；以及有机填料，例如氟树脂或硅橡胶的微粒。

分散在粘合剂树脂中的导电粒子或半导电粒子可用作阻抗受控的电阻层46和表面层48。电阻率优选地为10³Ωcm至10¹⁴Ωcm。此外，电阻层46或表面层48的平均膜厚优选地为0.01μm至1000μm。对于这类粘合剂树脂，可采用以下材料：丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、甲氧基甲基化尼龙、乙氧基甲基化尼龙、聚氨基甲酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚乙烯基树脂(polyvinyl resin)、聚芳酯树脂、聚噻吩树脂、聚烯烃树脂(例如，PFA、FEP和PET)、苯乙烯丁二烯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂和尿素树脂等。

作为分散在电阻层46和表面层48中的导电粒子或半导电粒子，按照与弹性层44相同的方式，可以单独地或者将其中两种或两种以上材料混合在一起地使用以下材料：碳黑、金属、金属氧化物和表现出离子导电性的离子化合物(例如，季铵盐)。此外，根据需要，可以添加以下材料：抗氧化剂，例如受阻酚和受阻胺；无机填料，例如粘土、高岭土、滑石、硅土和矾土；有机填料，例如氟树脂或硅树脂的微粒；以及润滑剂，例如硅油。可单独地添加这些材料，或者可添加两种或两种以上的材料。此外，可根据需要添加表面活性剂和充电控制剂等。

此外，可使用以下方法来形成这些层：刮刀涂布法、绕线棒涂布(wirebar coating)法、喷涂法、浸渍涂布(immersion coating)法、线性涂布(bead coating)法、气刀涂布(air knife coating)法、幕涂(curtain coating)法等。

如图4中所示，在本发明中，通过将颗粒49揉到粘合剂树脂48A中来形成充电辊13的具有预定表面粗糙度的表面层48。即，利用颗粒49在表面层48的最外面形成微小的凹凸。颗粒49可以是球形或不确定的形状。这里，为了使构造简单以便理解，图4中示意性地示出了表面层48的粘合剂树脂48A和颗粒49。

表面层48的十点平均表面粗糙度Rz优选地为3μm至12μm，更优选地为7μm至12μm，特别优选地为10μm至12μm。通过将十点平均表面粗糙度Rz设在这些范围内，诸如调色剂和外部添加剂的异物不容易粘附到表面层48，使表面层48耐污染性变高。另一方面，当十点平均表面粗糙度Rz小于3μm时，存在诸如调色剂和外部添加剂的异物可能会粘附到表面层上的担忧。此外，当十点平均表面粗糙度Rz大于12μm时，调色剂、纸尘等易于聚集在凹凸部分。此外，当十点平均表面粗糙度Rz大于12μm时，因凹凸的高度差大而发生局部异常放电并且防碍了均匀充电，趋于出现象细白缺失(deletion)的图像缺陷。

这里，所考察的十点平均表面粗糙度Rz是按照JIS B0601(1994)规定的表面粗糙度。可利用表面粗糙度测试仪等来测量十点平均表面粗糙度Rz，而在本示例性实施方式中，在23℃和55％RH的环境下，使用接触型表面粗糙度测试仪(商品名：SURFCOM 570A，由Tokyo Seimitsu有限公司制造)。当测量表面层48时，测量距离为2.5mm，利用金刚石刃笔(5μm R、90°锥形)，改变位置并进行三次测量。计算这些测量的平均值以用于表面层48的十点平均表面粗糙度Rz。

对于颗粒49的材料，优选地采用阻抗高的材料，例如，可采用聚合物颗粒(例如，聚酰亚胺树脂和甲基丙烯酸树脂)和无机颗粒(例如，硅土)或陶瓷颗粒。

另外，优选的是，颗粒49的体积平均粒度为表面层48的平均膜厚的1％至50％(颗粒49的长度大小相对于粘合剂树脂48A的层厚度大小为1％至50％)。如果颗粒49的体积平均粒度小于表面层48的平均膜厚的1％，则难以获得期望的十点平均表面粗糙度Rz。此外，如果颗粒49的体积平均粒度超过表面层48的平均膜厚的50％，则根据颗粒49的混合量，难以获得期望的十点平均表面粗糙度Rz。在本示例性实施方式中，表面层48的平均膜厚例如为3μm至15μm，例如将颗粒49的体积平均粒度设为1.0μm至7.5μm。这里，将颗粒49的混合量设为相对于粘合剂树脂48A的体积百分比为5％至35％。

这里，颗粒49的体积平均粒度是利用Coulter计数仪(商品名：COULTER COUNTER TA-II，由Coulter有限公司制造)测量的值。在这种情况下，以对于颗粒的粒度级而言最优的孔径进行测量。

另外，表面层48的平均膜厚是通过截取表面层48的截面、利用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)对截面进行多次测量、并取其平均值而得到的值。

此外，对于颗粒49的材料，可以通过将导电微粉混合并包埋(embed)到颗粒中而赋予颗粒半导电特性。导电微粉包括：金属，例如金、银和铜；碳黑；还有金属氧化物，例如氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、硼酸铝、钛酸钾和钛酸钙的粉末；以及通过以氧化锡、碳黑或金属覆盖氧化钛、氧化锌、硫酸钡、硼酸铝或钛酸钾的粉末的表面而形成的微粉。可单独使用这些材料，或者可一起使用两种或两种材料以上的组合。导电微粉可由与用于包含在表面层48的粘合剂树脂48A中的上述导电粒子的材料(例如，碳黑等)相同的材料制成。

此外，颗粒49的材料可由与用于粘合剂树脂48A的树脂相同的树脂形成。通过采用与用在粘合剂树脂48A中的树脂一样的树脂，获得了良好的相容性，颗粒49与粘合剂树脂48A之间的粘附性变高。

用于粘合剂树脂48A的材料优选为聚偏二氟乙烯、四氟乙烯的共聚物、聚酯、聚酰亚胺和共聚物尼龙。这种共聚物尼龙的示例有那些其中包含尼龙610、尼龙11和尼龙12中的一种或多种作为聚合单元的共聚尼龙，这些共聚物可包括的其他聚合单元还有尼龙6、尼龙66等。在本示例性实施方式中采用醇溶性共聚尼龙。

另一方面，作为另一构造，如图5所示，根据颗粒49A的体积平均粒度和混合量，还可使颗粒49A的体积平均粒度大于表面层48的平均膜厚。在这种情况下，通过形成颗粒49A的周面的一部分隆出表面层48的表面之外的状态来控制期望的十点平均表面粗糙度Rz。在图5中，为使这种构造容易明白，示意性地示出粘合剂树脂48A和颗粒49A。

或者，作为又一构造，如图6中所示，可在充电辊13的表面层48的外部(最外面)处形成薄薄涂布的保护层70。该保护层70的厚度优选地为10μm或更小。即使形成保护层70，也可通过颗粒49将最外面的十点平均粗糙度设到预定的范围。应当指出的是，为使其这种构造容易明白，在图6中示意性地示出粘合剂树脂48A、颗粒49和保护层70。

接下来，将给出对清洁辊50的说明。

高速切削钢、不锈钢等用作清洁辊50的轴52的材料。可根据应用(例如，所需的滑动特性)来选择轴52的材料和任何表面处理方法，可通过利用标准处理(例如，镀覆处理)进行加工使不具有导电性的材料变得导电，当然，也可原样使用材料。此外，为了使清洁辊50可利用适当的咬合压力通过海绵层54与充电辊13相接触，轴52的材料具有在咬合过程中不弯曲的强度，或者选择轴的直径以相对于轴的长度具有足够的刚性。

清洁辊50的海绵层54包括具有多孔的三维构造的泡沫，该泡沫在其表面或内部存在有空腔和凹凸部分(下面称作，单元(cell))，海绵层54具有弹性。发泡树脂或橡胶材料可用于海绵层54，可从以下材料中进行选择：聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、烯烃、三聚氰胺或聚丙烯、NBR、EPDM、天然橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁二烯、硅酮和腈。从而，可廉价地制造具有许多单元的清洁辊50。清洁辊50在被充电辊13的滑动摩擦驱动的同时有效地清除诸如外部添加剂的异物，同时必须确保没有因清洁辊50摩擦充电辊13的表面而给充电辊13的表面带来缺陷。此外，必须确保长时间内没有在海绵层54中出现破碎或破裂。为此，聚氨酯以其抗撕裂强度和抗拉强度而特别优选地用作海绵层54的材料。

不对聚氨酯特别限定。只要能够伴随多元醇(例如，聚酯型多元醇、聚醚聚酯或丙烯酸多元醇)和异氰酸酯(例如，2，4-二异氰酸甲苯酯、2，6-二异氰酸甲苯酯、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、或1，6-六亚甲基二异氰酸酯)的反应即可，优选的是，要混入增链剂，例如1，4-丁二醇或三羟甲基丙烷。此外，通常利用水和诸如偶氮化合物(象偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁腈)的发泡剂来发泡。此外，还可根据需要添加诸如发泡助剂、泡沫调节剂和催化剂的辅助剂。

接下来，将说明用于评估充电辊13的污染(staining)特性和清洁特性的实验。

对于充电辊13，如图4中所示，在表面层48中混有由树脂制成的颗粒49的状态下进行表面涂布，通过分组到1μm至2μm、3μm至4μm、7μm至8μm和10μm至12μm四个等级的十点平均表面粗糙度Rz来制备样品。利用这些样品来执行对污染特性和清洁特性的评估。

作为评估污染特性和清洁特性的方法，在图1中所示的图像形成装置1的图像形成单元10中，在没有附接清洁辊50的状态下执行打印测试，由此预先使充电辊13受污。接着，仅安装感光鼓12、充电辊13和清洁辊50，使感光鼓12旋转预定转数，测量对充电辊13表面的任何改变。这里，在该测量方法中，由于外部添加剂粘附到充电辊13的表面导致对白色度的改变进行分级。G1为良而G5为差，G后数字越大，污染特性和清洁特性的分级越差。新充电辊13为G0级。此外，对污染特性的分级和对清洁特性的分级的分配方法不同。对清洁特性的分级，令人满意的绘图的等级为G3以下，当等级超过G3时，这意味着NG等级。另外，对于污染特性的分级，在12个评估等级中最差的情况设为G5(见表1)，大致相等地划分等级直到G1。

醇溶性共聚尼龙用作表面层48的粘合剂树脂48A，在颗粒49中包埋有作为导电微粉的碳黑，通过改变颗粒49的粒度和混合量来制备样品。对于表面层48的平均膜厚有3μm至4μm、8μm至9μm和14μm至15μm三个等级。当表面层48的平均膜厚为3μm至4μm时，使用其体积平均粒度为1.5μm的颗粒；当表面层48的平均膜厚为8μm至9μm时，使用其体积平均粒度为4μm的颗粒；而当平均膜厚为14μm至15μm时，使用其体积平均粒度为8μm的颗粒。颗粒的混合量根据粗糙度来确定，为15％至70％(相对于表面层树脂固体含量的重量百分比)。

在表1和表2中示出了对污染特性和清洁特性的评估结果。

[表1]

对污染特性的评估

		表面层的平均膜厚(μm)
					3～4	8～9	14～15
		十点平均表面粗糙度(Rz)μm	1～2	G5				G5	G5
3～4	G3				G4	G4
			7～8	G2			G3	G3
10～12	G1				G2	G3

[表2]

对清洁特性的评估

		表面层的平均膜厚(μm)
					3～4	8～9	14～15

十点平均表面粗糙度(Rz)μm	1～2	G4	G5	G5
					3～4	G2	G3	G3
	7～8	G2	G2	G3
					10～12	G1	G1	G2

从表1和表2所示结果可以看出，污染特性和清洁特性随着十点平均表面粗糙度Rz的增大而改善。

此外，使用相同充电辊13利用图1中所示的图像形成装置1进行标准打印测试，进行实验以考察清洁特性的数值和实际缺陷(图像缺陷)之间的相关性。实验表明，对于表2中的G3以下的清洁特性，良好的打印保持100,000张。从这些实验的结果可看出，十点平均表面粗糙度Rz优选地为3μm或更大。此外，对于3μm或更大的十点平均表面粗糙度Rz，沿着充电辊13的轴向的位置没有产生清洁特性上的变化，并可几乎均匀地去除异物，还可减少其自身粘附的异物的量。

此外，关于十点平均表面粗糙度Rz的上限，接近于10μm或更大的区域中的清洁特性保持良好的值。然而，关于初始的充电均匀性，如果十点平均表面粗糙度Rz超过12μm，则出现带有白点等的不均匀充电，不会达到初始的图像品质。由上可知，有效的是，如上所述将颗粒49与表面层48混合从而十点平均表面粗糙度Rz变为3μm至12μm。

接下来，采用喷砂作为使充电辊13的表面层的粗糙度变大的方法，制备样品(对比例)以获得与实施例中相同的十点平均表面粗糙度Rz。利用该样品(对比例)来进行对污染特性和清洁特性的评估。

即使采用喷砂作为这种方法，也能够获得期望的十点平均表面粗糙度Rz，然而，如表3中所示，对于充电辊最为重要的阻抗值在所有的条件下都上升一位数的程度。这一结果表明明显低劣的静电特性，尤其是在低温低湿度环境下。此外，如表3中所示，除了阻抗上升之外，阻抗的变化(sigma)的增大也是重要的，通常当其超过0.1时，难以实现均匀的充电。

[表3]

	Ini	喷砂	实施例
				阻抗与其Ini之差	-	0.95	0.1
阻抗变化	0.02	0.27	0.03

还表明，甚至与通过喷砂得到的结果相比，通过本发明的颗粒49对十点平均表面粗糙度Rz的控制也有显著大的效果。

如果颗粒49的体积平均粒度太小，则即使增大混合量，也不易获得粗糙度。此外，如果颗粒49的体积平均粒度太大，则颗粒49趋向于容易脱落。颗粒49的体积平均粒度适宜为表面层48的平均膜厚的1％至50％。此外，通过将碳黑作为导电微粉混合并埋入到颗粒49中，可抑制充电辊13的表面阻抗的变化，并且不会容易地发生异常放电。

应当注意的是，虽然上述示例性实施方式的图像形成装置1是其中黄色、品红色、青色和黑色的图像形成单元沿着中间传送带的传送方向依次设置的构造，但是本发明不限于这种结构。例如，本发明也可应用于利用旋转显影装置在感光鼓上逐一形成每种颜色的调色剂图像的构造。

对本发明示例性实施例的前述描述是为了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然，许多修改和变型对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述这些示例性实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的适用于所构想特定用途的各种实施例和各种变型例。旨在由所附权利要求及其等同物来限定本发明的范围。

Claims

1.一种充电辊，该充电辊包括：

辊构件，其接触图像载体并旋转，该辊构件包括：

导电材料，其对所述图像载体的表面充电，并且

所述辊构件在其外周面上具有颗粒，以使表面粗糙度在预定范围内，

其中，所述外周面的十点平均表面粗糙度Rz为3μm至12μm，并且

所述颗粒的体积平均粒度为具有所述颗粒的层的平均膜厚的1％至50％。

2.根据权利要求1所述的充电辊，该充电辊还包括形成为用于覆盖所述外周面的保护层。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的充电辊，其中，所述颗粒为聚合物颗粒或无机颗粒。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的充电辊，其中，所述颗粒具有导电微粉，并且所述颗粒是半导电的。

5.根据权利要求4所述的充电辊，其中，所述导电微粉是由与粘合剂树脂中包含的导电粒子的材料相同的材料制成。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的充电辊，其中，所述颗粒包括与所述辊构件的所述外周面中包括的粘合剂树脂相同的树脂。

7.一种充电辊，该充电辊包括：

辊构件，其接触图像载体并旋转，该辊构件包括：

导电材料，其对所述图像载体的表面充电，并且

所述辊构件在其外周面上具有颗粒，以使表面粗糙度在预定范围内，并且，

该充电辊还包括形成为用于覆盖所述外周面的保护层，

其中，所述保护层的表面的十点平均表面粗糙度Rz为3μm至12μm，并且

8.一种处理盒，该处理盒包括：

图像载体；和

根据权利要求1或权利要求2所述的充电辊，其用于对所述图像载体的表面充电，

所述处理盒可附装且可拆卸地设置到图像形成装置。

9.根据权利要求8所述的处理盒，该处理盒还包括清洁辊，该清洁辊接触所述充电辊，并由所述充电辊驱动而旋转。

10.一种处理盒，该处理盒包括：

图像载体；和

根据权利要求6所述的充电辊，其用于对所述图像载体的表面充电，

所述处理盒可附装且可拆卸地设置到图像形成装置。

11.一种包括根据权利要求1或权利要求2所述的充电辊的图像形成装置。

12.一种用于对图像载体充电的方法，所述方法包括以下步骤：

使根据权利要求1所述的充电辊与所述图像载体相接触；并且

通过向所述充电辊施加电压来对所述图像载体充电。

13.一种用于清洁充电辊的方法，所述方法包括以下步骤：

使根据权利要求1或权利要求2所述的充电辊与一清洁辊相接触；并且

清洁所述充电辊的外周面或保护层。