CN1017752B - 充电器 - Google Patents

充电器

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Abstract

提供一种充电器，其中包括导电基底，在该基底上按顺序连接的弹性层，导电层和电阻层。该充电器与光敏器有良好接触，提供了良好图象质量且没有因为充电不均匀造成的图象疵点如白点。另外，即使当光敏器有针孔时，该充电器也没有泄漏，并且降低了由于施加交流电压而产生的噪音。

Description

本发明涉及充电器，具体地讲，涉及一种用于向与其相接触的电荷接收部件充电的充电器。
在传统的电照相方法中，已经采用光敏元件，这类元件利用了含有硒、硫化镉、氧化锌、无定形硅、有机光电导体等的光敏层。这些光敏元件经过包括充电、曝光、显影、转印、定影及清洗步骤在内的基本电照相方法，便可产生复制图象。
在上述传统的充电步骤中，在金属导线上施加高压电（约为5-8kv的直流电压）多数情况下会产生用于充电的电晕。但是，在此方法中，随着电晕充电的进行会产生大量电晕放电产物如臭氧和NOx。这类电晕放电产物会破坏光敏元件表面进而使图象质量下降，如图象模糊（或图象褪色）。此外，由于金属导线上的污物会影响图象质量，因而在所得到的复制图象上会产生存在白点或黑色条纹问题。再者，流向光敏元件的电流通常占所消耗电流的5-30%，大部分电流流向金属导线周围的屏蔽板。其结果是传统的电晕充电法具有低电功效率。
因此，除了上述电晕充电法以外，业已研究出一种如日本公开未决专利申请（JP-A，KOKAI）№.178267/1982、104351/1981、40566/1983、139156/1983、150975/1983等所披露的接触充电法，其中使 充电器直接与光敏元件接触，而无须使用电晕放电器，更具体地讲，在该方法中，在作为充电元件的导电弹性辊上施加大约1-2KV直流电压，并且使该辊与光敏元件表面接触，这样，电荷就被直接注入光敏元件表面从而使光敏部件表面被充电达到预定电位。
在传统的充电器如上述导电弹性辊中，是将含有导电颗粒如分散碳的电导性橡胶部分固定于金属芯上，这样随着分散于导电橡胶部分的碳量增加，其密度增大，橡胶的硬度依据碳分散度的不规则或不均匀而有所变化，硬度的局部不规则性易于出现在辊表面，这样，这种硬度不规则性便防止了辊与光敏元件表面的紧密接触。
在传统的电极辊中，金属芯上有一单层电导性橡胶，即使电极辊的橡胶硬度被降至40°或更低（根据日本工业标准JISK-6301测定）而辊与光敏元件间的压咬宽度得到增大以便使其与光敏元件更好地接触，此时仍需降低碳的分散量进而使其密度下降以便降低橡胶硬度。结果使辊表面的电导性或辊硬度易于出现不规则现象，这种表面的不规则性防止了向光敏元件均匀充电从而导致了不规则充电。
有人建议，可以使电极辊具备由弹性橡胶层和半导电橡胶层组成的双层结构，以便利用弹性橡胶层调节辊的硬度并增大压咬宽度（日本公开未决申请，实用新型登记号199349/1982）。但是，即使是在此情况下，也难以使不均匀的电极辊表面与光敏元件表面在加压下紧密接触，这样，便会产生充电不均匀的现象。
因此，当采用上述充电器借助接触充电法进行充电处理时，光敏元件表面的充电不均匀从而使得电荷分布呈斑点状。举例来说，在反演体系中，当因充电不均匀而使其电荷分布呈斑点状的光敏部件经过 包括图象曝光步骤在内的电子照相法处理后，所得到的图象具有与上述斑点状充电不均匀相对应的黑色斑点。另外，正显影体系得到的图象具有白色斑点，可见在此情况下难以得到高质量图象。
为了解决上述难题并消除充电不均的现象，有人建议将交流电压叠加在有待供给充电器的直流电压上。
当供给充电器的只有直流电时，充电特性会严重地受到充电器表面特征的影响。但是，当交流电压（VAC）与直流电压（VDC）相叠加时，所得的脉动电压（VDC+VAC）便被施加在充电器之上，从而消除了充电器表面特征的影响并且有效地进行均匀充电。
此时，为了保持充电均匀并防止图象质量受到破坏如在正显影体系中产生白斑以及在反显影体系中产生雾度或黑斑，需要使待叠加的交流电压具备一特定的峰间电位差（Vp-p）。但是，当增大待叠加的交流电压以便防止图象质量下降时，由于脉动电压达到最大（或峰值）操作电压，使得在涂敷时存在些微缺陷的光敏部件内部易于发生放电绝缘击穿现象。此外，当光敏元件具有针孔时，便为电流提供了一条连续通路，造成漏电，这样就能够使施加在充电器上的电压下降。
在正显影体系中，这一电压降会以沿导电元件与光敏元件接触部位的纵向延伸的白色疵点的形式表现出来。另外，在反显影体系中，这一电压降会表现为沿上述接触部位纵向延伸的黑色条纹。
此外，当充电器具备一定硬度时，充电器会由于有待叠加使用的交流电压的频率而产生振动，而这一振动又会被转递给与充电器紧密接触的光敏元件，这样，光敏元件就会发出令人生厌的噪音。
本发明的目的之一是提供一种能够向另一部件均匀充电而不会引 起充电不匀现象，并且能够提供优质而无疵点图象的充电器。
本发明的另一目的是提供一种不会在光敏元件的有缺陷部位造成电介质击穿并且能够防止由于既使是因为存在针眼（如果存在的话）所发生的漏电而引起的电压下降。
本发明的另一目的是提供一种能够消除因待用交流电压所引起的振动而产生的令人生厌的噪音的充电器。
本发明所提供的充电器包括：导电基底、和依次置于该基底之上的弹性层、电导层和电阻层。
本发明还提供一种接触充电法，该方法包括：提供上述充电器;一种与该充电器相接触的电荷接收元件;借助外部电源加电压于充电部件上，从而向电荷接收元件充电。
本发明还提供一种电照相设备，它包括：上述充电器件;和与该充电器相接触的电照相光敏元件。
通过参照附图研究本发明优选实施方案所述内容可以更加确切地了解本发明这些及其它目的、特征及优点。
图1A和1B为剖视简图，它们分别表示由径向和纵向所观察到的本发明充电部件的横截面;
图2为剖视简图，它表示借助本发明充电器向光敏部件充电的实施方案之一;
图3为侧剖视简图，它表示具有双层结构电阻层的本发明充电器的一个实例;
图4和5为剖视简图，分别表示本发明充电器的层合结构;
图6为剖视简图，表示使用本发明充电器的电照相设备。
为简便起见，下文描述一个采用本发明充电器件向电照相设备中 的光敏元件充电的实施方案同时还可以使用本发明充电部件于主充电步骤之后向光敏元件放电。
参照图1，本发明的充电器1具有功能分离型结构并且基本上由导电基底2、以及依次位于导电基底2之上的弹性层3、电导层4和电阻层5所组成。
此外，参照图2，当借助充电器1对光敏元件7进行充电时，借助于与其相连接的外部电源6将电压加在充电器1之上，然后向与充电部件1接触的光敏元件7充电。
在本发明中，由于充电器1具备上述结构，它与光敏部件的紧密接触面积及充电部件与光敏部件间的压咬宽度增大，并使充电器与光敏部件均匀接触，从而使光敏元件被均匀地充电，未出现充电不均的现象。结果，消除了图象疵点如正显影体系中产生的白斑点以及反显影体系中出现的黑色斑点，因而获得优质图象。
更具体地讲，在本发明中，由于电阻层5可包括诸如聚酰胺如尼龙、纤维素、聚酯和聚乙烯之类树脂的薄层。因而使得电阻层5的表面均匀平滑，从而减小了其厚度不均的程度。此外，由于位于充电器1内部的弹性层3和导电层4彼此分离，因而可以分别地控制其柔软性和导电率。结果解决了在先有技术中难以软化导电橡胶这一难题。
具备上述结构的本发明充电器基于光电导性层4而能够保持足够的导电性，基于弹性层3的柔软性和电阻层5的光滑表面而能够与光敏部件进行均匀的紧密接触，这样，就能够有效地进行均匀充电而不会产生充电不均的现象。
此外，在本发明中，导电层4和电阻层5的分离布置能够防止由于光敏部件内部存在缺陷所引起的电介质击穿现象发生，既使是当光 敏部件有针孔时，也能够避免产生图象疵点如在正显影体系中沿充电部件与光敏部件接触部分纵向延伸的白色斑点以及在反显影体系中出现的黑色条纹，这样便可以得到优质图象。
一般说来，当采用涂复法制备光敏元件时，会在所产生的涂层膜上不可避免地出现缺陷如尘埃和接触痕迹。当充电器的导电层直接与这种光敏部件接触时，由于缺陷所在部位的电阻率低，电荷会局部地集中于这类缺陷之处从而引起电介质击穿现象发生。当光敏部件上有针孔时，在与导电层接触的光敏元件内部会形成连续通路，从而使电流漏泄和电荷逃逸。结果会给产生电压的外部电源装置带来负载并且使加在光敏元件上的电压大幅度下降。
当出现这种情况时，无法向与充电器接触的部分光敏部件表面提供充足的电荷，这样，对于正显影体系来说，这种现象会表现为沿充电器与光敏元件接触部分的纵向延伸的白色疵点或斑点。而对于反显影体系来说，这种现象会表现沿上述接触部分的纵向延伸的黑色条纹。
与此相反，当使用具有上述结构的本发明充电器时，与光敏元件接触的部分包括电阻层5，这样便可将电荷分散同时可避免有缺陷部位产生电介质击穿现象。既使当光敏元件中存在连续性针孔时，也可以借助电阻层5保持一定的操作电压阻力，这样就不会给外部电源装置产生负载同时又能防止电压下降。结果可以免除因针孔引起的图象疵点如白色斑点或黑色条纹。
此外，本发明充电器可以消除或减少由外部电源施加在该充电器之上的交流电压所产生的噪音。
更具体地讲，由于传统的充电器因保持导电率而造成柔软度方面 的问题，所以它会因交流电波产生振动，这种振动被传递到与充电器接触的光敏部件从而引起该光敏元件及其内部产生令人生厌的噪音。
与此相反，基于位于导电层4与导电基底2之间的弹性层3的柔软度，由于使用脉动电压，本发明的充电器能够吸收振动。因此，振动不会被传递到与充电器接触的光敏元件，因而可消除或减小由光敏元件或其内部所产生的令人生厌的噪音。
下文将具体描述本发明充电器的结构。导电基底2可含有诸如铁、铜和不锈钢之类的金属;导电树脂，如含有分散碳颗粒的树脂和含有分散金属颗粒的树脂等。基底2的存在形式可以是棒、板等。
弹性层3的弹性良好而硬度低。依据弹性层3的柔软度及吸收振动的特性考虑其与光敏元件的接触特性，其橡胶硬度以35度或更低为佳，更好的是30度或更低，尤以12-25度为佳，橡胶硬度是按照JISK-6301借助JIS-A型测试仪（Teclock    GS-706，Teclock公司制造）测定的。
基于上述观点，弹性层3的厚度以1.5mm或更大为佳，更好的是2mm或更大，尤以3-13mm为佳。
构成弹性层3的材质的具体实例包括：橡胶或海绵如氯丁橡胶、异戊二烯橡胶、EPDM（乙烯-丙烯-二烯亚甲基键）橡胶、聚氨基甲酸乙酯橡胶、环氧树脂橡胶和丁基橡胶;热塑弹性体如苯乙烯-丁二烯热塑弹性体、聚氨酯型热塑弹性体、聚酯型热塑弹性体和乙烯-乙酸乙烯酯型热塑弹性体等。此外，为了控制弹性层3的硬度，必要时可加入导电颗粒。
导电层4具备高导电性，其体积电阻率以107欧姆·厘米或更 低为佳，更好的是106欧姆·厘米，尤以10-2-106欧姆·厘米为佳。为了将弹性层3的柔软性传递给位于导电层4之上的电阻层5，位于弹性层3之上的导电层4可以是一薄层。更具体地讲，导电层4的厚度以3mm或更薄为佳，更好的是2mm或更薄，尤以20um-1mm为佳。
构成导电层4的物质可以是金属汽相淀积层、含有分散导电颗粒的树脂、导电性树脂等。金属汽相淀积层的具体实例可包括诸如铝、铟、镍、铜和铁之类金属的汽相淀积层。含有分散导电颗粒的树脂的具体实例包括：通过将导电颗粒如碳、铝、镍和氧化钛分散于树脂如聚氨酯、聚酯、乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物和聚异丁烯酸甲酯之中所得到的树脂。导电性树脂的具体实例包括含有季铵盐的聚异丁烯酸甲酯、聚乙烯基苯胺、聚乙烯吡咯、聚丁二炔和聚乙烯亚胺。
为了便于控制其导电率，尤以含分散电导颗粒的树脂为佳。
与位于下部的导电层4相比，电阻层5以具备较高的电阻率为佳。与导电层4相比，电阻层5的体积电阻率数值以增大0-5位数为佳，更好的是增大1-4位数。换句话说，电阻层5的体积电阻率为导电层4的10-106倍，更好的是102-105倍。电阻层5的体积电阻率以106-1012欧姆·厘米为佳，更好的是107-1011欧姆·厘米。依据充电特性，电阻层5的厚度以1-500μm为佳，更好的是50-200μm。
构成电阻层5的物质可以是树脂如半导体树脂和含有分散导电颗粒的绝缘树脂。更具体地讲，半导电树脂可包括诸如乙基纤维素、硝基纤维素、甲氧基甲基化尼龙、乙氧基甲基化尼龙、共聚型尼龙、聚 乙烯吡咯烷酮和酪蛋白之类的树脂;两种或多种这些树脂的混合物;或通过将少量导电颗粒分散于这类树脂所得到的分散体。含有分散导电颗粒的绝缘树脂可包括通过将少量电导颗粒如碳、氧化铝铟和氧化钛分散于绝缘树脂如聚氨酯、聚酯、乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物和聚异丁烯酸酯（供调节电阻率之用）所得到的产物。由于电阻层需要具备均匀平滑的表面，以选用主要由树脂状材料（即大体上不含导电颗粒）组成的半导电树脂为佳。
必要的话，电阻层5可具有双层结构。举例来说，若构成电阻层5的材料包括其中添加有用以提高其柔软度的添加剂-增塑剂的橡胶或树脂，那么在此后或在特定条件下应用该充电器时，添加的增塑剂有时会转移到电阻层5的表面或由该表面浸出。此时，与充电器接触的光敏部件会受到浸出的增塑剂的不利影响，光敏元件中所含的光导材料会被破坏，或者光敏部件粘着于充电器上，且光敏部件的表面被剥落掉。为了便于防止产生这种有害效果，可如图3所示将充电器1的电阻层5分离为两层，即内电阻层8和电阻表层9。
在此实施方案中，可将软化剂如增塑剂加至内电阻层8之中，其上面可以是电阻表层9，这样便可以防止增塑剂等浸出该表层并且可以得到更为柔软的充电器。此外，这种充电器与光敏部件的接触特性和充电特性也得到改善并且更有效地消除了上述噪声。
当电阻层具备双层结构时，与位于下部的导电层4相比，内电阻层8应具备更高的电阻率，即内电阻层8的体积电阻率以比导电层4大0-5位数为佳，更好的是增大1-4位数。
内电阻层8的体积电阻率最好是在106-1012ohm. cm之间，更好是在107～1011ohm·cm之间。内电阻层8的厚度最好为1～450微米，更好为50～200微米。
除了上述半导体树脂和其中分散有导电颗粒的绝缘树脂之外，构成内电阻层8的材料可以是橡胶类，例如表氯醇橡胶、表氯醇-环氧乙烷橡胶、聚氨酯橡胶、环氧橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶和丁苯橡胶，这些橡胶两种或多种混合物;通过在这类橡胶中分散导电颗粒得到的半导体橡胶，等等。在它们当中，优选半导体橡胶，如表氯醇橡胶和表氯醇-环氧乙烷橡胶。增塑剂的例子可包括：苯二甲酸型化合物类，例如，苯二甲酸二丁酯，磷酸型化合物类，例如磷酸三（（甲苯酯），环氧型化合物类，例如环氧硬脂酸烷基酯，等等。
当内电阻层包含树脂时，从柔软度考虑，该树脂的拉伸弹性模量最好为200kgf/mm2或更低，更好是在50～150kgf/mm2之间。当内电阻层包含橡胶时，从上述橡胶的硬度来看，橡胶的硬度最好为35度或更低，更好是在10～30度之间。
与内电阻层8相类似，表面电阻层9应如此构成，以便该层的体积电阻率要比导电层4的体积电阻率高100～105倍，更好的是高10-105倍。表面电阻层9的电阻率可以低于、高于或等于内电阻层8的电阻率。从均匀充电考虑，内电阻层的体积电阻率最好是表面电阻层的1～50倍，更好是2～10倍，表面电阻层9的体积电阻率最好是在106～1012ohm·cm之间，更好的是107～1011ohm·cm。表面电阻层9的厚度最好低于内电阻层8，以便不损害下层内电阻层8的柔软度。表面电阻层9的厚度最好是0.1-50微米、更好是1-30微米。
构成表面电阻层9的材料可以是一种树脂，例如上述半导体树脂，和一种其中分散有导电颗粒的绝缘树脂。
在本发明的充电器中，除了上述各层之外，还可以排列另一层（如粘合层），以便提高各层间的粘合性能。
举例来说，本发明的充电器1可按以下方式制备。
首先，提供一个金属棒作为充电器1的导电基体2。用选用的材料，通过熔融模塑、注塑、浸涂或喷涂等，在基体2上形成弹性层3。然后，用选用的材料，通过熔融模塑、注塑、浸涂或喷涂等，在弹性层3上形成导电层4。此外，用选用的材料，通过浸涂、喷涂或照相凹版涂复等，在导电层4上形成电阻层5。
充电器1的形状可以是辊形、叶片形、带形中的任何一种，而最好相应于电图设备的尺寸规格或形状来选择。
利用本发明的充电器充电的部件可以是任何的电介体、电子照相光敏部件等。例如，这样的电子照相光敏部件7可以按图4构成。
电子照相用的光敏部件7包括导电基底10和排列在其上的光敏层11。导电基底10可以是本身具有导电性的基体，如铝、铝合金和不锈钢;也可以是上述导电基底或涂复有例如铝、铝合金或氧化铟-氧化锡合金汽相沉积层的塑料底基;浸有导电粉末（如氧化锡或碳黑）和合适的粘合剂的混合物的塑料或纸基;或含有导电粘合剂的基底。
在导电基底10和光敏层11之间，可涂复一层具有隔离功能和粘合功能的底漆即底涂层。举例来说，底涂层可由以下物质构成：酪蛋白，聚乙烯醇，硝基纤维素，乙烯-丙烯酸共聚物，聚酰胺，聚氨酯，明胶或氧化铝。底涂层的厚度最好应为5微米或更低，特别是 0.5～3微米。底涂层的体积电阻率可最好为107ohm·cm或更高，以便充分起到其功用。
举例来说，用光导材料（如有机光导体，无定形硅和硒）与所需使用的粘合剂结合，通过涂复方法或真空汽相沉积可形成光敏层11。当使用有机光导体时，光敏层11最好具有层合结构，这种结构包括能产生电荷载体的电荷产生层12和能输送由此产生的电荷载体的电荷输送层13。
电荷产生层12包括至少一种电荷产生物质，例如偶氮颜料、苯醌颜料、醌氰颜料、苝颜料、靛蓝颜料、二苯并咪唑颜料、酞菁颜料和喹吖酮（quinacrydone）颜料。通过汽相沉积这种电荷产生物质，或涂复其中含这种电荷产生物质与所需合适的粘合剂（粘合剂可省掉）的涂料液，可形成电荷产生层。
形成电荷产生层的粘合剂可选自多种绝缘树脂或也可选自有机光导聚合物，例如聚乙烯咔唑、聚乙烯蒽和聚乙烯芘。绝缘树脂具体例子有聚乙烯丁醛，聚乙烯苯，聚芳基化物（如双酚A和苯二甲酸的聚缩合产物），聚碳酸酯，聚酯，苯氧树脂，丙烯酸树脂，聚丙烯酰胺树脂，聚酰胺，纤维素树脂、尿烷树脂，环氧树脂，酪蛋白和聚乙烯醇。
电荷产生层厚度一般为0.01-15微米，最好为0.05～5微米。在电荷产生层中，电荷产生物质与粘合剂的重量比可最好为10∶1-1∶20。
从树脂或电荷产生物质的溶解度或分散稳定性考虑，可选择上述涂料液或底漆所用的溶剂。这种溶剂的例子有有机溶剂类，例如醇类，亚砜类、醚类、酯类、脂族卤代烃类或芳族化合物类等等。
按照涂复方法，例如浸涂、喷涂、旋转涂复、线棒涂复、叶片涂复等，利用涂复技术可形成电荷输送层12。
电荷输送层13可包括具有成膜性和其中溶解或分散有电荷输送物质的树脂。用于本发明的电荷输送物质可包括：有机物质类，例如腙化合物，茋类化合物，噻唑化合物和三芳基甲烷化合物。可合适地选用一种或多种这些电荷输送物质。
电荷输送层中所用的粘合剂的例子有：苯氧树脂，聚丙烯酰胺，聚乙烯丁醛，聚烯丙酯，聚砜，聚酰胺，丙烯酸树脂，丙烯腈树脂，甲基丙烯酸树脂，氯乙烯树脂，醋酸乙烯酯树脂，苯酚树脂，环氧树脂，聚酯树脂，酚醛树脂，聚碳酸酯，聚氨酯或含有两种或多种这些树脂的重复单元的共聚物树脂，例如丁苯共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物，苯乙烯-马来酸共聚物等等。还有，除了这些绝缘树脂以外，也可以使用有机光导聚合物，例如聚-N-乙烯咔唑，聚乙烯蒽或聚乙烯芘。
电荷输送层13的厚度一般为5-50微米，最好为8-20微米。电荷输送物质与粘合剂的重量比一般约为5∶1-1∶5，最好约为3∶1-1∶3。电荷输送层13可用上述涂复方法形成。
此外，由于上述着色物料、颜料、有机电荷输送物质等一般可能受到油等，或紫外线、臭氧等沾污，按需要，可在光敏元件中提供保护层。保护层可最好具有1011ohm。或更高的表面电阻，以便在上面形成静电图象。
通过在光敏层上涂复一层溶于合适的有机溶剂中的树脂溶液，而后干燥，可形成用于本发明的保护层。所述树脂例如为聚乙烯丁醛、 聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、尼龙、聚酰亚胺、聚芳基化物、聚氨酯、丁苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物，等等。在这种情况下，保护层的厚度一般为0.05～20微米，最好为1-5微米。
在保护层中，也可含有紫外线吸收剂。
如图6所示，本发明的充电器可应用于电子照相装置。
参考图6，电子照相装置包括：辊筒光敏元件7，围绕光敏元件7圆周表面上作为充电器的主要充电辊1，提供光束12以在光敏元件7上形成潜象的图象曝光装置（未示出），用调色剂（未示出）使潜像显影以形成着色图像的显影装置13，从光敏元件7将着色图像转移到传递-接收材料17上的传递充电装置14，除去残余调色剂用的清除装置15和提供光线16的预曝光装置。
在操作中，主要充电辊1与光敏元件7相连，从外部向光敏元件7施加规定电压，从而使光敏元件7的表面充电，并利用成像曝光装置使光敏元件7以成像方式暴露在光束12下，与原始图像吻合，从而在光敏元件7上形成静电潜像。然后，光敏元件7上形成的静电潜像通过附着在显影装置13中所含的调色剂或显影剂显影或可见，从而在光敏元件上形成着色图案，然后，将着色图案利用传递充电器14转移到传递-接收材料17（如纸）上，在上面形成着色图案，这种图案可按需要固定到传递-接收材料17上。利用清除器15，回收转移时未传递到传递接收材料17上并仍保留在光敏元件7上的残余调色剂。
所以，通过这种电子照相方法形成了复制图像。在残余电荷仍保留在光敏元件7上的情况下，在上述主要充电之前，最好利用预曝光 装置将光敏元件7曝露在光束16之下，以除去残余电荷。
提供光线12成像曝光的光源可以是卤素灯，荧光灯，激光灯，LED等，显影装置13可以是用于两组分显影法或单组分显影法（使用磁性或非磁性调色剂）的装置。此外，显影系统既可以是正常的显影系统，也可以是翻转显影系统。
至于与光敏元件7接触的充电器1的配置情况没有特别限制。更确切地说，这种配置可包括：充电器1被固定;或充电器1可在光敏元件7的移动方向的同向或逆向移动或旋转。另外，充电器1还可具有清除官能，用来除去附着在光敏元件7上的残余调色剂颗粒。
在按照本发明的直接充电法中，加到充电器1的电压最好是采用把交流电压叠加到直流电压得到的脉冲（或脉冲电流）电压。在这种情况下，最好采用通过把±200V-±1500V直流电压叠加到峰-峰电压为2000V或更低的交流电压而得到的脉冲电压。
这种电压的加压方法根据各电子照相设备的具体情况可以变化，它们可包括：瞬时施加所需电压;逐步或逐级升高施加的电压（以保护光敏元件）;按顺序从直流电压到交流电压，或从交流电压到直流电压施加直流电压和交流电压。此外，按照本发明，充电器也可被施加低的直流电压。
在本发明中，成像、曝光、显影、清除等方法可以是任何电子照相领域公知的方法，而且显影剂或调色剂的种类不应受到特别地限制。
采用本发明充电器的电照相设备既可用于普通的复制机，也可用于电照相涉及的领域，如激光打印机，CRT打印机和电照相制版。
当与一种含光敏层（内含机械强度和化学稳定性容易被破坏的有 机光导体）的电照相光敏元件一起使用时，本发明的充电器明显显示了其特性，
以下实施例作为参考更详细地说明本发明。
实施例1
按以下方式制备充电器。
参考图1。在直径为5mm、长为250mm的铁芯2周围，通过用氯丁二烯橡胶熔融模塑形成12.5mm厚的弹性层3，这样，所得弹性层的直径为30mm，长为230mm，按照JIS-A型橡胶硬度测示仪（Teclock    GS-706，Teclock公司生产）测定，其橡胶硬度为15度。
然后，用浸涂的方法将分散有导电碳颗粒的聚氨酯漆涂复到弹性层3上，之后干燥，从而在弹性层3上形成20微米厚的导电层4。
此外，用浸涂的方法，将通过10份甲氧基甲基化的尼龙-6（甲氧基甲基化程度：30%）溶于90份甲醇得到的涂料液涂到导电层4上并干燥，在上面形成100微米厚的电阻层5，从而使1号主充电器用的充电辊1制备成充电器。顺便说明，分别单独在Al板上，用浸涂的方法形成导电层4和电阻层5，并测定各层的体积电阻率。
分别按以下方式制备电照相光敏元件。
首先，参考图5，提供一个由壁厚为0.5mm、长为260mm、直径60mm的铝筒构成的导电基底10。将通过4份尼龙共聚物（商品名：Amilan    CM-8000，Toray    K·K制造）和4份尼龙-8（商品名：Luckamide    5003，Dainihon    Ink.K·K制造）溶于50份甲醇和50份正丁醇 得到的涂料液涂复到导电基底10上，形成0.6微米厚的聚酰胺底涂层。
然后，将10份以下结构式代表的、用作电荷产生物质的双偶氮颜料和10份用作粘合剂树脂的聚乙烯丁醛树脂（S-LEC    BM2.Sekisui    Kagaku    K·K.制造）用砂磨机分散在120份环己酮中，历时10小时。
Figure 89100839_IMG2
将30份甲乙酮加入到所得的分散液中，然后用浸涂的方法，将分散液涂复到底涂层上，形成0.15微米厚的电荷产生层12。
然后，将10份以下结构式代表的，用作电荷输送物质的腙和10份用作粘合剂的聚碳酸酯-Z树脂（重构分子量为20，000    Mitsubishi    Gas    Kagaku    K·K制造）溶于80份-氯苯中。
Figure 89100839_IMG3
将所得的涂料液涂复到上述电荷产生层12，形成16微米厚的电荷输送层13，从而制备出1号光敏元件。
将由此制备的1号光敏元件装在电照相复制机上，使用改善了的普通显影系统，即如图6所示，用上述1号主充电辊来代替主电晕放 电器。（所用普通显影系统的商品名：PC-10，CanonK.K.出品）
在这种装置中，-750V直流电压和峰-峰值电压为1300V的交流电压叠加到主充电辊1上，从而测定出暗部分电势、亮部分电势、图像缺陷和噪音。另外，测定出在光敏元件上产生1mm直径的针孔的情况下的漏泄。
更确切地说。上述各项是按下述方式测定的。
暗部分电势和亮部分电势
从主充电计数1秒后，利用Treck电位计（英国Treck公司制造）测定电势。在亮部分电势的情况下，从主充电计数0.3秒后，将光敏元件曝光在5照度·秒下。
图像缺陷和泄露
用肉眼观测复制的图像。
噪音
在消音室中，利用一台放置在距复印机水平距离为1mm处的声量仪测定音量。
结果示于下表1中。
实施例2
按实施例1中制备1号主充电辊的类似方法制备2号主充电辊，不同的是用直径为28mm的铁芯和形成3mm厚的弹性层3。
按实施例1同样方式评价由此制备的2号主充电辊。结果示于下表1。
实施例3
按照实施例1制备1号主充电辊的类似方式制备3号主充电辊，不同的是形成硬度为35度的弹性层3。
按实施例1的同样方式评价由此制备的3号主充电辊。结果示于下表1。
实施例4
按实施例1制备1号主充电辊的类似方式制备4号主充电辊，不同的是利用硅氧橡胶并采用注塑方法形成厚为10mm、硬度为25度的弹性层3，用乙氧基甲基化尼龙6形成电阻层和形成厚度为1mm的导电层4。
按实施例1同样方式评价由此制备的4号主充电辊。所得结果示于下表1。
实施例5
按实施例4制备4号主充电辊的类似方式制备5号主充电辊，不同的是形成厚度为3mm的导电层4。
按实施例1同样方式评价由此制备的5号主充电辊。结果示于表1。
实施例6
在实施例1用的同样的铁芯周围，通过熔融模塑，使用尿烷热塑弹性体（Miractran，Nihon    Polyurethane    K.K.制造），形成13mm厚的弹性层3，这样，所得弹性层的直径为31mm，长为230mm，橡胶硬度为12度。
然后，通过浸涂方法，将通过10份铝粉和10份丁醛树脂（S-LEC    BLS，Sekisui    Kagaku    K.K.制造）溶 于80份甲乙酮得到的油漆涂料涂复到弹性层3上，然后干燥，从而在弹性层3上形成60微米厚的导电层4。
此外，用浸涂方法，将通过10份乙基纤维素溶于90份甲醇得到的涂料液涂复到导电层4上并干燥，在上面形成170微米厚的电阻层5，从而制备出6号主充电辊。
按实施例1同样的方式评价由此制备的6号主充电辊。结果示于下面的表1中。
实施例7
在实施例1用的同样的铁芯周围，通过熔融模塑技术，采用丁苯热塑性弹性体（Denka    STR，Denki    Kagaku    Kogyo    K.K.制造），形成11mm厚的弹性体层3，这样，所得的弹性体层直径为27mm，长为230mm，橡胶硬度为15度。
然后，用浸涂方法，将通过10份TiO2粉和10份丁醛树脂（S-LEC BLS，Sekisui Kagaku K.K.制造）溶于80份甲乙酮得到的油漆涂料涂复到弹性体层3上，然后干燥，从而在弹性体层3上形成90微米厚的导电层4。
此外，用浸涂的方法，将通过10份硝基纤维素溶于90份甲醇得到的涂料液涂复到导电层4上并干燥，在上面形成60微米厚的电阻层5，从而制备出7号主充电辊7。
由此制得的主充电辊7按实例1中的同样方法评估。其结果见后面的表1。
比较例1
主充电辊8除不形成电阻层5外，其制备按实例1中制备主充电辊1的同样方法进行。
由此制得的主充电辊8号按实例1的同样方法评估。评估结果见后面的表1。
比较例2
在直径5mm和长250mm的铁芯周围通过熔融模塑90份EPDM橡胶，10份导电碳（Kefjen Black，Lion K.K.出品）和5份邻苯二甲酸二（2-乙基己基酯（DOP）形成12.5mm厚的弹性层3。由此得到的弹性层3具有45度的橡胶硬度和9×103欧姆·厘米的体积电阻率。
然后通过用球磨机将95份EPDM橡胶，5份导电碳（Ketjen    Black    Lion    K.K出品）和5份邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DOP）分散到400份氯苯中得到涂敷液，将该涂敷液涂到弹性层3上，然后干燥，由此在弹性层3上形成20微米厚的导电层4，从而制得主充电辊9。
由此得到的主充电辊9按实例1同样的方法评估。结果见后面的表1。
比较例3
主充电辊10除没有导电层4外，其制备按比较例2中制备主充电辊9的同样方法制备。
由此得到的主充电辊10按实施例1中的同样方法评估。结果见后面表1。
Figure 89100839_IMG4
Figure 89100839_IMG5
Figure 89100839_IMG6
从上面表1显示的结果可明显看到，本发明的充电器提供了与光敏器的良好接触，还提供了优良的图象质量，没有产生图象疵点，如由于充电不均匀产生的白点。进一步讲，本发明的充电器没有产生针孔泄漏并降低了由于施加交流电压而产生的噪音量。
相反，在比较例1和2中，充电器的表面包括导电层，则由于充电不均匀产生了图象疵点。另外，由于这些充电器没有电阻层，则由于泄漏也产生了白斑点。在比较实例2的充电器中，由于内层的橡胶硬度高，则应用AC电压后，噪音高了。
在比较例3的充电器中，充电能力较差并且有图象疵点。另外，由于其与光敏器接触的表面坚硬，则该充电器的噪音较大。更进一步讲，由于该充电器没有电阻层，则由于泄漏，该充电器会产生白斑点。
实例8
主充电辊按下面方法制备
对照图3，弹性层3和导电层4分别按实例1中的同样方法在底物2上形成。
然后通过将10份乙基纤维素和1份邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DOP）分散到90份甲醇中制得涂敷液，然后通过浸涂将该涂敷液涂到导电层4上，然后干燥，从而形成80微米厚内部电阻层8。另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过用球磨机将1份导电碳（Ketjen    Black，Lion    K.K出品），19份乙基纤维素和0.01份表面活性剂（Sorbitol，Ajinomoto    K.K出品）混合并分散到80份甲醇中制得的，然后通过喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上并干燥，从而形成20微米厚的表面电阻层9，由此制 得主充电辊11号。
内部电阻层8和表面电阻层9通过分别浸涂分别涂上一层Al，测量每层的体积电阻率。
由此制备的主充电辊11号按实例1中的同样方法评估。结果见后面的表2。
实例9
在直径24mm和长250mm的铁芯周围通过熔融浇涛氯丁二烯橡胶得到3mm厚，橡胶硬度为15度的弹性层3。然后导电层4和内部电阻层8按实例8中的同样方法按顺序在弹性层3上形成。
另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过用球磨机将1份铝粉（Alparte    54-137，Toyo    Aluminum    K.K出品），19份乙基纤维素和0.01份表面活性剂（Soloperse，I.C.I出品）混合并分散到80份乙醇中制得的，然后通过喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上，然后干燥，则形成20微米厚表面电阻层9，由此制得主充电器12号。
这样制备的主充电器12按实例中的同样方法评估，结果见后面表2。
实例10
除弹性层3的橡胶硬度为35度外，弹性层3和导电层4按实例1中的同样方法在底物2上分别形成。
然后通过将10份乙基纤维素和1份邻苯二甲酸二丁酯（DBP）分散到90份甲醇中制得涂敷液，然后通过浸涂将该涂敷液涂到导电层4上，再干燥，从而形成80微米厚的内部电阻层8。另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过用球磨机将1份氧化铟粉（Dowa chemieal    K.K.出品）和19份硝基纤维素混合并分散到70份甲醇中制得，然后通过喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上，再干燥，形成20微米厚的表面电阻层9，由此制得一主充电辊13号。
由此制得的主充电辊13号按实例1中的同样方法检测，结果见后面表2。
实例11
除弹性层（橡胶硬度：25度）用EPDM橡胶代替氯丁二烯橡胶制备外，弹性层3按实例1中的同样方法在底物2上形成。
然后通过浸涂将含导电碳的聚氨酯涂料涂到导电层3上，然后干燥，由此在弹性层3上形成1mm厚的导电层4。
另外，通过将10份表氯醇橡胶（Hydrin，Nihon    Zeoh    K.K出品），1份磷酸三（对苯甲酯）（TCP），0.3份氧化锌，0.2份硫粉和0.1份硫化促进剂（三巯三嗪）分散到90份THF（四氢呋喃）中制得涂敷液，然后通过浸涂将该涂敷液涂到导电层4上，再干燥，由此形成90微米厚的内部电阻层8。另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过用球磨机将1份导电碳（Ketjen    Black，hion    K.K出品），19份甲氧甲基化的尼龙-6和0.01份表面活性剂（Sorbitol，Ajinomoto    K.K出品）混合并分散到80份甲醇中制得的，然后通过喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上，再干燥，形成10微米厚的表面电阻层9，由此制得主充电辊14。
由此制得的主充电辊14号按实例1中的同样方法检测。结果见后面的表2。
实例12
除用表氯醇-环氧乙烷橡胶（Gechron，Nihon    Zeon    K.K出品）代替表氯醇橡胶制备内部电阻层8外，主充电辊15号按实例11中制备主充电辊14的同样方法制备。
由此制得的主充电辊15号按实例1中的同样方法检测。结果见后面表2。
实例13
弹性层3和导电层4按实例6中的同样方法在底物2上分别形成。
然后，通过将10份聚酯-多羟基化合物（Nipp    ollan    4032，Nihon    polyurethane    Kogyo    K.K出品），10份异氰酸酯（Coronate    65，Nihon    polyurethane    K.K出品），1份邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DOP），0.3锌粉，0.2份硫粉和0.1份硫化促进剂（三巯三嗪）溶于80份MEK（丁酮）得到涂敷液，然后通过浸涂将该涂敷液涂到导电层4上，再干燥，由此形成95微米厚的聚氨酯橡胶的内部电阻层8。另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过用球磨机将1份导电碳（Ketjen    Black，hion    K.K出品）和19份尼龙6-66-10（Amilan    CM-8000，Toray    K.K出品）混合并分散到80份甲醇中制得的，然后通过喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上，然后再干燥，形成5微米厚表面电阻层9，由此制得主充电辊16号。
这样制得的主充电辊16号按实例1中的同样方法检测。结果见后面表2。
实例14
弹性层3按实例7中的同样方法在底物2上形成，然后将通过把10份TiO2粉和丁醛树脂（S-LEC BLS，Sekisui Kagaku.K.K出品）分散到80份丁酮中制得的涂料通过浸涂涂到弹性层3上，然后干燥，由此形成1.5微米厚的导电层4。
然后通过将10份硝基纤维素和1份邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯溶于90份甲醇中得到涂敷液通过浸涂涂到导电层4上，然后干燥，从而形成95微米厚的内部电阻层8。另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过用球磨机将1份氧化钛粉（ECT-62，Titan    Kogyo，K.K出品）和10份硝基纤维素混合并分散到190份甲醇中制得，然后通过喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上，再干燥，则形成5微米厚的表面电阻层9，从而制得主充电辊17号。
由此制得的主充电辊17按实例1中的同样方法检测，结果见表2。
实例15
弹性层3和导电层4按实例14中的同样方法在底物2上分别形成。
然后，通过将10份聚酯-多元醇化合物（Nippo    llan    4032，Nihon    polyurethane    Kogyo    K.K出品），10份异氰酸酯（Coronate    65，Nihon    polyurethanen    K.K出品），1份邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DOP），0.3份锌粉，0.2份硫粉和0.1份硫化促进剂溶于80份MEK（丁酮）制得涂敷液，再通过浸涂将该涂敷液涂到导电层4上，然后干燥，由此形成95微米厚的聚氨酯橡胶内部电阻层8。另外，用于表面电阻层9的涂敷液是通过将10份乙基纤维素 溶于80份甲醇获得的，然后经喷涂将该涂敷液涂到内部电阻层8上，再干燥，形成10微米厚的表面电阻层9，由此制跟主充电辊18。
这样制得的主充电辊18按实例1中的同样方法检测，结果见后面表2。
Figure 89100839_IMG7
Figure 89100839_IMG8
Figure 89100839_IMG9
＊2：含碳粉的聚氨酯树脂
＊3：含Al粉的丁醛树脂
＊4：含TiO2粉的丁醛树脂
＊8：含DOP的乙基纤维素
＊9：含TCP的表氯醇橡胶
＊10：含TCP的表氯醇-环氧乙烷橡胶
＊11：含DOP的聚亚胺酯
＊12：含DOP的硝基纤维素
＊13：表示橡胶硬度
＊14：含碳粉的乙基纤维素
＊15：含Al粉的乙基纤维素
＊16：含氧化铟的乙基纤维素
＊17：含碳粉的甲氧甲基化尼龙
＊18：含碳粉的尼龙
＊19：含TiO2粉的硝基纤维素
由上面表2中的结果可明显看到，本发明的充电器提供了良好的图象质量且没有图象疵点，其中电阻层分为两层，即内部电阻层8和表面电阻层9。另外，本发明的充电器没有产生针孔导致的泄漏，同时由于内部电阻层8的存在，使充电器的柔软性进一步加强，则加压后噪音降低了。
实例16
充电辊9至18在没启动的复制机中分别静置两天。结果是，针对充电辊9和10，含在表面层中的增塑剂泄漏出，从而使充电辊粘着于光敏器。另外，当复制机开动复制时，光敏层的粘着部位脱落。
另一方面，针对充电辊11至18，这些充电辊都未粘附于光敏器，因此得到了优良的复制图象。

Claims (36)

1、一种充电器，其中具有能够通过表面接触使电荷接收元件接触带电的表面，按照次序该充电器包括：
导电基底、弹性层、以电的方式与上述导电基底相连接的导电层和电阻层。
2、根据权利要求1的一种充电器，其中弹性层的橡胶硬度（根据JISK-6309测定）为35度或更小。
3、根据权利要求2的一种充电器，其中弹性层的橡胶硬度（根据JISK-6309测定）在12至25度范围。
4、根据权利要求1的一种充电器，其中弹性层的厚度为1.5mm或更大。
5、根据权利要求4的一种充电器，其中弹性层的厚度为3mm至1、3mm。
6、根据权利要求1的一种充电器，其中弹性层包括橡胶或热塑性弹性物。
7、根据权利要求1的一种充电器，其中导电层体积电阻率为107ohm·cm或更低。
8、根据权利要求7的一种充电器，其中导电层体积电阻率为10-2ohm·cm至106ohm·cm。
9、根据权利要求1的一种充电器，其中导电层的厚度为3mm或更小。
10、根据权利要求1的一种充电器，其中导电层的厚度范围为20μm至1mm。
11、根据权利要求1的一种充电器，其中导电层包括含导电颗粒的树脂。
12、根据权利要求1的一种充电器，其中电阻层有比导电层更高的体积电阻率。
13、根据权利要求12的一种充电器，其中电阻层的体积电阻率比导电层高1至105倍。
14、根据权利要求1的一种充电器，其中电阻层的体积电阻率为106ohm·cm至1012ohm·cm。
15、根据权利要求14的一种充电器，其中电阻层体积电阻率范围为107ohm·cm至1011ohm·cm。
16、根据权利要求1的一种充电器，其中电阻层的厚度范围为1μm至500μm。
17、根据权利要求16的一种充电器，其中电阻层的厚度范围为50μm至200μm。
18、根据权利要求1的一种充电器，其中电阻层含半导电树脂或含导电颗粒的绝缘树脂。
19、根据权利要求18的一种充电器，其中电阻层基本是由含半导电树脂的材料组成。
20、根据权利要求1的一种充电器，其中弹性层的橡胶硬度（根据JISK-6309测定）为35度或更小，弹性层厚度为1.5mm或更大;导电层体积电阻率为107ohm·cm或更低，厚度为3mm或更小;电阻层的厚度为1μm至500μm，体积电阻率比导电层高，为106ohm·cm或1012ohm·cm。
21、根据权利要求20的一种充电器，其中弹性层的橡胶硬度（根据JISK-6309测定）为12至25度，厚度为3mm至13mm;导电层体积电阻率为102ohm·cm至106ohm·cm，厚度为20μm至1mm或更小;电阻层的厚度为50μm至200μm，体积电阻率为107ohm·cm至1011ohm·cm。
22、根据权利要求1的一种充电器，其中电阻层有两层，包括内部电阻层和表面电阻层。
23、根据权利要求22的方法，其中内部电阻层含增塑剂。
24、根据权利要求22的一种充电器，其中表面电阻层含导电颗粒。
25、根据权利要求22的一种充电器，其中表面电阻层的厚度比内部电阻层厚度小。
26、根据权利要求22的一种充电器，其中表面电阻层的体积电阻率比内部电阻层的低。
27、根据权利要求22的一种充电器，其中内部电阻层包括半导体橡胶。
28、根据权利要求22的一种充电器，其中表面电阻层包括半导体树脂或含导电颗粒的绝缘树脂。
29、根据权利要求1的一种充电器，其中弹性层的橡胶硬度（根据JISK-6309测定）为35度或更小，厚度为1.5mm或更大;导电体积电阻率为107ohm·cm或更低，厚度为3mm或更小;电阻层体积电阻率比导电层高，为106ohm·cm至1012ohm·cm，电阻层有两层结构，包括内部电阻层和表面电阻层，其中，内部电阻层的厚度为1μm至450μm，表面电阻层的厚度为0.1μm至50μm。
30、根据权利要求29的一种充电器，其中弹性层的橡胶硬度（根据JISK-6309测定）为12至25度，厚度为3至13mm;导电层体积电阻率为102ohm·cm至106ohm·cm，厚度为20μm至1mm;内部电阻层厚度为50μm至200μm;表面电阻层的厚度为1μm至30μm。
31、根据权利要求1至22任何一项的充电器，其中该充电器呈辊状。
32、一种接触充电方法，包括：
提供一种根据权利要求1，20，21，22，29和30任何一项的充电器;
提供一种直接与充电器连接的电荷接收器;和
通过外部电源给充电器加压，由此使电荷接收器充电。
33、根据权利要求32的一种接触充电方法，其中外部供给充电器的电压包括脉冲电压，该脉冲电压由±200V-±1500V直流电压与峰值电压为2000V或更低的交流电压叠加而成。
34、一种电子摄影装置，其包括：
根据权利要求1，20，21，22，23，24，29和30任一项的充电器;和
与该充电器接触的电子摄影光敏器。
35、根据权利要求34的一种装置，其还包括用于使光敏器曝光以形成潜象的图象曝光仪;用于用调色剂使潜象显影以在光敏器表面形成彩色图象的显影仪，用于将彩色图象转录到转收材料的转载仪，用于除去残余调色剂的清洁仪;所谈充电器，图象曝光仪，显影仪，转移仪和清洁仪是沿光敏器的移动方向按该顺序放置的。
36、根据权利要求34的装置，其中光敏器包括导电底物和与其接触的感光层，该感光层含有机光电导体。
CN89100839A 1988-02-19 1989-02-18 充电器 Expired CN1017752B (zh)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP036911/88 1988-02-19
JP63036911A JPH0830915B2 (ja) 1988-02-19 1988-02-19 帯電部材、それを用いた帯電装置および電子写真装置

Publications (2)

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