CN102681397A - 充电装置、用于图像形成装置的盒和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了充电装置、用于图像形成装置的盒和图像形成装置，所述充电装置包括：第一电极；第二电极；以及绝缘体，其设置在所述第一电极与所述第二电极之间；其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极进行层压的第一方向敞开，并且所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受限制。

Description

充电装置、用于图像形成装置的盒和图像形成装置

技术领域

本发明涉及充电装置、用于图像形成装置的盒和图像形成装置。

背景技术

近年来，使用电晕放电的scorotron充电方法已经被广泛地用作一种对充电装置的充电方法。scorotron充电方法以非接触方式对待充电物体进行充电。另外，作为对图像形成装置的图像载体进行充电的方法，充电辊方法已经开始广泛应用，其利用当半导体充电辊接触图像载体并且然后旋转时在半导体充电辊与图像载体之间的非常小的间隙中产生的放电来执行充电过程。JP-A-2000-187371公开了充电装置、显影装置和图像形成装置，其中电荷施加部件包括供电电极和设置在该供电电极上的半导体部件，该电荷施加部件形成在绝缘基材上，并且电场控制部件形成在绝缘基材上，在电场控制部件与电荷施加部件之间置入有绝缘间隔件以使电场控制部件不与电荷施加部件重叠。

JP-A-2001-75336公开了一种充电方法和一种充电装置，其中，设有间隙的介电体被置于两个电极之间，并且在两个电极之间施加AC(交流)电压以在间隙中产生放电。

发明内容

本发明的目的是提供减少所产生臭氧的量并且不需要使用待充电物体作为电极的充电装置、用于图像形成装置的盒和图像形成装置。

根据本发明的第一方面，提供一种充电装置，其包括：第一电极；第二电极；以及绝缘体，其设置在所述第一电极与所述第二电极之间；其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向第一方向敞开，所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极在所述第一方向上层压，并且所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受到限制。

根据本发明的第二方面，提供根据第一方面所述的充电装置，其中，包括所述开口部分和所述区域限制部分的空间与所述第一电极和所述第二电极相邻。

根据本发明的第三方面，提供根据第一方面或第二方面所述的充电装置，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个具有大于或等于约1×10⁶Ωcm并且小于或等于约1×10¹⁰Ωcm的体积电阻率。

根据本发明的第四方面，提供根据第一方面至第三方面中任一方面所述的充电装置，其中，所述区域限制部分具有大于或等于约4μm并且小于或等于约200μm的长度。

根据本发明的第五方面，提供根据第一方面至第四方面中任一方面所述的充电装置，其中，所述区域限制部分沿所述第二方向的长度大于或等于约4μm并且小于或等于约200μm。

根据本发明的第六方面，提供根据第一方面至第五方面中任一方面所述的充电装置，其中，包括所述开口部分和所述区域限制部分的空间呈圆筒形。

根据本发明的第七方面，提供根据第一方面至第六方面中任一方面所述的充电装置，其中，各自包括所述开口部分和所述区域限制部分的多个空间设置在所述绝缘体中。

根据本发明的第八方面，提供一种用于图像形成装置的盒，所述盒包括：

图像载体；

充电装置，其被设置为不接触所述图像载体并且对所述图像载体进行充电，所述充电装置包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘体；其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向第一方向敞开，所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极在所述第一方向上层压，并且所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受到限制；以及

显影装置，其使用显影剂对通过曝光形成在由所述充电装置充电的所述图像载体上的潜像进行显影。

根据本发明的第九方面，提供一种图像形成装置，其包括：

图像载体；

充电装置，其被设置为不接触所述图像载体并且对所述图像载体进行充电，所述充电装置包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘体；其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向第一方向敞开，所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极在所述第一方向上层压，并且所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受到限制；

显影装置，其使用显影剂对通过曝光形成在由所述充电装置充电的所述图像载体上的潜像进行显影；

转印单元，其将由所述显影装置显影的图像转印到记录介质上；以及

定影单元，其将由所述转印单元转印到所述记录介质上的所述图像定影到所述记录介质上。

根据本发明的第一方面，与不提供根据第一方面的结构的情况相比，可以提供一种减少所产生的臭氧量并且不需要使用待充电物体作为电极的充电装置。

根据本发明的第二方面，除了本发明的第一方面的效果之外，与不提供根据第二方面的结构的情况相比，可以提供一种即使当仅施加DC电压时也能够保持恒定放电电流的充电装置。

根据本发明的第三方面，除了本发明的第二方面的效果之外，与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的体积电阻率超出大于或等于1×10⁶Ωcm并且小于或等于1×10¹⁰Ωcm的范围的情况相比，可以提供一种能够在区域限制部分中获得均匀辉光放电的充电装置。

根据本发明的第四方面，除了本发明的第三方面的效果之外，与区域限制部分沿第一方向的长度超出大于或等于4μm并且小于或等于200μm的范围的情况相比，可以提供一种能够易于在大气中保持辉光放电的充电装置。

根据本发明的第五方面，除了本发明的第四方面的效果之外，与区域限制部分沿所述第二方向的长度超出大于或等于4μm并且小于或等于200μm的范围的情况相比，可以提供这样一种充电装置：该充电装置能够确保在一个区域限制部分中获得的带电粒子且保持在区域限制部分中沿第一方向的电场分布比沿第二方向的电场分布更加均匀。

根据本发明的第六方面，除了本发明的第五方面的效果之外，与不提供根据第六方面的结构的情况相比，可以提供一种能够在区域限制部分中获得均匀电场分布的充电装置。

根据本发明的第七方面，除了本发明的第六方面的效果之外，与不提供根据第七方面的结构的情况相比，可以提供一种能够对具有预定面积的待充电物体进行均匀充电的充电装置。

根据本发明的第八方面，与不使用根据第一方面至第七方面中的任一方面的充电装置的情况相比，可以提供一种减少所产生的臭氧量并且不需要使用图像载体作为电极的用于图像形成装置的盒。

根据本发明的第九方面，与不使用根据第一方面至第七方面中的任一方面的充电装置的情况相比，可以提供一种减少所产生的臭氧量并且不需要使用图像载体作为电极的图像形成装置。

附图说明

将基于下列附图详细地说明本发明的示例性实施例，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的图像形成装置的侧视图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的充电装置及其外围结构的示意图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的充电装置的下表面的示意图；

图4是示出根据实例的电阻层的体积电阻率的测量结果的图表；

图5是示出根据实例的带电电势的测量结果的图表；

图6是示出根据实例的放电电流的测量结果的图表；

图7是示出根据实例的臭氧量之间的比较结果的图表；

图8是示出根据实例的表面电势的测量结果的图表；

图9是示出在图像载体的位置处流动的电流的测量结果的图表；以及

图10是示出根据实例的充电应力测试的结果的图表。

具体实施方式

在下文中，将参考附图说明本发明的示例性实施例。

图1示出了根据本发明示例性实施例的图像形成装置10的总体结构。图像形成装置10包括图像形成装置主体12。图像形成装置主体12包括图像形成单元14，并且在图像形成装置主体12的上部设置有排出单元16。

例如，在图像形成装置主体12的下部设置有二级供纸装置20。另外，多个供纸装置可以附加地设置在图像形成装置主体12的下部。

每个供纸装置20包括供纸装置主体22和储存有记录介质的供纸盒24。在供纸盒24后端的上部设置有拾取辊26，并且在拾取辊26的后侧设置有阻滞辊28。另外，供给辊30被布置为面向阻滞辊28。

传送路径32为从供给辊30到排出口34的记录介质路径。传送路径32从最下部的供纸装置20到图像形成装置主体12的后侧(图1中的左侧表面)附近的定影单元36而大致竖直地形成。在定影单元36中设置有加热辊38和加压辊40。转印辊42和用作感光体的图像载体44被布置在传送路径32中定影单元36的上游侧，并且定位辊46被布置在转印辊42和图像载体44的上游侧。另外，排出辊48被布置在传送路径32中排出口34的附近。

因此，通过拾取辊26从供纸装置20的供纸盒24传送记录介质。最上方的记录介质被阻滞辊28和供给辊30传送到传送路径32，并且然后在定位辊46暂时停止时穿过转印辊42与图像载体44之间。此时，色调剂图像被转印到记录介质上。通过定影单元36将已转印的色调剂图像定影到记录介质上，并且通过排出辊48将记录介质从排出口34排出到排出单元16。

图像形成单元14为例如电子照相型并且包括：图像载体44；充电装置52，其对图像载体44进行均匀充电；光写入装置54，其利用光在由充电装置52充电的图像载体44上写入潜像；显影装置56，其利用显影剂使得由光写入装置54形成在图像载体44上的潜像可视化；转印辊42，其将由显影装置56显影的色调剂图像转印到记录介质上；清洁装置58，其包括例如用于对残留在图像载体44上的显影剂进行清洁的刮板；以及定影单元36，其将由转印辊42转印到记录介质上的色调剂图像定影到记录介质上。

通过将图像载体44、充电装置52、显影装置56和清洁装置58组装成一体来形成处理盒60，该处理盒60能够被一体地更换。排出单元16能够被打开，以便从图像形成装置主体12中移除处理盒60。

接下来，将详细地说明充电装置52。

图2是示出充电装置52及其外围结构的剖视图，并且图3示出了充电装置52的下表面(面向图像载体44的表面)。充电装置52包括导电基部72、电阻层74、绝缘层76和导电层78，这些部件从远离与充电装置52相对的图像载体44的一侧起以这一顺序来布置。

在导电层78中设置有开口部分80，并且在绝缘层76中设置有区域限制部分82，该区域限制部分82是与开口部分80连通的空间。区域限制部分82朝向图像载体44敞开并且呈例如圆筒形。

电阻层74可以形成为包括高电阻层84和电阻调节层86的两层结构。

电源90连接至导电基部72和导电层78中的每一个。当在导电基部72与导电层78之间施加预定水平或更高的DC(直流)电压时，利用电阻层74和导电层78分别作为第一电极和第二电极，使得在由电阻层74、绝缘层76和导电层78围绕并且在空间上受限的区域限制部分82中发生放电。

在根据本示例性实施例的充电装置52(例如，下面将说明详细参数)的区域限制部分82中发生的放电称为辉光放电。辉光放电为在约为大气压力的百分之一的低压下产生的连续且均匀的放电现象。

由于区域限制部分82朝向图像载体44敞开，因此通过放电产生的一些带电粒子由于导电层78(第二电极)与图像载体44之间的电势差而经过导电层78(第二电极)移动到图像载体44。也就是说，一些带电粒子由于电场而漂移。以此方式，对图像载体44进行充电。

导电层78(第二电极)具有如下功能：即，调节电场的强度，以便当施加电压时使带电粒子移动到图像载体44，并且调节充电电势。

导电基部72由例如金属材料制成，例如不锈钢、铝、铜合金、这些金属的合金、或受到诸如镀铬或镀镍等表面处理的铁。

电阻层74由具有下述性质的材料制成：该材料的体积电阻率在大于或等于1×10⁶Ωcm以及小于或等于1×10¹⁰Ωcm的范围内。

当电阻层74的体积电阻率大于1×10¹⁰Ωcm时，电极之间的放电可能不充分。结果，在作为放电空间的区域限制部分82中间或地发生放电，并且不可能发生稳定的辉光放电。

当电阻层74的体积电阻率小于1×10⁶Ωcm时，不能充分地获得使用电阻限制放电电流的功能(下文中，称为放电电流限制效应)，并且放电局部地集中在电阻层74的面向区域限制部分82的平面上。结果，放电电流不稳定或者过大，这可能导致材料的迅速劣化或者电阻层74的短路。

当电阻层74的体积电阻率在大于或等于1×10⁷Ωcm以及小于或等于1×10⁹Ωcm的范围内时，与当电阻层74的体积电阻率超出大于或等于1×10⁷Ωcm以及小于或等于1×10⁹Ωcm的范围时相比，区域限制部分82保持稳定的辉光放电。

电阻层74形成为具有大于或等于10μm的厚度。

从利用电阻层74的电阻来获得放电电流限制效应的观点来看，可以选择能够减小电阻层的厚度并且具有高电阻率的材料，以调节电阻层74的电阻值，该电阻值以(体积电阻率×电阻层的厚度/单位面积)来计算。当厚度小于10μm时，会降低对所施加电压的耐压性。结果，在放电期间，在电阻层74中频繁地发生短路。当厚度在大于或等于100μm的范围内时，获得足够的绝缘耐压性，并且确保了相对于所施加的高电压的经时稳定性。

当在电阻层74满足大于或等于1×10⁷Ωcm并且小于或等于1×10⁹Ωcm的上述最优体积电阻率范围并且满足大于或等于100μm的上述最优厚度范围的同时，电阻层74沿厚度方向的电阻值(以体积电阻率×电阻层的厚度/面积(此处，面积为具有100μm直径的圆)计算出的值)被调节为落在大于或等于1×10⁸Ω并且小于或等于1×10¹¹Ω的范围内时，获得了利用电阻分量限制放电电流以及通过确保厚度得到经时稳定性这两个效应。

电阻层74可以具有两层结构，以调节放电限制效应。例如，上层(高电阻层84)具有1×10⁹Ωcm的体积电阻率以及30μm的厚度，以获得足够的放电电流限制效应，并且下层(电阻调节层86)具有1×10⁷Ωcm的体积电阻率以及100μm的厚度。以此方式，通过上层(高电阻层84)确保利用电阻限制放电的效应，并且距导电基部72的厚度足够大以提高耐压性。因此，既获得了放电电流限制效应，又获得了经时稳定性。

将通过使导电粒子或半导电粒子分散在树脂材料或橡胶材料中所获得的部件用作电阻层74。树脂材料的实例包括聚酯树脂、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、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂及这些树脂的合成树脂。橡胶材料的实例包括聚乙烯-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、环氧乙烯橡胶、这些橡胶的泡沫材料及混合基材。

可以使用下列材料作为导电粒子或半导电粒子：金属材料，例如，炭黑、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；可电离化合物，例如，季铵盐；以及从上述材料当中选择的两种或以上材料的混合物。

形成电阻层74的材料不限于例如树脂或橡胶等有机材料，并且电阻层74可以由通过将导电粒子分散在玻璃中而获得的半导体玻璃或多孔阳极氧化铝膜粒子制成。

限制放电空间的区域限制部分82的结构由穿过绝缘层76和导电层78(第二电极)的孔的直径以及绝缘层76的厚度来确定。

区域限制部分82沿着与图像载体44平行的方向在二维上限制放电，该区域限制部分82以大于或等于4μm以及小于或等于200μm的孔径形成。该孔径为区域限制部分82的在与导电基部72、电阻层74、绝缘层76和导电层78的层压方向垂直的方向上的长度。

当孔径大于200μm时，导电层78(第二电极)的开口部分80的边缘或其外围部分的电场强度比开口部分的中心部分的电场强度大数倍，通过一般的静电场分析来计算所述电场强度。当区域限制部分82中的电场分布不均匀时，放电集中在开口部分的外围部分上。结果，放电不稳定，这可能导致所产生的臭氧量增加或电阻层74短路。

当孔径等于或小于200μm时，等电势面形成为近似平行于绝缘体，并且区域限制部分82中的电场分布是均匀的。结果，在整个区域限制部分82中易于产生稳定的辉光放电。

当孔径小于4μm时，在每个区域限制部分82中产生的放电量减少。因此，优选的是，将孔径设定为4μm或更大，从而将图像载体44高效地充电至目标电势。

当区域限制部分82的孔径在大于或等于50μm并且小于或等于150μm的范围内时，与当孔径超出大于或50μm等于并且小于或等于150μm的范围时相比，在整个区域限制部分82中高效地产生均匀的放电。

形成绝缘层76的材料不限于有机材料和无机材料。当使用具有1×10¹²Ωcm或更大的体积电阻率的固态材料时，与使用具有小于1×10¹²Ωcm的体积电阻率的材料时相比，当施加高电压时，两个电极(电阻层74和导电层78)之间的绝缘性提高了，并且区域限制部分82的形状稳定地保持而不随时间而变化。

绝缘层76形成为厚度大于或等于4μm并且小于或等于200μm。在这一实施例中，由于区域限制部分82被设置为穿过绝缘层76，因此绝缘层76的厚度限制两个电极(电阻层74和导电层78)之间的距离，即，放电距离。也就是说，绝缘层76的厚度为区域限制部分82在导电基部72、电阻层74、绝缘层76和导电层78的层压方向上的长度。

当绝缘层76的厚度被设定为200μm或更小以减少放电距离时，防止了放电的局部集中和放电电流的迅速增大，这使得易于保持辉光放电。当绝缘层76的厚度被设定为4μm或更大以获得远大于空气中的电子平均自由路径(约为0.1μm)的放电距离时，确保了区域限制部分82中的电离数量，这使得易于保持放电。

根据对空气中大气压力下的平行板之间的放电开始电压进行定义的帕申定律(Paschen’s law)，当间隙约为4μm时，放电开始电压具有最小值。当间隙小于4μm时，放电开始电压增加。这表明，当绝缘层76的厚度小于4μm时，难以产生放电。

如果绝缘层76的厚度在大于或等于50μm并且小于或等于150μm的范围内，与当厚度超出大于或等于50μm并且小于或等于150μm的范围时相比，电极之间相对于高电压的绝缘性提高了，并且稳定地保持了均匀放电。

导电层78(第二电极)由具有1×10^-1Ωcm或更小的体积电阻率的材料制成。

导电层78(第二电极)形成为具有大于或等于1μm并且小于或等于50μm的厚度。

当厚度大于50μm时，从开口部分80到图像载体44的带电粒子的提取效率不足。

当厚度小于1μm时，电极很可能在放电期间被电流破坏。

导电层78(第二电极)由不易于受放电气体污染的金属材料制成。例如，导电层78由诸如钨、钼、碳、铂、铜或铝等金属材料或者通过在金属材料上进行诸如镀金等表面处理而获得的材料制成。

基本上，在两个电极(电阻层74(第一电极)和导电层78(第二电极))之间施加DC电压。接近于图像载体44的导电层78(第二电极)的目标充电电势大致等于图像载体44的目标带电电势。向电阻层74(第一电极)施加下述电压：该电压比导电层78(第二电极)的电压约高1.0kV至1.5kV并且在两个电极之间产生放电。

充电装置52被布置在保持靠近图像载体44设置的导电层78(第二电极)与图像载体44之间不发生放电的距离的位置处，从而通过电场而利用带电粒子的移动(漂移)对图像载体44进行充电。

导电层78(第二电极)和图像载体44被设置为使得二者之间的距离在大于或等于300μm并且小于或等于2mm的范围内。

当导电层78(第二电极)与图像载体44之间的距离小于300μm时，在导电层78(第二电极)与图像载体44之间很可能发生放电，并且在图像载体44中产生负荷。例如，在目标带电电势为-700V的情况下，向电阻层74(第一电极)施加-2kV的电压，并且向导电层78(第二电极)施加-750V的电压，当导电层78与图像载体44之间的距离小于300μm时，根据由帕申定律对放电开始电压的估算可知，很可能通过导电层78(第二电极)发生从电阻层74(第一电极)到图像载体44的放电。

当导电层78(第二电极)与图像载体44之间的距离大于2mm时，充电效率降低了。

[实例]

在下文中，将对实例进行说明，而本发明不限于此。导电基部72由不锈钢(SUS)制成，并且电阻层74由通过将碳分散在聚酰亚胺树脂中而获得的材料制成，并且该材料具有3×10⁸Ωcm的体积电阻率和150μm的厚度。图4示出了在施加250V电压达一分钟的条件下通过高电阻率仪表Hiresta IP(MCP-HT260)和HRS探测器对用于形成电阻层74的材料的体积电阻率的测量结果。存在约10％的最大误差，但估计出了约为3×10⁸Ωcm的体积电阻率。这些材料形成在导电基部72上。

将厚度为100μm的玻璃环氧材料用作绝缘层76，并且通过镀金将厚度为18μm的铜箔形成为绝缘层76上的导电层78(第二电极)。孔径为100μm并且呈圆筒形状的区域限制部分82在绝缘层76和导电层78中形成为穿过绝缘层76和导电层78。

绝缘层76和导电层78紧密粘合并固定到电阻层74上，从而形成电极。作为放电空间的区域限制部分82平行于图像载体44的轴向以400μm的间隔布置成直线并且具有充电所需的宽度。为了提高充电性能，沿着图像载体44的旋转方向以750μm的间隔布置五行区域限制部分82(见图3)。

图像载体44与导电层78(第二电极)之间的距离被设定成400μm。区域限制部分82之间沿着图像载体44的轴向的距离至少小于或等于图像载体44与导电层78(第二电极)之间的距离，以使得不会由于带电粒子通过电场从区域限制部分82移动到图像载体44而发生电势的带状变化，而是获得均匀的电势。根据处理速度对在旋转方向上的行数进行调整，以使能够确保必需的充电性能。

在具有上述结构的实例中，当目标电压为-720V时，向导电基部72施加-2.2kV的DC电压，并且向导电层78(第二电极)施加-800V的DC电压，以使得直径为Φ30mm的图像载体44以120mm/sec的处理速度旋转，图像载体44的带电电势(图5)和在导电基部72与导电层78(第二电极)之间流动的放电电流(图6)如图表中所示。

图像载体44的旋转周期为780ms，带电电势的变化稳定在约Δ10V或更小，并且图像载体44被充电至目标值(-720V)。在图像载体44的轴向上的每5cm充电宽度的放电电流约为60μA。由于宽度为5cm的孔(区域限制部分82)的数量为630个，因此每个区域限制部分82的放电电流具有约为0.1μA的极小值。在这种情况下，导电基部72与导电层78(第二电极)之间的电压差减小，从而将放电电流设定为在能够保持充电性能的范围内尽可能小。当放电电流增大时，所产生的臭氧量增加。因此，当放电电流减小时，所产生的臭氧量减少。

图7示出了当在上述充电条件下使用根据这一实例的结构和scorotron方法时所产生的臭氧量之间的比较结果。根据这一实例的结构和scorotron方法都是非接触充电方法。

在当连续充电10分钟之后检测到的臭氧量基本饱和时的比较结果证明，在这一实例中产生的臭氧量至少小于或等于scorotron方法中的约十分之一。通常，在使用scorotron的充电方法时，使用诸如臭氧过滤器等单元来限制臭氧的量。

为了参考起见，图7还示出了当使用作为接触图像载体44的接触型充电单元的充电辊时的臭氧量。

图8示出了当在上述结构中电阻层74(第一电极)和导电层78(第二电极)的电势变化时，在一个周期内图像载体44的平均表面电势(带电电势)的变化。

在施加到电阻层74(第一电极)上的电压与施加到导电层78(第二电极)上的电压之间的差保持在1.4kV的条件下(实例1：第一电极＝-2.2kV并且第二电极＝-0.8kV，以及实例2：第一电极＝-1.9kV并且第二电极＝-0.5kV)，即，当在两个电极之间发生充分放电时，施加到导电层78(第二电极)上的电压等于图像载体44的带电电势。因此，在电极之间产生的带电粒子由于导电层78(第二电极)与图像载体44之间的电场而移动，并且图像载体44被充电。

作为对比，在施加到电阻层74(第一电极)上的电压与施加到导电层78(第二电极)上的电压之间的差保持在0.9kV的条件下(实例1：第一电极＝-1.7kV并且第二电极＝-0.8kV，以及实例2：第一电极＝-1.4kV并且第二电极＝-0.5kV)，即，当在两个电极之间几乎不发生放电时，不产生对图像载体44进行充电所需的带电粒子，并且图像载体44不被充电。

因此，当由于两个电极，即，电阻层74(第一电极)和导电层78(第二电极)之间的放电而产生了对图像载体44进行充电的足够充电粒子时，通过对施加到导电层78(第二电极)上的电压进行控制来控制图像载体44的电势。

图9示出了当尺寸为Φ1mm的测量电极被布置在图像载体44的位置处并且在充电装置52与测量电极之间存在电势差时，流过测量电极的电流的测量结果。

如图9所示，检测出的电流与充电装置52与测量电极之间的距离(电极间距离)和电势差成比例。因此，由充电装置52产生的带电粒子由于电势差而漂移并且被测量电极观测到。

因此，在图像载体44与充电装置52之间没有发生放电。也就是说，图像载体44用作电极并且没有发生放电。

为了参考起见，图10示出了在28℃的温度和80％的湿度的条件下，当使用根据这一实例的结构和充电辊方法对每一个图像载体执行重复充电并且中和的充电应力测试并且由使用经过充电应力测试的每一个图像载体的图像形成装置打印样本时，样本的图像缺失(image deletion)的发生率。从图10中所示的结果可以看出，在根据这一实例的结构中经过电荷测试的图像载体的图像缺失的发生率大大低于在充电辊方法中的发生率。此外，充电应力测试的条件如下：

带电电势：-700V；

处理速度：120mm/sec；以及

施加电压的周期：500转。

另外，向充电辊施加的电压中的DC分量叠加在如下AC分量上：

频率：950Hz；

DC电压：-720V；以及

AC电压(峰值之间的电压)：1850V，这比带电电势饱和的AC电压大1.25倍。

在充电应力测试中使用的图像载体为通过在接地的铝制圆筒上顺序地层压底层、感光层和电荷传送层所获得的有机感光体。底层的厚度为15μm并且起到保持带电特性的作用。感光层具有1μm或更小的厚度并且起到接收波长约为800nm的光且产生电荷的作用。电荷传送层的厚度为29μm并且起到将在感光层中产生的电荷(空穴)传送到感光体表面的作用。

用于充电应力测试的实验装置仅具有使图像载体旋转的功能、充电功能(这一实例或充电辊方法)，以及中和功能(中和灯)，而不具有清洁刮板。通过使用经过充电应力测试的图像载体的图像形成装置来检查图像缺失程度。以此方式，能够加速并且检查出由充电单元施加到图像载体的充电应力的影响。

上面已经说明了将根据本发明示例性实施例的充电装置应用到图像形成装置的实例，而根据本发明示例性实施例的充电装置的应用不限于此。例如，根据本发明示例性实施例的充电装置能够应用于下列用途：

中和处理，其用于施加极性与电荷相反的电荷以使电荷中和，从而在制造电子装置的过程中不会由于装置的充电而发生静电放电。

调整固态材料的表面的处理(例如，亲水性处理或疏水性处理)；以及

在食品处理或医疗领域中的消毒和杀菌处理。

出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前面的说明。不意在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的技术人员可以进行许多修改和变型。选择和说明本示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因此使得本技术领域的其他人能够为实现各种实施例理解本发明和各种适合于所构想的特定应用的修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。

Claims (9)

1.一种充电装置，包括：

第一电极；

第二电极；以及

绝缘体，其设置在所述第一电极与所述第二电极之间；

其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向第一方向敞开，所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极在所述第一方向上层压，并且

所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受到限制。

2.根据权利要求1所述的充电装置，

其中，包括所述开口部分和所述区域限制部分的空间与所述第一电极和所述第二电极相邻。

3.根据权利要求1所述的充电装置，

其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个具有大于或等于约1×10⁶Ωcm并且小于或等于约1×10¹⁰Ωcm的体积电阻率。

4.根据权利要求1所述的充电装置，

其中，所述区域限制部分具有大于或等于约4μm并且小于或等于约200μm的长度。

5.根据权利要求1所述的充电装置，

其中，所述区域限制部分沿所述第二方向的长度大于或等于约4μm并且小于或等于约200μm。

6.根据权利要求1所述的充电装置，

其中，包括所述开口部分和所述区域限制部分的空间呈圆筒形。

7.根据权利要求1所述的充电装置，

其中，各自包括所述开口部分和所述区域限制部分的多个空间设置在所述绝缘体中。

8.一种用于图像形成装置的盒，包括：

图像载体；

充电装置，其被设置为不接触所述图像载体并且对所述图像载体进行充电，所述充电装置包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘体；其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向第一方向敞开，所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极在所述第一方向上层压，并且所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受到限制；以及

显影装置，其使用显影剂对通过曝光形成在由所述充电装置充电的所述图像载体上的潜像进行显影。

9.一种图像形成装置，包括：

图像载体；

充电装置，其被设置为不接触所述图像载体并且对所述图像载体进行充电，所述充电装置包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘体；其中，所述第一电极或所述第二电极包括开口部分，所述开口部分形成为朝向第一方向敞开，所述第一电极、所述绝缘体和所述第二电极在所述第一方向上层压，并且所述绝缘体包括区域限制部分，所述区域限制部分为与所述开口部分连通的空间并且朝向所述区域限制部分与所述开口部分连通的方向敞开，并且在与所述第一方向垂直的第二方向上受到限制；

显影装置，其使用显影剂对通过曝光形成在由所述充电装置充电的所述图像载体上的潜像进行显影；

转印单元，其将由所述显影装置显影的图像转印到记录介质上；以及

定影单元，其将由所述转印单元转印到所述记录介质上的所述图像定影到所述记录介质上。

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