CN104635451B - 带电装置、图像形成单元和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种带电装置、图像形成单元和图像形成装置。一种带电装置包括使图像承载体的表面带电的带电构件。该带电构件包括被施加有电压的旋转轴以及在旋转轴的外圆周表面上提供的弹性导电层。该弹性导电层使图像承载体的表面带电。该弹性导电层具有在旋转轴的轴向方向上间隔地布置的多个高电阻区域。

Description

带电装置、图像形成单元和图像形成装置

技术领域

本发明涉及在电子照相过程中使用的带电装置，并且涉及使用该带电装置的图像形成单元和图像形成装置。

背景技术

在诸如打印机、复印机、传真机或多功能外围设备之类的使用电子照相过程的图像形成装置中，使用带电装置来均匀地使感光鼓的表面带电。存在几个类型的带电装置。广泛使用的带电装置（即，接触带电类型）包括接触感光鼓的表面并被施加有直流电压的带电辊。

接触带电类型的带电装置具有带电电位可能不均匀的缺点。更具体地，带电电位在带电辊的轴向方向上可能是不均匀的。因此，已提出在带电辊的表面上在带电辊的旋转方向上形成抛光凹槽，以从而降低轴向方向上的带电电位的不均匀度。

此外，随着重复地执行打印，带电辊逐渐地变脏。因此，已经提出提供一种清洁辊，其接触并清洁带电辊的表面（参见例如日本公开专利公开号2010-54795）。

然而，在常规技术中，带电辊的表面可能通过与清洁辊接触而变得磨损。在这种情况下，感光鼓的表面上的带电电位可变得不均匀，并且可降低打印质量。

发明内容

本发明的方面意图防止打印质量的退化。

根据本发明的一方面，提供了一种包括使图像承载体的表面带电的带电构件的带电装置。该带电构件包括被施加有电压的旋转轴以及在旋转轴的外圆周表面上提供的弹性导电层。弹性导电层使图像承载体的表面带电。弹性导电层具有在旋转轴的轴向方向上间隔地布置的多个高电阻区域。

用此类配置，可以防止打印质量的退化。

附图说明

在所述附图中：

图1是根据本发明的实施例的图像形成装置的示意性剖面图；

图2是根据本发明的实施例的带电装置的示意性剖面图；

图3是根据本发明的实施例的用于解释带电辊的电阻值的测量方法的说明图；

图4是示出了根据本发明的实施例的带电辊的示意性剖面图；

图5是根据本发明的实施例的用于解释带电辊的弹性导电层的表面的说明图；

图6是示出了根据本发明的实施例的带电辊的弹性导电层的表面的示意性剖面图；

图7示出了样本1至11的带电辊的组成和评估结果。

图8是示出了用于测量带电辊的弹性导电层的表面上的裂纹深度的测量区域的示意图；以及

图9A和9B是用于图示出根据本发明的实施例的从带电辊的弹性导电层的表面放电的说明图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明的实施例。

＜图像形成装置＞

图1是根据本发明的实施例的作为图像形成装置的打印机1的示意性剖面图。打印机1包括控制单元100、馈送盘21、馈送辊22、一对传送辊23、图像形成单元10和固定设备24。控制单元100经由接口单元（未示出）从主机设备接收打印命令和图像信息，将接收图像信息转换成图像数据信号，并执行图像形成操作（即，打印操作）。馈送盘21在其中存储一堆介质（即，记录片材）2。馈送辊22从馈送盘21向外逐个地馈送介质2。传送辊23将介质2传送至图像形成单元10。图像形成单元10基于图像数据信号而形成潜像，使用调色剂（即，显影剂）使潜像显影以形成调色剂图像（即，显影剂图像），并将调色剂图像转印到介质2。固定设备24将调色剂图像固定到介质2。

在下文中，为了方便说明，将把打印机1描述为包括仅一个图像形成单元10以形成单色图像。然而，还可能的是打印机1包括将形成彩色图像的多个图像形成单元10。

图像形成单元10被配置成形成调色剂图像并将调色剂图像转印到介质2。图像形成单元10包括带电装置12、曝光设备13、显影设备14、转印设备15和清洁设备16。

作为图像承载体的感光鼓11具有将被带电装置12来带电的表面。用由曝光设备13发射的光对感光鼓11的表面进行曝光，并在感光鼓11的表面上形成潜像。

感光鼓11包括由铝、不锈钢等制成的导电支撑体、在导电支撑体上形成的电荷生成层、以及在电荷生成层上形成的电荷传输层。

电荷生成层是其中使用粘合剂树脂将电荷生成物质的微粒粘合的分散层。作为电荷生成层的电荷生成物质，使用各种有机颜料、染料等是可能的。例如，可能使用诸如其中协调金属、金属氧化物或其金属氯化物（诸如氯化铜铟、氯化镓、锡、氧钛（oxytitanium）、锌和钒）的金属酞菁和非金属酞菁之类的酞菁化合物、或诸如单偶氮、双偶氮、三偶氮和多偶氮化合物之类的偶氮颜料。

作为电荷生成层的粘合剂树脂，可能使用例如聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩乙醛(polyvinyl acetoacetal)、聚乙烯醇缩丙醛（polyvinyl propional）、聚乙烯醇缩丁醛、苯氧基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素酯、纤维素醚等。

电荷传输层主要由电荷传输物质和粘合剂树脂形成。作为电荷传输层的电荷传输物质，可能使用例如电子施主，诸如杂环化合物（诸如咔唑、吲哚、咪唑、恶唑、吡唑、恶二唑、安替吡啉或噻二唑）、苯胺衍生物、腙化合物、芳香胺衍生物、芪衍生物或具有包括上述化合物中的一个的主链或侧链的聚合物。

作为电荷传输层的粘合剂树脂，可能单独地或以组合方式使用例如乙烯基聚合物（诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯）、聚酯、聚酯碳酸盐、聚砜、聚酰亚胺、苯氧基、环氧化物、硅树酯、这些材料的共聚物、部分交联硬化材料等。特别地，聚碳酸酯是适当的。另外，根据需要，可添加各种添加物，诸如抗氧化剂、敏化剂等。

感光鼓11的导电支撑体由铝管形成。使铝管的表面经受耐酸铝处理。在导电支撑体上层压电荷生成层和电荷传输层。感光鼓11的外径是30.0mm。电荷生成层包含作为电荷生成物质的酞菁以及作为粘合剂树脂的聚乙烯醇缩乙醛基树脂。电荷传输层包含作为电荷传输物质的肼基化合物以及作为粘合剂树脂的聚碳酸酯基树脂（添加有抗氧化剂）。电荷传输层的厚度是15μm。

带电装置12包括带电辊19和清洁辊20。

作为带电构件的带电辊19被提供为从而接触感光鼓11，并使感光鼓11的表面带电。在这方面，可以以非接触方式在感光鼓11的附近提供带电辊19。稍后将描述带电辊19和清洁辊20。

曝光设备13（即，曝光单元）在箭头A所指示的感光鼓11的旋转方向上设置于带电辊19的下游。曝光设备13包括诸如LED（发光二极管）头之类的光源。曝光设备13根据图像数据信号向感光鼓11的表面发射光（以引起感光鼓11的被曝光部分的带电电位减小）以从而在感光鼓11的表面上形成潜像。

显影设备143（即，显影单元）被在箭头A所指示的感光鼓11的旋转方向上设置于曝光设备13的下游。显影设备14使感光鼓11的表面上的潜像显影以形成调色剂图像。显影设备14包括用于在其中存储调色剂17的调色剂存储部分14a以及作为显影剂承载体的显影辊14b。

调色剂存储部分14a（即，显影剂存储部分）存储调色剂17，并向显影辊14b的表面供应调色剂17，使得在显影辊14b上形成调色剂层。

显影辊14b（即，显影剂承载体）包括导电支撑体和在导电支撑体的外圆周表面上提供的导电层。根据需要，可使导电支撑体的表面经受表面处理或涂覆。

导电支撑体被连接到显影偏置功率源（未示出），并被施加有例如-250V的直流电压（即，显影电压）以便使潜像显影。

显影辊14b的导电支撑体由易削钢（SUM）的金属轴形成。显影辊14b的导电层由被添加作为电子导电剂的炭黑（Ketjen黑）的聚氨酯橡胶（作为主要组分）形成。通过调整炭黑的添加量来控制导电层的电阻。此外，在导电层的表面上涂敷包含异氰酸盐化合物和炭黑（乙炔黑）的表面处理液体。

作为显影剂的调色剂17包括与外部添加剂混合的调色剂颗粒。在本实施例中使用的调色剂17是无磁性单组份可带负电聚合调色剂。更具体地，通过用乳胶聚合方法将苯乙烯-丙烯腈共聚物、着色剂和蜡混合并通过向调色剂颗粒添加硅石和二氧化钛（即外部添加剂）的微粒来形成调色剂颗粒而获得调色剂17。

调色剂颗粒的圆形程度在从0.94至0.98范围内。调色剂颗粒的平均粒径在从5.5至7.0μm范围内。外部添加剂的平均粒径在从50至200 nm范围内。

转印设备15包括作为转印构件的转印辊，其被提供为从而接触感光鼓11并将调色剂图像从感光鼓11的表面转印到介质2。转印辊包括导电支撑体和在导电支撑体的外圆周表面上形成的导电层。导电支撑体由易削钢（SUM）的轴形成。导电层由橡胶泡沫主体形成。通过将氯醇橡胶和丁腈橡胶混合而获得橡胶泡沫主体。通过调整橡胶泡沫主体中的氯醇橡胶的配比来控制橡胶泡沫主体的电阻值。

橡胶泡沫主体具有泡沫蜂窝（cell），其平均蜂窝直径在从50至300μm范围内。橡胶泡沫主体的asker-C硬度为约35度。

在箭头A所指示的感光鼓11的旋转方向上在转印设备15的下游提供了作为显影剂清洁单元的清洁设备16。清洁设备16刮掉并去除粘附于感光鼓11的表面的残余调色剂17（即，在调色剂图像的转印之后，留在感光鼓11的表面上的调色剂17）和污染物。

清洁设备16包括清洁刮刀16a和调色剂废物储存部分16b。

清洁刮刀16a包括支撑体和弹性刮刀构件。刮刀构件的末端被固定于支撑体，并且刮刀构件的另一末端接触感光鼓11的表面，从而从感光鼓11的表面刮掉残余调色剂17和污染物。清洁刮刀16a的支撑体由电解锌涂敷钢板（SECC）形成。清洁刮刀16a的刮刀构件由聚氨酯形成。

调色剂废物储存部分16b存储被清洁刮刀16a从感光鼓11的表面刮掉的残余调色剂17（即，调色剂废物）。

清洁设备16能够回收粘附于感光鼓11的表面的基本上所有残余调色剂17。在这方面，用清洁设备16来回收粘附于感光鼓11的表面的外部添加剂中的某些，但是外部添加剂中的某些可通过清洁设备16（即，未被清洁设备16回收）。在已通过清洁设备16的外部添加剂中，带正电外部添加剂和具有大粘附力的外部添加剂可粘附于带电辊19。

馈送盘21被设置在图像形成单元10下面并储存介质2。

馈送辊22逐个地分离储存在馈送盘21中的介质2，并且将每个介质2馈送到虚线所指示的介质传送路径18中。

传送辊23沿着介质传送路径18被设置在馈送辊22的下游。传送辊23将介质2（已由馈送辊22馈送）传送至图像形成单元10。

固定设备24沿着介质传送路径18在箭头F所指示的介质2的传送方向上被设置在图像形成单元10的下游。固定设备24向介质2施加热和压力从而将调色剂图像固定到介质2。

控制单元100包括诸如CPU（中央处理单元）之类的控制部分和诸如存储器之类的存储部分，并基于存储在存储单元中的控制程序（软件）来控制打印机1的整体操作。

＜带电装置＞

接下来，将参考图2来描述带电装置12。图2是示出了根据本发明的实施例的带电装置12的示意性剖面图。

如图2中所示，带电辊19包括导电支撑体19a和在导电支撑体19a的外圆周表面上形成的弹性导电层19b。

导电支撑体19a（即，旋转轴）被连接到带电偏置功率源（未示出），并被施加有直流电压（即，带电电压）。

弹性导电层19b包含基础聚合物，其为氯醇橡胶和二烯基橡胶的混合物。基础聚合物被添加有例如用于引起氯醇橡胶的交联的硫脲交联剂和促进剂（promoter）、以及用于引起二烯基橡胶的交联的至少一种交联剂（由硫和含硫交联剂构成）和含硫促进剂。

此外，可向基础聚合物添加至少一种添加剂，诸如交联辅助剂、导电剂、酸受体、抗氧化剂、保鲜剂、处理助剂、填料、颜料、中和剂和气泡预防剂。

作为氯醇橡胶，可能单独地或以组合方式使用例如表氯醇均聚物（CO）、表氯醇-环氧乙烷共聚物（ECO）、表氯醇/烯丙基缩水甘油醚共聚物（GCO）、表氯醇/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚（GECO）、表氯醇的共聚物、环氧丙烷和烯丙基缩水甘油醚、表氯醇共聚物、环氧乙烷、环氧丙烷和烯丙基缩水甘油醚。在本实施例中，弹性导电层19b的氯醇橡胶是ECO。

作为二烯基橡胶，可能单独地或以组合方式使用例如丁腈橡胶（NBR）、氯丁橡胶（CR）、丁二烯橡胶（BR）、丁苯橡胶（SBR）、异戊二烯橡胶（IR）或天然橡胶。在本实施例中，NBR是弹性导电层19b的二烯基橡胶的主要组分。

＜带电辊的特性＞

接下来，将描述带电辊19的电特性。带电辊19的弹性导电层19b的电阻值与带电电位的不均匀和带电故障有关。一般地，如果弹性导电层19b的电阻值过高，弹性导电层19b的电阻值的变化可能影响弹性导电层19b的表面上的电荷分布。在这种情况下，感光鼓11的表面上的充点电位可能变得不均匀，并且很可能发生图像缺陷。相反地，如果弹性导电层19b的电阻值过低，则可能在感光鼓11的表面上的划痕处发生电荷的泄漏，其可引起带电故障并导致图像缺陷。

由于这些原因，存在弹性导电层19b的电阻值的适当范围。例如，弹性导电层19b的电阻值的适当范围为从10⁶至10⁹Ω。为了获得电阻值的适当范围，使用离子导电材料、离子导电剂、炭黑、金属氧化物等来形成弹性导电层19b。可使用电子导电材料或离子导电材料来形成弹性导电层19b。

在这方面，弹性导电层19b的电阻值的变化可能影响感光鼓11的带电电位的不均匀度。此外，离子导电材料在使电阻值稳定的效果方面比电子导电材料更加优良。因此，在本实施例中，使用离子导电材料来形成弹性导电层19b以便减小电阻值的不均匀度。

因此，为了获得离子导电性，向包含环氧乙烷的氯醇橡胶添加导电剂、炭黑、金属氧化物等，使得弹性导电层19b的电阻值是可调整的。

此外，将作为极性橡胶的NBR用作二烯基橡胶，使得弹性导电层19b的电阻值是可调整的。

接下来，将描述带电辊19的电阻值的测量结果。图3是根据本发明的实施例的用于解释带电辊19的电阻值的测量方法的说明图。

在图3中，使用电阻测量仪表41（即，由Agilent Technologies公司制造的“高电阻计4339B”）和轴承42来测量带电辊19的电阻值。轴承42由不锈钢（SUS）形成，并且具有2.0mm的宽度和6.0mm的外径。

使电阻测量仪表41的端子与导电支撑体19a接触，并且将电阻测量仪表41的其它端子连接到轴承42。用10gf的力抵靠着弹性导电层19b的表面使轴承42偏置。在此状态下，带电辊19在此状态下如箭头B所示地旋转，并且在带电辊19的旋转期间测量带电辊19的电阻值。

一般地，带电辊19的电阻值根据温度、湿度和施加的电压而改变。在本实施例中，在20℃的温度和50%RH的湿度下测量带电辊19的电阻值。向导电支撑体19a侧施加-500V的直流电压。

接下来，将参考图2来描述带电辊10的结构特性。

为了引起从弹性导电层19b的放电以便使接触弹性导电层19b的表面的感光鼓11的表面带电，必须在弹性导电层19b的表面与感光鼓11的表面之间形成微小间隙以确保根据帕邢定律对放电有所贡献的区域。因此，为了在弹性导电层19b的表面与感光鼓11的表面之间获得适当的咬入（nip）（即，接触状态），优选的是弹性导电层19b的Asker-C硬度低于或等于85度，并且更优选的是弹性导电层19b的Asker-C硬度低于或等于80度。

图4是根据本发明的实施例的带电辊19的示意性截面图。

在弹性导电层19b的表面上形成氧化膜19f（即，保护膜）。通过在使带电辊19旋转的同时用UV（紫外）线照射弹性导电层19b的表面而形成氧化膜19f。也就是说，弹性导电层19b的表面上的UV照射引起包含在弹性导电层19b中的二烯基橡胶的双键的氧化。

氧化膜19f由UV照射形成，并且因此在氧化膜19f与弹性导电层19b的其它部分之间存在不同的边界。氧化膜19f厚于至少稍后所述裂纹16c（图6）的深度。

弹性导电层19b的表面上的氧化膜19f的形成提供以下优点。首先，氧化膜19f防止流痕（bloom）或泄放孔（bleed），即低分子量组分从弹性导电层19b沉淀的现象。也就是说，可以防止感光鼓11的表面被沉淀物污染。

其次，氧化膜19f促进减少保留在感光鼓11的表面上并从感光鼓11粘附于弹性导电层19b的残余调色剂17和外部添加剂的量。此外，即使调色剂17和外部添加剂粘附于弹性导电层19b，氧化膜19f也使得容易用清洁辊20从弹性导电层19b去除调色剂17和外部添加剂。因此，能够防止另外由粘附于弹性导电层19b的表面的调色剂17和外部添加剂引起的镀膜。

第三，氧化膜19f促进减小弹性导电层19b与清洁辊20之间的摩擦系数，并且因此能够减少由弹性导电层19b与清洁辊20之间的接触引起的磨损。

图5是示出了根据本发明的实施例的带电辊19的弹性导电层19b的表面的示意图。

如图5中所示，在带电辊19的弹性导电层19b的表面上形成多个凹槽19g（更具体地，抛光凹槽）。抛光凹槽19g在箭头B（图2、3和5）所指示的带电辊19的旋转方向上延伸，并且在如箭头D所示的带电辊19的轴向方向上间隔地布置。抛光凹槽19g是通过磁带抛光形成的。用此类抛光凹槽19g，弹性导电层19b具有预定表面粗糙度。

弹性导电层19b的最大高度粗糙度Ry（JIS B0601: 1994）优选地在从1至40μm范围内，并且根据帕邢定律更优选地在从3至30μm范围内。此范围根据施加的电压、使用环境等而变。

在本实施例中，使用表面粗糙度测量仪表“Surfcoder SE 3500”（由小坂研究所有限公司制造）和检测器“PU-DJ2S”（由小坂研究所有限公司制造）来测量弹性导电层19b的表面粗糙度（即，最大高度粗糙度Ry）。

图6是根据本发明的实施例的用于解释带电辊19的弹性导电层19b的表面的说明图。

当使弹性导电层19b的表面经受UV照射达长时间时，在弹性导电层19b的表面上形成小裂纹19c（即，高电阻区域）。更具体地，在抛光凹槽19g的谷（valley）处形成裂纹19c。裂纹19c在箭头B所指示的带电辊19的旋转方向上延伸，并在如箭头D所指示的带电辊19的轴向方向上间隔地布置。在本实施例中，利用裂纹19c来实现期望效果。在稍后描述的比较示例（样本10）中，通过将带电辊19浸渍在表面处理液中并干燥带电辊19而不是UV照射而在弹性导电层19b上形成涂覆膜。

在这方面，通过氧化膜19f的提供来增加弹性导电层19b的表面电阻。

＜清洁辊＞

返回参考图2，与弹性导电层19b的表面接触地或在其附近提供清洁辊20。清洁辊20遵循带电辊19的旋转而旋转是可能的。驱动清洁辊20以不同于带电辊19的速度旋转、使得清洁辊20的表面在带电辊19的表面上滑动也是可能的。

在其中清洁辊20在弹性导电层19b的表面上滑动的情况下，如果清洁辊20与带电辊19之间的圆周速度的差（即圆周速度差）过小，则清洁性能可降低。相反，如果圆周速度差过大，则弹性导电层19b的表面可被磨损，并抵靠着弹性导电层19b的表面压紧粘附物质以引起镀膜。因此，必须基于保留在感光鼓11上并从感光鼓11粘附于弹性导电层19b的调色剂17和外部添加剂的量来调整圆周速度差。

在这方面，清洁辊20的圆周速度与带电辊19的圆周速度的比优选地在从0.8至1.25的范围内。

在本实施例中，与带电辊19接触地提供清洁辊20。清洁辊20的圆周速度与带电辊19的圆周速度的比被设置成0.9。

此外，在本实施例中，清洁辊20包括具有6mm的外径的轴主体以及在轴主体的外圆周表面上形成的具有1.5mm厚度的聚氨酯泡沫。清洁辊20的外径是9mm。

＜实验＞

为了抑制打印质量的退化，在改变弹性导电层19b的材料和表面处理方法的同时产生十一个样本的带电辊19。将参考图3至6来描述这些样本的带电辊19。

图7示出了十一个样本、即样本1至11的带电辊19的组分和评估结果。更具体地，图7示出了包含在弹性导电层19b中的氯醇橡胶和二烯基橡胶（其组成基础聚合物）的重量份、各种表面处理（即，UV照射或涂层）、裂纹19c的存在/缺少、以及裂纹19c的深度。图7还示出了打印操作开始时和连续打印操作结束时的评估结果。稍后将描述评估方法。

首先，将描述样本1至11的带电辊19的常见结构。带电辊19的导电支撑体19a由易削钢（SUM）所形成的金属轴体制成，并具有6mm的外径。

弹性导电层19b包含60重量份的氯醇橡胶（由表氯醇-环氧乙烷共聚物（ECO）构成）和40重量份的二烯基橡胶（主要由NBR构成）。此外，向氯醇橡胶和二烯基橡胶添加适当量的所需添加剂（诸如交联剂、交联辅助剂和酸受体）。

然后捏制所得到的材料，用挤压模具（molder）挤压成具有13 mm的外径和5.5 mm的内径的管状，并在150℃下进行蒸气硫化达3小时。将所得到的主体（即，管状主体）配合到导电支撑体19a中，并且在150℃的烘箱中烧结达1小时。然后，将所得到的主体（即，具有辊形状的烧结主体）冷却至室温。

然后，使用磨石对所得到的主体的外圆周表面进行抛光。然后，去除抛光芯片，并清洁已抛光主体的外圆周表面。然后，进一步用湿法磁带抛光（即，终抛光）对所得到的主体（即，已抛光主体）进行抛光，从而获得具有12mm的外径的弹性导电层19b（配合到导电支撑体19a）。因此，获得带电辊19。

接下来，将描述样本1至11的带电辊19。

＜样本1＞

通过用UV照射在弹性导电层19b的表面上形成氧化膜19f而获得样本1的带电辊19，使得如图6中所示在抛光凹槽19g的谷处形成小裂纹19c（即，高电阻区域）。也就是说，用弹性导电层19b的UV照射在弹性导电层19b的表面上形成在带电辊19的旋转方向上延伸的多个裂纹19c。

使用金属卤化物灯（即，UV光源）来执行UV照射。将UV光源的输出设置成120 W/cm，并且将从UV光源到弹性导电层19b的距离（即，UV照射距离）设置成50mm。将用于UV照射的时间（即，UV照射时间）设置成20分钟。

如下确定裂纹19c的深度。图8是示出了用于测量裂纹19c的深度的测量区域MA的示意图。用上述表面粗糙度测量仪表来测量弹性导电层19b的表面上的5mm²的测量区域MA中的裂纹19c的深度。测量区域MA在箭头B所指示的带电辊19的旋转方向上具有1mm的长度且在箭头D所指示的带电辊19的轴向方向上具有5mm的长度。然后，在测量区域MA中的测量裂纹19c之中，选择来自最深的一个的五个裂纹19c。在所选的五个裂纹19c之中，将最浅裂纹19c的深度定义为每单位面积（1mm²）的最小深度。每单位面积（1mm²）的裂纹19c的最小深度也称为“裂纹深度的最小值”。

关于样本1的带电辊19，裂纹深度的最小值是80μm。

此外，轴向方向D（图6中的箭头W所指示）中的裂纹19c之间的宽度在其最宽部分处小于或等于80μm。每个裂纹19c在旋转方向（箭头B所指示）上具有在从数十μm至数百μm范围内的长度。

＜样本2＞

样本2的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于包含在弹性导电层19b中的氯醇橡胶和二烯基橡胶的组成比。样本2的带电辊19的弹性导电层19b包含80重量份的氯醇橡胶和20重量份的二烯基橡胶。裂纹深度的最小值是40μm。

＜样本3＞

样本3的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于包含在弹性导电层19b中的氯醇橡胶和二烯基橡胶的组成比。样本3的带电辊19的弹性导电层19b包含40重量份的氯醇橡胶和60重量份的二烯基橡胶。裂纹深度的最小值是100μm。

＜样本4＞

样本4的带电辊19与样本2的带电辊19的不同之处在于UV照射距离被设置成100mm且UV照射时间被设置成15分钟。裂纹深度的最小值是20μm。

＜样本5＞

样本5的带电辊19与样本3的带电辊19的不同之处在于UV照射距离被设置成20mm且UV照射时间被设置成30分钟。裂纹深度的最小值是160μm。

＜样本6＞

样本6的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于包含在弹性导电层19b中的氯醇橡胶和二烯基橡胶的组成比。样本6的带电辊19的弹性导电层19b包含85重量份的氯醇橡胶和15重量份的二烯基橡胶。裂纹深度的最小值是30μm。

＜样本7＞

样本7的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于包含在弹性导电层19b中的氯醇橡胶和二烯基橡胶的组成比。样本7的带电辊19的弹性导电层19b包含35重量份的氯醇橡胶和65重量份的二烯基橡胶。裂纹深度的最小值是120μm。

＜样本8＞

样本8的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于UV照射时间被设置成10分钟，从而减小裂纹19c的深度。裂纹深度的最小值是15μm。

＜样本9＞

样本9的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于UV照射时间被设置成5分钟，从而在弹性导电层19b的表面上不形成裂纹19c。

＜样本10＞

样本10的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于弹性导电层19b的表面处理。在用磁带抛光进行抛光并清洁之后不使样本10的带电辊19的弹性导电层19b经受UV照射。替代地，通过将带电辊19浸渍在表面处理液中且然后干燥带电辊19而在弹性导电层19b上形成涂覆膜。表面处理液是100重量份的作为有机溶剂的乙酸乙酯和20重量份的作为异氰酸盐化合物的二异脯酸己二酯（HDI）的混合物。

通过将带电辊19浸渍在表面处理液中达30秒、使得异氰酸盐化合物和有机溶剂被粘附于弹性导电层19b的表面并散布到其中来执行表面处理。然后，从表面处理液体中取出带电辊19，并在烘箱中在120℃下干燥达1小时，使得有机溶剂被蒸发。异氰酸盐化合物保留在弹性导电层19b的表面上，并被硬化。这样，在弹性导电层19b的表面上形成涂覆膜。

不使样本10的带电辊19经受UV照射，并且因此不在弹性导电层19b的表面上形成裂纹。

＜样本11＞

样本11的带电辊19与样本1的带电辊19的不同之处在于弹性导电层19b的表面处理。使样本11的带电辊19的弹性导电层19b经受UV照射，并且然后如相对于样本10所述通过将带电辊19浸渍在表面处理液中且干燥带电辊19而在弹性导电层19b上形成涂覆膜。

这样，在样本11的带电辊19的弹性导电层19b的表面上形成裂纹19c。裂纹19c在带电辊19的旋转方向上延伸。此外，在弹性导电层19b的表面上形成涂覆膜，覆盖裂纹19c。裂纹深度的最小值是60μm。

＜打印测试＞

通过将样本1至11的带电辊19中的每一个安装于打印机1来执行打印测试。作为打印机1，使用彩色LED打印机（由奥凯数据公司制造的“C711dn”）。在打印操作开始时和连续打印操作结束时执行评估。

通过在将要测试的带电辊19安装到打印机1之后在片材（即，第一片材）上打印图像并检查打印图像的质量来执行打印操作开始时的评估。

此外，执行每天3000个片材上的连续打印操作达10天。也就是说，在总共30,000个片材上执行连续打印操作。通过在30,000个片材上的连续打印操作之后在片材上打印图像并检查打印图像的质量来执行连续打印操作结束时的评估。

在三个环境中执行打印测试：正常温度和正常湿度环境，其中，温度是24±4℃且湿度是50±15% RH，高温度和高湿度环境，其中，温度是28℃且湿度是85%RH，低温度和低湿度环境，其中，温度是10℃且湿度是15%RH。

在打印测试中使用两个打印图案（图像）。更具体地，使用5%覆盖度图像和600 dpi的“1乘1（1 by 1）”半色调图像。在这方面，术语“覆盖度”指示每单位面积的被打印部分的面积的百分比。例如，实心图像是100%覆盖度图像，并且“1乘1”半色调图像是25%覆盖度图像。

＜评估结果＞

接下来，将描述评估结果。如果在已在所述三个环境中打印的图像（即，5%覆盖度图像和1乘1半色调图像）中的任何一个中发现缺陷，则评估结果为“X”（差）。如果在已在所述三个环境中打印的图像中未发现缺陷，则评估结果是“O”（好）。

当使用样本1至5的带电辊19时，在打印操作开始时和连续打印操作结束时打印的图像中未发现缺陷。稍后将参考图9B来描述其原因。

当使用样本6的带电辊19时，在连续打印操作结束时打印的图像中发现垂直条纹和垂直带状图案。下面将描述其原因。在样本6的弹性导电层19b中，二烯基橡胶的配比（相对于氯醇橡胶）是相对小的。因此，并非充分地获得在弹性导电层19b的表面上形成的氧化膜19f（作为保护膜）的功能。因此，弹性导电层19b的表面由于与清洁辊20的接触而在旋转方向上被刮擦，结果是在打印图像上出现垂直条纹和垂直带状图案。

当使用样本7的带电辊19时，在打印操作开始时打印的图像中发现密度不均匀。下面将描述其原因。在样本6的弹性导电层19b中，氯醇橡胶的配比（相对于二烯基橡胶）是相对小的。因此，并非充分地降低弹性导电层19b的电阻值。由于弹性导电层19b的离子导电性，弹性导电层19b的电阻值特别地在低温度和低湿度环境中增加。带电辊19的带电功能（即，均匀地使感光鼓11的表面带电的功能）以此类特别高的电阻值退化。因此，带电辊19可能并未均匀地使感光鼓11的表面带电，结果是发生打印图像的密度不均匀。

由于打印操作开始时的评估结果是差（X），所以在连续打印操作之后不执行评估。

当使用样本8和9的带电辊19时，在连续打印操作结束时打印的图像中发现横向条纹。下面将描述其原因。由于弹性导电层19b的抛光凹槽19g之间的脊的尖端由于与清洁辊20的接触而被磨损，所以弹性导电层19b的表面粗糙度降低。因此，出现其中电阻值局部为小的部分，结果是弹性导电层19b的电阻值变得不均匀。

图9A和9B是用于图示出从弹性导电层19b的表面放电的示意图。图9A示出了在其中在弹性导电层19b的表面上未形成裂纹的情况下如何从弹性导电层19b的表面发生放电。图9B示出了在其中在弹性导电层19b的表面上形成裂纹19c的情况下如何从弹性导电层19b的表面发生放电。

如图9A中所示，在样本18和19的带电辊19的每个中，在弹性导电层19b的表面上未形成裂纹。当从弹性导电层19b的表面释放电荷（从而使感光鼓11的表面带电）时，在其中弹性导电层19b的表面与感光鼓11的表面之间的距离为短的部分处可能发生放电。电荷如短划线箭头所示沿着弹性导电层19b的表面移动，并且发生其中未发生放电或其非常弱的部分。因此，在感光鼓11的表面上发生带电电位的不均匀，结果是在打印图像上形成横向条纹。

相反，如图9B中所示，在样本1至5的带电辊19的每个中，在弹性导电层19b的表面上形成裂纹19c。即使在这些情况下，弹性导电层19b的抛光凹槽19g之间的脊的尖端可能由于与清洁辊20接触而被磨损（即，弹性导电层19b的表面粗糙度可减小），使得在样本8和9中可出现其中电阻值局部为小的部分。然而，由于在弹性导电层19b的表面上形成裂纹19c，所以电荷不太可能沿着弹性导电层19b的表面移动。换言之，裂纹19c充当高电阻区域，其抑制电荷沿着弹性导电层19b的表面在带电辊19的轴向方向（箭头D所指示）上的移动。因此，不发生带电电位的不均匀，并且带电辊19均匀地使弹性导电层19b的表面带电。

当将使用样本8和9的带电辊19打印的图像相互比较时，使用样本8的带电辊19打印的图像比使用样本8的带电辊19打印的图像更好。虽然使用样本8的带电辊19打印的图像并未处于令人满意的水平，但应理解的是打印质量的退化被限制在一定程度，因为在样本8的弹性导电层19b的表面上形成裂纹19c。

当使用样本10的带电辊19时，在连续打印操作之后打印的图像中发现横向条纹。下面将描述其原因。也就是说，在弹性导电层19b的表面上形成的涂覆膜比由橡胶的UV照射形成的（样本1至5的带电辊19的）氧化膜19f更硬。因此，弹性导电层19b的表面的磨损量是小的，并且在弹性导电层19b的表面处由于与清洁辊20的接触而发生镀膜。

因此，在弹性导电层19b的表面上发生其中电阻值局部为高的部分。也就是说，弹性导电层19b的表面上的电阻值变得不均匀，并且如在样本8和9中那样在打印图像中出现横向条纹。

当使用样本11的带电辊19时，在打印操作开始时在低温度和低湿度环境中打印的图像中发现密度不均匀。下面将描述其原因。也就是说，由于UV照射而在弹性导电层19b的表面上的裂纹19c上形成涂覆膜，所以增加了弹性导电层19b的总厚度。随着弹性导电层19b的厚度增加，弹性导电层19b的表面处的电阻值也增加。此外，由于弹性导电层19b的离子导电性，弹性导电层19b的电阻值特别地在低温度和低湿度环境中增加。带电辊19的带电功能由于特别高的电阻值而退化。由于这些原因，发生打印图像的密度不均匀。

关于样本11，由于打印操作开始时的评估结果是差（X），所以在连续打印操作之后不执行评估。

＜结论＞

因此，应理解的是能够通过在弹性导电层19b的表面上提供裂纹19c而均匀地使感光鼓11的表面带电。更具体地，能够通过在弹性导电层19b的表面上每单位面积（1mm²）提供至少一个裂纹19c（其离弹性导电层19b的表面的深度大于或等于20μm）而均匀地使感光鼓11的表面带电。因此能够抑制打印质量的退化。

裂纹深度的最小值优选地在从20至200μm范围内。

此外，弹性导电层19b包含氯醇橡胶和二烯基橡胶。氯醇橡胶与二烯基橡胶的组成比优选地在从80/20（即，80重量份的氯醇橡胶和20重量份的二烯基橡胶）至40/60（即，40重量份的氯醇橡胶和60重量份的二烯基橡胶）范围内。换言之，二烯基橡胶的量优选地相对于100重量份的氯醇橡胶而言在从25重量份至150重量份的范围内。用此类组成，防止由于UV照射而引起的弹性导电层19b的表面上的保护膜（即，氧化膜19f）的功能降低变得可能，并且防止打印质量的退化变得可能。

此外，根据样本11的评估结果，优选的是在具有裂纹19c的弹性导电层19b的表面上不形成层（引起电阻值的增加并削弱带电功能）。

＜实施例的优点＞

如上所述，根据本发明的实施例，可以甚至通过在带电辊的弹性导电层的表面上提供裂纹19c来实现感光鼓的表面上的带电电位。相应地，能够防止打印质量的退化。

在上述实施例中，已将裂纹19c描述为高电阻区域的示例。然而，高电阻区域不限于裂纹19c。使用其它高电阻区域也是可能的，只要该高电阻区域抑制电荷沿着弹性导电层19b的表面的移动即可。

在上述实施例中，已将打印机描述为图像形成装置的示例。然而，本发明不限于打印机，而是可应用于使用电子照相术的各种类型的图像形成装置，诸如传真机、复印机、多功能外围设备等。

虽然已详细地举例说明了本发明的优选实施例，但应显而易见的是在不脱离如在以下权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下可对本发明进行修改和改进。

Claims (11)

1.一种带电装置（12），包括：

带电构件（19），使图像承载体（11）的表面带电，

其中，带电构件（19）包括被施加有电压的旋转轴（19a）以及在旋转轴（19a）的外圆周表面上提供的弹性导电层（19b），弹性导电层（19b）使图像承载体（11）的表面带电；

其中，所述弹性导电层（19b）在其表面上具有多个凹槽（19g），所述凹槽（19g）在所述带电构件（19）的旋转方向上延伸；

其中，所述导电层（19b）还具有在所述凹槽（19g）的谷处形成的多个裂纹（19c），以及

其中，所述裂纹（19c）在所述带电构件（19）的旋转方向上延伸，并且所述裂纹（19c）互相不交叉。

2.根据权利要求1所述的带电装置（12），其中，所述裂纹（19c）具有离弹性导电层（19b）的表面大于或等于20μm的深度，以及

其中，在平行于轴向方向（D）的弹性导电层（19b）的表面上的5mm²的区域中提供至少五个裂纹（19c）。

3.根据权利要求1所述的带电装置（12），其中，所述裂纹（19c）具有离弹性导电层（19b）的表面大于或等于20μm的深度，以及

其中，在平行于轴向方向（D）的弹性导电层（19b）的表面上的1mm²的区域中提供至少一个裂纹（19c）。

4.根据权利要求1所述的带电装置（12），其中，通过用紫外线照射弹性导电层（19b）的表面而形成裂纹（19c）。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的带电装置（12），其中，在弹性导电层（19b）的表面上形成保护膜（19f），以及

其中，在保护膜中形成裂纹（19c）。

6.根据权利要求5所述的带电装置（12），其中，所述保护膜（19f）是氧化膜。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的带电装置（12），其中，施加于旋转轴（19a）的电压是直流电压。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的带电装置（12），其中，所述弹性导电层（19b）相对于100重量份的氯醇橡胶而言包含20重量份或更多的二烯基橡胶。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的带电装置（12），其中，所述弹性导电层（19b）相对于100重量份的氯醇橡胶而言包含150重量份或更少的二烯基橡胶。

10.一种图像形成单元（10），包括根据权利要求1至4中的任一项的带电装置（12）。

11.一种包括根据权利要求1至4中的任一项所述的带电装置（12）的图像形成装置（1）。