CN109143809A - 图像形成设备和盒 - Google Patents

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Abstract

一种图像形成设备和能够可拆卸地安装到图像形成设备的主组件上的盒，包括感光构件，感光构件包括具有47％或更大的弹性变形率的表面；在其本身与感光构件之间形成夹持部的充电辊；以及图像形成部分。当形成对应于夹持部的夹持部区域并且随后测量充电构件与测量接触构件之间的独立的接触部分的面积时，满足以下关系：(接触宽度X)X(接触面积比α)≤0.1(mm)，其中相对于与所电辊的纵向方向垂直的方向从夹持部区域的一端的位置到另一端的位置的长度是接触宽度X，独立DE1接触部分的面积的总和与测量区域的整个面积的比是接触面积比α。

Description

图像形成设备和盒
技术领域
本发明涉及电子照相类型的图像形成设备，诸如复印机、打印机或传真机，并且涉及与图像形成设备一起使用的盒。
背景技术
常规地，在电子照相类型的图像形成设备中，作为对感光构件(电子照相感光构件)充电的类型，存在接触充电型，其中在将电压施加到与感光构件接触的充电构件的情况下对感光构件进行充电。作为充电构件，在许多情况下使用辊形充电辊。充电辊具有例如一种结构，在该结构中，导电弹性层设置在导电支撑构件的外周面上并且导电表面层涂布在导电支撑构件的表面上。
在接触充电型中，感光构件的表面通过在感光构件与充电构件之间的小间隙中产生的放电而被充电。接触充电型包括“交流充电型”和“直流充电型”，在所述“交流充电型”中，偏压有交流电压的直流电压的形式的电压被施加到充电构件，在所述“直流充电型”中，仅直流电压被施加到充电构件。
另一方面，在日本特开专利申请(JP-A)2006-53168中，凭借通过提供具有高弹性变形率(弹性变形力)的保护层作为感光构件的表面层来增加感光构件的表面层的硬度(即，减小磨损程度)，抑制了感光构件的表面的磨损(磨耗)，使得已经实现了寿命延长。然而，当感光构件表面的磨损程度过度受到抑制时，在感光构件表面上沉积的放电产物在某些情况下会对图像产生影响。这是由于放电产物具有使放电产物的潮解性高的性质所引起的。
在采用交流充电型并且感光构件的表面层的硬度增加(即，磨损程度降低)的JP-AHei 11-2996的构造中，主要在高湿度环境下，在某些情况下发生图像流动使得感光构件的表面电阻降低并且因此静电图像不能保持在感光构件表面上。因此，在这种结构中，提供用于抛光感光构件表面的装置或用于将润滑剂施加到感光构件表面上的装置。然而，提供用于去除放电产物的这种构造导致妨碍图像形成设备的小型化和成本降低的原因中的一个。
另一方面，在直流充电型中，与交流充电型相比，放电量小。为此，当使用通过采用直流充电型使感光构件的表面层的硬度增加(即，磨损程度降低)的构造时，可认为不仅感光构件的寿命延长可以通过抑制感光构件表面的磨损程度来实现，而且成本降低可以通过减少用于去除放电产物等的构造的必要性来实现。
然而，甚至在直流充电型中，发生放电产物在感光构件表面上的沉积，尽管与交流充电型的情况相比其量较少，使得感光构件表面的电阻降低。此外，根据本发明人的研究，结果发现，在采用直流充电型并且感光构件的表面层的硬度增加(即，磨损程度降低)的构造中，电荷注入现象由于放电产物的产生而发生在感光构件与充电构件之间的接触部分处，并且因此图像受到干扰。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种图像形成设备，包括：可旋转的感光构件，所述可旋转的感光构件包括具有47％或更大的弹性变形率的表面；充电辊，所述充电辊包括弹性层并且被配置成在仅施加直流电压的情况下对所述感光构件充电，其中所述充电辊通过以预定的推压力被推压在所述感光构件上而沿着所述感光构件的表面通过弹性变形形成夹持部，并且在所述夹持部中，所述充电辊的表面和所述感光构件的表面在多个独立的接触部分处彼此接触；以及图像形成部分，所述图像形成部分被配置成在由所述充电辊充电的所述感光构件上形成调色剂图像，其中当通过以预定的推压力将充电辊推压在测量接触构件上而形成对应于夹持部的夹持部区域并且随后测量所述充电构件的表面和所述测量接触构件彼此接触的多个独立的接触部分的面积时，满足以下关系：(接触宽度X)(mm)×(接触面积比α)≤0.1(mm),其中,相对于与所述充电辊的纵向方向垂直的方向从夹持部区域的一端的位置到另一端的位置的长度是接触宽度X，并且各独立的接触部分的面积(mm2)的总和与设置有各独立的接触部分的测量区域的整个面积(mm2)的比是接触面积比α，其中，测量区域是矩形区域，在所述矩形区域中，一个边缘具有在所述充电构件的纵向方向上延伸的单位长度(mm)，另一个边缘具有在与所述充电辊的纵向方向垂直的方向上延伸的所述接触宽度X(mm)，并且所述矩形区域落入夹持部区域内。
根据本发明的另一方面，提供了一种能够可拆卸地安装到图像形成设备的主组件上的盒，所述盒包括：可旋转的感光构件，所述可旋转的感光构件包括具有47％或更大的弹性变形率的表面；充电辊，所述充电辊包括弹性层并且被配置成在仅施加直流电压的情况下对所述感光构件充电，其中所述充电辊通过以预定的推压力被推压在所述感光构件上而沿着所述感光构件的表面通过弹性变形形成夹持部，并且在所述夹持部中，所述充电辊的表面和所述感光构件的表面在多个独立的接触部分处彼此接触，其中当通过以预定的推压力将充电辊推压在测量接触构件上而形成对应于夹持部的夹持部区域并且随后测量所述充电构件的表面和测量接触构件彼此接触的多个独立的接触部分的面积时，满足以下关系：(接触宽度X)(mm)×(接触面积比α)≤0.1(mm)，其中，相对于与所述充电辊的纵向方向垂直的方向从夹持部区域的一端的位置到另一端的位置的长度是所述接触宽度X，并且各独立的接触部分的面积(mm2)的总和与设置有各独立的接触部分的测量区域的整个面积(mm2)的比是所述接触面积比α，其中，所述测量区域是矩形区域，在所述矩形区域中，一个边缘具有在所述充电构件的纵向方向上延伸的单位长度(mm)，并且另一个边缘具有在与所述充电辊的纵向方向垂直的方向上延伸的所述接触宽度X(mm)，并且所述矩形区域落入夹持部区域。
本发明的其他特征根据以下参考附图对示例性实施例的描述将变得显而易见。
附图说明
图1是图像形成设备的示意性剖视图。
图2的部分(a)和(b)是示意性剖视图，均示出了图像形成部分、感光鼓和充电辊。
图3是示出施加到充电辊上的施加电压与感光鼓的表面电位之间的关系的曲线图。
图4是用于说明弹性变形率的测量方法的曲线图。
图5是示出施加定影电压期间的电荷注入量测量结果的曲线图。
图6是示出施加多个电压期间的电荷注入量测量结果的曲线图。
图7是用于说明图像形成期间的电荷注入现象的示意图。
图8是用于说明接触面积比的测量装置的示意图。
图9是用于说明接触面积比的数字化的示意图。
图10是充电辊的表面层的示意性剖视图。
图11是示出电荷注入电位与接触宽度和接触面积比的乘积之间的关系的曲线图。
图12是示出充电辊的表面粗糙度与接触面积比之间的关系的曲线图。
图13是示出感光鼓的表面的配合的示例的示意图。
图14的部分(a)和(b)是用于说明感光鼓的表面上的特定凹部的形状的示意图。
具体实施方式
将参考附图描述根据本发明的图像形成设备和盒。
[实施例1]
1.图像形成设备的总体结构和操作
图1是根据本发明的本实施例中的图像形成设备100的示意性剖视图。
本实施例中的图像形成设备100是具有复印机、打印机和传真设备的功能的串联型(直列型)多功能机，其采用能够通过使用电子照相型来形成全彩色图像的中间转印型。本实施例的图像形成设备100采用接触充电型，特别是直流充电型，并且具有设置可固化保护层作为感光构件的表面层的构造。该图像形成设备100能够在最大A3尺寸转印(接收)材料上形成图像。
图像形成设备100分别包括用于形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的图像的第一至第四图像形成部分SY、SM、SC和SK作为多个图像形成部分。顺便提及，在某些情况下，通过省略用于表示相关联颜色的元件的后缀Y、M、C和K来共同描述相应的图像形成部分SY、SM、SC和SK中的具有相同或对应功能和构造的元件。图2的部分(a)是示出作为代表的单个图像形成部S的示意性剖视图。在本实施例中，图像形成部分S由将在后面描述的感光鼓1、充电辊2、曝光装置3、显影装置4、一次转印辊5、鼓清洁装置6等构成。
图像形成设备100包括感光鼓1，所述感光鼓1是作为图像承载构件的可旋转鼓形(圆筒形)感光构件。
感光鼓1通过作为驱动装置的驱动马达(未示出)以预定的圆周速度(处理速度)在指示的箭头R1方向上旋转驱动。旋转的感光鼓1的表面通过作为充电装置的作为辊型充电构件的充电辊2均匀地充电至预定的极性(在本实施例中为负极性)和预定的电位。在充电步骤期间，仅由直流电压(直流分量)组成的充电电压(充电偏压)从作为施加装置的充电电压源(高压源电路)E1施加到充电辊2。感光鼓1的带电表面通过作为曝光装置(静电图像形成装置)的曝光装置3经受扫描曝光，使得在感光鼓1上形成静电图像(静电潜像)。在本实施例中，曝光装置3是使用半导体激光器的激光束扫描器。
形成在感光鼓1上的静电图像通过显影装置4用显影剂显影(可视化)，使得在感光鼓1上形成调色剂图像。在本实施例中，充电到与感光鼓1的电荷极性(在本实施例中为负极性)极性相同的调色剂沉积在感光鼓1上的曝光部分上，在该处，电位的绝对值在对感光鼓1的表面均匀充电之后通过使感光鼓1的表面经受激光束的曝光而降低。即，在本实施例中，在显影期间作为调色剂电荷极性的正常调色剂电荷极性是负极性。在本实施例中，显影装置4使用含有作为显影剂的调色剂(非磁性调色剂颗粒)和载体(磁性载体颗粒)的双组分显影剂。显影装置4包括容纳显影剂4e的显影容器4a以及显影套筒4b，所述显影套筒4b可旋转地设置到显影容器4a以便通过显影剂容器4a的开口朝外部部分地露出并且由非磁性中空圆筒形构件形成。在显影套筒4b的内部中(中空部分处)，磁性辊4c固定地设置到显影容器4a。显影容器4a设置有与显影套筒4b相对的管制刮刀4d。在显影容器4a中，设置两个搅拌构件(搅拌螺杆)4f。调色剂从调色剂料斗4g适当地供给到显影容器4a中。通过磁性辊4c的磁力承载在显影套筒上的显影剂4e随着显影套筒4b的旋转在由管制刮刀4d管制其量之后进给到与感光鼓1相对的相对部分(显影部分)。显影套筒4b上的进给到显影部分的显影剂通过磁性辊4c的磁力而竖立并形成磁刷(磁链)，使得显影剂接触或靠近感光鼓1的表面。在显影期间，偏压有交流电压(交流分量)的直流电压(直流分量)形式的振荡电压作为显影电压(显影偏压)从显影电压源(高压源电路)E2施加到显影套筒4b。在本实施例中，直流电压是-550V，并且交流电压的频率是8kHz，并且其峰-峰电压Vpp是1800V。因此，根据感光鼓1上的静电图像，调色剂从显影套筒4b上的磁刷移动到感光鼓1上，使得调色剂图像形成在感光鼓1上。
由环形带构成的作为中间转印构件的中间转印带7被设置成与相应的感光鼓1相对。中间转印带7围绕用作拉伸辊的驱动辊71、张紧辊72和二次转印相对辊72延伸，并以预定的张力拉伸。通过旋转地驱动驱动辊71，中间转印带7以基本上等于感光鼓1的圆周速度的圆周速度在指示的箭头R2方向上旋转(循环)。在中间转印带7的内周表面侧中，对应于相关联的感光鼓1设置作为一次转印装置的作为辊型一次转印构件的一次转印辊5。一次转印辊5朝向感光鼓1按压(推压)在中间转印带7上，使得形成感光鼓1和中间转印带7彼此接触的一次转印部分(一次转印夹持部)T1。
形成在感光鼓1上的调色剂图像在一次转印部分T1处通过一次转印辊5的作用被初次转印到中间转印带7上。在一次转印步骤期间，作为具有与调色剂的正常电荷极性相反的极性的直流电压的一次转印电压(一次转印偏压)从一次转印电压源(高压源电路)E3施加到一次转印辊5。在本实施例中，一次转印电压被设定在+500V。例如，在全彩色图像形成期间，形成在相应感光鼓1上的黄色、品红色、青色和黑色的各色调色剂图像依次地重叠转印到中间转印带7上。
在中间转印带7的外周表面侧上的与二次转印相对辊73相对的位置处，设置作为二次转印装置的作为辊型二次转印构件的二次转印辊8。二次转印辊8朝向二次转印相对辊73按压(推压)在中间转印带7上，并形成中间转印带7和二次转印辊8彼此接触的二次转印部分(二次转印夹持部)T2。如上所述地形成在中间转印带7上的调色剂图像通过二次转印辊8的作用二次转印到在二次转印部分T2处通过中间转印带7和二次转印辊8夹持并进给的转印(接收)材料(片材、记录材料)P(诸如记录片材)上。在二次转印步骤期间，作为具有与调色剂的正常电荷极性相反的极性的直流电压的二次转印电压(二次转印偏压)从二次转印电压源(高压源电路)E4施加到二次转印辊8。转印材料P通过进给装置(未示出)一张一张地进给，并且随后被输送到对准辊对9，并且此后，转印材料P与中间转印带7上的调色剂图像同步，并且随后通过对准辊对9被供给到二次转印部分T2。此外，其上转印有调色剂图像的转印材料P进给到定影装置10并且通过定影装置10被加热和加压，使得调色剂图像定影(熔融定影)在转印材料P上。此后，其上定影有调色剂图像的转印材料P排出(输出)到图像形成设备100的设备主组件110的外部。
另一方面，在一次转印期间残留在感光鼓1上的调色剂(一次转印残余调色剂)被作为感光构件清洁装置的鼓清洁装置6从感光鼓1的表面去除并收集。鼓清洁装置6包括作为清洁构件的清洁刮刀6a并且包括清洁容器6b。鼓清洁装置6用清洁刮刀6a摩擦旋转的感光鼓1的表面。因此，感光鼓1上的一次转印残留调色剂被从感光鼓1的表面刮掉并容纳在清洁容器6b中。此外，在中间转印带7的外周表面侧上，作为中间转印构件清洁装置的带清洁装置74设置在与驱动辊71相对的位置处。在二次转印步骤期间残留在中间转印带7的表面上的调色剂(二次转印残余调色剂)被带清洁装置74从中间转印带7的表面去除并收集。
在本实施例中，在图像形成部分S中的每一个处，感光鼓1、充电辊2和鼓清洁装置6一体构成能够可拆卸地安装到设备主组件110上的盒(鼓盒)11。
2.感光构件和充电构件
接下来，将具体描述本实施例中的感光构件和充电构件。
<感光构件>
图2的部分(b)是示出感光鼓1和充电辊2的层结构的示意性剖视图。在本实施例中，感光鼓1是可充负电的鼓形有机感光构件(OPC)，其中原始材料用作光导材料(电荷产生材料和电荷输送材料)。在本实施例中，感光鼓1的外径是30mm，并且当图像形成在作为转印(调色剂图像接收)材料的普通纸上时，感光鼓以120mm/s的圆周速度(处理速度)旋转驱动。如图2的部分(b)所示，该感光鼓1具有层压结构，在所述层压结构中，在基底(导电基底)1a上，由电荷产生层1b、电荷输送层1c和保护层1d组成的三层从下面开始按照列出的顺序层压。在本实施例中，基底1a由铝圆筒构成。此外，还可以在基底1a与电荷产生层1b之间设置用于抑制光的干涉并且用于提高上层的粘结性的底涂层。
在本实施例中，为了实现感光鼓1的寿命延长，感光鼓1的表面层(定位在感光鼓1的最外表面处的层(即，最外层))的硬度增加(即，磨损程度降低)。在本实施例中，作为感光鼓1的表面层，设置有由作为粘合剂树脂材料的可固化树脂材料形成的保护层1d。在本实施例中，保护层1d使用作为粘合剂树脂材料的可固化酚醛树脂材料形成。顺便提及，感光鼓1的表面层的粘合剂树脂材料不限于此，而是可以使用任意可用的可固化材料。例如，使用通过用热或光能使具有C＝C(双)键的单体固化而获得的固化膜作为感光鼓1的表面层的技术。此外，在本实施例中，感光鼓1的表面层是保护层，但是该保护层还可以包含导电颗粒。除了作为保护层的功能之外，感光鼓1的表面层还可以具有作为包含电荷输送材料的电荷输送层的功能(即使当在电荷输送层下设置另一个电荷输送层时，这些层也可以被认为是基本上单一的电荷输送层)。
<充电构件>
如图2的部分(b)所示，充电辊2由支撑构件(导电支撑构件，芯金属)2a的相对于旋转轴线方向的端部部分处的支承构件(未示出)可旋转地支撑。此外，通过由作为推压装置的推压弹簧2e分别推压设置在支撑构件2a的相对于旋转轴线方向的端部部分处的支承构件而以预定的推压力将充电辊2推压在感光鼓1的表面上。充电辊2通过感光鼓1的旋转而旋转。在本实施例中，充电辊2相对于旋转轴线方向(纵向)的长度是320mm。
充电辊2形成与感光鼓1的表面接触的接触部分(按压接触部分)。在肉眼观察接触部分的情况下感光鼓1与充电辊2之间的接触部分被称为“充电夹持部N”。顺便提及，将在后面描述在肉眼观察的情况下感光鼓1和充电辊2实际彼此接触的接触部分。随着距充电夹持部N的距离相对于感光鼓1的旋转方向朝向上游侧和下游侧中的每一个侧增加，感光鼓1与充电辊2之间的间隙(充电间隙)逐渐增大。充电夹持部N相对于感光鼓1的旋转方向的上游微小间隙被称为“上游充电间隙部分A1”。此外，充电夹持部N相对于感光鼓1的旋转方向的下游微小间隙被称为“下游充电间隙部分A2”。
感光鼓1的表面的充电过程由在充电辊2与感光鼓1之间在上游充电间隙部分A1和下游充电间隙部分A2中的至少一个中(在本实施例中，在上游充电间隙部分A1中)产生的放电来进行。图3是示出施加到充电辊2的直流电压与感光鼓1的表面电位之间的关系的曲线图。感光鼓1的表面通过因将负(极性)电压施加到充电辊2而产生的放电而被充电，其中，所述负(极性)电压具有不小于阈值电压的绝对值。在本实施例中，当绝对值为约600V或更大的负电压施加到充电辊2时，感光鼓1的表面电位的绝对值开始增加。在施加到充电辊2的电压的绝对值为约600V或更大的负电压的范围中，感光鼓1的表面电位的绝对值增加，同时维持与施加到充电辊2的电压的绝对值的基本线性的关系。例如，当-900V的电压施加到充电辊2时，感光鼓1的表面电位是-300V。此外，当-1100V的电压施加到充电辊2时，感光鼓1的表面电位是-500V。该阈值电压(-600V)被称为“放电开始电压(充电开始电压)Vth”。即，为了将感光鼓1的表面充电到Vd(暗部电位)，需要将Vd+Vth的直流电压施加到充电辊2。具体地，感光鼓1的表面电位通过将Vd+Vth的直流电压从充电电压源E1施加到充电辊2而变为Vd。在本实施例中，通过对充电辊2进行充电而形成的感光鼓1的表面电位(暗部电位)Vd设定为-700V。因此，在图像形成期间，-1300V的直流电压从充电电压源E1施加到充电辊2。顺便提及，在本实施例中，通过曝光装置3对感光鼓表面进行激光曝光而形成的感光鼓1的表面电位(亮部电位)V1设定为-150V。
在此，感光鼓1由充电辊2通过放电而被充电的充电间隙部分的相对于感光鼓1的旋转方向的宽度根据施加到充电辊2的电压而变化。即，充电间隙部分是指通过产生放电使感光鼓1充电的部分，但是用于允许在施加电压时产生放电的微小间隙根据帕邢定律而变化。顺便提及，对应于在感光鼓1的旋转停止的状态下电压施加到充电辊2的情况下被充电的感光鼓1的表面的、感光鼓1与充电辊2之间的间隙对应于充电间隙部分。
如图2的部分(b)所示，充电辊2具有层压结构，在所述层压结构中，基层(导电弹性层)2b和表面层(最外层)2c按列出的顺序设置在支撑构件(芯金属)2a上。
在本实施例中，支撑构件2a是由金属(镀铬铁)制成的轴。基层2b可以由适合作为充电构件的基层的材料的橡胶、热塑性弹性体或类似材料形成。具体地，基层2b可以使用环氧氯丙烷基橡胶材料(表氯醇)或氨基甲酸酯基橡胶材料(聚氨酯)形成。此外，表面层2c可以由适合作为用于形成充电构件的表面的材料的树脂材料形成。具体地，表面层2c可以使用丙烯酸树脂材料或尼龙基树脂材料形成。表面层2c将对感光鼓1的抗磨耗(磨损)性能赋予给充电辊2。另外，表面层2c具有在感光鼓上产生针孔的情况下抑制漏电的功能并且具有抑制充电辊2被调色剂或外部添加到调色剂的外部添加剂污染的功能。具体地，在本实施例中，基层2b使用表氯醇形成，并且表面层2c使用丙烯酸树脂材料形成。顺便提及，通过添加导电剂，导电性可以被赋予到基底层2b和表面层2c或针对基底层2b和表面层2c调整导电性。
图10是表面层2c的示意性放大图。在形成表面层2c的材料中，表面(层)颗粒21被分散。作为添加(包含)在形成表面层2c的导电树脂层中的表面颗粒21，可以使用除上述导电剂以外的作为绝缘颗粒(1010Ω·cm或更高)的有机颗粒或无机颗粒。作为有机颗粒，可以列举丙烯酸树脂材料、丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂材料、聚酰胺树脂材料、硅橡胶、环氧树脂材料或类似材料的颗粒。在这些颗粒中，特别优选的是使用丙烯酸树脂材料或丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂材料的颗粒，因为材料的刚性没有如此改变。作为无机颗粒，例如可以举出碳酸钙、粘土、滑石、二氧化硅等的颗粒。顺便提及，在无机颗粒用于溶剂基涂料中的情况下，优选的是，无机颗粒经受疏水表面处理以便容易地分散在涂料中。此外，关于有机颗粒，类似地，还可以优选地选择与表面层2c的树脂材料具有良好相容性的有机颗粒，因为这些颗粒不容易引起凝聚。在本实施例中，后述的接触面积比α由分散在表面层2c中的表面颗粒21控制。表面颗粒的平均颗粒尺寸可以在约2–30μm的范围内适当选择。在本实施例中，表面颗粒21的平均颗粒尺寸是5μm。
顺便提及，表面颗粒21的平均颗粒尺寸是中值粒径并且可以通过以下方法测量。作为测量装置，使用库尔特计数器(Coulter Counter)(“Multisizer type II”，由BeckmanCoulter Inc.制造)。此外，用于输出颗粒的数量和体积平均分布的界面(由Nikkaki BiosCo.，Ltd制造)和个人计算机(“CX-1”，由Canon K.K.制造)与库尔特计数器连接。作为电解水溶液，制备通过使用一级氯化钠制备的1％NaCl水溶液。作为测量方法，将0.1–5ml的表面活性剂(优选地为烷基苯磺酸盐)作为分散剂添加到100–150ml的上述电解水溶液中。随后，2–20mg的测量样品添加到上述混合物中。随后，样品悬浮在其中的电解水溶液通过超声波分散装置分散约1-3分钟。随后，使用装配有作为孔的100μm孔的库尔特计数器(Multisizertype II)执行测量。测量了待测量的颗粒的体积和数量，从而计算体积分布和数量分布。随后，基于体积的颗粒分布的50％的颗粒尺寸D50可以用作作为平均颗粒尺寸的中值颗粒尺寸。
形成表面层2c的方法没有特别限制，但是可以优选使用一种方法，在所述方法中，制备含有相应成分的涂料并且随后通过浸渍法或喷雾法将涂料的膜(层)涂覆到基层2b上。在本实施例中，表面颗粒21被混合并分散在形成表面层2c的树脂材料中，并且随后通过喷涂将混合物涂覆在基层2b的表面上，使得形成表面层2c。
3.感光鼓的弹性变形率(弹性变形力)
在本实施例中，感光鼓1包括通过使用可固化材料而形成的作为最外层的保护层1d。
在本实施例中，感光鼓1的表面的弹性变形率是47％或更大(在本实施例中具体为48％)。因此，抑制由于感光鼓1的表面与清洁刮刀6a之间的摩擦而导致的感光鼓1的表面的磨损，使得实现了感光鼓1的寿命延长。
弹性变形率是在25℃/50％RH(相对湿度)的环境中使用显微硬度测量装置(“FISHER SCOPE H100V”，由Fisher Instruments K.K.制造)测量的值。该装置能够通过使穿透器(压头)接触测量对象(感光鼓1的表面)并且随后通过在连续施加在穿透器(压头)上的负荷下直接读取压痕深度来获得连续硬度。作为压头，使用具有136度的对向面之间的角度的维氏(Vickers)四角锥形金刚石压头。连续施加在压头上的最终负荷是6mN，保持6mN的最终负荷施加在压头上的状态的保持时间是0.1sec。此外，测量点的数量是273个点。
图4是用于说明感光鼓1的表面的弹性变形率的测量方法的曲线图。在图4中，纵坐标表示施加在穿透器(压头)上的负荷F(mN)，并且横坐标表示穿透器(压头)的压痕深度h(μm)。图4示出当施加在压头上的负荷逐步增加到最大值(在这种情况下为6mN)(A到B)并且随后逐步减小(B到C)时的结果。弹性变形率可以由测量对象(感光鼓1的表面)上的压头的功(能量)的量的变化(即，由测量对象(感光鼓1的表面)上的压头的负荷的增加和减少引起的能量的变化)来获得。具体地，通过将弹性变形功量We除以总功量Wt(We/Wt)得到的值是弹性变形率(EL变形力)(用百分比(％)表示)。总功量Wt在图4中由A-B-D-A包围的区域的面积表示，并且弹性变形功量We在图4中由C-B-D-C包围的区域的面积表示。
当感光鼓1的表面的弹性变形率过小时，感光鼓1的表面的弹力不足，从而易于在感光鼓1与诸如清洁刮刀6a的接触构件之间的接触部分处产生感光鼓1的表面的磨损。在上述方法中所测量的感光鼓1的表面的弹性变形率是48％。包括保护层1d并具有48％弹性变形率的感光鼓1在预定的条件下经受耐久性评估。结果，感光鼓1的表面的磨损(磨耗)为每100,000张打印片材0.5μm。另一方面，作为在相同的条件下执行在未设置保护层1d并且感光鼓1的表面的弹性变形率为46％的比较示例中的感光鼓1的耐久性评估的结果，感光鼓1的表面的磨损为每10,000张打印片材1.0μm。即，结果表明，比较示例中的感光鼓1比本实施例中的感光鼓1容易磨损20倍。在本实施例中，保护层1d的厚度是3.0μm。因此，在本实施例中，感光鼓1达到其寿命终点的打印数量是约500,000张。此外，作为在相同条件下执行感光鼓表面的弹性变形率为47％的本实施例中的感光鼓1的耐久性评估的结果，结果表明，本实施例中的感光鼓1的表面与比较示例中的感光鼓1相比，不易磨损10倍或更多，并且因此可以充分实现感光鼓1的寿命延长。
根据该结果，在感光鼓1的表面的弹性变形率为47％或更大的情况下，结果表明，可以充分抑制感光鼓1的表面的磨损，并且因此可以充分延长感光鼓1的寿命。
此外，当感光鼓1的表面的弹性变形率过大时，感光鼓1的表面的塑性变形量也变大，使得感光鼓1的表面上的微小疤痕容易在感光鼓1与诸如清洁刮刀6a的接触构件之间的接触部分处产生。根据本发明人的研究，结果表明，感光鼓1的表面的弹性变形率可以优选为60％或更小。顺便提及，感光鼓1的表面的弹性变形率可以根据材料与制造条件的组合来调整。
4.电荷注入现象
如上所述，在感光鼓1包括保护层1d的构造中，感光鼓1的表面磨损被抑制，并且可以实现感光鼓1的寿命延长。然而，在如上所述地抑制感光鼓1的表面磨损的情况下，即使当采用直流充电型时，在某些情况下，由电荷注入现象引起的图像缺陷由于沉积在感光鼓1上的放电产物而产生。
即，通过放电沉积在感光鼓1的表面上的放电产物具有放电产物易于主要在高湿度环境中吸收含水量的高潮解性，使得吸收含水量的放电产物降低感光鼓1的表面电阻。具体地，在采用交流充电型的构造中，放电量相对较大，并且因此，放电产物以相对较大的量沉积在感光鼓1的表面上，并且因此感光鼓1的表面的电阻降低，使得产生静电图像流动的“图像流”。另一方面，在直流充电型中，与交流充电型相比，放电量小，并且因此，沉积在感光鼓1的表面上的放电产物的量相对较小。因此，在采用直流充电型的结构中，感光鼓1的表面电阻降低的程度相对较小，使得不出现明显干扰图像的“图像流”。然而，即使在采用感光鼓1的表面上的放电产物的沉积量相对较小的直流充电型的构造中，在某些情况下，也会发生图像受到干扰的“电荷注入现象”。该电荷注入现象是由于充电辊2的表面电位与感光鼓1的表面电位之间的电位差而与充电辊2与感光鼓1之间的接触部分处的放电无关地出现的现象。顺便提及，电荷注入现象在肉眼观察时发生在充电夹持部N处，但是在显微观察时发生在充电夹持部N中的充电辊2与感光鼓1之间的实际接触部分处。这将在后面具体描述。根据本发明人的研究，结果证明，除了充电辊2与感光鼓1之间的电位差之外，充电辊2与感光鼓1之间的实际接触部分的面积(接触面积)的大小对电荷注入现象的发生程度有很大影响。这也将在后面具体描述。
上述电荷注入现象易于发生的环境主要是高湿环境。例如，该环境是图像形成设备100设置在温度30℃且相对湿度80％RH的环境中的情况。在此，在本实施例中，感光鼓1由设置在感光鼓1附近的加热器(未示出)加热到约38℃，使得由感光鼓1的表面处的放电产物吸收的含水量减小。然而，即使在提供加热器的条件下，在某些情况下也发生电荷注入现象。
在设置保护层1d并且表面弹性变形率为48％的本实施例中的感光鼓1的情况下以及在未设置保护层1d并且表面弹性变形率为46％的比较示例中的感光鼓1的情况下，检查了由于电荷注入现象引起的图像缺陷的发生程度。结果，在本实施例中的感光鼓1的情况下，在某些情况下发生由于电荷注入现象引起的图像缺陷。该结果将在后面参考以下出现的表2具体描述。另一方面，在比较示例中的感光鼓1的情况下，未发生图像缺陷。这是因为比较示例中的感光鼓1比本实施例中的感光鼓1更容易磨损，并且因此沉积在感光鼓1的表面上的放电产物容易由清洁刮刀6a或类似物去除。
5.电荷注入量的测量方法
接下来，将描述通过数字化分析电荷注入现象的方法。
不管放电如何都会发生电荷注入现象，并且因此，需要在感光鼓1的表面电位不因放电而改变的条件下进行电荷注入量的测量。因此，预先获得施加到充电辊2的电压与感光鼓1的表面电位Vd之间的关系。如上面参考图3所述，在本实施例中，放电开始电压Vth是-600V。因此，为了测量电荷注入量而施加到充电辊2的电压被设定为绝对值小于放电开始电压的绝对值的值，例如，-100V、-300V和-500V。下面将描述用于测量电荷注入量的过程。
首先，感光鼓1的表面电位设定为基本上为0V。在这种情况下，感光鼓1的表面电位可以通过由放电装置(诸如放电灯)使感光鼓表面放电而基本上为0V。之后，感光鼓1的旋转驱动开始。随后，-100V的电压施加到充电辊2。随后，电压施加到充电辊2时感光鼓1的表面电位改变被电位传感器测量约2秒钟。此时，相对于感光鼓1的旋转方向，在充电夹持部N的下游和例如对应于显影部分的位置的上游的位置处，测量感光鼓1的表面电位。
图5是示出以上述方式测量的感光鼓1的表面电位的变化量的示例的曲线图。当感光鼓1的表面通过充电夹持部N时发生电荷注入现象。因此，在本实施例中，计算被转换成感光鼓1的表面通过充电夹持部N的时间的感光鼓1的表面电位的变化量(在此，该量被称为“电荷注入电位ΔVd”)。该电荷注入电位ΔVd，即，每次感光鼓1的表面通过充电夹持部N时感光鼓1的表面电位的变化量，优选可以从在感光鼓1的表面电位基本上线性变化的时段中表面电位变化量的测量结果获得。例如，如图5所示，根据从感光鼓1的旋转驱动开始直到感光鼓1旋转通过一整周(一整圈)的时间内测量的感光鼓1的表面电位变化量的测量结果，可以获得电荷注入电位ΔVd。此外，感光鼓1的表面通过充电夹持部N的时间可以从感光鼓1的圆周速度和充电夹持部N相对于感光鼓1的旋转方向的宽度获得。
随后，施加到充电辊2的电压变为-300V和-500V，并且随后重复上述过程。结果，获得电荷注入电位ΔVd与感光鼓1的表面电位与充电辊2的表面电位之间的电位差ΔVa之间的关系。图6是示出如上所述地获取的电荷注入电位ΔVd和电位差ΔVa之间的关系的示例的曲线图。
图7是用于说明充电辊2与感光鼓1之间的放电现象和电荷注入现象的示意图。充电辊2与感光鼓1之间的放电几乎在上游充电间隙部分A1中进行。在-1300V的电压施加到充电辊2的情况下，感光鼓1的表面在上游充电间隙部分A1中充电到-700V。因此，在充电夹持部N中，充电辊2的表面电位为-1300V，并且感光鼓1的表面电位为-700V，使得充电辊2的表面电位和感光鼓1的表面电位之间的电位差ΔVa为600V。随后，由电位差ΔVa和电荷注入电位ΔVd之间的关系(图6)，可以计算当充电辊2的表面电位与充电夹持部N中的表面电位(在本实施例中为0V)之间的电位差ΔVa为600V时的电荷注入电位ΔVd。
在设置有保护层1d并且表面弹性变形率为48％的本实施例中的在上述方法中获取的感光鼓1的电荷注入电位ΔVd为15.4V。另一方面，在未设置保护层1d并且表面弹性变形率为46％的比较示例中的感光鼓1的电荷注入电位ΔVd为3.0V。顺便提及，在这种情况下，充电辊2的外径为15mm并且表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)为1.0μm。此外，电荷注入电位ΔVd是在类似于后述的耐久性试验之后测定的值。
6.抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷
通过本发明人的研究发现，结果表明，充电辊2与感光鼓1之间的实际接触部分的面积(接触面积)的大小对电荷注入现象的出现程度有很大影响。因此，在本发明中，通过控制充电辊2与感光鼓1之间的接触宽度和接触面积比来抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。
<接触宽度和接触面积比>
首先，将描述充电辊2与感光鼓1之间的接触宽度和接触面积比。
充电辊2和感光鼓1在肉眼观察时在充电夹持部N中彼此接触。然而，当显微观察充电辊2和感光鼓1时，由于充电辊2的表面的微小不平(凸起和凹陷)的影响，充电辊2与感光鼓1之间的实际接触部分的面积略小于充电夹持部N的总面积。
将描述用于测量充电辊2与感光鼓1之间的实际接触部分的测量装置和测量方法。图8是示出测量装置的示意性结构的示意图。首先，充电辊2在与图像形成期间的条件基本上相同的条件下(具体地在图像形成期间后述的接触宽度X基本上等于充电夹持部N的相对于感光鼓1的旋转方向的宽度的条件下)与平玻璃板接触。在这种情况下，充电辊2在由推压弹簧2e施加在充电辊2的支撑构件2a的相对于旋转轴线方向的端部部分中的每一个端部部分上的600gf的负荷下与玻璃板接触。此外，在相对于玻璃板与充电辊2相对的一侧上设置有相机，并且随后用光从相对于连接充电辊2和相机的直线倾斜的方向照射玻璃板。充电辊2与玻璃板之间的接触部分吸收光并且表现为黑点，并且因此可以区别于充电辊2与感光鼓1之间的非接触部分。图9是示出由相机捕获的静止图像的示意图。
在此，充电辊2与玻璃板之间的沿着充电辊2的旋转方向(即，与旋转轴线方向大致垂直的方向)的接触部分的宽度(距离)被称为“接触宽度X(mm)”。该接触宽度X对应于充电夹持部N的相对于感光鼓1的旋转方向的宽度。此外，充电辊2与玻璃板之间的实际接触部分(黑点)的每单位面积的面积比(比例)被称为“接触面积比α”。如图9所示，接触面积比α可以通过对通过上述测量装置和方法获得的静止图像的图像处理来计算，。在这种情况下，可以计算黑点的面积与接触宽度X的区域中的总面积(该面积可以是捕获图像中的接触宽度X的区域的总面积)的比率。或者，为了充分表示接触宽度X的区域中的接触面积比α，可以计算预定面积的一部分处的接触面积比α，或者也可以通过计算预定面积的多个部分处的接触面积比α来获取平均值。例如，在黑点定位在接触宽度X的区域的整个面积上的情况下的接触面积比α是“1”，并且在黑点定位在接触宽度X的区域的整个面积的1/2中的情况下的接触面积比α是“0.5”。
<接触面积比、接触宽度和电荷注入量>
接下来，将描述接触面积比和充电辊2与感光鼓1之间的接触宽度以及电荷注入量之间的关系。
表1示出当接触宽度X和接触面积比α改变时电荷注入电位ΔVd的测量的结果。接触宽度X通过改变充电辊2的外径来控制。接触面积比α通过改变分散在充电辊2的表面层2c中的表面颗粒21的量来控制。此外，为了方便起见，在表1中，接触面积比α由百分比(％)表示。
表1
*1:"CRD"是充电辊直径
*2:"CW"是接触宽度
*3:"CAR"是接触面积比
*4:"CIP"是电荷注入电位
图11是示出电荷注入电位ΔVd与接触宽度X和接触面积比α的乘积之间的关系的研究结果的曲线图。在图11中，横轴表示接触宽度X和接触面积比α的乘积，并且纵轴表示电荷注入电位ΔVd。从图11应理解，接触宽度X和接触面积比α的乘积和电荷注入电位ΔVd具有大致线性关系。即，电荷注入量可以随着接触面积比α的减小而减小，并且还可以随着接触宽度X的减小而减小。
在此，下面的表2示出在电荷注入电位ΔVd改变的情况下，在调色剂图像接收材料P上的实际输出的图像上出现的图像缺陷的程度的研究结果。在本实施例中，进行了在高温/高湿环境(30℃/80％RH)下均具有5％的图像比的图像连续打印在100,000张纸上的耐久性测试。在耐久性测试之后，在相同的环境(30℃/80％RH)中，作为评价图像，输出了由字符图像、半色调图像和立体图像组成的三种图像，并且通过肉眼观察检查了由于电荷注入现象而产生条纹状图像浓度非均匀性(白色条纹)的程度。评价按以下方式执行。产生了不能被实际接受的程度的白色条纹的情况被评定为“X(不可接受)”，在一些情况下产生轻微白色条纹但处于实际上可接受的程度的情况被评定为“▲(可接受)”，没有产生白色条纹的情况被评定为“◎(好)”。
表2
*1:"SWS"表示产生轻微白色条纹
*2:"WS"表示产生白色条纹
从表2应理解，当电荷注入电位ΔVd的绝对值为13V或更小时，图像不会受到电荷注入现象的很大干扰。
根据表1和2的结果，通过使接触宽度X(mm)和接触面积比α的乘积等于或小于0.1，电荷注入电位ΔVd的绝对值可以为13V或更小，使得可以充分抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。通过设定接触宽度X(mm)和接触面积比α以便满足以下关系：(接触宽度X)×(接触面积比α)≤0.1mm，可以充分抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。此外，由表1和2以及图11的结果，为了高可靠性地抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷，接触宽度X(mm)和接触面积比α的乘积可以优选为0.05mm或更小。
顺便提及，可以认为，关于接触宽度X(mm)和接触面积比α的乘积，约±0.03内的差值是误差范围，并且也可以认为，关于电荷注入电位ΔVd的绝对值(V)，约±0.3V内的差值是误差范围。此外，从出于通过稳定充电间隙部分而稳定感光鼓1的充电过程的目的使充电辊2可以优选地在一定程度上被推压(压靠)在感光鼓1的表面上的这种角度来看，接触宽度X通常为0.2mm或更大。此外，由于充电辊2的生产原因，接触面积比α为0.005(＝0.5％)或更大。
<充电辊的表面粗糙度>
图12是示出当接触面积比α与上面所述的情况类似地改变时表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)与接触面积比α之间的关系的研究结果的曲线图(为了方便起见，图中的接触面积比α由百分比表示)。从图12应理解，充电辊2的表面粗糙度Rz与接触面积比α之间的相关性低，并且因此难以仅通过调节充电辊2的表面粗糙度Rz来控制电荷注入电位ΔVd。这可被认为是因为电荷注入电位ΔVd受到添加在充电辊2的表面层2c中的表面颗粒21的硬度等的影响。
顺便提及，用于测量充电辊2的表面粗糙度的测量装置和测量条件如下。作为测量装置，使用由Kosaka Laboratory Ltd制造的接触表面粗糙度测量装置。测定条件根据JIS1994，并且包括5000倍的纵向放大倍率、50倍的横向放大倍率、8mm的测量长度、0.5mm/s的速度以及沿着充电辊2的旋转轴线方向截取的测量方向。
如上所述，在本实施例中，充电辊2的表面粗糙度Rz不受控制，但接触宽度X和接触面积比α由充电辊2的外径和分散在充电辊2的表面层2c中的表面颗粒21控制。因此，电荷注入现象被抑制，使得可以充分抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。
顺便提及，在本实施例中，通过将表面颗粒21分散在充电辊2的表面层2c中而在充电辊2的表面处形成不平(凸起和凹陷)，并且因此控制接触面积比，但是在充电辊2的表面处形成不平的方法不限于分散表面颗粒21的方法。例如，不平可以通过在形成充电辊2的表面层2c期间或之后通过模制来形成，或者也可以通过抛光充电辊2的表面来形成。
[实施例2]
接下来，将描述本发明的另一个实施例。本实施例中的图像形成设备的基本结构和操作与实施例1中的图像形成设备的基本结构和操作相同。因此，在本实施例中的图像形成设备中，具有与实施例1中的图像形成设备的功能和结构相同或相对应的功能和结构的元件由与实施例1中相同的参考数字或符号表示，并且将省略其详细描述。
在本实施例中，在感光鼓1的保护层1d的表面处，设置多个独立的凹陷(凹部)。此外，在本实施例中，接触宽度X和接触面积比α由充电辊2的外径和感光鼓1的表面凹陷来控制。
当感光鼓1的表面层的硬度增加(低磨损度)时，感光鼓1与清洁刮刀6a之间的摩擦力增加，使得易于产生清洁刮刀6a的颤抖(异常振动)、上翻(清洁刮刀6a的自由端相对于感光鼓1的旋转方向上翻的现象)、碎裂和磨损(磨耗)。因此，为了通过控制感光鼓1与清洁刮刀6a之间的摩擦力来抑制上述不便，感光鼓1的表面设置有多个独立的凹陷(凹部)(日本专利No.4101278)。
在本实施例中，基于上述已知构造，感光鼓1的表面可以设置有凹陷。顺便提及，形成在感光鼓1的表面处的凹陷的具体示例可以被任意应用，使得本实施例可适用于包括设置有具有各种形状的凹陷的感光鼓1的图像形成设备100。
通常，凹陷被设置成使得当一边平行于感光鼓1的旋转方向并且每边均为500μm的正方形区域(500μm×500μm)设置在感光鼓1的表面的任意位置处时，在该区域中满足预定条件的特定凹陷的面积比是预定值。以下描述的感光鼓1的表面凹陷的形状示出了优选示例，并且不限于以下形状。
首先，将描述感光鼓1的表面的特定凹陷的观察方法。感光构件的表面的特定凹陷可以使用诸如激光显微镜、光学显微镜、电子显微镜或原子力显微镜的显微镜观察。
作为激光显微镜，例如以下装置可适用：由Keyence Corp.制造的超深形状测量显微镜"VK-8550"、超深形状测量显微镜"VK-9000"以及超深形状测量显微镜"VK-9500"、"VK-X200"和"VK-X100"；由Olympus Corp.制造的共聚焦激光扫描显微镜"OLS3000"；以及由Lasertec Corp.制造的真彩色共聚焦显微镜"Optelics C130"。
作为光学显微镜，例如以下装置可适用：由Keyence Corp.制造的数字显微镜“VHX-500”和数字显微镜“VHX-200”；以及由Omron Corp.制造的3D数字显微镜“VC-7700”
作为电子显微镜，例如以下装置可适用：由Keyence Corp.制造的3D真实表面视图显微镜"VE-9800"和3D真实表面视图显微镜"VE-8800"；由SII Nano Technology Inc.制造的扫描电子显微镜"Conventional/Variable Pressure SEM"；以及由Shimadzu Corp.制造的扫描电子显微镜"SUPERSCAN SS-550"。
作为原子力显微镜，例如以下装置可适用：由Keyence Corp.制造的纳米级混合显微镜"VN-8000"；由SII Nano Technology Inc.制造的扫描探针显微镜"Nano NaviStation"；以及由Shimadzu Corp.制造的扫描探针显微镜"SPM-9600"。
上面所述的对具有500μm的一边的正方形区域的观察可以以某个放大倍率执行，使得具有500μm的一边的正方形区域落入观察区域，或者还可以以这样一种方式执行，即，以较高的放大倍率进行局部观察并且之后使用软件或类似物连接多个局部图像。
接下来，将描述正方形区域(500μm×500μm)中的特定凹陷。首先，用显微镜以放大的方式观察感光鼓1的表面。感光鼓1的表面是弯曲表面，使得感光鼓表面沿着圆周方向弯曲，并且因此弯曲表面的横截面轮廓被提取并且曲线(弧)经历拟合。图13是拟合的示例。图13中所示的示例是感光鼓1具有圆筒形的情况的示例。在图13中，实线101是感光鼓1的表面(弯曲表面、外周表面)的横截面轮廓，并且虚线102是拟合到横截面轮廓101的曲线。横截面轮廓101被校正使得曲线102变成直线，并且所得到的直线在感光鼓1的旋转轴线方向(与圆周方向垂直的方向)上延伸，使得所得到的平面用作参考平面。此外在感光鼓1的形状不是圆筒形的情况下，与感光鼓1具有圆筒形的情况中类似地获得参考平面。定位在所得到的参考平面的下方的部分是正方形区域中的特定凹陷(凹部)。从参考平面到凹陷的最低点的距离是凹陷的深度。在本实施例中，特定凹陷的深度是1.0μm。此外，凹陷中的每一个凹陷的横截面是开口，并且在感光鼓1的旋转轴线方向上与开口相交的线段中的最长线段的长度是凹陷的开口的宽度。
在本实施例中，特定凹陷中的每一个凹陷的开口的宽度是40μm。顺便提及，在本实施例中，在感光鼓1的圆周方向上与特定凹陷中的每一个凹陷的开口相交的线段中的最长线段的长度是80μm。此外，在本实施例中，正方形区域(500μm×500μm)中的特定凹陷的面积是125,000μm2，使得正方形区域中的特定凹陷的面积比是50％。顺便提及，特定凹陷的面积比是特定凹陷的开口总面积与特定凹陷的开口总面积加上除了特定凹陷之外的部分的总面积之和的比例(由百分比(％)表示)。
图14的部分(a)和(b)是示出本实施例中的特定凹陷中的每一个凹陷的形状的示意图，其中部分(a)示出参考平面上的开口的形状(在与参考平面基本上垂直的方向上看到的表面形状)，并且部分(b)示出基本上平行于感光鼓1的圆周方向的特定凹陷的横截面形状。顺便提及，图14的部分(b)所示的特定凹陷的横截面形状对应于上面所述的校正之后的横截面轮廓。
首先，将描述本实施例中的特定凹陷的开口的形状。特定凹陷包括作为在特定凹陷与参考平面齐平的情况下形成的假想平面的开口平面(表面)。如图14的部分(a)所示，本实施例中的特定凹陷的开口所具有的形状使得：相对于感光鼓1的圆周方向的一侧上的一部分具有由两条直线形成的顶点(相交点)，并且另一侧上的一部分具有半圆形状。此外，本实施例中的凹陷的开口使得：当直线A沿着圆周方向通过顶点时，从开口的边缘到直线A的距离从最远离直线A的两点(开口的边缘的两个位置，作为与两点和直线A交叉的双指向箭头的虚线与开口边缘相交的两点)朝向顶点逐渐减小。在本实施例中，由感光鼓1的旋转轴线方向和连接上述两点(在该处开口的宽度变成最大)与所述顶点的两条直线中的每一条形成的角度θ1是53°。因此，当清洁刮刀6a清洁感光鼓1的稳定性下降时在高温/高湿环境中产生的条状图像缺陷(初始条纹)的程度可以减小。顺便提及，在形成凹陷的开口的外形的线是曲线的情况下，当获取形成在曲线之间的角度和形成在曲线与直线之间的角度时，关于曲线，可能仅需要使用其切线。
接下来，将描述基本上平行于感光鼓1的圆周方向的特定凹陷的横截面形状。如图14的部分(b)所示，本实施例中的特定凹陷所具的形状使得：相对于感光鼓1的圆周方向的一侧上的部分具有这样的形状，即，深度从在深度方向上距开口平面最深的最深点朝向上述顶点(相交点)线性变浅，并且另一侧上的部分具有部分圆顶状的形状。在本实施例中，当特定凹陷在感光鼓1的旋转轴线方向上投影时，由开口平面上的直线和连接顶点和相对于深度方向最深点的直线形成的角度θ2是2.9°。
在此，感光鼓1的表面凹陷可以通过一种方法形成，在所述方法中，具有预定形状的模具与感光鼓1的表面按压接触，使得形状转印到感光鼓表面上。例如，模具通过按压接触形状转印处理装置与感光鼓1的表面(外周表面)连续接触并压靠在所述表面上，同时使感光鼓1旋转，使得可以形成凹陷。作为另一种方法，还已知通过激光辐射等方法在感光鼓1的表面上形成特定形状凹陷的方法。
顺便提及，关于设置在感光鼓1的外周表面上的多个特定凹陷，所有特定凹陷可以具有相同的形状、最大开口直径和深度，并且还可以包括混合地具有不同的形状、最大开口直径和深度的特定凹陷。此外，特定凹陷的形状(在与感光鼓1的表面正交的方向上看的形状表面和基本上平行于感光鼓1的圆周方向的横截面形状两者)不限于本实施例中所描述的那些，而是也可以是所期望的各种任意形状。作为所述形状，例如可以列举圆形、椭圆形或诸如正方形、矩形、三角形、四边形、五边形和六边形的多边形。此外，特定凹陷可以设置成彼此对准或者也可以随机地设置。
在本实施例中，感光鼓1与充电辊2之间的接触面积比α能够通过在感光鼓1的表面上提供具有上述形状的凹陷而减少到实施例1中的接触面积比α的约80％。顺便提及，在本实施例中，接触面积比α的测量以感光鼓1的表面层(保护层1d)从感光鼓1剥落并且之后施加到实施例1中所描述的玻璃板(图8)上的方式与实施例1类似地执行。
此外，在接触宽度X和接触面积比α根据充电辊2的外径和感光鼓1的表面凹陷的开口的数量改变的条件下检查了由于电荷注入现象引起的图像缺陷的发生的程度。顺便提及，在本实施例中，充电辊2的表面层2c用尼龙树脂形成，并且表面颗粒21未分散在所述表面层中。因此，结果证明，可以通过类似于实施例1中的情况使接触宽度X(mm)和接触面积比α的乘积为0.1mm或更小来充分抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。此外，结果证明，通过使接触宽度X(mm)和接触面积比α的乘积为0.05mm或更小可以以高可靠性抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。
如上所述，在本实施例中，充电辊2的表面粗糙度Rz不被控制，但是接触宽度X和接触面积比α由充电辊2的外径和分散在充电辊2的表面层2c中的表面颗粒21控制。因此，电荷注入现象被抑制，使得可以充分抑制由于电荷注入现象引起的图像缺陷。
顺便提及，接触面积比α还可以通过控制充电辊2的表面形状和感光鼓1的表面形状这两者来控制。
虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最广泛的解释以便涵盖所有此类变形和等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种图像形成设备，包括：
可旋转的感光构件，所述可旋转的感光构件包括具有47％或更大的弹性变形率的表面；
充电辊，所述充电辊包括弹性层并且被配置成在仅施加直流电压的情况下对所述感光构件充电，其中所述充电辊通过以预定的推压力被推压在所述感光构件上而沿着所述感光构件的表面通过弹性变形形成夹持部，并且在所述夹持部中，所述充电辊的表面和所述感光构件的表面在多个独立的接触部分处彼此接触；以及
图像形成部分，所述图像形成部分被配置成在由所述充电辊充电的所述感光构件上形成调色剂图像，
其中当通过以预定的推压力将充电辊推压在测量接触构件上而形成对应于夹持部的夹持部区域并且随后测量所述充电构件的表面和所述测量接触构件彼此接触的多个独立的接触部分的面积时，满足以下关系：
(接触宽度X)(mm)×(接触面积比α)≤0.1(mm)
其中,相对于与所述充电辊的纵向方向垂直的方向从夹持部区域的一端的位置到另一端的位置的长度是接触宽度X，并且各独立的接触部分的面积(mm2)的总和与设置有各独立的接触部分的测量区域的整个面积(mm2)的比是接触面积比α，
其中，测量区域是矩形区域，在所述矩形区域中，一个边缘具有在所述充电构件的纵向方向上延伸的单位长度(mm)，另一个边缘具有在与所述充电辊的纵向方向垂直的方向上延伸的所述接触宽度X(mm)，并且所述矩形区域落入夹持部区域内。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中满足以下关系：
(接触宽度X)(mm)×(接触面积比α)≤0.05(mm)。
3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中颗粒分散在所述充电辊的最外表面层中，以便满足所述关系。
4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中多个独立的凹陷设置在所述感光构件的表面上，以便满足所述关系。
5.一种能够可拆卸地安装到图像形成设备的主组件上的盒，所述盒包括：
可旋转的感光构件，所述可旋转的感光构件包括具有47％或更大的弹性变形率的表面；
充电辊，所述充电辊包括弹性层并且被配置成在仅施加直流电压的情况下对所述感光构件充电，其中所述充电辊通过以预定的推压力被推压在所述感光构件上而沿着所述感光构件的表面通过弹性变形形成夹持部，并且在所述夹持部中，所述充电辊的表面和所述感光构件的表面在多个独立的接触部分处彼此接触，
其中当通过以预定的推压力将充电辊推压在测量接触构件上而形成对应于夹持部的夹持部区域并且随后测量所述充电构件的表面和测量接触构件彼此接触的多个独立的接触部分的面积时，满足以下关系：
(接触宽度X)(mm)×(接触面积比α)≤0.1(mm)
其中，相对于与所述充电辊的纵向方向垂直的方向从夹持部区域的一端的位置到另一端的位置的长度是所述接触宽度X，并且各独立的接触部分的面积(mm2)的总和与设置有各独立的接触部分的测量区域的整个面积(mm2)的比是所述接触面积比α，
其中，所述测量区域是矩形区域，在所述矩形区域中，一个边缘具有在所述充电构件的纵向方向上延伸的单位长度(mm)，并且另一个边缘具有在与所述充电辊的纵向方向垂直的方向上延伸的所述接触宽度X(mm)，并且所述矩形区域落入夹持部区域。
6.根据权利要求5所述的盒，其中满足以下关系：
(接触宽度X)(mm)×(接触面积比α)≤0.05(mm)。
7.根据权利要求5所述的盒，其中颗粒分散在所述充电辊的最外表面层中，以便满足所述关系。
8.根据权利要求5所述的盒，其中多个独立的凹陷设置在所述感光构件的表面上，以便满足所述关系。
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