CN111722497A - 充电装置、处理盒和图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

充电装置、处理盒和图像形成设备。一种充电装置包括：充电构件，其根据接触充电方法对图像保持构件进行充电，并且包括导电基板以及设置在该导电基板上的表面层；以及清洁构件，其在接触充电构件的同时清洁充电构件，并且包括轴以及设置在该轴上的发泡弹性层，其中，充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度W之比满足2.4≤Sm/W≤5.9。

Description

充电装置、处理盒和图像形成设备
技术领域
本发明涉及一种充电装置、处理盒和图像形成设备。
背景技术
在使用电子照相系统的图像形成设备中，首先，使用充电装置在由包含无机或有机材料的光电导感光体制成的图像保持构件的表面上形成电荷，通过调制图像信号的激光束等形成静电潜像，然后利用带电的色调剂对静电潜像进行显影以形成可视的色调剂图像。
然后，将色调剂图像直接或经由中间转印体静电转印到诸如记录片材的转印材料，并定影在记录材料上以获得再现的图像。
JP-A-2015-152829公开了一种充电装置，该充电装置包括：辊状充电构件，其包括导电支撑件、设置在导电支撑件的外圆周表面上的导电弹性层以及设置在导电弹性层的外圆周表面上的导电表面层，并且该辊状充电构件具有50mN/m至90mN/m的表面自由能；以及辊状清洁构件，其包括支撑件以及设置在支撑件的外圆周表面上的发泡弹性层，并且该辊状清洁构件具有每25mm 40至75数量的泡孔(foaming cell)，并且该辊状清洁构件与充电构件的导电表面层接触旋转。
JP-A-2008-015323公开了一种充电装置，该充电装置包括充电构件，该充电构件与待充电体接触并且通过在充电构件和待充电体之间施加电压来对待充电体进行充电，其中充电构件为辊状状并且包括在金属芯上的半导电层以及在半导电层上的至少一个或更多个上层，并且当充电构件的表面上的不规则部之间的距离被设定为RSm时，满足30μm≤RSm≤320μm，并且当充电构件的表面的十点平均表面粗糙度被设定为Rz时，满足1.1μm≤Rz≤5μm。
JP-A-2007-127849公开了一种图像形成设备，该图像形成设备包括：图像保持构件；充电辊，其在与图像保持构件接触的同时旋转以对图像保持构件进行充电；以及清洁构件，其与充电辊的表面接触以去除充电辊的表面上的沉积物，其中清洁构件是具有0.18mm至1.0mm的平均泡孔直径的发泡体并且充电辊的十点表面粗糙度(Rz)为1μm至17μm。
当图像保持构件(例如，电子照相感光体)上的污染物转移到充电构件时，充电构件的充电能力可能下降，并且当充电能力下降时，例如，可能存在出现图像条纹故障(条纹图像缺陷)的图像缺陷的情况。
发明内容
本公开的非限制性示例性实施方式的各方面涉及一种充电装置，其与这样的充电装置相比防止出现图像条纹故障：该充电装置包括根据接触充电方法对图像保持构件进行充电并且包括表面层的充电构件、以及在与充电构件接触的同时清洁充电构件并且具有发泡弹性层的清洁构件，其中充电构件中的表面层的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面(nodal section)的宽度(W)之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
根据本发明的第一方面，提供了一种充电装置，该充电装置包括：
充电构件，其根据接触充电方法对图像保持构件进行充电，并且包括导电基板以及设置在导电基板上的表面层；以及
清洁构件，其在与充电构件接触的同时清洁充电构件，并且包括轴以及设置在轴上的发泡弹性层，
其中，充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比满足2.4≤Sm/W≤5.9。
根据本发明的第二方面，在根据第一方面的充电装置中，关于充电构件，轴向方向上的表面层的十点平均粗糙度(Rz)与不规则部之间的距离(Sm)之比满足15≤Sm/Rz≤35，并且关于清洁构件，泡孔壁表面的节面的宽度(W)为30μm至50μm。
根据本发明的第三方面，在根据第一方面或第二方面的充电装置中，关于清洁构件，发泡弹性层从轴的一个端部侧到另一端部侧螺旋地设置。
根据本发明的第四方面，在根据第三方面的充电装置中，关于清洁构件，发泡弹性层的泡孔数量为80孔/25mm至105孔/25mm，并且发泡弹性层的螺旋角为5°至70°。
根据本发明的第五方面，在根据第四方面的充电装置中，关于清洁构件，发泡弹性层的泡孔数量为85孔/25mm至100孔/25mm，并且发泡弹性层的螺旋角为10°至60°。
根据本发明的第六方面，在根据第一至第五方面中的任一方面的充电装置中，关于清洁构件，泡孔壁表面的节面的宽度W为30μm至50μm，并且发泡弹性层的密度为60kg/m3至100kg/m3。
根据本发明的第七方面，在根据第一至第六方面中的任一方面的充电装置中，关于充电构件，表面层包含不规则部形成颗粒。
根据本发明的第八方面，在根据第七方面的充电装置中，关于充电构件，不规则部形成颗粒是聚酰胺颗粒。
根据本发明的第九方面，在根据第七方面或第八方面的充电装置中，关于充电构件，相对于包含在表面层中的100重量份的粘结剂树脂，表面层包含量为5重量份至30重量份的体积平均粒径为5μm至20μm的不规则部形成颗粒作为不规则部形成颗粒。
根据本发明的第十方面，提供了一种处理盒，该处理盒包括：
图像保持构件；以及
根据第一至第九方面中的任一方面的充电装置，
其中，该处理盒可从图像形成设备拆卸。
根据本发明的第十一方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括：
图像保持构件；
根据第一至第九方面中的任一方面的充电装置，其对图像保持构件的表面进行充电；
显影装置，其在图像保持构件的带电表面上形成静电潜像；
潜像形成装置，其在图像保持构件的带电表面上形成潜像；
显影装置，其利用包含色调剂的显影剂对形成在图像保持构件的表面上的潜像进行显影，以在图像保持构件的表面上形成色调剂图像；以及
转印装置，其将形成在图像保持构件的表面上的色调剂图像转印到记录介质。
根据第一方面中所描述的本发明，提供了一种充电装置，其与这样的充电装置相比防止出现图像条纹故障：该充电装置包括根据接触充电方法对图像保持构件进行充电并且包括表面层的充电构件以及在与充电构件接触的同时清洁充电构件并且具有发泡弹性层的清洁构件，其中充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
根据第二方面中所描述的本发明，提供了一种充电装置，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：应用轴向方向上的表面层中的十点平均粗糙度Rz与不规则部之间的距离Sm之比(Sm/Rz)小于15或大于35的充电构件或者泡孔壁表面的节面的宽度W小于30μm或大于50μm的清洁构件。
根据第三方面中所描述的本发明，提供了一种包括清洁构件的充电装置，该清洁构件包括从轴的一个端部侧到另一端部侧螺旋地设置的发泡弹性层，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
根据第四方面或第五方面中所描述的本发明，提供了一种充电装置，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：应用清洁构件，该清洁构件包括泡孔数量小于80孔/25mm或大于105孔/25mm或者螺旋角小于5°或大于70°的发泡弹性层。
根据第六方面中所描述的本发明，提供了一种充电装置，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：应用清洁构件，该清洁构件包括泡孔壁表面的节面的宽度W小于30μm或超过50μm或者密度小于60kg/m3或超过100kg/m3的发泡弹性层。
根据第七方面中所描述的本发明，提供了一种包括充电构件的充电装置，该充电构件在表面层中包含不规则部形成颗粒，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
根据第八方面中所描述的本发明，提供了一种充电装置，该充电装置包括具有表面层的充电构件，该表面层包含聚酰胺颗粒作为不规则部形成颗粒，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
根据第九方面中所描述的本发明，提供了一种充电装置，其与以下情况相比防止出现图像条纹故障：应用充电构件，其中包含在表面层中的不规则部形成颗粒的体积平均粒径小于5μm或大于20μm，或者相对于包含在表面层中的100重量份的粘结剂树脂，包含在表面层中的不规则部形成颗粒的含量小于5重量份或超过30重量份。
根据第十方面中所描述的本发明，提供了一种设置有充电装置的处理盒，其与这样的充电装置相比防止出现图像条纹故障：该充电装置包括根据接触充电方法对图像保持构件进行充电并且包括表面层的充电构件以及在与充电构件接触的同时清洁充电构件并且具有发泡弹性层的清洁构件，其中充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度W之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
根据第十一方面中所描述的本发明，提供了一种设置有充电装置的图像形成设备，其与这样的充电装置相比防止出现图像条纹故障：该充电装置包括根据接触充电方法对图像保持构件进行充电并且包括表面层的充电构件以及在与充电构件接触的同时清洁充电构件并且具有发泡弹性层的清洁构件，其中充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度W之比(Sm/W)小于2.4或大于5.9。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：
图1是示出根据示例性实施方式的充电装置的示例的示意性立体图；
图2是示出示例性实施方式中的充电构件的示例的示意性立体图；
图3是示出示例性实施方式中的清洁构件的示例的示意性配置图；
图4是示出示例性实施方式中的清洁构件的示例的示意性配置图；
图5是示出示例性实施方式中的轴向方向上的清洁构件的示意性截面图；
图6是示出示例性实施方式中的制造清洁构件的方法的示例中的工艺的工艺图；
图7是示出示例性实施方式中的制造清洁构件的方法的示例中的工艺的工艺图；
图8是示出示例性实施方式中的制造清洁构件的方法的示例中的工艺的工艺图；
图9是示出另一示例性实施方式中的清洁构件中的发泡弹性层的示例的放大截面图；
图10是示出另一示例性实施方式中的清洁构件中的发泡弹性层的放大截面图；
图11是示出根据示例性实施方式的图像形成设备的示例的示意性配置图；
图12是示出根据示例性实施方式的图像形成设备的另一示例的示意性配置图；
图13是示出根据示例性实施方式的图像形成设备的另一示例的示意性配置图；以及
图14是示出根据示例性实施方式的处理盒的示例的示意性配置图。
具体实施方式
以下，将描述本发明的示例性实施方式。这些描述和示例示出示例性实施方式并且不限制本发明的范围。
在本说明书中提及组合物中的各个组分的量的情况下，当存在与组合物中的各个组分对应的多种物质时，除非另外指明，否则意指存在于组合物中的这多种物质的总量。在本说明书中，“电子照相感光体”也被简称为“感光体”。在本说明书中，充电构件的“轴向方向”意指充电构件的旋转轴延伸的方向。此外，在本说明书中，“导电”意指20℃下的体积电阻率为1×1014Ωcm或以下。
<充电装置>
根据示例性实施方式的充电装置包括：充电构件，其根据接触充电方法对图像保持构件进行充电，并且包括导电基板以及设置在导电基板上的表面层；以及清洁构件，其在接触充电构件的同时清洁充电构件，并且包括轴以及设置在轴上的发泡弹性层。另外，充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比满足2.4≤Sm/W≤5.9。
在当前电子照相技术领域，需要构造小尺寸和低成本电子照相设备，并且常常采用接触充电方法进行充电。此外，近来，为了实现更高的可靠性，充电构件对感光体(图像保持构件的示例)进行充电的能力需要长时间维持；然而，在充电构件的表面上，由于由色调剂颗粒以及作为色调剂的组分的外部添加剂的污染导致的电劣化，可能无法确保维持目标充电能力。当充电能力劣化时，表现为诸如图像条纹故障的图像质量缺陷。换言之，需要改进充电构件表面的污染特性。
当使用接触充电方法的充电构件时色调剂颗粒和外部添加剂的污染是由存在于感光体与充电构件之间的接触部分处的未被感光体清洁部分完全清洁的色调剂和外部添加剂所谓“转嫁”导致的。为了去除充电构件上的污染物，通过清洁构件对充电构件执行清洁的方法是已知的，但是最初存在于感光体上的污染物在感光体与充电构件之间的接触部分处转移到充电构件。
当通过清洁构件清洁从感光体(图像保持构件的示例)转移到充电构件的污染物时，通过从发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面执行清洁。具体地，当去除附着到充电构件的表面上的不平形状的凹陷部分的污染物时，如果充电构件中的表面层的不规则部之间的距离Sm较小，则从发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面很难进入，因此不容易去除污染物。另一方面，当从发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度较大时，节面很难进入，不容易去除污染物。
另一方面，利用根据示例性实施方式的具有上述配置的充电构件，可获得表现出较少图像条纹故障的图像(即，防止出现图像条纹故障)。尽管原因不清楚，假设如下。
通过与从发泡弹性层(用作污染物去除功能点)的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度较小的清洁构件组合使用表面层的不规则部之间的距离Sm较大的充电构件，去除附着到充电构件的污染物变得容易。即，当充电构件中的表面层的不规则部之间的距离(Sm)与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度(W)之比(Sm/W)在上述范围内时，认为去除附着到充电构件的污染物变得容易，因此防止出现图像条纹故障。
以下，将参照图1描述根据示例性实施方式的充电装置的细节。图1是示出根据示例性实施方式的充电装置的示例的示意性立体图。
如图1所示，在根据示例性实施方式的充电装置12中，充电构件121和清洁构件122以特定咬合量彼此接触设置。另外，充电构件121的导电基板(图2中的30)的轴向端部和清洁构件122的轴122A二者由导电轴承123(例如，导电轴承)保持，使得各个构件可自由地旋转。导电轴承123的一侧连接到电源124。例如，充电构件121是包括导电基板(图2中的30)以及设置在导电基板(图2中的30)上的表面层(图2中的32)的辊构件。例如，清洁构件122是包括轴122A以及设置在轴122A的外圆周表面上的发泡弹性层122B的辊构件。如上所述，参照图1描述根据示例性实施方式的充电装置，但是示例性实施方式不限于此。
在根据示例性实施方式的充电装置中，可采用仅对充电构件施加DC电压的方法、仅对充电构件施加AC电压的方法以及对充电构件施加AC电压叠加在DC电压上的电压的方法中的任一个。
在根据示例性实施方式的充电装置中，充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm与从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度W之比满足2.4≤Sm/W≤5.9。从防止出现图像条纹故障的角度，比率Sm/W优选满足2.6≤Sm/W≤5.0，更优选满足3.0≤Sm/W≤4.6。
在示例性实施方式中的充电装置中，更优选的是，从防止出现图像条纹故障的角度，轴向方向上的表面层的不规则部之间的距离Sm与轴向方向上的充电构件中的表面层的十点平均粗糙度Rz之比(Sm/Rz)满足15≤Sm/Rz≤35并且泡孔壁表面的节面的宽度W为30μm至50μm。更优选的是，比率Sm/Rz满足20≤Sm/Rz≤30，并且泡孔壁表面的节面的宽度W为35μm至45μm。
当充电构件中的比率Sm/Rz为35或以下，并且清洁构件中的泡孔壁表面的节面的宽度W为30或以上时，容易地防止感光体与充电辊的表面上的不规则部之间的接触，并且减小接触点。结果，容易地防止从作为待充电构件的感光体转移到充电构件的污染物的量。另外，当充电构件中的比率Sm/Rz为15或以下，并且清洁构件中的泡孔壁表面的节面的宽度W为50μm或以下时，充电构件表面和清洁构件的接触点增加(即，清洁构件中的弹性层的节面甚至进入充电构件表面上形成为不平形状的间隙中)，并且更多污染物被去除，因此防止充电构件的充电能力的劣化，并且在所获得的图像中，容易地防止在所获得的图像中出现条纹。
稍后将描述测量充电构件中的表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm的方法以及测量从清洁构件中的发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度W的方法。
接下来，将描述构成根据示例性实施方式的充电装置的各个部分。
(充电构件)
将描述示例性实施方式中的充电构件。示例性实施方式中的充电构件是根据接触充电方法对图像保持构件进行充电的充电构件。例如，充电构件包括导电基板、设置在导电基板上的弹性层以及设置在弹性层上的表面层。
根据示例性实施方式的充电构件的形状不受特别限制，并且可以是辊状、刷形、带(管)形、刀形等。在这些当中，如图2所示的辊状充电构件(即，所谓充电辊)是优选的。
图2是示出示例性实施方式中的充电构件的示例的示意性立体图。如图2所示的充电构件208A包括：导电基板30，其是中空或非中空圆柱形构件；弹性层31，其设置在导电基板30的外圆周表面上；以及表面层32，其设置在弹性层31的外圆周表面上。如图2所示的充电构件208A用作如图1所示的充电装置12的充电构件121。如上所述，参照图2描述示例性实施方式中的充电构件，但示例性实施方式不限于此。
在根据示例性实施方式的充电构件中，从防止出现图像条纹故障的角度，表面层的表面上的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm优选为50μm至300μm，更优选为100μm至200μm。
另外，在根据示例性实施方式的充电构件中，表面层中的轴向方向上的突出峰高度Spk优选满足Spk≤5μm，更优选满足Spk≤4μm，更优选满足Spk≤3.5μm。突出峰高度Spk的下限不受特别限制，例如，其可为2μm或以上(即，Spk可满足2μm≤Spk≤5μm)。当Spk的下限为2μm或以上时，容易地防止出现图像条纹故障。此外，当突出峰高度Spk满足Spk≤5μm时，容易地防止感光体的表面的磨损。
不规则部之间的距离Sm基于JIS B 0601:1994来测量。
不规则部之间的距离Sm以这样的方式获得：从其平均线的方向上的粗糙度曲线提取参考长度，然后与所提取的部分中的一个峰和该峰相邻的一个谷对应的平均线的长度之和，并且多个不规则部的间隔的算术平均值以微米(μm)表示。使用接触型表面粗糙度测量设备(由Tokyo Seimitsu有限公司制造的SURFCOM 570A)在23℃和55％RH的环境下执行不规则部之间的距离Sm的测量。测量距离被设定为4mm，并且使用金刚石针尖(5μmR，90°圆锥)来测量接触针，然后计算平均值。在轴向方向的情况下，例如，不规则部之间的距离Sm在轴向方向上被划分成六个部分，并且通过测量这六个部分的中央部分而获得的值是平均值。在圆周方向的情况下，例如，不规则部之间的距离Sm在轴向方向上的中央部分处在圆周方向上被划分成六个部分，并且通过测量这六个部分的中央处的位置而获得的值是平均值。
十点平均粗糙度Rz是基于JIS B 0601:1994测量的十点平均粗糙度Rz。使用接触型表面粗糙度测量设备(由Tokyo Seimitsu有限公司制造的SURFCOM 570A)在23℃和55％RH的环境下执行十点平均粗糙度Rz的测量。测量距离被设定为2.5mm，并且使用金刚石针尖(5μmR，90°圆锥)来测量接触针，然后计算平均值。在轴向方向的情况下，例如，十点平均粗糙度Rz在轴向方向上被划分成六个部分，并且通过测量这六个部分的中央部分而获得的值是平均值。在圆周方向的情况下，例如，十点平均粗糙度Rz在轴向方向上的中央部分处在圆周方向上被划分成六个部分，并且通过测量这六个部分的中央处的位置而获得的值是平均值。
突出峰高度Spk是表示ISO 25178-2:2012中定义的三维表面性质的参数并且通过三维表面粗糙度分布计算。所测量的表面的粗糙度曲线中高于芯的突出脊的平均高度。可通过执行整个图像的曲面校正并从利用激光显微镜(由Keyence公司制造的VK-X150)以20倍放大率、2048×1536像素(0.34μm/像素)的测量尺寸和0.75μm的测量间距观察的图像执行三维测量来计算突出峰高度Spk，执行整个图像的曲面校正以计算三维测量。在轴向方向上的三个不同的位置处测量突出峰高度Spk，并且计算其平均值。例如，突出峰高度Spk在轴向方向上被划分成三个部分，并且通过测量这三个部分的中央部分而获得的值是平均值。
在根据示例性实施方式的充电构件中，当圆周方向上的Rz与Sm之比(Sm/Rz)被设定为A并且轴向方向上的Rz与Sm之比(Sm/Rz)被设定为B时，从防止出现图像条纹故障的角度，A与B之比优选满足0.8≤A/B≤1.2，更优选满足0.9≤A/B≤1.1。
在根据示例性实施方式的充电构件中，从防止出现图像条纹故障的角度，Sm与Spk之比(Sm/Spk)优选满足25≤Sm/Spk≤75，更优选满足40≤Sm/Spk≤70。比率Sm/Spk表示轴向方向上的表面层的表面上的Sm与Spk之比。需要注意的是，当比率Sm/Spk在25≤Sm/Spk≤75的范围内时，容易地防止图像保持构件的磨损。
更优选的是，根据示例性实施方式的充电构件在表面层上包含不规则部形成颗粒。通过在表面层中包含不规则部形成颗粒，制造满足Sm的范围、Sm/Rz的范围、Spk上限值、A/B的范围和Sm/Spk的范围的充电构件变得容易。另外，通过选择不规则部形成颗粒的种类和含量以及形成各个层时的形成温度和时间，可在表面层中形成目标不平形状，并且可调节Sm/Rz比、Spk、A/B比和Sm/Spk比。这些特性可通过不规则部形成颗粒的粒径和表面层的膜厚度的组合来调节。此外，这些特性可通过在表面层中包含不规则部形成颗粒并调节轴向方向上的弹性层的十点平均粗糙度Rz2来调节。
包含在表面层中的不规则部形成颗粒的材料不受特别限制，其可以是无机颗粒或有机颗粒。包含在表面层中的不规则部形成颗粒的具体示例包括诸如二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒和锆石(ZrSiO4)颗粒的无机颗粒以及诸如聚酰胺颗粒、氟树脂颗粒和有机硅树脂颗粒的树脂颗粒。其中，从防止出现图像条纹故障的角度，包含在表面层中的不规则部形成颗粒更优选为树脂颗粒，更优选为聚酰胺颗粒。可单独包含不规则部形成颗粒，或者可在表面层中包含两种或更多种的不规则部形成颗粒。
另外，作为不规则部形成颗粒，从防止出现图像条纹故障的角度，相对于包含在表面层中的100重量份的粘结剂树脂，表面层优选包含量为5重量份至30重量份的体积平均粒径为5μm至20μm的不规则部形成颗粒。此外，相对于100重量份的粘结剂树脂，表面层更优选包含量为8重量份至20重量份的体积平均粒径为8μm至15μm的不规则部形成颗粒。
在示例性实施方式中的测量颗粒的体积平均粒径的方法中，使用通过切割层而获得的样品，利用电子显微镜观察样品，测量100个颗粒的直径(最大直径)，并且对所测量的直径进行体积平均以计算体积平均粒径。另外，例如，可使用由Sysmex公司制造的Zetasizer Nano ZS来测量平均粒径。
在根据示例性实施方式的充电构件在表面层中包含不规则部形成颗粒的情况下，其可仅包含表面层，或者可包含表面层和弹性层这两个层。
[导电基板]
导电基板用作充电构件的电极和支撑件。导电基板的示例包括导电材料，例如：诸如铝、铜合金和不锈钢的金属或合金；镀铬、镍等的铁；和导电树脂。示例性实施方式中的导电基板用作充电辊的电极和支撑构件，其材料的示例包括诸如铁(易切削钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝和镍的金属。在示例性实施方式中，导电基板是导电杆状构件，导电基板的示例包括外圆周表面被镀覆的构件(例如，树脂或陶瓷构件)、分散有导电剂的构件(例如，树脂或陶瓷构件)。导电基板可以是中空构件(圆筒构件)或非中空构件。
[弹性层]
例如，弹性层是包括弹性材料和导电剂的导电层。弹性层可根据需要包含其它添加剂。
弹性层可以是单层或多个层的层压物。弹性层可以是导电发泡弹性层、导电非发泡弹性层，或者可以是导电发泡弹性层和导电非发泡弹性层的层压物。
弹性材料的示例包括聚氨酯、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、表氯醇橡胶、表氯醇-环氧乙烷橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、氯化聚异戊二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、天然橡胶以及与这些混合的弹性材料。在这些弹性材料当中，聚氨酯、有机硅橡胶、丁腈橡胶、表氯醇橡胶、表氯醇-环氧乙烷橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶以及与这些混合的弹性材料可能是优选的。
作为导电剂，举例说明电子导电剂或离子导电剂。电子导电剂的示例包括：诸如炭黑的粉末，例如炉黑、热裂解炭黑、槽法炭黑、科琴黑、乙炔黑和色素炭黑；热解碳；石墨；金属或合金，例如铝、铜、镍和不锈钢；金属氧化物，例如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体和氧化锡-氧化铟固溶体；以及通过对绝缘材料的表面执行导电处理而获得的材料。另外，离子导电剂的示例包括：诸如四乙基铵、月桂基三甲基铵和苄基三烷基铵的高氯酸盐或氯酸盐；诸如锂和镁的碱金属；以及诸如碱土金属的高氯酸盐或氯酸盐。导电剂可单独使用或者以两种或更多种的组合使用。例如，导电剂具有优选为1nm至200nm的平均基本粒径。
相对于100重量份的弹性材料，弹性层中的电子导电剂的含量优选为1重量份至30重量份，更优选为15重量份至25重量份。相对于100重量份的弹性材料，弹性层中的离子导电剂的含量优选为0.1重量份至5重量份，更优选为0.5重量份至3重量份。另外，通过利用电子显微镜观察通过切下弹性层而获得的样品，测量100个导电剂的直径(最大直径)，然后对所测量的直径取平均来计算平均粒径。另外，例如，可使用由Sysmex公司制造的ZetasizerNano ZS来测量平均粒径。
导电剂的含量不受特别限制，在上述电子导电剂的情况下，相对于100重量份的弹性材料，其优选为1重量份至30重量份，更优选为15重量份至25重量份。另一方面，在离子导电剂的情况下，相对于100重量份的弹性材料，其优选为0.1重量份至5.0重量份，更优选为0.5重量份至3.0重量份。
要混合到弹性层的其它添加剂的示例包括软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶联剂、填料(例如，二氧化硅、碳酸钙和粘土矿物)。
弹性层的厚度优选为1mm至10mm，更优选为2mm至5mm。弹性层的体积电阻率优选为1×103Ωcm至1×1014Ωcm。
需要注意的是，弹性层的体积电阻率是通过以下方法测量的值。片状测量样品取自弹性层，使用测量夹具(R12702A/B电阻率室：由Advantest公司制造)和高电阻测量仪器(R8340A数字高电阻/微安计：由Advantest公司制造)根据JIS K 6911(1995)对测量样品施加调节为使得电场(施加的电压/组合物片材厚度)变为1000V/cm的电压达30秒，并且从电流值，使用下式执行计算。
体积电阻率(Ωcm)＝(19.63×施加电压(V))/(电流值(A)×测量样品的厚度(cm))在弹性层中，在表面层侧的表面(即，除了表面层之外的弹性层的前表面)中，从防止出现图像条纹故障的角度，轴向方向上的十点平均粗糙度Rz2优选满足3≤Rz2≤10。Rz2更优选满足3.5≤Rz2≤8，更优选满足4≤Rz2≤7。
为了控制Rz2处于上述范围内，例如，在导电基板上形成弹性层，然后调节弹性层表面的抛光条件。
在测量Rz2的方法中，首先，通过在能够去除待测量的充电构件的表面层的有机溶剂(例如，诸如甲醇的醇溶剂)中溶解来暴露弹性层。然后，通过与上述测量十点平均粗糙度Rz的方法相同的方法来测量暴露的弹性层的表面。
在导电基板上形成弹性层的方法的示例包括：通过利用挤出机将弹性材料、导电剂和其它添加剂混合的弹性层形成组合物与圆柱形导电基板共挤出来在导电基板的外圆周表面上形成弹性层形成组合物层，然后对弹性层形成组合物层进行加热和交联以形成弹性层的方法；以及通过将弹性材料、导电剂和其它添加剂混合的弹性层形成组合物挤出到环形带状导电基板的外圆周表面来在导电基板的外圆周表面上形成弹性层形成组合物层，然后对弹性层形成组合物层进行加热和交联以形成弹性层的方法。导电基板可在其外圆周表面上具有粘合层。
[表面层]
根据示例性实施方式的充电构件还包括在弹性层上的表面层。例如，表面层是包含树脂的层。表面层可根据需要包含其它添加剂等。可用于表面层的粘结剂树脂的示例包括聚氨酯树脂、聚酯、苯酚、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂和纤维素。为了将表面层的电阻率调节为适当值，在许多情况下包含导电颗粒。导电颗粒优选具有3μm或以下的粒径和109Ωcm或以下的体积电阻率。例如，可使用由金属氧化物(例如，氧化锡、氧化钛或氧化锌或其合金)或炭黑组成的颗粒。
表面层的厚度优选为2μm至10μm，更优选为3μm至8μm。表面层的体积电阻率优选为1×105Ωcm至1×108Ωcm。
作为施加表面层的方法，可使用诸如辊涂法、刮刀涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、气刀涂布法和帘式涂布法的一般方法。辊涂法优选应用于端部附近比中央部分附近厚的本发明，因为不会发生端部滴落。另外，浸涂法优选应用于本发明，因为即使发生端部滴落，其也可有效地形成具有很少缺陷的膜。
[粘合层]
根据示例性实施方式的充电构件可包括在导电基板和弹性层之间的粘合层。作为插置在弹性层和导电基板之间的粘合层，可提及树脂层，其具体示例包括聚烯烃、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、丁腈橡胶、氯橡胶、氯乙烯树脂、醋酸乙烯酯树脂、聚酯、酚醛树脂和有机硅树脂的树脂层可提及。粘合层可包含导电剂(例如，电子导电剂或离子导电剂)。
从粘附的角度，粘合层的厚度优选为1μm至100μm，更优选为2μm至50μm，特别优选为5μm至20μm。
(清洁构件)
将描述示例性实施方式中的清洁构件。示例性实施方式中的清洁构件包括发泡弹性层。具体地，提供轴以及设置在轴部的外圆周表面上的发泡弹性层。发泡弹性层可被设置为覆盖轴的外圆周表面的与待清洁体(即，根据示例性实施方式的充电构件)接触的区域的整个表面，并且可绕轴从其一端到另一端螺旋缠绕设置。从防止出现图像条纹故障的角度，清洁构件优选包括轴以及从轴的一个端部侧到另一端部侧螺旋设置的发泡弹性层。
图3是示出示例性实施方式中的清洁构件的示例的示意性配置图，并且是示意性立体图。图4是示出示例性实施方式中的清洁构件的示例的示意性配置图，并且是平面图。
图3和图4所示的清洁构件100(清洁构件的示例)设置有芯100A(轴的示例)以及设置在芯100A的外圆周表面上并与充电构件(例如，图1所示的充电构件121)接触的发泡弹性层100B(发泡弹性层的示例)。除了芯100A和发泡弹性层100B之外，清洁构件100包括将芯100A和发泡弹性层100B粘结的粘合层100D，并被设定为辊状构件。
[芯100A]
作为用于芯100A的材料，可举例说明金属(例如，易切削钢、不锈钢等)或树脂(例如，聚缩醛树脂(POM))。需要注意的是，优选根据需要选择材料和表面处理方法。
具体地，在芯100A由金属制成的情况下，优选执行镀覆处理。另外，在树脂等不具有导电性的情况下，其可由诸如镀覆处理的一般处理处理以进行导电处理，或者可原样使用。
[粘合层100D]
粘合层100D不受特别限制，只要其可将芯100A和发泡弹性层100B粘结即可，并且由例如双面胶带或另一粘合剂制成。
[发泡弹性层100B]
发泡弹性层100B由具有气泡的材料(所谓发泡体)制成。发泡弹性层100B的具体材料将稍后描述。
如图3和图4所示，发泡弹性层100B通过从芯100A的一个轴端到另一轴端绕芯100A的外圆周表面螺旋缠绕来设置。具体地，如图6至图8所示，发泡弹性层100B形成为使得芯100A从芯100A的一个轴端到另一轴端设定为螺旋轴，并且条状发泡弹性构件100C(以下，可称为条带100C)形成为以间隔绕芯100A螺旋缠绕。
图5是示出根据示例性实施方式的轴向方向上的清洁构件的示意性截面图。如图5所示，发泡弹性层100B具有在轴向方向上在芯100A的横截面上由四条边(包括曲线)围绕的四边形形状，并且包括突出部分120B，该突出部分120B设置在轴向方向(K方向)上的发泡弹性层100B的两个端部并且从中央部分120A相对于芯100A径向向外突出。突出部分120B沿着发泡弹性层100B的纵向方向形成。
然后，当突出部分120B例如在纵向方向上对发泡弹性层100B施加张力时，在宽度方向上的发泡弹性层100B的外圆周表面的中央部分120A以及宽度方向上的两个端部中生成并形成外径差异。这里，在示例性实施方式中，突出部分120B的范围是指沿着以凹陷形状弯曲的弹性层的表面测量的K方向上的距离的从一端侧到另一端侧的至多10％的范围。此外，中央部分120A的范围是指除了K方向上的两端处的突出部分120B的范围之外的部分。
例如，发泡弹性层100B的厚度(宽度方向上的中央部分处的厚度)可为1.0mm至3.0mm，优选为1.4mm至2.6mm，更优选为1.6mm至2.4mm。
例如，如下测量发泡弹性层100B的厚度。
使用激光测量机(由Mitutoyo公司制造的激光扫描测微计)，通过在清洁构件的圆周方向固定的状态下在清洁构件的纵向方向(轴向方向)上以1mm/s的横向速度扫描发泡弹性层来测量发泡弹性层的厚度(发泡弹性层厚度)的分布。之后，通过在圆周方向上使位置移位(圆周方向上的位置以120°间隔位于三个点处)来执行相同的测量。基于该分布来计算发泡弹性层100B的厚度。
发泡弹性层100B螺旋设置，并且具体地，例如，螺旋角θ为5°至70°(优选10°至65°，更优选10°至60°，更优选15°至50°)，螺旋宽度R1可为3mm至25mm(优选3mm至10mm)。螺距R2可为例如3mm至25mm(优选15mm至22mm)(参照图4)。
发泡弹性层100B可具有20％至70％，优选25％至55％的覆盖率(发泡弹性层100B的螺旋宽度R1/[发泡弹性层100B的螺旋宽度R1+发泡弹性层100B的螺距R2:(R1+R2)])。
当覆盖率大于上述范围时，发泡弹性层100B与待清洁体接触的时间变长，因此附着到清洁构件的表面的沉积物更可能重新污染待清洁体；然而，当覆盖率小于上述范围时，发泡弹性层100B的厚度变得难以稳定，清洁能力往往会劣化。
螺旋角θ意指发泡弹性层100B的纵向方向P(螺旋方向)与芯100A的轴向方向Q(芯轴向方向)交叉的角度(锐角)(参照图4)。
螺旋宽度R1意指沿着清洁构件100的轴向方向Q(芯轴向方向)的发泡弹性层100B的长度。
螺距R2意指发泡弹性层100B沿着清洁构件100的轴向方向Q(芯轴方向)的相邻发泡弹性层100B之间的长度。
另外，发泡弹性层100B是指由即使当通过施加100Pa的外力而变形时也恢复其原始形状的材料制成的层。
[发泡弹性层100B的材料]
用于发泡弹性层100B的材料的示例包括选自可发泡树脂(聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺和聚丙烯)和橡胶材料(有机硅橡胶、氟橡胶和聚氨酯橡胶、EPDM(乙烯·丙烯·二烯橡胶)、NBR(丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶)、CR(氯丁橡胶)、氯化聚异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氢化聚丁二烯橡胶和丁基橡胶)以及通过将它们中的两种或更多种共混而获得的材料中的一种。
另外，可根据需要添加诸如发泡助剂、发泡调节剂、催化剂、硬化剂、增塑剂或硫化促进剂的助剂。
具体地，从防止由于摩擦而划伤待清洁体(例如，如图1所示的充电构件121)的表面并长时间防止破裂或损坏的角度，发泡弹性层100B优选为耐张力的聚氨酯泡沫。
作为聚氨酯，例如，举例说明多元醇(例如，聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯和丙烯酸多元醇)与异氰酸酯(例如，2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯)的反应物，并且可举例说明包含扩链剂(1,4-丁二醇或三羟甲基丙烷)的材料。
通常使用诸如水或偶氮化合物(例如，偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈)的发泡剂来执行聚氨酯的发泡。
发泡聚氨酯可根据需要添加有诸如发泡助剂、控泡剂和催化剂的助剂。
从防止出现图像条纹故障的角度，基于JIS K 6400-1:2004(附录1)计算的发泡弹性层100B的泡孔数量优选为80孔/25mm至105孔/25mm，更优选为85孔/25mm至100孔/25mm。此外，更优选的是，从相同的角度，发泡弹性层的密度为60kg/m3至100kg/m3。
[发泡弹性层100B的配置]
在示例性实施方式中的清洁构件中，泡孔数量优选为80孔/25mm至105孔/25mm，螺旋角优选为5°至70°。从相同的角度，更优选的是，泡孔数量为85孔/25mm至100孔/25mm，螺旋角为10°至60°。
在示例性实施方式中的清洁构件中，当W被设定为弹性层的泡孔壁表面的节面的宽度时，从防止出现图像条纹故障的角度，泡孔壁表面的节面的宽度W优选为30μm至50μm，更优选为35μm至45μm。
在本说明书中，“弹性层的泡孔壁表面的节面的宽度”如下定义。当通过测量下面所示的泡孔壁表面的节面的宽度W的方法观察清洁构件的发泡弹性层时，测量由发泡弹性层的泡孔壁表面(即，作为形成发泡弹性层的泡孔的骨架的部分)形成的突出三角形区域的每条边的长度，并且通过计算所测量的三角形区域的每条边的长度的平均而获得的结果被设定为“弹性层的泡孔壁表面的节面的宽度”。
使用共聚焦显微镜(由Lasertec公司制造的OPTELICS HYBRID)测量泡孔壁表面的节面的宽度W以测量泡孔壁表面的节面的宽度。在三个位置捕获1386μm×1038μm方形观察图像，并且使用通过测量观察图像中的节面的所有宽度而获得的平均值。
仅仅通过调节泡孔直径，泡孔壁表面的节面的宽度W未必满足上述范围。泡孔壁表面的节面的宽度W可通过调节诸如发泡弹性层的泡孔直径、发泡弹性层的密度、发泡弹性层的结构、发泡弹性层表面的抛光处理的各种条件来满足。
从防止出现图像条纹故障的角度，泡孔壁表面的节面的宽度W优选为30μm至50μm，并且发泡弹性层的密度优选为60kg/m3至100kg/m3，泡孔壁表面的节面的宽度W优选为30μm至50μm，并且发泡弹性层的密度为70kg/m3至90kg/m3。需要注意的是，通过根据JIS K 7222:2005切出发泡弹性层来测量发泡弹性层的密度。
在发泡弹性层100B中，突出部分的线粗糙度RaE与中央部分的线粗糙度RaV之间的关系满足RaE/RaV≥5。从防止出现图像条纹故障的角度(具体地，从针对具有较大的表面不规则部细节的待清洁体增强清洁性能的角度)，RaE/RaV≥6是优选的，并且RaE/RaV≥7更优选。此外，RaE/RaV的上限不受特别限制，例如可为15或以下。
从防止出现图像条纹故障的角度，突出部分的线粗糙度RaE优选为20或以上，更优选为50或以上。此外，RaE的上限不受特别限制，例如可为100或以下。
从防止出现图像条纹故障的角度，中央部分的线粗糙度RaV优选为5或以上，更优选为7或以上。此外，RaV的上限不受特别限制，例如可为20或以下。
突出部分的线粗糙度RaE和中央部分的线粗糙度RaV可通过弹性层的材料类型、发泡密度和结构以及弹性层缠绕在芯(轴的示例)上时的宽度(螺旋宽度)和缠绕角度(螺旋角)来控制。
这里，突出部分的线粗糙度RaE和中央部分的线粗糙度RaV如下测量。首先，将待测量的清洁构件的轴的两端安装并固定在激光显微镜(VK；由Keyence公司制造)的测量台上的V形块上。接下来，直接观察弹性层的表面以获得分析图像。然后，以通过该测量从图像分析计算的突出部分的线粗糙度作为RaE的指标，并且以中央部分的线粗糙度作为RaV的指标。具体地，如下执行。利用100倍物镜在深度方向上以0.01μm的间距扫描待测量的弹性层的表面(测量区域(100μm×100μm))，并且从所获得的图像数据，在10μm方形区域中的六个位置进行测量，计算所测量的六个位置的平均值。测量RaE和RaV中的每一个。
(制造清洁构件100的方法)
接下来，将描述制造清洁构件100(示例性实施方式中的清洁构件的示例)的方法。图6至图8是示出根据示例性实施方式的制造清洁构件100的方法的示例中的工艺的工艺图。
首先，如图6所示，制备切成目标厚度的片状发泡弹性构件(发泡聚氨酯片等)，通过冲模来冲压构件，并且目标片材的宽度和长度。
将双面胶带100D附着到该片状发泡弹性构件的一侧以获得具有目标宽度和长度的条带100C(具有双面胶带100D的条状发泡弹性构件)。
接下来，如图7所示，设置条带100C以使得具有双面胶带100D的表面面向上，在这种状态下，将双面胶带100D的防粘纸的一端剥离，并且将芯100A的一个端部放置在剥离防粘纸的双面胶带上。
接下来，如图8所示，在剥离双面胶带的防粘纸的同时，芯100A以目标速度旋转以将条带100C绕芯100A的外圆周表面螺旋缠绕，以获得包括螺旋设置在芯100A的外圆周表面上的发泡弹性层100B的清洁构件100。
这里，当要成为发泡弹性层100B的条带100C缠绕在芯100A上时，条带100C可被设置为使得条带100C的纵向方向相对于芯100A的轴向方向成目标角度(螺旋角)。例如，芯100A的外径可为φ3mm至φ6mm。
在将条带100C绕芯100A缠绕时施加的张力优选使得在芯100A与条带100C的双面胶带100D之间不会生成间隙，并且优选不施加过大的张力。当过大地施加张力时，拉伸永久伸长往往会增加，并且清洁所需的发泡弹性层100B的弹力往往会劣化。具体地，例如，张力可被设定为落在相对于原始条带100C的长度超过0％和5％或以下的范围内的伸长。
另一方面，当条带100C绕芯100A缠绕时，条带100C往往会伸长。该伸长在条带100C的厚度方向上不同，并且最外部分往往伸长最大并且弹力可能劣化。因此，优选的是在将条带100C绕芯100A缠绕之后最外部分相对于原始条带100C的最外部分的伸长为约5％。
通过条带100C绕芯100A缠绕的曲率半径和条带100C的厚度来控制伸长，并且通过芯100A的外径和条带100C缠绕角度(螺旋角θ)来控制条带100C绕芯100A缠绕的曲率半径。
例如，条带100C绕芯100A缠绕的曲率半径可为((芯外径/2)+0.2mm)至((芯外径/2)+8.5mm)，优选为((芯外径/2)+0.5mm)至((芯外径/2)+7.0mm)。
例如，条带100C的厚度可为1.5mm至4mm，优选为1.5mm至3.0mm。另外，条带100C的宽度可被调节为使得发泡弹性层100B的覆盖率在上述范围内。此外，例如，通过要绕芯100A缠绕的区域的轴向长度、缠绕角度(螺旋角θ)和缠绕时的张力来确定条带100C的长度。
[清洁构件的动作]
接下来，将描述清洁构件的动作。
在示例性实施方式中，通过清洁刮刀从感光体去除诸如留在感光体(图像保持构件的示例)上而未被转印到记录介质的显影剂的异物。诸如被清洁刮刀漏过而未被清洁刮刀去除的显影剂的一些异物附着到充电构件的表面。
发泡弹性层的突出部分和外圆周表面(图5中的上表面)接触充电构件，并且充电构件的外圆周表面被其擦拭，以使得附着到充电构件的表面的异物被去除。
(清洁构件的改型)
发泡弹性层不限于一个条带的配置。例如，当参照图9和图10时，如图9和图10所示，发泡弹性层100B可被配置为包括至少两个或更多个条带100C(条状发泡弹性构件)，其中两个或更多个条带100C螺旋设置在芯100A上。
此外，通过将两个或更多个条带100C(条状发泡弹性构件)绕芯100A螺旋缠绕而配置的发泡弹性层100B可具有条带通过在条带100C的粘合表面(条带100C中与芯100A的外圆周表面相对侧的表面)的纵向方向上的侧面彼此接触的状态下绕芯螺旋缠绕来设置(参照图9)的配置，或者条带通过在所述侧面彼此不接触的状态下绕芯螺旋缠绕来设置的配置(参照图10)。
[导电轴承和电源]
返回参照图1，将描述图1所示的充电装置12中的导电轴承和电源。导电轴承123是一体地且可旋转地保持充电构件121和清洁构件122并保持构件之间的轴线距离的构件。通过调节轴线距离，控制充电构件121和清洁构件122之间的咬合量。具体地，例如，通过由目标负载将轴122A的两个轴向端部朝着充电构件121按压来调节清洁构件122的咬合量。然后，发泡弹性层122B被压向充电构件121，并且发泡弹性层122B沿着充电构件121的圆周表面弹性变形以形成接触区域。导电轴承123可以是任何材料和形式，只要其由具有导电性的材料制成即可，例如，可应用导电轴承或导电滑动轴承。
发泡弹性层122B具有通过[(原始发泡弹性层122B的厚度-充电构件121的接触区域中的发泡弹性层122B的厚度)/原始发泡弹性层122B的厚度]×100计算的压缩比。这里，发泡弹性层122B的厚度是指在发泡弹性层122B设置在轴122A上的状态下中央部分在宽度方向上的厚度。
清洁构件122相对于充电构件121的咬合量通过充电构件121和清洁构件122之间的轴向距离与通过将清洁构件122的无负载半径和充电构件121的无负载半径相加而获得的值之差来获得。在咬合量在清洁构件122的轴向方向上不同的情况下，咬合量这里意指最小值。
通过充电构件121的旋转来驱动清洁构件122旋转。本发明不限于清洁构件122总是与充电构件121接触的情况，仅在清洁充电构件121时清洁构件122才与充电构件121接触并被驱动旋转的配置。另外，清洁构件122可仅在清洁充电构件121时才与充电构件121接触，并且可被单独地驱动以按照圆周速度差绕充电构件121旋转。
电源124是通过对导电轴承123施加电压来将充电构件121和清洁构件122充电为相同的极性的装置，并且使用已知的高压电源装置。
<图像形成设备和处理盒>
根据示例性实施方式的图像形成设备包括充电装置，其根据接触充电方法对图像保持构件(例如，感光体)的表面进行充电。即，根据示例性实施方式的图像形成设备包括：图像保持构件；根据示例性实施方式的充电装置，其对图像保持构件的表面进行充电；显影装置，其在图像保持构件的带电表面上形成静电潜像；潜像形成装置，其在图像保持构件的带电表面上形成潜像；显影装置，其利用包含色调剂的显影剂对形成在图像保持构件的表面上的潜像进行显影，以在图像保持构件的表面上形成色调剂图像；以及转印装置，其将形成在图像保持构件的表面上的色调剂图像转印到记录介质。
根据示例性实施方式的图像形成设备还可设置有选自下列中的至少一个：定影装置，其将色调剂图像定影在记录介质上；清洁装置，其在转印色调剂图像之后清洁充电的感光体的表面；以及擦除装置，其在转印色调剂图像之后充电之前通过利用擦除光照射感光体的表面来擦除电荷。
作为根据示例性实施方式的图像形成设备，直接转印型设备，其将形成在电子照相感光体的表面上的色调剂图像直接转印到记录介质；以及中间转印型设备，其将形成在电子照相感光体的表面上的色调剂图像一次转印到中间转印体的表面，并将转印到中间转印体的表面的色调剂图像二次转印到记录介质的表面。
根据示例性实施方式的处理盒是可从图像形成设备拆卸的盒(处理盒)，并且设置有根据接触充电方法对图像保持构件(例如，感光体)的表面进行充电的充电装置。即，根据示例性实施方式的处理盒是可从图像形成设备拆卸的处理盒，并且设置有根据示例性实施方式的图像保持构件和充电装置。根据示例性实施方式的处理盒还可设置有选自显影装置、感光体的清洁装置、感光体的擦除装置和转印装置的至少一个。
以下，将参照附图描述根据示例性实施方式的充电装置、图像形成设备和处理盒的配置。
图11是示出根据示例性实施方式的图像形成设备的示例的示意性配置图。图11是示出直接转印型图像形成设备的示意图。图12是示出根据示例性实施方式的图像形成设备的另一示例的示意性配置图。图12是示出中间转印型图像形成设备的示意图。
如图11所示的图像形成设备200设置有：电子照相感光体(也简称为“感光体”)207作为图像保持构件的示例；充电装置208，用于对感光体207的表面进行充电；电源209，其连接到充电装置208；曝光装置206，用于对感光体207的表面进行曝光以形成潜像；显影装置211，其利用包含色调剂的显影剂对感光体207上的潜像进行显影；转印装置212，用于将感光体207上的色调剂图像转印到记录介质500；定影装置215，用于对记录介质500上的色调剂图像进行定影；清洁装置213，用于去除留在感光体207上的色调剂；以及擦除装置214，用于擦除感光体207的表面上的电荷。可不提供擦除装置214。
如图12所示的图像形成设备210设置有感光体207、充电装置208、电源209、曝光装置206、显影装置211、用于将感光体207上的色调剂图像转印到记录介质500的一次转印构件212a和二次转印构件212b、定影装置215以及清洁装置213。类似于图像形成设备200的情况，图像形成设备210可不设置有擦除装置。
充电装置208是接触充电型充电装置，其包括辊状充电构件并与感光体207的表面接触以对感光体207的表面进行充电。对充电装置208，从电源209仅施加DC电压，仅施加AC电压，或者施加AC电压叠加在DC电压上的电压。作为充电装置208，应用根据示例性实施方式的充电装置。例如，可应用如图1所示的充电装置12作为充电装置208。
曝光装置206的示例包括设置有诸如半导体二极管、LED(发光二极管)的光源的光学装置。
显影装置211是向感光体207供应色调剂的装置。例如，显影装置211使辊状显影剂保持构件与感光体207接触或接近，并使得色调剂附着到感光体207上的潜像以形成色调剂图像。
转印装置212的示例包括电晕放电发生器、通过记录介质500压向感光体207的导电辊。
一次转印构件212a的示例包括在与感光体207接触的同时旋转的导电辊。二次转印构件212b的示例包括通过记录介质500压向一次转印构件212a的导电辊。
定影装置215的示例包括加热定影装置，该加热定影装置包括加热辊以及压向加热辊的加压辊。
清洁装置213的示例包括设置有刮刀、刷和辊作为清洁构件的装置。清洁刮刀的材料的示例包括聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和有机硅橡胶。
例如，擦除装置214是通过在转印后利用光照射感光体207的表面来擦除感光体207的残余电位的装置。可不提供擦除装置214。
图13是示出作为根据示例性实施方式的图像形成设备的另一示例的图像形成设备的配置图。图13是示出四个图像形成单元平行布置的串联型和中间转印型图像形成设备的示意图。
图像形成设备220设置有壳体400中与各个颜色对应的四个图像形成单元、包括激光束的曝光装置403、中间转印带409、二次转印辊413、定影装置414以及包括清洁刮刀416的清洁装置。
由于四个图像形成单元具有相同的配置，所以将作为代表描述包括感光体401a的图像形成单元的配置。在感光体401a附近，充电辊402a、显影装置404a、一次转印辊410a和清洁刮刀415a在感光体401a的旋转方向上依次布置。一次转印辊410a经由中间转印带409压向感光体401a。存储在色调剂盒405a中的色调剂被供应给显影装置404a。
充电辊402a是与感光体401a的表面接触以对感光体401a的表面进行充电的接触充电型充电构件。对充电辊402a，从电源仅施加DC电压，仅施加AC电压，或者施加AC电压叠加在DC电压上的电压。
中间转印带409通过驱动辊406、张紧辊407和支承辊408拉伸，并通过这些辊的旋转而行进。
二次转印辊413被设置为经由中间转印带409按压支承辊408。
例如，定影装置414是设置有加热辊和加压辊的加热定影装置。
清洁刮刀416是用于去除留在中间转印带409上的色调剂的构件。清洁刮刀416被设置在支承辊408的下游并在转印后去除留在中间转印带409上的色调剂。
用于储存记录介质500的托盘411设置在壳体400中。托盘411中的记录介质500通过传送辊412传送到中间转印带409和二次转印辊413之间的接触部分，并进一步传送到定影装置414，并且在记录介质500上形成图像。图像形成之后的记录介质500被输出到壳体400的外部。
图14是示出根据示例性实施方式的处理盒的示例的示意图。例如，如图14所示的处理盒300可拆卸地安装到包括曝光装置、转印装置和定影装置的图像形成设备主体。
在处理盒300中，感光体207、充电装置208、显影装置211和清洁装置213通过壳体301集成。壳体301设置有可从图像形成设备拆卸的安装轨道302、用于曝光的开口303以及用于电荷擦除曝光的开口304。
设置在处理盒300中的充电装置208是接触充电型充电装置，其包括辊状充电构件并与感光体207的表面接触以对感光体207的表面进行充电。当处理盒300被安装在图像形成设备上并执行图像形成时，对充电装置208，从电源仅施加DC电压，仅施加AC电压，或者施加AC电压叠加在DC电压上的电压。
<显影剂和色调剂>
应用于根据示例性实施方式的图像形成设备的显影剂不受特别限制。显影剂可以是仅包含色调剂的单组分显影剂或者色调剂和载体混合的双组分显影剂。
包含在显影剂中的色调剂不受特别限制。例如，色调剂包含粘结剂树脂、着色剂和隔离剂。色调剂的粘结剂树脂的示例包括聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸树脂。
外部添加剂可外部添加到色调剂。用于色调剂的外部添加剂的示例包括诸如二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的无机精细颗粒。
通过制备色调剂颗粒并向色调剂颗粒外部添加外部添加剂来制备色调剂。制备色调剂颗粒的方法的示例包括捏合和粉碎方法、聚集和聚结方法、悬浮聚合方法和分散聚合方法。
色调剂颗粒可以是具有单层结构的色调剂颗粒，或者具有由芯(芯颗粒)以及涂布在芯上的涂层(壳层)组成的所谓芯壳结构的色调剂颗粒。
色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm至10μm，更优选为4μm至8μm。
包含在双组分显影剂中的载体不受特别限制。载体的示例包括：涂层载体，其中利用树脂涂布由磁性颗粒形成的芯的表面；磁性颗粒分散型载体，其中磁性颗粒分散并分布在基质树脂中；以及树脂浸渍型载体，其中树脂被浸渍到多孔磁性颗粒中。
双组分显影剂中的色调剂与载体的混合比(重量比)优选为色调剂:载体＝1:100至30:100，更优选为3:100至20:100。
示例
以下，将参照示例详细描述本发明的示例性实施方式，但本发明的示例性实施方式不限于这些示例。另外，除非另外指明，否则“份”基于重量。
(充电构件的制造)
[充电辊1的制造]
-基板的制备-
制备直径为8mm并由SUS303制成的导电基板。
-粘合层的形成-
随后，在利用球磨机将以下混合物混合一个小时之后，通过刷涂在基板表面上形成膜厚度为10μm的粘附层。
·氯化聚丙烯树脂(马来酸酐氯化聚丙烯树脂，SUPERCHLON 930，由Nippon PaperIndustries有限公司生产)：100份
·环氧树脂(EP 4000，由ADEKA公司制造)：10份
·导电剂(炭黑，KETJEN BLACK EC，由Ketjenblack国际公司生产)：2.5份
另外，甲苯或二甲苯用于粘度调节。
-弹性层的形成-
·表氯醇橡胶(HYDRINT3106，由ZEON CORPORATION生产)：100重量份
·炭黑(Asahi#60，由Asahi Carbon有限公司生产)：6重量份
·碳酸钙(WHITON SB，Shiraishi Calcium Kaisha公司)：20份
·离子导电剂(BTEAC，由Lion公司制造)：5重量份
·硫化促进剂：硬脂酸(由NOF公司生产)：1重量份
·硫化剂：硫磺(VULNOC R，由Ouchi Shinko化学工业有限公司生产)：1重量份
·硫化促进剂：氧化锌：1.5重量份
利用开口辊捏合上述组成的混合物，并且在使用挤出机在由SUS303形成的直径为8mm的导电基板的表面上经由粘合层形成直径为12mm的辊之后，在180℃下将所形成的辊加热70分钟，从而获得弹性层(导电弹性层)。
-表面层的形成-
·粘结剂树脂：N-甲氧基甲基化尼龙1(商品名F30K，由Nagase ChemteX公司生产)：100重量份
·颗粒A：炭黑(导电剂，体积平均粒径：43nm，商品名：MONAHRCH 1000，由Cabot公司生产)：15重量份
·颗粒B：聚酰胺颗粒(不规则部形成颗粒，体积平均粒径为10μm，聚酰胺12，由Arkema S.A.生产)：5重量份
上述组成的混合物利用甲醇稀释并在以下条件下通过珠磨机分散。
·珠材料：玻璃
·珠直径：1.3mm
·浆速度：2000rpm
·分散时间：60分钟
上面获得的分散体被浸涂在导电弹性层的表面上然后通过在145℃的温度下加热30分钟来干燥，以形成厚度为9μm的表面层，从而获得充电辊1。
[充电辊2的制造]
除了颗粒B(不规则部形成颗粒)是碳酸钙颗粒(粒径为20μm，由New Lime有限公司生产)，混合量为10重量份，并且表面层的膜厚度为5μm之外，按照与充电辊1的制造中相同的方式获得充电辊2。
[充电辊3的制造]
除了颗粒B(不规则部形成颗粒)是聚酰胺颗粒(粒径为5μm，聚酰胺12，由ArkemaS.A.生产)，混合量为22重量份，并且表面层的膜厚度为9μm之外，按照与充电辊1的制造中相同的方式获得充电辊3。
[充电辊4的制造]
除了颗粒B(不规则部形成颗粒)是聚酰胺颗粒(粒径为5μm，聚酰胺12，由ArkemaS.A.生产)，混合量为35重量份，并且表面层的膜厚度为11μm之外，按照与充电辊1的制造中相同的方式获得充电辊4。
[充电辊5的制造]
除了颗粒B(不规则部形成颗粒)是聚酰胺颗粒(粒径为5μm，聚酰胺12，由ArkemaS.A.生产)，混合量为9重量份，并且表面层的膜厚度为11μm之外，按照与充电辊1的制造中相同的方式获得充电辊5。
(清洁构件的制造)
[清洁辊1的制造]
将聚氨酯泡沫1(由Inoac公司生产)切割成20mm×20mm×250mm的尺寸，插入由SUS303制成的直径为6mm长度为310mm的要成为芯部的芯材料，然后通过热熔粘合剂将芯材料和聚氨酯泡沫彼此粘结。接下来，从芯材料的两端各自切下5mm的聚氨酯泡沫以获得弹性辊材料。对弹性辊的表面进行研磨以获得用于充电装置的具有10mm的外径的清洁辊1。从泡孔数量获得的平均泡孔直径为0.3mm。
[清洁辊2的制造]
除了在清洁辊的制造中，聚氨酯泡沫2(由Inoac公司生产)用作弹性辊的材料之外，按照与清洁辊1的制造中相同的方式获得清洁辊2。从泡孔数量获得的平均泡孔直径为0.4mm。
[清洁辊3的制造]
除了在清洁辊的制造中，聚氨酯泡沫3(由Inoac公司生产)用作弹性辊的材料之外，按照与清洁辊1的制造中相同的方式获得清洁辊3。从泡孔数量获得的平均泡孔直径为0.18mm。
[清洁辊4的制造]
除了在清洁辊的制造中，聚氨酯泡沫4(由Inoac公司生产)用作弹性辊的材料之外，按照与清洁辊1的制造中相同的方式获得清洁辊4。从泡孔数量获得的平均泡孔直径为1.0mm。
[清洁辊5的制造]
将聚氨酯泡沫1(由Inoac公司生产)切成厚度为2.4mm、宽度为5mm且长度为360mm的条带。厚度为0.05mm的双面胶带(由Nitto Denko公司生产的No.5605)附着到切割的条带的整个表面以获得具有双面胶带的条带。
将所获得的具有双面胶带的条带放置在水平台上，使得附着到双面胶带的防粘纸面向下，并且利用加热的不锈钢从顶部压缩纵向端，使得在纵向方向上从条带的各个纵向端的厚度是另一部分的厚度的15％。
将所获得的具有双面胶带的条带放置在水平台上，使得附着到双面胶带的防粘纸面向上，并且在对金属芯(材料＝SUM24EZ，外径＝φ5.0mm，整个长度＝360mm)施加张力的同时绕金属芯缠绕，使得螺旋角θ为45°并且条带的整个长度在0％至5％的范围内伸长，从而获得清洁辊5。
[清洁辊6的制造]
除了聚氨酯泡沫1(由Inoac公司生产)改变为聚氨酯泡沫2(由Inoac公司生产)之外，按照与清洁辊5的制造中相同的方式获得清洁辊6。
<示例1>
[充电装置的制造]
将上面获得的充电辊1和上面获得的清洁辊1组装，使得清洁辊1压向充电辊1的外圆周表面以获得示例1的充电装置。
<示例2至7和比较例1至8>
根据表3，将上面获得的充电辊和上面获得的清洁辊组合以组装，使得清洁辊压向充电辊的外圆周表面以获得示例和比较例的充电装置。
<评价>
[充电构件中的表面层和清洁构件中的发泡弹性层的表面性质]
通过上述方法测量充电构件的表面层中的轴向方向上的十点平均粗糙度Rz、不规则部之间的距离Sm以及突出峰高度Spk，然后执行对Sm/Rz的计算。通过上述方法测量清洁构件的发泡弹性层的泡孔壁表面的节面的宽度W。然后，执行对Sm/W的计算。
[图像质量评价1]
为了图像质量评价，在上述示例和比较例中获得的充电装置被并入修改的DOCUCENTTE-V C6675中，在低温度和湿度(10℃的温度和15RH％的湿度)的环境下输出具有图像密度为10％的半色调图像的100000张A4纸，然后输出具有图像密度为10％的半色调图像的一张纸。关于具有图像密度为10％的半色调图像的最终输出的一张纸，根据由充电辊上生成的污染导致的图像质量条纹的故障级别以G0至G5执行图像质量评价。级别G0至G3的图像条纹故障在使用中不会导致问题。
[图像质量评价2]
为了图像质量评价，在上述示例和比较例中获得的充电装置被并入修改的DOCUCENTTE-V C6675中，在低温度和湿度(10℃的温度和15RH％的湿度)的环境下输出具有图像密度为10％的半色调图像的200000张A4纸，然后输出具有图像密度为10％的半色调图像的一张纸。关于具有图像密度为10％的半色调图像的最终输出的一张纸，根据由充电辊上生成的污染导致的图像质量条纹的故障级别以G0至G5执行图像质量评价。级别G0至G3的图像条纹故障在使用中不会导致问题。
表1
Figure BDA0002194143180000291
表2
Figure BDA0002194143180000292
表3
Figure BDA0002194143180000301
从上述评价结果将理解，在图像条纹评价的评价中，与比较例相比，示例优异。即，将理解，与比较例相比，在示例中防止出现图像条纹故障。
已出于例示和描述目的提供了本发明的示例性实施方式的以上描述。其并非旨在为穷尽性的或将本发明限于所公开的精确形式。显然，对于本领域技术人员而言许多修改和变化将是显而易见的。选择并描述实施方式以便最佳说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施方式以及适合于想到的特定用途的各种修改。本发明的范围旨在由以下权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种充电装置，该充电装置包括：
充电构件，该充电构件根据接触充电方法对图像保持构件进行充电，并且该充电构件包括导电基板以及设置在该导电基板上的表面层；以及
清洁构件，该清洁构件在接触所述充电构件的同时清洁所述充电构件，并且该清洁构件包括轴以及设置在该轴上的发泡弹性层，
其中，所述充电构件中的所述表面层的轴向方向上的不规则部之间的距离Sm与从所述清洁构件中的所述发泡弹性层的表面突出的泡孔壁表面的节面的宽度W之比满足2.4≤Sm/W≤5.9。
2.根据权利要求1所述的充电装置，
其中，关于所述充电构件，所述轴向方向上的所述表面层的十点平均粗糙度Rz与所述不规则部之间的距离Sm之比满足15≤Sm/Rz≤35，并且关于所述清洁构件，所述泡孔壁表面的所述节面的宽度W为30μm至50μm。
3.根据权利要求1或2所述的充电装置，
其中，关于所述清洁构件，所述发泡弹性层从所述轴的一个端部侧到另一端部侧螺旋设置。
4.根据权利要求3所述的充电装置，
其中，关于所述清洁构件，所述发泡弹性层的泡孔数量为80孔/25mm至105孔/25mm，并且所述发泡弹性层的螺旋角为5°至70°。
5.根据权利要求4所述的充电装置，
其中，关于所述清洁构件，所述发泡弹性层的泡孔数量为85孔/25mm至100孔/25mm，并且所述发泡弹性层的螺旋角为10°至60°。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的充电装置，
其中，关于所述清洁构件，所述泡孔壁表面的所述节面的宽度W为30μm至50μm，并且所述发泡弹性层的密度为60kg/m3至100kg/m3。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的充电装置，
其中，关于所述充电构件，所述表面层包含不规则部形成颗粒。
8.根据权利要求7所述的充电装置，
其中，关于所述充电构件，所述不规则部形成颗粒是聚酰胺颗粒。
9.根据权利要求7或8所述的充电装置，
其中，关于充电构件，相对于包含在所述表面层中的100重量份的粘结剂树脂，所述表面层包含量为5重量份至30重量份的体积平均粒径为5μm至20μm的不规则部形成颗粒作为所述不规则部形成颗粒。
10.一种处理盒，该处理盒包括：
图像保持构件；以及
根据权利要求1至9中的任一项所述的充电装置，
其中，所述处理盒能够从图像形成设备拆卸。
11.一种图像形成设备，该图像形成设备包括：
图像保持构件；
根据权利要求1至9中的任一项所述的充电装置，该充电装置对所述图像保持构件的表面进行充电；
显影装置，该显影装置在所述图像保持构件的带电表面上形成静电潜像；
潜像形成装置，该潜像形成装置在所述图像保持构件的所述带电表面上形成潜像；
显影装置，该显影装置利用包含色调剂的显影剂对形成在所述图像保持构件的表面上的潜像进行显影，以在所述图像保持构件的表面上形成色调剂图像；以及
转印装置，该转印装置将形成在所述图像保持构件的表面上的所述色调剂图像转印到记录介质。
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