[发明专利]充电构件和图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于给图像承载构件的表面充电的刀片状充电构件和使用该充电构件的图像形成装置，该充电构件在被供给电压的同时与附载静电潜像的图像承载构件(要被充电的构件)接触时相对于图像承载构件移动。

背景技术

这里，在其上形成静电潜像的图像承载构件的典型示例是电子照相感光构件或者用于静电记录的电介质构件。关于图像形成装置，存在电子照相式或静电记录式复印机、打印机、传真机或它们的复合机、以及图像显示设备等。

将以转印式电子照相图像形成装置为例进行描述。一般来讲，在这样的装置中，图像信息的静电潜像由充电装置和曝光装置形成，充电装置用于将图像承载构件(可旋转鼓式电子照相感光构件)的表面均匀充电到预定极性和电位，曝光装置用于将如此充电的鼓表面选择性地曝光成图像信息的光。显影装置使用显影剂(调色剂)将潜像显现(显影)为调色剂图像。转印装置将调色剂图像转印到记录材料上。定影装置将转印的调色剂图像定影为记录材料上的定影图像，然后记录材料作为印刷品被输出。

最近主导的充电装置(充电设备)是使用固定式充电构件(诸如刀片或薄膜)或者旋转式充电构件(诸如半导体橡胶或树脂材料的刷、辊、带)的接触充电式装置。

接触充电式由于所生成的臭氧的量小，所以不需要臭氧去除过滤器。被施加以给鼓的表面提供预定电位的所需电压可以小，因此，可降低成本。

将对接触充电式充电机制进行描述。已知的是，用于接触充电系统中的鼓表面的充电机制受与在小间隙中放电相关的帕邢(Paschen)定律控制。

1)在充电辊的情况下：

参照图15，部分(a)和(b)是使用旋转式充电辊21作为充电构件的充电辊的示意性透视图和示意性截面图。充电辊21包括导电芯金属和在芯金属21a上与芯金属21a同中心地形成的导电弹性层21b。鼓1包括导电鼓基本构件12和形成在鼓基本构件12的外表面上的感光层。充电辊21基本上与鼓1平行，并在预定推动力的作用下被接触。

充电辊21具有覆盖鼓1的表面的图像形成区域(最大图像区域宽度)G的长度，并通过鼓1的旋转而旋转。预定的充电偏压从充电偏压施加源E施加于充电辊21的芯金属21a，以使得偏压通过芯金属21a施加于弹性层21b。通过这种方式，旋转鼓1的表面被均匀充电到预定极性和电位。

图15的部分(c)显示鼓1和与充电辊21与鼓1之间的放电相关的细小间隙的空气层的等效电路。充电辊21的阻抗与鼓1的阻抗和空气层的阻抗相比小，因此，这里忽略它。那么，充电机制可简单地用两个电容器C1、C2表达。当DC电压施加于等效电路时，该DC电压与电容器的阻抗成比例地被分割，因此，整个空气层上的电压Vair为：

Vair＝C2/(C1+C2).....(1)

空气层具有由帕邢定律确定的介质击穿电压，并且当空气层的厚度为g[微米]时，它如下：

312+6.2g[V].....(2)

当Vair超过它时，发生放电。

最小放电电压为：当公式(1)等于公式(2)并且通过等式获得的空气层厚度g具有二重根(C1也为g的函数)时，此时的DC电压值是放电开始电压Vth。如此获得的理论值Vth非常接近于实验值。

由于充电辊需要用于充电辊21的可旋转支撑构件211、推动弹簧212等，所以它的结构趋向于复杂。无论刷充电构件(充电刷)是旋转式还是固定式，在制造刷时它都非常耗时，并且刷纤维的迹线可导致充电不均匀。

2)在充电刀片的情况下：

图16的部分(a)是使用固定式充电刀片22作为充电构件的充电刀片的示意性透视图。该充电刀片包括作为充电刀片22的导电弹性刀片部分220和支撑刀片部分220的导电支撑构件223。刀片部分220具有足以覆盖鼓1的表面的图像形成区域的整个宽度的长度。充电刀片22被设置为基本上与鼓1平行，刀片部分220与鼓1接触，并且支撑构件223被固定到固定构件。

预定的充电偏压从充电偏压施加源施加于支撑构件223，以使得偏压通过支撑构件223施加于刀片部分220。通过这种方式，旋转鼓1的表面被均匀充电到预定极性和电位。放电发生在刀片部分220与鼓1之间形成的楔形小间隙中，并可形成相对稳定的小间隙。充电辊所需的旋转支撑构件211和推动弹簧212等是不必要的，因此，刀片式便宜。

然而，充电刀片22的刀片部分220的一部分总是与鼓1接触，因此，涉及以下问题。