專利名稱：：充電輥及其清潔方法、處理盒、圖像形成裝置和充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及充電輥、使用該充電輥的處理盒(processcartridge)、使用該充電輥的圖像形成裝置、使用該充電輥的充電方法和該充電輥的清潔方法。
背景技術(shù)：
：公知例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等的圖像形成裝置中的采用電子照相方法的充電裝置通過使導(dǎo)電的充電輥與感光體直接接觸而對(duì)感光體進(jìn)行接觸充電。這種接觸充電產(chǎn)生相當(dāng)少量的臭氧和氧化氮，并且由于電源效率也良好，所以這種接觸充電近來已成為主流。對(duì)于這種接觸充電裝置，由于充電輥經(jīng)常接觸感光體，所以容易因異物粘附到充電輥表面上而產(chǎn)生污染。因此，公開了這樣一種技術(shù)，即，在該技術(shù)中，使充電輥的基底的表面粗糙度較高，并控制表面層的表面粗糙度(例如，參見日本特許第3400054號(hào)公報(bào))。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了不會(huì)容易因粘附異物而受污的充電輥、使用該充電輥的處理盒、使用該充電輥的圖像形成裝置、使用該充電輥的充電方法和該充電輥的清潔方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述充電輥包括接觸圖像載體并旋轉(zhuǎn)的輥構(gòu)件，該輥構(gòu)件包括對(duì)所述圖像載體的表面充電的導(dǎo)電材料，并且所述輥構(gòu)件在其外周面上具有顆粒，以使表面粗糙度在預(yù)定范圍內(nèi)。本發(fā)明的第二方面在于提供一種根據(jù)第一方面的充電輥，該充電輥可包括保護(hù)層，該保護(hù)層形成為覆蓋所述輥構(gòu)件的外周面。本發(fā)明的第三方面在于提供一種根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥，其中，所述外周面或所述保護(hù)層的表面的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz為3(jm至12(-im。本發(fā)明的第四方面在于提供一種根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥，其中，所述顆粒的體積平均粒度為具有所述顆粒的層的平均膜厚的1%至50%。本發(fā)明的第五方面在于提供一種根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥，其中，所述顆粒的體積平均粒度大于包含所述顆粒的層的平均膜厚。本發(fā)明的第六方面在于提供一種根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥，其中，所述顆粒可以是聚合物顆?；驘o機(jī)顆粒。本發(fā)明的第七方面在于提供一種根據(jù)第六方面的充電輥，其中，所述顆粒具有導(dǎo)電微粉，并且所述顆粒是半導(dǎo)電的。本發(fā)明的第八方面在于提供一種根據(jù)第七方面的充電輥，其中，所述導(dǎo)電微粉與揉在粘合劑樹脂中的導(dǎo)電粒子的材料相同。本發(fā)明的第九方面在于提供一種根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥，其中，所述顆粒包括與所述輥構(gòu)件的所述外周面中包括的粘合劑樹脂相同的樹脂。本發(fā)明的第十方面在于提供一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；和用于對(duì)所述圖像載體的表面充電的根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。本發(fā)明的第十一方面在于提供一種根據(jù)第十方面的處理盒，該處理盒還可包括清潔輥，該清潔輥接觸所述充電輥并由此被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的第十二方面在于提供一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；和用于對(duì)所述圖像載體的表面充電的根據(jù)第三方面的充電輥，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。本發(fā)明的第十三方面在于提供一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；和用于對(duì)所述圖像載體的表面充電的根據(jù)第四方面的充電輥，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。本發(fā)明的第十四方面在于提供一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；和用于對(duì)所述圖像載體的表面充電的根據(jù)第九方面的充電輥，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。本發(fā)明的第十五方面在于提供一種具有根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥的圖像形成裝置。本發(fā)明的第十六方面在于提供一種對(duì)圖像載體充電的方法，該方法包括以下步驟使所述根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥與要被驅(qū)動(dòng)的圖像載體相接觸；并且通過向所述充電輥施加電壓來對(duì)所述圖像載體充電。本發(fā)明的第十七方面在于提供一種用于清潔充電輥的方法，該方法包括以下步驟使所述根據(jù)第一方面或第二方面的充電輥與要被驅(qū)動(dòng)的清潔輥相接觸；并且清潔所述充電輥的所述外周面或所述保護(hù)層。根據(jù)按以上示例性實(shí)施方式構(gòu)造的充電輥，可減少異物(例如，調(diào)色劑和外部添加劑)的粘附。因此，與通過噴砂處理(sandblasting)進(jìn)行的粗糙化處理相比，可獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的充電特性，同時(shí)抑制輥的電阻率的升高。此外，通過保護(hù)層可防止已露出充電輥的表面的顆粒脫落。另外，當(dāng)十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz為3pm至12^im時(shí)，可防止異物(例如，調(diào)色劑和外部添加劑)粘附到充電輥的表面，并且可控制因充電不良而出現(xiàn)圖像品質(zhì)劣化。此外，當(dāng)顆粒的體積平均粒度為該顆粒包含于其中的層的平均膜厚的1%至50%時(shí)，可減小表面粗糙度的變化。當(dāng)顆粒的體積平均粒度大于該顆粒包含于其中的層的平均膜厚時(shí)，通常能夠?qū)崿F(xiàn)突出表面層一定量，還可形成形狀幾乎彼此相同的突起。為此，不會(huì)容易地出現(xiàn)清潔特性的局部變化。當(dāng)顆粒為聚合物顆?；驘o機(jī)顆粒時(shí)，容易選擇和設(shè)置顆粒的阻抗。特別地講，容易地對(duì)充電輥的表面賦予該充電輥的表面所需的從半導(dǎo)體區(qū)至絕緣區(qū)的范圍內(nèi)的阻抗值。此外，通過使顆粒具有半導(dǎo)體性，可以抑制顆粒和表面材料之間的阻抗的差異。為此，可從低溫低濕度環(huán)境到高溫高濕度環(huán)境下都獲得穩(wěn)定的充電性能。如果顆粒是由與用于形成輥構(gòu)件的外周面的粘合劑樹脂相同的樹脂制成的，則在制造表面層材料時(shí)，粘合劑樹脂與顆粒之間的相容性良好，并且可穩(wěn)定顆粒的分散性。因此，可以以高成品率制造充電輥。此外，由于良好的相容性，使得顆粒對(duì)粘合劑樹脂的粘附性也很高。當(dāng)導(dǎo)電微粉是由與揉在粘合劑樹脂中的導(dǎo)電微粒相同的材料制成時(shí)，排除了考慮關(guān)于其間的pH值的相容性的必要性。此外，由于充電輥在存在顆粒的表面部分與不存在顆粒的表面部分處具有相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電通路，所以不易出現(xiàn)因充電特性的差異而導(dǎo)致的不平整性。通過使用這種充電輥構(gòu)造處理盒，容易進(jìn)行從處理盒到圖像形成裝置和從圖像形成裝置到處理盒的交換。此外，通過使海綿輥與充電輥相接觸并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可以清潔充電輥的表面。此外，通過使用海綿輥可以降低成本。通過使用這種充電輥構(gòu)造圖像形成裝置，與除了當(dāng)前這種構(gòu)造之外的構(gòu)造相比，可抑制因不良充電而造成的諸如條痕(streak)的缺陷的發(fā)生。通過使用這種充電輥的圖像載體的充電方法，可以抑制因不良充電造成的諸如條痕的缺陷的發(fā)生。通過對(duì)這種充電輥的清潔方法，可以通過使海綿輥與充電輥的表面相接觸并執(zhí)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)來清潔充電輥的表面。此外，通過利用海綿輥可以降低成本。將基于以下附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；圖2是示出了用于圖1所示的圖像形成裝置的充電輥和清潔輥附近的結(jié)構(gòu)圖；圖3是示出了充電輥的結(jié)構(gòu)圖4是示意性地示出了充電輥的表面層的圖；圖5是示意性地示出了本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式中的充電輥的表面層的圖；以及圖6是示意性地示出了本發(fā)明第三示例性實(shí)施方式中的充電輥的表面層的圖。具體實(shí)施方式下面，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的圖像形成裝置的示例性實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置1。該圖像形成裝置1基于從圖像數(shù)據(jù)輸入裝置(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)(未示出))發(fā)送的彩色圖像信息執(zhí)行圖像處理，并用電子照相方法在記錄紙p上形成彩色圖像。圖像形成裝置1設(shè)置有圖像形成單元IOY、IOM、10C和IOK，圖像形成單元10Y、IOM、10C和10K形成黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)中相應(yīng)顏色的調(diào)色劑圖像。在下文中，當(dāng)有必要區(qū)分黃色、品紅色、青色和黑色時(shí)，將在標(biāo)號(hào)后添加字母Y、M、C和K;當(dāng)不必區(qū)分黃色、品紅色、青色和黑色時(shí)，將省略字母Y、M、C和K。圖像形成單元10Y、IOM、10C禾nIOK按此順序沿環(huán)狀中間轉(zhuǎn)印帶30的移動(dòng)方向依次布置。該中間轉(zhuǎn)印帶30在支承輥34和多個(gè)張緊輥32周圍的二次轉(zhuǎn)印單元中被張緊，支承輥34用于從中間轉(zhuǎn)印帶30的背面對(duì)其加以支承。此外，中間轉(zhuǎn)印帶30被設(shè)置為介于感光鼓12Y、12M、12C和12K中的每個(gè)和與之相對(duì)布置的對(duì)應(yīng)一次轉(zhuǎn)印輥16Y、16M、16C和16K之間，感光鼓12Y、12M、12C和12C用作圖像形成單元IOY、IOM、IOC和IOK的圖像載體。接下來，將通過形成黃色調(diào)色劑圖像的圖像形成單元IOY來描述圖像形成單元10Y、IOM、IOC和IOK的構(gòu)造和圖像形成的操作。用充電輥13Y對(duì)感光鼓12Y的表面均勻地充電。接著，將與黃色圖像對(duì)應(yīng)的激光束L從曝光裝置14Y照射到感光鼓12Y的表面。從而，在感光鼓12Y的表面上形成與黃色圖像對(duì)應(yīng)的靜電潛像。通過裝在顯影輥18Y(其設(shè)置在顯影裝置15Y中，并被施加有顯影偏壓)上的調(diào)色劑來對(duì)感光鼓12Y表面上的與黃色圖像對(duì)應(yīng)的靜電潛像進(jìn)行顯影，從而形成黃色調(diào)色劑圖像。通過來自一次轉(zhuǎn)印輥16Y的接觸壓力和由于施加到一次轉(zhuǎn)印輥16Y上的轉(zhuǎn)印偏壓造成的靜電引力將黃色調(diào)色劑圖像一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶30上。在這個(gè)一次轉(zhuǎn)印過程中，并不是所有的黃色調(diào)色劑圖像都轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶30;—些黃色調(diào)色劑圖像作為轉(zhuǎn)印殘余黃色調(diào)色劑殘留在感光鼓12Y上。調(diào)色劑中的外部添加劑也粘附到感光鼓12Y的表面上。感光鼓12Y的一次轉(zhuǎn)印后的部分通過面向清潔裝置20Y的位置，并去除感光鼓12Y表面上的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑等。此后，通過充電輥13Y再次對(duì)感光鼓12Y的表面充電，以進(jìn)行下一圖像形成循環(huán)。如圖1中所示，在圖像形成裝置1中，在考慮到圖像形成單元IOY、IOM、10C和10K的相對(duì)位置差的定時(shí)，在圖像形成單元IOY、IOM、IOC和10K中進(jìn)行如上所述的相同的圖像形成過程，將黃色、品紅色、青色和黑色中各個(gè)顏色的調(diào)色劑圖像順序地疊置在中間轉(zhuǎn)印帶30上，從而形成多重調(diào)色劑圖像。然后，通過被施加有轉(zhuǎn)印偏壓的二次轉(zhuǎn)印輥36的靜電引力一并將多重調(diào)色劑圖像從中間轉(zhuǎn)印帶30轉(zhuǎn)印到在預(yù)定定時(shí)傳送到二次轉(zhuǎn)印位置A的記錄紙P。轉(zhuǎn)印有多重調(diào)色劑圖像的記錄紙P與中間轉(zhuǎn)印帶30分離，然后被傳送到定影裝置31，在定影裝置31處，通過加熱加壓將多重調(diào)色劑圖像定影到記錄紙P上，從而形成全色圖像。通過中間轉(zhuǎn)印帶清潔器33來收集中間轉(zhuǎn)印帶30上未被轉(zhuǎn)印到記錄紙P的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑。在這種圖像形成裝置1中，有處理盒62Y、62M、62C和62K，它們各自由設(shè)置在圖像形成單元IOY、IOM、IOC禾BIOK的每一個(gè)中的相應(yīng)的感光鼓12、充電輥13和清潔裝置20等一體地構(gòu)成。分別按照可附接到圖像形成裝置體60且可從圖像形成裝置體60拆卸的方式來構(gòu)造這些處理盒62Y、62M、62C和62K。如圖2中所示，充電輥13與感光鼓12相接觸地設(shè)置在感光鼓12的上部。稍后將描述該充電輥13的結(jié)構(gòu)。在充電輥13的頂部設(shè)置有用于清潔充電輥13的表面的清潔輥(例如，海綿輥)50。清潔輥50是其中在軸52周邊形成有海綿層54并且軸52被可旋轉(zhuǎn)地支承的輥。通過布置在軸52兩端的彈簧(未示出)以預(yù)定的壓力將清潔輥50壓向充電輥13。由此，清潔輥50的海綿層54沿著充電輥13的周面發(fā)生彈性變形，從而形成咬合部。電動(dòng)機(jī)(未示出)連接到感光鼓12的支承軸，并且驅(qū)動(dòng)感光鼓12沿著如圖2中所見的順時(shí)針方向(箭頭2的方向)旋轉(zhuǎn)。此外，充電輥13通過感光鼓12的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動(dòng)，并沿箭頭4的方向旋轉(zhuǎn)。此外，清潔輥50通過充電輥13的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動(dòng)，并沿箭頭6的方向旋轉(zhuǎn)。通過清潔輥50的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)來清潔充電輥13表面上的諸如調(diào)色劑和外部添加劑的異物。應(yīng)注意，作為另選構(gòu)造，還可以這樣構(gòu)造充電輥13或清潔輥50連接有電動(dòng)機(jī)并且獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。接下來，將給出對(duì)充電輥13的詳細(xì)說明。充電輥13被布置為與感光鼓12的表面相接觸，通過施加直流電壓或其上疊加有交流電壓的直流電壓來對(duì)感光鼓12的表面充電。如圖3中所示，充電輥13在軸40的周邊設(shè)置有電阻彈性層42。電阻彈性層42從外部起依次分為電阻層46和用于支撐電阻層46的彈性層44。此外，為了賦予充電輥13耐用性和耐污染性，在電阻層46的外部形成有表面層48。采用具有導(dǎo)電性的材料作為軸40的材料，通常采用鐵、銅、黃銅、不銹鋼、鋁和鎳等。此外，還可采用除金屬之外的材料，只要它們具有導(dǎo)電性和中等剛性，例如，還可采用其中分散有導(dǎo)電粒子等的樹脂模、陶瓷等。此外，除了輥的外形外，還可以采用中空管的形狀。采用具有導(dǎo)電或半導(dǎo)電特性的材料作為彈性層44的材料，通常采用其中分散有導(dǎo)電粒子或半導(dǎo)電粒子的樹脂材料或橡膠材料?？捎米鳂渲牧系牟牧鲜纠ê铣蓸渲?，例如聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂、尿素樹脂和聚酰胺樹脂等?？捎米飨鹉z材料的材料示例包括乙烯-丙烯橡膠、聚丁二烯、天然橡膠、聚異丁烯、氯丁二烯橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、表氯醇橡膠、氟硅酮橡膠和環(huán)氧乙垸橡膠，或者通過使上述材料發(fā)泡而形成的發(fā)泡材料?？捎米鲗?dǎo)電粒子或半導(dǎo)電粒子的粒子示例包括碳黑；金屬，例如鋅、鋁、銅、鐵、鎳、鉻和鈦；金屬氧化物，例如ZnO-Al203、SnOrSb203、In2OrSn02、ZnO-Ti02、MgO-Al203、FeO-Ti02、Ti02、Sn02、Sb203、ln203、ZnO和MgO;以及離子化合物，例如季銨鹽?？蓡为?dú)使用這些材料或者可使用這些材料中的兩種或兩種以上材料的組合。此外，可根據(jù)需要單獨(dú)地或以其中兩種或兩種以上材料的組合使用下面的材料無機(jī)填料，例如滑石、礬土和硅土；以及有機(jī)填料，例如氟樹脂或硅橡膠的微粒。分散在粘合劑樹脂中的導(dǎo)電粒子或半導(dǎo)電粒子可用作阻抗受控的電阻層46和表面層48。電阻率優(yōu)選地為1(^Qcm至1014Qcm。此外，電阻層46或表面層48的平均膜厚優(yōu)選地為0.01至1000pm。對(duì)于這類粘合劑樹脂，可采用以下材料丙烯酸樹脂、纖維素樹脂、聚酰胺樹脂、甲氧基甲基化尼龍、乙氧基甲基化尼龍、聚氨基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚乙烯基樹脂(polyvinylresin)、聚芳酯樹脂、聚噻吩樹脂、聚烯烴樹脂(例如，PFA、FEP和PET)、苯乙烯丁二烯樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂和尿素樹脂等。作為分散在電阻層46和表面層48中的導(dǎo)電粒子或半導(dǎo)電粒子，按照與彈性層44相同的方式，可以單獨(dú)地或者將其中兩種或兩種以上材料混合在一起地使用以下材料碳黑、金屬、金屬氧化物和表現(xiàn)出離子導(dǎo)電性的離子化合物(例如，季銨鹽)。此外，根據(jù)需要，可以添加以下材料抗氧化劑，例如受阻酚和受阻胺；無機(jī)填料，例如粘土、高嶺土、滑石、硅土和礬土；有機(jī)填料，例如氟樹脂或硅樹脂的微粒；以及潤(rùn)滑齊IJ，例如硅油?？蓡为?dú)地添加這些材料，或者可添加兩種或兩種以上的材料。此外，可根據(jù)需要添加表面活性劑和充電控制劑等。此外，可使用以下方法來形成這些層刮刀涂布法、繞線棒涂布(wirebarcoating)法、噴涂法、浸漬涂布(immersioncoating)法、線性涂布(beadcoating)法、氣刀涂布(airknifecoating)法、幕涂(curtaincoating)法等。如圖4中所示，在本發(fā)明中，通過將顆粒49揉到粘合劑樹脂48A中來形成充電輥13的具有預(yù)定表面粗糙度的表面層48。即，利用顆粒49在表面層48的最外面形成微小的凹凸。顆粒49可以是球形或不確定的形狀。這里，為了使構(gòu)造簡(jiǎn)單以便理解，圖4中示意性地示出了表面層48的粘合劑樹脂48A和顆粒49。表面層48的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz優(yōu)選地為3至12pm，更優(yōu)選地為7jim至12pm，特別優(yōu)選地為10至12pm。通過將十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz設(shè)在這些范圍內(nèi)，諸如調(diào)色劑和外部添加劑的異物不容易粘附到表面層48，使表面層48耐污染性變高。另一方面，當(dāng)十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz小于3)Lim時(shí)，存在諸如調(diào)色劑和外部添加劑的異物可能會(huì)粘附到表面層上的擔(dān)憂。此外，當(dāng)十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz大于12pm時(shí)，調(diào)色劑、紙塵等易于聚集在凹凸部分。此外，當(dāng)十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz大于12pm時(shí)，因凹凸的高度差大而發(fā)生局部異常放電并且防礙了均勻充電，趨于出現(xiàn)象細(xì)白缺失(deletion)的圖像缺陷。這里，所考察的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz是按照J(rèn)ISB0601(1994)規(guī)定的表面粗糙度?？衫帽砻娲植诙葴y(cè)試儀等來測(cè)量十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz，而在本示例性實(shí)施方式中，在23"C和55y。RH的環(huán)境下，使用接觸型表面粗糙度測(cè)試儀(商品名SURFCOM570A，由TokyoSeimitsu有限公司制造)。當(dāng)測(cè)量表面層48時(shí)，測(cè)量距離為2.5mm，利用金剛石刃筆(5pmR、90°錐形)，改變位置并進(jìn)行三次測(cè)量。計(jì)算這些測(cè)量的平均值以用于表面層48的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz。對(duì)于顆粒49的材料，優(yōu)選地采用阻抗高的材料，例如，可采用聚合物顆粒(例如，聚酰亞胺樹脂和甲基丙烯酸樹脂)和無機(jī)顆粒(例如，硅土)或陶瓷顆粒。另外，優(yōu)選的是，顆粒49的體積平均粒度為表面層48的平均膜厚的1%至50%(顆粒49的長(zhǎng)度大小相對(duì)于粘合劑樹脂48A的層厚度大小為1%至50%)。如果顆粒49的體積平均粒度小于表面層48的平均膜厚的1%，則難以獲得期望的十點(diǎn)平均表面粗糙度RZ。此外，如果顆粒49的體積平均粒度超過表面層48的平均膜厚的50%，則根據(jù)顆粒49的混合量，難以獲得期望的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz。在本示例性實(shí)施方式中，表面層48的平均膜厚例如為3,至15|_im，例如將顆粒49的體積平均粒度設(shè)為1.0pm至7.5pm。這里，將顆粒49的混合量設(shè)為相對(duì)于粘合劑樹脂48A的體積百分比為5%至35°/0。這里，顆粒49的體積平均粒度是利用Coulter計(jì)數(shù)儀(商品名COULTERCOUNTERTA-II，由Coulter有限公司制造)測(cè)量的值。在這種情況下，以對(duì)于顆粒的粒度級(jí)而言最優(yōu)的孔徑進(jìn)行測(cè)量。另外，表面層48的平均膜厚是通過截取表面層48的截面、利用掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)截面進(jìn)行多次測(cè)量、并取其平均值而得到的值。此外，對(duì)于顆粒49的材料，可以通過將導(dǎo)電微粉混合并包埋(embed)到顆粒中而賦予顆粒半導(dǎo)電特性。導(dǎo)電微粉包括金屬，例如金、銀和銅；碳黑；還有金屬氧化物，例如氧化鈦、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鈣、硼酸鋁、鈦酸鉀和鈦酸鈣的粉末；以及通過以氧化錫、碳黑或金屬覆蓋氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋇、硼酸鋁或鈦酸鉀的粉末的表面而形成的微粉。可單獨(dú)使用這些材料，或者可一起使用兩種或兩種材料以上的組合。導(dǎo)電微粉可由與用于包含在表面層48的粘合劑樹脂48A中的上述導(dǎo)電粒子的材料(例如，碳黑等)相同的材料制成。此外，顆粒49的材料可由與用于粘合劑樹脂48A的樹脂相同的樹脂形成。通過采用與用在粘合劑樹脂48A中的樹脂一樣的樹脂，獲得了良好的相容性，顆粒49與粘合劑樹脂48A之間的粘附性變高。用于粘合劑樹脂48A的材料優(yōu)選為聚偏二氟乙烯、四氟乙烯的共聚物、聚酯、聚酰亞胺和共聚物尼龍。這種共聚物尼龍的示例有那些其中包含尼龍610、尼龍11和尼龍12中的一種或多種作為聚合單元的共聚尼龍，這些共聚物可包括的其他聚合單元還有尼龍6、尼龍66等。在本示例性實(shí)施方式中采用醇溶性共聚尼龍。另一方面，作為另一構(gòu)造，如圖5所示，根據(jù)顆粒49A的體積平均粒度和混合量，還可使顆粒49A的體積平均粒度大于表面層48的平均膜厚。在這種情況下，通過形成顆粒49A的周面的一部分隆出表面層48的表面之外的狀態(tài)來控制期望的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz。在圖5中，為使這種構(gòu)造容易明白，示意性地示出粘合劑樹脂48A和顆粒49A?；蛘?，作為又一構(gòu)造，如圖6中所示，可在充電輥13的表面層48的外部(最外面)處形成薄薄涂布的保護(hù)層70。該保護(hù)層70的厚度優(yōu)選地為IO拜或更小。即使形成保護(hù)層70，也可通過顆粒49將最外面的十點(diǎn)平均粗糙度設(shè)到預(yù)定的范圍。應(yīng)當(dāng)指出的是，為使其這種構(gòu)造容易明白，在圖6中示意性地示出粘合劑樹脂48A、顆粒49和保護(hù)層70。接下來，將給出對(duì)清潔輥50的說明。高速切削鋼、不銹鋼等用作清潔輥50的軸52的材料?？筛鶕?jù)應(yīng)用(例如，所需的滑動(dòng)特性)來選擇軸52的材料和任何表面處理方法，可通過利用標(biāo)準(zhǔn)處理(例如，鍍覆處理)進(jìn)行加工使不具有導(dǎo)電性的材料變得導(dǎo)電，當(dāng)然，也可原樣使用材料。此外，為了使清潔輥50可利用適當(dāng)?shù)囊Ш蠅毫νㄟ^海綿層54與充電輥13相接觸，軸52的材料具有在咬合過程中不彎曲的強(qiáng)度，或者選擇軸的直徑以相對(duì)于軸的長(zhǎng)度具有足夠的剛性。清潔輥50的海綿層54包括具有多孔的三維構(gòu)造的泡沫，該泡沫在其表面或內(nèi)部存在有空腔和凹凸部分(下面稱作，單元(cdl))，海綿層54具有彈性。發(fā)泡樹脂或橡膠材料可用于海綿層54，可從以下材料中進(jìn)行選擇聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、烯烴、三聚氰胺或聚丙烯、NBR、EPDM、天然橡膠和苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯、硅酮和腈。從而，可廉價(jià)地制造具有許多單元的清潔輥50。清潔輥50在被充電輥13的滑動(dòng)摩擦驅(qū)動(dòng)的同時(shí)有效地清除諸如外部添加劑的異物，同時(shí)必須確保沒有因清潔輥50摩擦充電輥13的表面而給充電輥13的表面帶來缺陷。此外，必須確保長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒有在海綿層54中出現(xiàn)破碎或破裂。為此，聚氨酯以其抗撕裂強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度而特別優(yōu)選地用作海綿層54的材料。不對(duì)聚氨酯特別限定。只要能夠伴隨多元醇(例如，聚酯型多元醇、聚醚聚酯或丙烯酸多元醇)和異氰酸酯(例如，2,4-二異氰酸甲苯酯、2，6-二異氰酸甲苯酯、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、聯(lián)甲苯胺二異氰酸酯、或1,6-六亞甲基二異氰酸酯)的反應(yīng)即可，優(yōu)選的是，要混入增鏈劑，例如1，4-丁二醇或三羥甲基丙垸。此外，通常利用水和諸如偶氮化合物(象偶氮二甲酰胺或偶氮二異丁腈)的發(fā)泡劑來發(fā)泡。此外，還可根據(jù)需要添加諸如發(fā)泡助劑、泡沫調(diào)節(jié)劑和催化劑的輔助劑。接下來，將說明用于評(píng)估充電輥13的污染(staining)特性和清潔特性的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于充電輥13，如圖4中所示，在表面層48中混有由樹脂制成的顆粒49的狀態(tài)下進(jìn)行表面涂布，通過分組到1)Lim至2jam、3pm至4jim、7pm至8pm和10|im至12jam四個(gè)等級(jí)的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz來制備樣品。利用這些樣品來執(zhí)行對(duì)污染特性和清潔特性的評(píng)估。作為評(píng)估污染特性和清潔特性的方法，在圖1中所示的圖像形成裝置1的圖像形成單元10中，在沒有附接清潔輥50的狀態(tài)下執(zhí)行打印測(cè)試，由此預(yù)先使充電輥13受污。接著，僅安裝感光鼓12、充電輥13和清潔輥50，使感光鼓12旋轉(zhuǎn)預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)，測(cè)量對(duì)充電輥13表面的任何改變。這里，在該測(cè)量方法中，由于外部添加劑粘附到充電輥13的表面導(dǎo)致對(duì)白色度的改變進(jìn)行分級(jí)。G1為良而G5為差，G后數(shù)字越大，污染特性和清潔特性的分級(jí)越差。新充電輥13為GO級(jí)。此外，對(duì)污染特性的分級(jí)和對(duì)清潔特性的分級(jí)的分配方法不同。對(duì)清潔特性的分級(jí)，令人滿意的繪圖的等級(jí)為G3以下，當(dāng)?shù)燃?jí)超過G3時(shí)，這意味著NG等級(jí)。另外，對(duì)于污染特性的分級(jí)，在12個(gè)評(píng)估等級(jí)中最差的情況設(shè)為G5(見表1)，大致相等地劃分等級(jí)直到Gl。醇溶性共聚尼龍用作表面層48的粘合劑樹脂48A，在顆粒49中包埋有作為導(dǎo)電微粉的碳黑，通過改變顆粒49的粒度和混合量來制備樣品。對(duì)于表面層48的平均膜厚有3pm至4pm、8,至9(im和14,至15iim三個(gè)等級(jí)。當(dāng)表面層48的平均膜厚為3,至4pm時(shí)，使用其體積平均粒度為1.5(im的顆粒；當(dāng)表面層48的平均膜厚為8pm至9pm時(shí)，使用其體積平均粒度為4的顆粒；而當(dāng)平均膜厚為14(am至15pm時(shí)，使用其體積平均粒度為8pm的顆粒。顆粒的混合量根據(jù)粗糙度來確定，為15%至70%(相對(duì)于表面層樹脂固體含量的重量百分比)。在表1和表2中示出了對(duì)污染特性和清潔特性的評(píng)估結(jié)果。[表l]對(duì)污染特性的評(píng)估<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>[表2]對(duì)清潔特性的評(píng)估<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>從表1和表2所示結(jié)果可以看出，污染特性和清潔特性隨著十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz的增大而改善。此外，使用相同充電輥13利用圖1中所示的圖像形成裝置1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)打印測(cè)試，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以考察清潔特性的數(shù)值和實(shí)際缺陷(圖像缺陷)之間的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于表2中的G3以下的清潔特性，良好的打印保持100，000張。從這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可看出，十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz優(yōu)選地為3iam或更大。此外，對(duì)于3pm或更大的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz，沿著充電輥13的軸向的位置沒有產(chǎn)生清潔特性上的變化，并可幾乎均勻地去除異物，還可減少其自身粘附的異物的量。此外，關(guān)于十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz的上限，接近于10Mm或更大的區(qū)域中的清潔特性保持良好的值。然而，關(guān)于初始的充電均勻性，如果十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz超過12pm，則出現(xiàn)帶有白點(diǎn)等的不均勻充電，不會(huì)達(dá)到初始的圖像品質(zhì)。由上可知，有效的是，如上所述將顆粒49與表面層48混合從而十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz變?yōu)?pm至12pm。接下來，釆用噴砂作為使充電輥13的表面層的粗糙度變大的方法，制備樣品(對(duì)比例)以獲得與實(shí)施例中相同的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz。利用該樣品(對(duì)比例)來進(jìn)行對(duì)污染特性和清潔特性的評(píng)估。即使采用噴砂作為這種方法，也能夠獲得期望的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz，然而，如表3中所示，對(duì)于充電輥?zhàn)顬橹匾淖杩怪翟谒械臈l件下都上升一位數(shù)的程度。這一結(jié)果表明明顯低劣的靜電特性，尤其是在低溫低濕度環(huán)境下。此外，如表3中所示，除了阻抗上升之外，阻抗的變化(sigma)的增大也是重要的，通常當(dāng)其超過0.1時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)均勻的充電。[表3]_<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>還表明，甚至與通過噴砂得到的結(jié)果相比，通過本發(fā)明的顆粒49對(duì)十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz的控制也有顯著大的效果。如果顆粒49的體積平均粒度太小，則即使增大混合量，也不易獲得粗糙度。此外，如果顆粒49的體積平均粒度太大，則顆粒49趨向于容易脫落。顆粒49的體積平均粒度適宜為表面層48的平均膜厚的1%至50%。此外，通過將碳黑作為導(dǎo)電微粉混合并埋入到顆粒49中，可抑制充電輥13的表面阻抗的變化，并且不會(huì)容易地發(fā)生異常放電。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然上述示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置1是其中黃色、品紅色、青色和黑色的圖像形成單元沿著中間傳送帶的傳送方向依次設(shè)置的構(gòu)造，但是本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明也可應(yīng)用于利用旋轉(zhuǎn)顯影裝置在感光鼓上逐一形成每種顏色的調(diào)色劑圖像的構(gòu)造。對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的前述描述是為了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在窮舉或者將本發(fā)明限于所公開的確切形式。顯然，許多修改和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。選擇并描述這些示例性實(shí)施例是為了最好地說明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的適用于所構(gòu)想特定用途的各種實(shí)施例和各種變型例。旨在由所附權(quán)利要求及其等同物來限定本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1、一種充電輥，該充電輥包括輥構(gòu)件，其接觸圖像載體并旋轉(zhuǎn)，該輥構(gòu)件包括導(dǎo)電材料，其對(duì)所述圖像載體的表面充電，并且所述輥構(gòu)件在其外周面上具有顆粒，以使表面粗糙度在預(yù)定范圍內(nèi)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電輥，該充電輥還包括形成為用于覆蓋所述外周面的保護(hù)層。3、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其中，所述外周面或所述保護(hù)層的表面的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz為3(im至12pm。4、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其中，所述顆粒的體積平均粒度為具有所述顆粒的層的平均膜厚的1°/。至50%。5、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其中，所述顆粒的體積平均粒度大于包含所述顆粒的層的平均膜厚。6、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其中，所述顆粒為聚合物顆粒或無機(jī)顆粒。7、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其中，所述顆粒具有導(dǎo)電微粉，并且所述顆粒是半導(dǎo)電的。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電輥，其中，所述導(dǎo)電微粉是由與粘合劑樹脂中包含的導(dǎo)電粒子的材料相同的材料制成。9、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其中，所述顆粒包括與所述輥構(gòu)件的所述外周面中包括的粘合劑樹脂相同的樹脂。10、一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；禾口根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥，其用于對(duì)所述圖像載體的表面充電，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的處理盒，該處理盒還包括清潔輥，該清潔輥接觸所述充電輥，并由所述充電輥驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。12、一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；禾Q根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電輥，其用于對(duì)所述圖像載體的表面充電，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。13、一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；和根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電輥，其用于對(duì)所述圖像載體的表面充電，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。14、一種處理盒，該處理盒包括圖像載體；和根據(jù)權(quán)利要求9所述的充電輥，其用于對(duì)所述圖像載體的表面充電，所述處理盒可附裝且可拆卸地設(shè)置到圖像形成裝置。15、一種包括根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥的圖像形成裝置。16、一種用于對(duì)圖像載體充電的方法，所述方法包括以下步驟使根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電輥與所述圖像載體相接觸；并且通過向所述充電輥施加電壓來對(duì)所述圖像載體充電。17、一種用于清潔充電輥的方法，所述方法包括以下步驟使根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的充電輥與一清潔輥相接觸；并且清潔所述充電輥的外周面或保護(hù)層。全文摘要本發(fā)明提供了一種充電輥及其清潔方法、處理盒、圖像形成裝置和充電方法。所述充電輥(13)包括接觸圖像載體并旋轉(zhuǎn)的輥構(gòu)件，該輥構(gòu)件包括對(duì)所述圖像載體的表面充電的導(dǎo)電材料，并且所述輥構(gòu)件在其外周面上具有顆粒(49)，以使表面粗糙度在預(yù)定范圍內(nèi)。文檔編號(hào)G03G15/02GK101154072SQ20071015335公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2007年9月17日優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日發(fā)明者山口干夫,山本光雄,石井康友,長(zhǎng)森由貴申請(qǐng)人:富士施樂株式會(huì)社