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    重庆时时彩和尾走势图: 带电粒子发生器、充电装置、及图像形成设备.pdf

    关 键 词:
    带电 粒子 发生器 充电 装置 图像 形成 设备
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110056426.5

    申请日:

    2011.03.09

    公开号:

    CN102385279A

    公开日:

    2012.03.21

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G03G 15/02申请日:20110309|||公开
    IPC分类号: G03G15/02; G03G15/00 主分类号: G03G15/02
    申请人: 富士施乐株式会社
    发明人: 森野贵典; 大森雅夫
    地址: 日本东京
    优先权: 2010.09.01 JP 2010-195320
    专利代理机构: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 陈源;张天舒
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110056426.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.02.10|||2013.04.17|||2012.03.21

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了带电粒子发生器、充电装置、及图像形成设备。带电粒子发生器包括第一电极、第二电极、和设置在第一电极和第二电极之间的绝缘材料。带电粒子通过第一电极和第二电极之间发生的放电而产生。第一电极、绝缘材料、和第二电极沿第一方向布置。第二电极具有不与带电粒子沿垂直于第一方向的第二方向运动所沿的路径交叉的形状。

    权利要求书

    1.一种带电粒子发生器,其包括:
    第一电极;
    第二电极;以及
    绝缘材料,其设置在所述第一电极和所述第二电极之间,
    其中,带电粒子通过在所述第一电极和所述第二电极之间发生
    的放电而产生,所述第一电极、所述绝缘材料、和所述第二电极沿第
    一方向布置,以及所述第二电极具有不与所述带电粒子沿垂直于第一
    方向的第二方向运动所沿的路径交叉的形状。
    2.根据权利要求1所述的带电粒子发生器,
    其中,所述第二电极具有沿所述第一方向所开的多个开口,
    其中,所述绝缘材料具有区域限制部,所述绝缘材料与所述开
    口形成连续空间,所述区域限制部是在其中所述绝缘材料与所述开口
    形成所述连续空间的方向中开口、并且在第二方向中受限的空间,以

    所述开口的面积大于所述区域限制部的面积。
    3.根据权利要求2所述的带电粒子发生器,其中,所述开口的
    面积随着到所述绝缘材料距离的增加而增加。
    4.根据权利要求2或3所述的带电粒子发生器,其中,所述绝
    缘材料在距离所述绝缘材料与所述区域限制部之间的边界预定范围
    内沿第二方向与所述开口接触。
    5.一种充电装置,其包括根据权利要求1所述的带电粒子发生
    器,所述充电装置对待充电的元件进行充电。
    6.一种图像形成设备,其包括:
    图像载体,其用作待充电的元件;
    根据第五方面的充电装置,其被设置为不与所述图像载体接触,
    并对所述图像载体进行充电。
    显影装置,其利用显影剂对已通过曝光形成在通过所述充电装
    置进行了充电的所述图像载体上的潜像进行显影;
    转印单元,用于将已通过所述显影装置显影的图像转印到记录
    介质上;以及
    定影单元,用于将已通过所述转印单元转印到所述记录介质上
    的图像定影到所述记录介质上。

    说明书

    带电粒子发生器、充电装置、及图像形成设备

    技术领域

    本发明涉及带电粒子发生器、充电装置、及图像形成设备。

    背景技术

    作为对图像形成设备的图像载体进行充电的方案,在一些情况
    下使用了利用电晕放电的栅格电晕管充电方案(scorotron?charging
    scheme)。在栅格电晕管充电方案中,以非接触方式对待充电元件进
    行充电。作为另一个充电方案,在一些情况下使用了充电辊方案,在
    该充电辊方案中,在充电辊与图像载体相接触地转动时,通过使得在
    半导体充电辊和图像载体之间产生的非常小的间隙中发生放电来执
    行充电处理。

    在日本未审查专利申请公开No.11-015232中,公开了一种充电
    装置。在该充电装置中,设置有放电电极和电离区控制电极。放电发
    生在放电电极面对本体的一部分。电离区控制电极通过绝缘层堆叠在
    放电电极的表面上。在放电电极的背面上设置有馈电电极。放电电极
    轴线方向上的每个端部的体积电阻率被设置为小于放电电极中央部
    分的体积电阻率。

    发明内容

    本发明的一个目的在于提供能够利用通过放电产生的带电粒子
    的运动来减少电极的干扰的带电粒子发生器、充电装置、以及图像形
    成设备。

    根据本发明的第一方面,提供了一种带电粒子发生器,其包括
    第一电极、第二电极、和设置在第一电极和第二电极之间的绝缘材料。
    带电粒子通过第一电极和第二电极之间发生的放电而产生。第一电
    极、绝缘材料、和第二电极沿第一方向布置。第二电极具有不与带电
    粒子沿垂直于第一方向的第二方向运动所沿的路径交叉的形状。

    根据本发明的第二方面,在根据第一方面的带电粒子发生器中,
    第二电极具有沿第一方向所开的多个开口。绝缘材料具有多个区域限
    制空间。每个区域限制空间都对应于这些开口之一。区域限制空间与
    开口相连续。区域限制空间是在其中区域限制空间朝向开口定向的方
    向中开口、并且在第二方向中受限的空间??诘拿婊笥谇蛳拗?br />空间的面积。

    根据本发明的第三方面,在根据第二方面的带电粒子发生器中,
    开口面积随着到绝缘材料距离的增加而增加。

    根据本发明的第四方面,在根据第二或第三方面的带电粒子发
    生器中,绝缘材料在距离绝缘材料与区域限制空间之间的边界预定范
    围内沿第二方向与开口接触。

    根据本发明的第五方面,提供了一种包括根据本发明第一方面
    的带电粒子发生器的充电装置。该充电装置对待充电元件进行充电。

    根据本发明的第六方面,提供了一种图像形成设备,其包括图
    像载体、根据第五方面的充电装置、显影装置、转印单元、和定影单
    元。图像载体用作待充电元件。根据本发明第五方面的充电装置被设
    置为不与图像载体接触,并对图像载体进行充电。显影装置利用显影
    剂对已通过曝光形成在通过充电装置进行了充电的图像载体上的潜
    像进行显影。转印单元将已通过显影装置显影的图像转印到记录介质
    上。定影单元将已通过转印单元转印到记录介质上的图像定影到记录
    介质上。

    根据本发明的第一方面,可以利用通过放电产生的带电粒子的
    运动来减小电极的干扰。

    根据本发明的第二方面,相比于其中带电粒子发生器不具有本
    发明构造的情况,可以利用带电粒子的运动更加减小电极的干扰。

    根据本发明的第三方面,相比于其中带电粒子发生器不具有本
    发明构造的情况,除了根据第一方面和第二方面得到的本发明的优点
    以外,还可以稳定地产生带电粒子。

    根据本发明的第四方面,相比于其中带电粒子发生器不具有本
    发明构造的情况,除了根据第一方面至第三方面中任一方面得到的本
    发明的优点以外,可以利用带电粒子的运动进一步减小电极的干扰。

    根据本发明的第五方面,可以利用通过放电产生的带电粒子的
    运动来减小电极的干扰。

    根据本发明的第六方面,可以利用通过放电产生的带电粒子的
    运动来减小电极的干扰。

    附图说明

    下面将根据以下附图来详细描述本发明的示例性实施例。

    图1是示出应用了本发明第一示例性实施例的图像形成设备的
    示意图;

    图2是示出应用了本发明第一示例性实施例的充电装置的截面
    图、以及示出充电装置周围部分的结构的示意图;

    图3是示出应用了本发明第一示例性实施例的充电装置的底面
    的示意图;

    图4是示出放电区中的带电粒子的流动的示意图;

    图5是用于说明放电区周围部分的构造的示例性示图;

    图6是表示电极之间流过的电流的电流值和实例中图像载体的
    表面电位之间的关系的测量结果的曲线;

    图7是第二示例性实施例中放电区及放电区周围部分的构造的
    示意图;以及

    图8是第三示例性实施例中放电区及放电区周围部分的构造的
    示意图。

    具体实施方式

    第一示例性实施例

    下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。

    图1是示出应用了本发明第一示例性实施例的图像形成设备10
    的整体构造的示意图。

    图像形成设备10包括图像形成设备本体12。图像形成单元14
    安装在图像形成设备本体12内部。排出单元16设置在图像形成设备
    本体12的顶部。

    在图像形成设备本体12的底部下面,例如,设置有分两级提供
    的送纸装置20。在图像形成设备本体12下方,还可以添加或设置多
    个送纸装置。

    每个送纸装置20都包括送纸装置本体22和存储记录介质的送
    纸盒24。拾取辊26设置在送纸盒24上方并靠近送纸盒的后端部。
    阻滞辊28设置在拾取辊26的后面。送纸辊30设置在其面向阻滞辊
    28的位置处。

    输送路径32是从送纸辊30延伸到排出孔34且用于记录介质的
    路径。输送路径32设置为靠近图像形成设备本体12的后侧(图1
    左侧一面),并具有从送纸装置20(其设置在底端部)到定影单元
    36基本垂直形成的部分。

    加热辊38和压力辊40设置在定影单元36中。转印辊42和用
    作光电导体的图像载体44沿输送路径32设置在定影单元36的上游
    侧。登记辊46设置在转印辊42和图像载体44的上游侧。排出辊48
    沿输送路径32靠近排出孔34设置。

    因此,通过拾取辊26由送纸装置20的送纸盒24送出的记录介
    质由阻滞辊28和送纸辊30合作来处理。以此方式,作为送纸盒24
    中的最上一张记录介质而被提供的记录介质被输送至输送路径32,
    并通过登记辊46而短时间停止,以对记录介质调整定时。记录介质
    在转印辊42和图像载体44之间通过,从而将显影剂图像转印到记录
    介质上。该显影剂图像通过定影单元36定影到记录介质上,并通过
    排出辊48从排出孔34排出到排出单元16。

    图像形成单元14例如用作电子照相系统。图像形成单元14包
    括如下部件:图像载体44;充电装置52,对图像载体44进行均匀充
    电;光写入装置54,其利用光将潜像写到已被充电装置52充电的图
    像载体44上;显影装置56,其利用显影剂显现已通过光写入装置54
    形成在图像载体44上的潜像,从而获得显影剂图像;转印辊42,其
    将通过显影装置56得到的显影剂图像转印到记录介质上;清洁装置
    58,其清洁残留在图像载体44上的残余显影剂,并且其包括刀片;
    以及定影单元36,其将已经通过转印辊42转印到记录介质上的显影
    剂图像定影到记录介质上。

    处理盒60是通过将图像载体44、充电装置52、显影装置56、
    和清洁装置58集成为一个部件而得到的。利用处理盒60,可以将图
    像载体44、充电装置52、显影装置56、和清洁装置58作为一个部
    件来更换。将排出单元16打开,然后可以将处理盒60从图像形成设
    备本体12取出。

    接下来,将描述充电装置52的细节。

    图2示出了充电装置52的截面图、以及充电装置52周围部分
    的结构。图3示出了充电装置52的底面(图像载体44侧的一面)。

    充电装置52具有如下构造:导电基材72、电阻层74、绝缘层
    76、和导电层78按照从距离面对充电装置52的图像载体44最远的
    层开始的顺序进行布置。

    第一电极由导电基材72和电阻层74组成。第二电极由导电层
    78形成。

    导电层78至少设置在绝缘层76的投影范围内。导电层78形成
    在绝缘层76上,从而导电层78未伸出绝缘层76(从而导电层78未
    与电阻层74一侧的导电层78一面上的区域限制部82接触)。

    开口80设置在导电层78中。区域限制部82设置在绝缘层76
    中,并且每个区域限制部82和开口80中相应的一个开口形成连续空
    间。区域限制部82被形成为在区域限制部82面向图像载体44的方
    向开口,即,形成为圆柱形。如上所述,区域限制部82沿区域限制
    部82和开口80形成连续空间的方向开口,并且其为在垂直于上述方
    向的方向中受限的空间。

    放电区84包括开口80和区域限制部82。

    开口80的孔半径大于区域限制部82的孔半径。术语“孔半径”
    指垂直于布置有导电基材72、电阻层74、绝缘层76、和导电层78
    的方向(下文中,在一些情况中称为“堆叠方向”)的方向(下文中,
    在一些情况中称为“水平方向”)中的长度(半径)。

    如上所述,在本示例性实施例中,开口80的面积大于区域限制
    部82的面积。

    电阻层74被形成为具有由高电阻层86和电阻调节层88构成的
    两层结构。但不是说电阻层74可以具有由一种材料构成的一层结构。

    导电基材72和导电层78连接有向它们中的每一个施加电压的
    电压施加单元90。

    当将等于或高于固定电压的电压施加给导电基材72和导电层
    78时,在由于被电阻层74、绝缘层76、和导电层78包围而空间受
    限的放电区84中发生放电。

    由于放电区84在平行于图像载体44的轴向的方向中空间受限,
    因此放电区84两维限制放电。

    放电区84在其面向图像载体44的方向中开口。因此,由于导
    电层78和图像载体44之间的电位差,已通过放电产生的一些带电粒
    子(离子)通过导电层78的开口80,并运动到图像载体44一侧。
    换言之,提供了这样一种构造:即已经在放电区84中产生的离子由
    于电场而漂移或从电阻层74扩散到图像载体44,从而对图像载体44
    进行充电。此处,术语“漂移”指离子由于电场而产生的运动。

    导电层78利用所施加的电压调节电场强度,以使离子向图像载
    体44运动,同时具有调节图像载体44的充电电位的功能。

    接下来,将描述放电区84以及放电区84周围部分的结构的细
    节。

    图4是示出放电区84中的带电粒子的流动的示意图。图5是用
    于说明放电区84周围部分的构造的示例性示图。

    如图4所示,已通过放电产生的离子朝向图像载体44运动,同
    时在水平方向传播开。此处,关于通过放电产生的离子,当在沿离子
    从电阻层74向图像载体44运动所沿的路径的特定点处存在导电层
    78时,这些离子被导电层78吸收?;谎灾?,这些离子没有使图像载
    体充电而是被消耗掉了。

    当在范围R中存在导电层78时,已经传播开并沿水平方向从区
    域限制部82运动的离子被存在于范围R中的导电层吸收。此处,范
    围R沿这些离子从区域限制部82向图像载体44运动所经过的路径,
    且该范围是沿水平方向在绝缘层76内定义的范围(绝缘层76的投影
    范围)。

    因此,导电层78具有不与在放电区84中通过放电产生的带电
    粒子运动所沿的路径交叉的形状,从而减少了导电层78对带电粒子
    的吸收。此处,关于导电层78的形状,术语“形状”指包括例如形
    态、尺寸(水平方向中的长度)、以及厚度(堆叠方向中的长度)的
    构成。

    例如,减小导电层78水平方向中的长度,即,将开口80的孔
    半径增大为大于区域限制部82的孔半径,从而阻止了导电层78和范
    围R相互重叠,或者减少了导电层78和范围R相互重叠的范围。

    如图5所示,长度a是从区域限制部82水平方向中的中心P到
    绝缘层76的侧面(其为用作绝缘层76与区域限制部82之间的边界
    的面)的距离(区域限制部82的孔半径)。

    长度b是从线Q(其与绝缘层76侧面上沿堆叠方向的线相同)
    到导电层78的侧面(其为用作导电层78和开口80之间的边界的面)
    的距离。长度b可以是固定的??商婊坏?,例如,长度b可以根据到
    图像载体44的距离来改变,其中使得长度b随着到图像载体44的距
    离减小而增大。

    长度c是从中心P到最靠近图像载体44的导电层78的侧面的
    距离。当长度b相对于到图像载体44的距离而固定时,长度c与通
    过将长度a和长度b相加而得到的长度相同(建立了方程:长度c=
    长度a+长度b)。

    长度d是绝缘层76在堆叠方向中的长度(厚度)。

    长度e是导电层78在堆叠方向中的长度(厚度)。

    位置M是导电层78上的位置,其位于导电层78与开口80之间
    的边界处,并最靠近绝缘层76。

    位置N是导电层78上的位置,其位于导电层78与开口80之间
    的边界处,并最靠近图像载体44。。

    连接位置M和N的线可以是直线或曲线?;谎灾?,导电层78的
    侧面可以是平面或曲面。

    a到e的长度具有下面的关系:

    2μm≤a<c≤200μm;

    0<b≤c-a≤198μm;

    4μm≤d≤500μm;以及

    0<e≤50μm。

    区域限制部82形成为使得长度a(区域限制部82的孔半径)位
    于2μm到小于200m的范围内。

    开口80形成为使得长度b位于大于0μm到198μm的范围内。

    开口80形成为使得长度c位于大于2μm到200μm的范围内(然
    而长度a和长度c具有关系a<c)。

    当区域限制部82的孔半径小于2μm时,每个区域限制部82的
    通过放电产生的带电粒子的数量减小。因此,充电装置52用作充电
    器的效率降低。因此,为了更高效地对图像载体44进行充电以使图
    像载体44具有目标电位,可以使放电区84的孔半径等于或大于
    2μm。

    当大于区域限制部82的孔半径的开口80的孔半径大于200μm
    时,在开口80的边缘或在开口80周围的位置处产生的每个电场的强
    度比在放电区84中的空间中央处产生的电场强度高若干倍或更多的
    计算结果是利用用于静电场的典型分析计算获得的。当放电区84中
    的电场分布变得一致并放电集中在开口80周围的部分时,作为结果,
    放电变得不稳定,使得所产生的臭氧量会增加或者电阻层74会缩短。

    当大于区域限制部82的孔半径的开口80的孔半径等于或小于
    200μm时,则形成等电位面,等电位面达到近似平行于绝缘材料的
    程度。因此,区域限制部82中的电场分布变得均匀,使得在整个放
    电区84上易于发生稳定的放电。

    相比于其中区域限制部82的孔半径未位于30μm到80μm范围
    内的情形,当区域限制部82的孔半径位于30μm到80μm的范围内
    时,会高效地在整个放电区84上发生均匀的放电。

    相比于其中开口80的孔半径未位于40μm到100μm范围内的
    情形,当开口80的孔半径位于40μm到100μm的范围内时,会更加
    减少绝缘层76对在放电区84中产生的离子的吸收。

    绝缘层76被形成为使得长度d(绝缘层76的厚度)位于4μm
    到500μm的范围内。

    在该示例性实施例中,包括在放电区84中的区域限制部82设
    置在绝缘层76中。因此,长度d(绝缘层76的厚度)限制了各电极
    (电阻层74和导电层78)两者之间的距离,即,放电距离。

    长度d(绝缘层76的厚度)是区域限制部82在堆叠方向中的长
    度。

    当绝缘层76的厚度被设置为500μm或更大时,放电启动电压
    增加。

    当通过将绝缘层76的厚度设置为500μm或更小来减小放电距
    离时,减小了放电的局部集中以及放电电流的剧增,从而易于进行持
    续放电。

    当通过将绝缘层76的厚度设置为4μm或更大而使得放电距离
    远大于电子在空气中的平均自由行程(约0.1μm)时,就保证了区
    域限制部82中的电离频率数量,从而易于进行持续放电。

    根据定义空气中或在大气压下施加在平行平板之间的放电启动
    电压的帕申定律,当间隙为约4μm时,放电启动电压具有最小值。
    当间隙小于4μm时,放电启动电压增加。这表明,当绝缘层76的厚
    度小于4μm时,不易于发生放电。

    相比于其中绝缘层76的厚度未处于50μm到150μm的范围内
    的情形,当绝缘层76的厚度处于50μm到150μm的范围内时,对于
    向电极施加高电压,更稳定地保持电极之间得到的绝缘属性、或均匀
    放电。

    导电层78形成为使得长度e(导电层78的厚度)处于大于0μm
    到50μm的范围内。

    当导电层78的厚度大于50μm时,带电粒子从开口80向图像
    载体44运动的效率不会充分提高。

    相比于其中导电层78的厚度处于1μm或以上的范围内的情形,
    当导电层78的厚度处于1μm或以下的范围内时,更能减小导电层
    78对离子的吸收。

    如上所述,导电层78具有不与在放电区84中通过放电产生的
    带电粒子沿水平方向运动所沿的路径交叉的形状。

    接下来,将描述各元件的详情。

    作为形成导电基材72的材料,使用了金属(例如不锈钢、铝、
    铜合金、上述金属的金属合金),或利用铬、镍等进行了表面处理的
    铁。

    作为形成电阻层74的材料,使用了体积电阻率处于1×106Ωcm
    到1×1010Ωcm范围内的材料。

    当电阻层74的体积电阻率高于1×1010Ωcm时,不足以在电极间
    发生放电。放电可以随意在作为放电区的区域限制部82中发生,从
    而难以实现稳定的放电。

    当电阻层74的体积电阻率低于1×106Ωcm时,不足以获得利用
    电阻控制放电电流的效果(下文中,在一些情况中称为“放电电流控
    制效果”),并且放电局部集中在电阻层74面向区域限制部82的表
    面中。结果,放电电流会变得不稳定或过度,从而这会导致材料的快
    速劣化或使电阻层74短路。

    相比于其中电阻层74的体积电阻率未处于1×107Ωcm到1×
    109Ωcm范围内的情形,当电阻层74的体积电阻率处于1×107Ωcm到
    1×109Ωcm范围内时,在区域限制部82中持续更稳定的放电。

    电阻层74被形成为具有处于10μm或以上的范围内的厚度。

    从利用电阻层74的电阻获得放电电流控制效果的角度,可以通
    过减小电阻层74的厚度以及通过选择具有高电阻率的材料来调节电
    阻层74的电阻值(其根据公式“体积电阻率×电阻层的厚度/单位面
    积”来计算)。然而,当电阻层74的厚度小于10μm时,对所施加
    电压的电阻特性(耐压)降低,从而在放电情况中电阻层74短路的
    频次增加。

    相比于电阻层74被形成为使得电阻层74的厚度处于小于
    100μm的范围中的情形,当电阻层74被形成为使得电阻层74的厚
    度处于100μm以上的范围中时,获得了足够的耐压,从而保证了施
    加高电压的时间稳定性。

    对电阻层74进行调整使得电阻层74在厚度方向中的电阻值(其
    根据公式体积电阻率×电阻层的厚度/面积计算,其中所述面积是直
    径为100μm的圆的面积)处于1×108Ω到1×1011Ω范围内,同时
    电阻层74的体积电阻率满足上述适当的范围(1×107Ωcm到1×
    109Ωcm范围),并且电阻层74的厚度满足上述适当的范围(100μm
    以上)。在此情形中,实现了利用电阻成分的放电电流控制效果和通
    过保证一定的厚度获得的时间稳定性。

    在其中通过将电阻层74形成为具有两层结构的电阻层74来调
    整放电电流控制效果时,例如,放电电流控制效果足以通过形成具有
    1×109Ωcm体积电阻率以及30μm厚度的上层(高电阻层86)而获
    得。电阻层74可以通过形成具有1×107Ωcm体积电阻率以及100μm
    厚度的下层(电阻调整层88)而变得较厚。

    如上所述,利用上层(高电阻层86)保证了利用电阻的放电电
    流控制效果,并且通过利用下层(电阻调整层88)使电阻层74变厚
    使得电阻层74具有从导电基材72测量到的足够厚度而提高了电阻特
    性,从而实现了放电电流控制效果和时间稳定性。

    作为电阻层74,使用了通过在树脂材料或橡胶材料中散布导电
    粒子或半导体粒子获得的材料。

    例如,使用了聚脂树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、脲醛树脂、
    聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、乙烯树
    脂、上述树脂材料中各树脂材料的合成树脂作为树枝材料。

    使用了乙丙橡胶、聚丁二烯、天然橡胶、聚异丁烯、氯丁二烯
    橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、氟硅酮橡胶、环氧乙烷橡胶、
    通过使上述橡胶材料中的橡胶材料发泡获得的发泡剂、或上述橡胶材
    料中的橡胶材料的混合物作为橡胶材料。

    作为导电粒子或半导体粒子,使用了诸如炭黑、锌、铝、铜、
    铁、镍、铬、或钛、金属氧化物(诸如ZnO-Al2lO3、SnO2-Sb2O3、
    In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、
    In2O3、ZnO、或MgO)、离子化合物(诸如季铵盐)、或上述材料中
    的一种或两种以上材料的混合物。

    此外,导电层74不仅可以由诸如树脂或橡胶的有机材料形成,而
    且可以由通过在玻璃中散布导电粒子获得的半导体玻璃、铝多孔阳极
    氧化膜(aluminum?porous?anodic?oxide?film)等形成。

    区域限制部82的结构根据其孔直径和绝缘层76的厚度确定。

    形成绝缘层76的材料不限于有机材料或无机材料。相比于体积电
    阻率小于1×1012Ωcm的情形,当形成绝缘层76的材料是具有1×
    1012Ωcm以上的体积电阻率的固态材料时,当在两个电极(电阻层74
    和导电层78)间施加高电压时可以在这两个电极之间获得优良的绝缘
    特性,并且稳定保持区域限制部82的形状而不会随着时间而变形。

    作为形成导电层78的材料,使用了具有0.1Ωcm以下体积电阻率
    的材料。此外,作为形成导电层78的材料,使用了不易被放电污染
    的材料。例如,可以使用诸如钨、钼、碳、铂、铜、或铝,或通过在
    上述金属材料之一上进行表面处理(诸如镀金)而得到的材料。

    充电装置52利用带电粒子由于电场进行的运动(漂移)对图像
    载体44进行充电。因此,充电装置52设置在某一位置处,在该位置
    处,保持了较靠近图像载体44设置的导电层78与图像载体44之间
    不发生放电的距离。

    更具体地,充电装置52设置在使得导电层78最靠近图像载体
    44的距离(最近相邻距离)等于或大于300μm且等于或小于2mm的
    位置处。

    当导电层78与图像载体44之间的最近相邻距离大于2mm时,
    充电效率降低。

    当导电层78与图像载体44之间的最近相邻距离小于300μm时,
    易于在导电层78与图像载体44之间发生放电,从而有负荷施加到图
    像载体44上。例如,针对作为图像载体44的目标充电电位的“-700
    V”的电压,假设向电阻层74施加“-2KV”的电压,并向导电层78
    施加“-750V”的电压。在此情况中,当最近相邻距离小于300μm
    时,根据利用帕申定律得到的放电启动电压的估计值,存在着带电粒
    子从电阻层74运动并通过导电层78、并且发生带电粒子向图像载体
    44放电的可能性。

    为了使图像载体44具有一致的电位而不具有受离子(其由于电
    场而从放电区84运动到图像载体44的顶部)影响的条纹状非一致电
    位,将彼此相邻的放电区84(开口80)之间的沿图像载体44的轴向
    的距离A(见图3)设置为至少与导体层78和图像载体44之间的距
    离一样短或者比其短。

    根据处理速度将放电区84沿图像载体44转动方向的行数调整
    为使得能够保证必要的充电能力。

    例如,放电区84在间隔为300μm的行中形成为平行于图像载
    体44的转动方向,以及形成为仅具有放电所需的宽度。为了提高充
    电能力,在图像载体44的周长方向中以750μm的间隔布置了相似的
    五行。

    用于构成本示例性实施例中的构造的方法的实例包括利用机械
    冲压的方法、利用印刷技术(诸如丝网印刷)的方法、利用喷墨印刷
    技术的方法、以及其中进行掩蔽并进行蒸发或蚀刻的方法。

    利用机械冲压的方法的实例包括以下方法:将金属材料(导电
    层78)蒸或涂布在绝缘层76上;通过钻孔、冲压等形成多个孔;以
    及使绝缘层76与电阻层74接触并固定于其上。应该注意,在形成多
    个孔之后,可以通过铰孔等在导电层78上形成倾斜(锥度)。

    利用印刷技术(诸如丝网印刷)的实例包括以下方法:利用所
    需图案印刷用于形成绝缘层76的绝缘油墨和用于形成导电层78的导
    电油墨。作为绝缘油墨,可以使用可紫外线固化的抗蚀剂油墨等。此
    外,作为导电油墨,可以使用银或石墨油墨等。

    实例

    下文中将描述实例。然而,本发明不限于所述实例。

    图6示出了表示在每个放电区的电极之间流过的电流的电流值
    (μA)与图像载体44的表面电位(V)之间的关系的测量结果。

    图6中,在该实例中,将长度a设置为75μm,将长度b设置为
    35μm,以及将长度c设置为110μm,其中,长度b为距离与绝缘层
    76的侧面上沿堆叠方向的线相同的线的距离。在对比实例中,长度a
    被设置为75μm,长度b被设置为0μm,长度c被设置为75μm,其
    中长度b为距离与绝缘层76的侧面上沿堆叠方向的线相同的线的距
    离。

    在所述实例和对比实例中,长度d被设置为100μm,而长度e
    被设置为20μm。

    如图6所示,例如,为了获得-700V的电位作为图像载体44的
    表面电位,在对比实例中,电流值等于或大于1μA。相反,在所述
    实例中,电流值为约0.4μA。类似地,为了获得-500V的电位作为图
    像载体44的表面电位,在对比实例中,电流值为约0.3μA。相反,
    在所述实例中,电流值为约0.1μA。

    因此,如上所述,利用等于对比实例中的电流值或比其小一半
    的电流值对图像载体44进行充电,使其具有与对比实例中的电位相
    同的电位。

    第二示例性实施例

    接下来,将描述第二示例性实施例。

    图7是第二示例性实施例中放电区84以及放电区84周围部分
    的结构的示意图。

    在第二示例性实施例中,提供了这样一种结构,即其中长度b
    随着到图像载体44一侧的距离的减小而增加。长度e(导电层78的
    厚度)随着到开口80的距离减小而增加。

    利用该结构,导电层78被形成为延伸至开口80附近而不与范
    围R重叠。

    第三示例性实施例

    接下来,将描述第三示例性实施例。

    图8是第三示例性实施例中放电区84以及放电区84周围部分
    的结构的示意图。

    在第三示例性实施例中,为了使导电层78不与范围R重叠,提
    供了其中长度e(导电层78的厚度)处于非常小的范围内的结构。

    利用该结构,导电层78被形成为延伸至开口80附近而不与范
    围R重叠。

    在第三示例性实施例中,长度a至长度e具有如下关系:

    2μm≤a≤c≤200μm;

    0≤b≤c-a≤198μm;

    4μm≤d≤500μm;以及

    0<e≤1μm。

    如上所述,如果导电层78的厚度处于非常小的范围(例如,0<
    e≤1μm)内时,长度a和长度c可以相同(可以建立等式a=c)。

    在该示例性实施例中,导电层78通过蒸的方法(诸如溅射方法)
    形成为具有200nm的厚度。

    在上述示例性实施例中,描述了将本发明应用于图像形成设备
    的充电装置的实例。本发明不限于此。本发明还可以作为带电粒子发
    生器应用于下列用途实例:

    在生产电子器件等的工艺中用于通过提供相反极性的电荷来中
    和所产生的电荷的去电(de-charge)处理,以防止电子器件由于通
    过对该电子器件进行充电而造成的静电受到损坏;

    改进固态材料表面的表面改进处理(诸如亲水化处理或疏水处
    理);

    食品加工或医疗领域中的消毒处理或灭菌处理;以及

    空气清洁。

    出于说明和描述的目的已经提供了本发明各示例性实施例的上
    述描述。不旨在穷尽或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,对
    于本领域技术人员来说许多的变型和变化是显而易见的。选择和描述
    这些实施例是为了最好地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针对各实施例来理解本发明,并且本发明具有如
    适合于所构想出的特定用途那样具有各种改进。本发明的范围由所附
    权利要求及其等同物限定。

    关于本文
    本文标题:带电粒子发生器、充电装置、及图像形成设备.pdf
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