CN1161662C - 充电装置和成像装置 - Google Patents

Abstract

一种充电装置，包含用于提供电压使一待充电的元件充电的充电元件，该充电元件包含可与待充电的元件相接触的磁性颗粒层，以及用于携带磁性颗粒层的携带元件，其中在开始施加电压之后再开始旋转待充电的元件。

Description

充电装置和成像装置

本发明涉及一种磁刷式充电装置，即一种包含由在一载体上的磁性颗粒形成充电元件磁刷的充电装置。为使一物体带电，该充电元件的磁刷部分位置与待充电的物体相接触，以及对充电元件施加充电偏压。

本发明还涉及一种成像装置，其中利用一包括图像承载元件充电方法的图像形成方法来形成各图像，以及用在使图像承载元件充电的方法中的装置是一磁刷型充电装置。

在本发明之前，在采用电子照像装置、静电记录装置的各种成像装置，例如复印机、打印机之类中，通常采用“电晕”型充电装置作为使图像承载元件例如按电子照像方式工作的传感元件、可静电记录的绝缘元件以及其它元件带电的装置。

为了利用电晕型充电装置使一物体带电，电晕型充电装置接近该物体放置，但不与该物体接触，并将高电压(例如5kv-8kv)的DC(电压)施加到电晕型充电装置中的放电线(金属线)以便产生电晕簇射。待充电的物体(图像承载元件)的表面当其暴露于这种电晕簇射时被充电到具有预定的极性和电位。

近年来，“接触型”充电装置(直接型充电装置)已投入实际使用，这是因为其与电量型充电装置相比其优点是产生较少的臭氧以及消耗较少的电量。

在使用接触型充电装置的情况下，充电元件(接触型充电元件)由具有可调节电阻值的导电元件构成。当对一物体(图像承载元件)充电时，这种接触型充电元件位置与待充电的物体相接触，将一电压(充电偏压)施加到充电元件上，以使物体的表面(图像承载元件)充电具有预定的极性和电位。

特别是，以稳定充电的观点出发希望接触型充电装置采用导电圆柱体作为充电元件。

然而，在采用上述导电充电圆柱体的装置的情况下，通过由作为充电元件的充电圆柱体向待充电的物体放电，使待充电的物体(图像承载元件)充电，因此，待充电的物体(图像承载元件)的表面电位来根据待充电的物体(图像承载元件)的电阻变化以及充电圆柱体的电阻变化(这些变化是由于环境变化所引起的)而变化的。

为了解决上述问题，在延迟公开的66150/1993号的日本专利申请等中公开了一种对于环境变化影响较小的接触型充电装置(电荷注入型充电装置)。根据这种装置，将电压施加在导电接触型充电元件上，以便便将电荷注入到存在于作为待充电物体的光敏元件表面层中的阱中。

这种电荷注入型充电装置的优点在于，其不仅对环境变化不甚敏感，而且不利用放电使物体充电，因此，不会产生使图像承载元件使用寿命缩短的臭氧。

另外参照图5，为了利用根据放电原理的接触型充电装置使物体充电达到预定电位电平Vs，需要向充电元件施加DC偏压(Vs+Vth)，即包括所需电平的电压Vs和叠加到其上的放电阀值电压Vth(当施加到接触型充电元件上的DC电压逐渐增加时，在这一阀值电压下物体开始充电)。然而，为了利用根据电荷注入的充电装置使物体充电达到预定电平Vs，必须将具有与预定电压Vs基本相同电平的DC电压施加到充电元件上，因此，可减少用于充电的电源的成本。

对于该根据电荷注入原理的接触型充电元件，从对于充电、接触及其它方面的可靠性的观点出发，磁刷型充电元件或毛刷型充电元件是所希望的。

磁刷型充电元件具有磁刷，或在同时作为电源电极(terminal)两用的一载体上的利用磁性吸附的导电磁性颗粒，类似刷上的毛。为使一物体带电，磁刷型充电元件的磁刷部分其位置与该物体接触，并将电源提供到载体上。更确切地说，导电磁性颗粒直接携带在一磁铁上或在一包含磁铁的套筒的圆周表面上，因此由于磁力被吸附像刷毛一样，其中利用位置与待充电的物体相接触的磁刷型充电元件的磁刷部分，通过向固定配置或旋转的磁刷型充电元件施加电压而使待充电的物体充电。

毛刷型充电元件具有由植在同时作为电源电极两用的载体上的导电毛状物形成的刷状部分(毛刷部分)。为使一物体充电，使导电刷毛部分位置与该物体接触，将电源加到该载体上。

通过比较，在充电性能方面，毛刷型充电元件要比磁刷型充电元件较差。例如，当连续使用时，或搁置未用时，随时间延长，毛刷部分的刷毛往往会产生半永久性弯曲，使充电性能变差，而磁刷型充电元件不会产生这种现象，能够可靠地维持充电性能。

然而，磁刷型充电元件会产生不同的问题；形成磁刷的磁性颗粒会附着在待充电的物体的表面上，或与磁刷的主体部分脱开。

更具体地说，在采用磁刷型充电元件的电荷注入装置的情况下，当磁刷和待充电物体之间的接触电阻大于磁刷或物体的电阻时，如果施加到磁刷型充电元件上的电压突然变化，在磁刷和该物体之间的接触界面产生很大的电位差。结果，由在该界面上的电位差产生的静电力大于该作用在于使磁性颗粒在载体上形成刷状的磁力。因而，一定数量的磁性颗粒附着在该待充电的物体的表面上。

当物体的圆周表面通过一充电辊隙区(nip)运转，即在物体和磁刷之间形成接触时，待充电的物体必须充分充电。因此，要使磁刷的电阻小。因此，磁刷和待充电的物体之间的接触电阻很可能变得大于磁刷型充电元件的电阻，使得磁性颗粒附着在待充电的物体的表面。

这里面注意如下现象。在由用于显影的磁性颗粒(用于显影的磁性载体)形成磁刷的情况下，色剂颗粒和附加颗粒掺入磁性颗粒之中，增加了用于显影的磁刷的总电阻。因此，在用于显影的磁刷和作为待充电的物体的图像承载元件之间的接触电位差相对小。结果，不易于发生用于显影的磁性颗粒附着到图像承载元件上的现象。

磁刷型充电元件的电位变化变得最大的瞬间是充电偏压电源接通到磁刷型充电元件时或者当其关断时的瞬间。图7(a)和(b)表示当待充电的物体(图像承载元件)表面上某一指定的点通过一充电辊隙区N时，这一点电位产生变化时的情况。横坐标表示由在待充电的物体的表面上的指定的一点进入充电辊隙区N时起所计的经过时间，纵坐标轴表示与该经过的时间相对应的该点的电位。充电辊隙区N的宽度为8mm，充电的物体表面上该指定点通过充电辊隙区N的速度是150mm/秒。换句话说，待充电的物体表面上的指定点通过充电辊隙区N所需的时间为约53ms。

图7(a)表示对磁刷型充电元件连续施加充电偏压时的情况。在这种情况下，在待充电的物体表面上指定点进入该充电辊隙区N之后，该点的电位随时间增加，到该点移出充电辊隙区N时，该点电位达到与施加到磁刷型充电元件上的充电偏压相同的电压电平。

图7(b)表示当待充电的物体表面上的指定点进入该充电辊隙区N的瞬间，开始向磁刷型充电元件施加充电偏压时的情况。一般说，对于DC充电偏压起始上升要用约50ms，因此，待充电的物体表面上的某些点达到满意的电压电平之前，这些点就移出充电辊隙区N；换句话说，待充电的物体表面的电位电平与充电偏压电压不同。结果，形成磁刷型充电元件的磁刷部分的某些磁性颗粒附着到待充电的物体上。

图7(c)表示在向磁刷型充电元件开始施加充电偏压的瞬间，在待充电的物体表面上指定点移出该充电辊隙区N的瞬间，该点处于充电辊隙区N中的表面电位电平的情况。横坐标表示在开始施加充电偏压的瞬间的充电辊隙部分。如图中所示，在待充电的物体表面上处于充电辊隙区N内直接邻近进入侧的指定的一点，当开始施加充电偏压时移出充电辊隙区N的瞬间，该点的表面电位电平与充电偏压的电平无太大差别，因此，不会发生磁性颗粒附着到待充电的物体上。另一方面，在待充电的物体表面上处于充电辊隙区N内邻近进入侧的一指定点移出充电辊隙区时的瞬间，该点的表面电位与充电偏压的电平明显不同，因此产生磁性颗粒附着现象。

前面的介绍涉及在充电过程开始时产生的现象。然而，由于相似的机理，在充电过程结束时，形成磁刷型充电元件的磁刷部分的磁性颗粒会附着在待充电的物体表面。

如上所述，与磁刷分离并附着到待充电的物体表面上的磁性颗粒随着物体表面的运动而被带走，因此，形成磁刷部分的磁性颗粒逐断散失。因而，对于维持与待充电的物体的满意接触来说磁刷部分变得过细，使得可能发生充电不良。

此外，与磁刷部分分离的磁性颗粒有时由成像装置中的显影装置所拾取，并明显有害地影响图像的显影，这是由于用于充电装置的磁性颗粒的体电阻率小于用于显影装置的磁性颗粒的体电阻率。

参照图6，为了改善待充电的物体表面电位电平的上升速度，电荷均匀性和充电稳定性，磁刷型充电元件(磁性颗粒载体)可以沿与待充电的物体相同的方向旋转(在充电辊隙区，磁刷部分沿与待充电的物体表面相反的方向运动)和/或当将电压(充电偏压)施加到磁刷型充电元件时可以将AC分量(交流电压分量)叠加到DC分量上。当采取这样的措施时，在磁刷型充电元件2的磁刷部分2c中的磁性颗粒易于沿相对于待充电物体1的运动(旋转)方向a的充电辊隙区N的下游侧汇集。实际上这是由于施加的AC分量的电压电平按峰-峰变化(当电压电平脉动变为最大时)，一定数量的磁性颗粒附着到物体1的表面(该物体沿与磁性颗粒载体2c运动方向相反的方向运动)，因此，防止磁性颗粒在磁刷部分内部滑移。如图6中所示汇集的磁性颗粒分布与磁性颗粒载体2b的磁极较远，由于磁场的约束力的影响比其余磁性颗粒要小，因此，它们由于静电力和/或机械附着力的作用易于受拉而与磁刷部分分开。

在序号为230655/1994，250492/1994的公报TOKKai等中公开了用于防止磁性颗粒附着到待充电的物体上的接通和断开充电偏压的顺序。根据这些顺序，当DC偏压快速接通或断开，以便缩短on/off(开/关)过程时，在充电辊隙部分大量的磁性颗粒由磁刷部分附着到该物体1上，并且由于物体1的运动，当磁性颗粒运动移出该充电辊隙部分时，与磁刷型充电元件开始分离。

本发明的主要目的是提供一种充电装置和成像装置，其中充电装置中的磁性颗粒不会附着到待充电的物体上。

通过结合附图分析如下对于本发明的各优选实施例的介绍，将会使本发明的这些和其它目的、特征和优点变得更加明显。

图1是根据本发明的成像装置的示意剖视图。

图2是根据本发明的光敏元件的表面部分的示意断面图、描绘其分层结构。

图3是磁刷型充电装置的放大示意侧视图。

图4是表示测量磁性颗粒的体电阻率值的方法和示意图。

图5是表示当物体利用电荷注入装置被充电时在施加的偏压和得到的电位值之间的相互关系，以及当利用基于放电的装置使物体充电时在施加的偏压和得到的电位值之间的相互关系。

图6是充电辊隙部分的示意断面图，描述磁性颗粒的动态过程。

图7(a)、(b)、(c)是曲线图，表示在施加在待充电的物体表面上指定的一点上的充电偏压电平，由该点得到的电位电平、由施加充电偏压开始起的经过时间，以及在施加充电偏压开始时该点的位置之间的相互关系。

(1)成像装置的一个实例

图1是根据本发明的成像装置的示意侧视图。在这一实施例中的成像装置量采用转印型电子成像方式的激光打印机。

标号1标注一按电子照像方式用作图像承载元件(待充电的物体)的鼓形的传感元件(下文称为“鼓”)。在这一实施例中，该鼓沿用箭头标志a表示的顺时针方向按150mm/s(毫米/秒)的作业速度(圆周速度)旋转驱动。

鼓1是一通过电荷注入可带负电的有机光导元件。参阅图2，该图表示鼓1的表面部分的分层结构，鼓1包含：铝鼓1a，即一直径30毫米的基体元件；以及第一到第五功能层1b-1f，按这一顺序由底部起层叠在该基体元件上。以后参照断面图(1)介绍每一层的功能。

标号2标注用于使鼓1充电的装置。在这一实施例中，为一磁刷型充电装置。利用磁刷型充电装置2使转鼓1的圆周表面均匀充电到一700V(伏)的电位值，该充电装置通过安置得与一物体接触而将电荷注入到该物体上。以后参照断面图(3)将更详细地介绍这种磁刷型充电元件2。

标号3标注一成像用曝光装置。在这一实施例中，是一激光扫描器。这一激光扫描器3包含：半导体激光器、多面镜、F-θ透镜及其它部分。由一未加说明的主装置例如初始读出装置、计算机或文字处理器向该激光扫描器输入反映目标图像的信息的顺序的数字式电信号。激光扫描器3将利用顺序的数字电信号调制的扫描激光束投射到转鼓1的均匀充电的表面，因此使该表面曝光。结果，与目标图像的信息相对应的静电图像形成在转鼓1的圆周表面上。

标号4标注一用于使该静电潜像显影的装置。在这一实施例中，该装置是采用单一元件的显影装置，一种非接触阶差式显影装置，并利用磁性色剂作无显影剂。该装置以相反的方式将在转鼓1的圆周表面上形成的静电潜像显影成色剂图像。

标号8标注一供纸盒。其存放层叠的记录材料P(转印材料)。当供纸辊子9被驱动时，叠放在该供纸盒8中的记录材料P由盒8向外一张接一张地提供，当它们送出时是分开的，然后通过包含一对传输辊子的纸页通道11输送到一对定位用辊子12。该对定位用辊子12控制记录材料P，使得记录材料P按照预定的时间关系送入转印区，即挟在转鼓1和转印充电器5(电晕式充电器)之间。

当记录材料P送入转印区时转印充电器5使记录材料P的背面(底面)侧带电，其极性与色剂的极性相反。结果，随着记录材料P送入转印区，在转鼓1的圆周表面上的色剂图像以静电方式连续地从记录材料P的前沿到尾沿转印到其正面(顶面)上。

在记录材料P通过转印区形成色剂图像之后，从前沿开始与转鼓1分离并进入定影装置14(例如热辊式定影装置)，在其中色剂图像定影到记录材料P上。在此之后，记录材料P作为完成的印制品由成像装置排出。

在脱离记录材料P后，转鼓1的圆周表面由清除器6的清除叶片进行清除，以除去未被转印仍留在转鼓1的圆周表面上的色剂。然后，转鼓1的圆周表面用预曝光灯7进行曝光，因此消除剩余电荷(消除电存储作用)，用以进行后面成像。

(2)鼓1

如上所述，在这一实施例中的鼓1是一有机光导元件，可通过电荷注入带负电，其包含接地的铝鼓1a，即直径30mm的基体元件1a；以及在基体元件1a的圆周表面上按从底部开始的顺序重叠的第一到第五功能层，如示意表示鼓1的表面部分的叠层结构的图2中所示。

第一层1b：约20μm(微米)厚的导电内涂层，用以覆盖或平整铝鼓基体1a上的缺陷之类，以及用于防止反射该曝光用激光束引起的波纹。

第二层1c：约1μm厚的由阿米兰(Amiran)树脂和甲氧基甲基化酰胺制成的中等电阻率(调节到约10⁶Ω.cm)层，其作用是防止由铝鼓基体1a注入的正电荷使负电荷消除。

第三层1d：约0.3μm厚的电荷形成层，由其中散布有重氮化色素的树脂材料形成，当其径激光束曝光时产生正负成对电荷。

第四层1e：一种P型半导体的电荷转移层，由聚碳酸酯和散布在聚碳酸酯中的腙形成，因此，使提供到光敏元件圆周表面上的负电荷不能通过这一层，仅在电荷形成层1d产生的正电荷转移到光敏元件的圆周表面上。

第五层1f：为涂覆的电荷注入层，约3μm厚，由作为粘接剂的可光固化的丙烯酸树脂，以及将1克透光的导电极细的颗粒(散布在按重量计占70％的粘接剂中)组成。这一电荷注入层的电阻率值如果需要处在1×10¹⁰-1×10¹⁴Ω.cm的范围内，以保证足够的电荷并防止“图像流动”。在这一实施例中，表面电阻率是1×10¹¹Ω.cm。至于电荷注入层的体电阻率，是利用高电阻计4329A(Yokogawa-Hewlette-Packard(连接到电阻率测量元件(Resistivity Cell)16008A上同时施加100V，通过测量片形的电荷注入层试样的体电阻率得到的。

(3)磁刷型充电装置2

图3是磁刷型充电装置2的放大侧视图。在这一实施例中的磁刷型充电装置2包含：磁刷型充电元件2A、用于磁刷型充电元件2A和导电磁性颗粒2d(载体)的壳体2B，以及用于对磁刷型充电元件2A施加充电偏压的一个电源2c以及其它。

在这一实施例中的磁刷型充电元件2A属于旋转套筒型，包含磁性圆柱体(roller)2a、非磁性不锈钢套筒2b(可以称为套筒型电极(terminal)、导电套筒、充电套筒之类)，以及磁刷2c。套筒2b围绕磁性圆柱体2a装配，磁刷2c是由利用在套筒2b内部的磁性圆柱体2a的磁力吸附在套筒2b的圆周表面上的磁性颗粒构成的，好像刷毛。

磁性圆柱体2a是非旋转的牢固固定的辊芯。套筒2b围绕磁性圆柱体2a利用未加描绘的拖动装置同轴旋转，旋转方向如用箭头标志b指向的顺时针方向，在这一实施例中预定的圆周速度为255mm/s。通过利用隔环之类使套筒2b的圆周表面与鼓1之间的距离维持在约500μm。

标号2e标注一调节叶片，由非磁性不锈钢制成，用以调节磁刷层的厚度。叶片2e的配置使得它尖端与套筒2 b的圆周表面的间隙保持为900μm。

利用在套筒2b内部的磁性圆柱体2a的磁力将一定量的保存在壳体2B中的磁性颗粒作为磁刷吸附在套筒2b的圆周表面上。当套筒2b旋转时，磁刷2c与套筒2b一起沿相同的方向旋转。磁刷层2c的厚度利用叶片2e调节，以使其均匀。由于受调节的磁刷层的厚度大于套筒2b的圆周表面和鼓1之间的间隙，磁刷2c形成在套筒2b和鼓1之间的具有预定宽度的接触辊隙部分。这一接触辊隙部分构成该充电辊隙区N。因此，在光电辊隙区N中转鼓1由于跟随磁刷型充电元件2A中的套筒2b旋转的磁刷2c而受到摩擦。在充电辊隙区N中，鼓1的运动方向和磁刷2c的移动方向是彼此相反的，因此，它们的彼此相对的圆周速度增加了。

由电源2c对套筒2b、磁刷层调节叶片2e施加预定的充电偏压。

换句话说，鼓1被转转驱动，磁刷型充电元件2A中的套筒2b被旋转驱动，由电源2c施加预定充电偏压，因此，转鼓1的圆周表面通过接触式充电方式均匀充电具有预定极性和电位值，在这一实施例中，该充电方式是电荷注入式充电方式。

磁性圆柱体2a固定配置在套筒2b的内部，它的磁极N1(主磁极)的磁力为约9000G(克)沿对于鼓旋转方向的上游侧方向从点C即在套筒2b和鼓1之间的距离最小处磁极位移10°。

希望的是沿相对于鼓1的旋转方向的从点C计的上游侧方向(在C点套筒2b和鼓1之间的距离最小)的这一主磁极N1的位移角度(在图中为θ)处在10度到20度的范围内，最好处在0度到15度的范围内。如果主磁极N1沿上游侧的方向位移不少于10度，由于磁性颗粒吸附的位置对应于主磁极N1，磁性颗粒很可能聚集到充电辊隙区N的下游侧。如果主磁极N1沿向上游侧的方向位移不少于20度，磁性颗粒在它们离开充电辊隙区N之后，不能被有效地转移，因而，它们很可能聚集。

此外，如果磁极没处在充电辊隙区N之内，使磁性颗粒吸附在套筒2b的圆周表面上的磁力将是弱的，因而，磁性颗粒很可能附着在鼓1上。

在这一实施例中，充电辊隙区N意指其中在套筒2b上载有的磁性颗粒与鼓1相接触同时使鼓1被充电的区域。

由电源2c向套筒2b和调节叶片2e施加充电偏压。在这一实施例中的充电偏压是由DC分量与叠加在DC分量上的AC分量组成的偏压。这里应注意，充电偏压可以只由DC分量组成、不需要有AC分量存在。

在这一实施例中的DC分量电平值为-700V，与鼓的表面电位电平值相同。

希望AC分量按峰一峰值Vpp计，不小于100V且不大于20000V，最好不小于300V且不大于1200V。如果Vpp低于上述范围在改善充电均匀性方面AC分量的作用减弱，被充电的物体的电位电平变化速度上升。如果Vpp超过上述范围，磁性颗粒聚集在磁性色剂对于鼓表面的附着能力变差。希望AC分量的频率处在100HZ到5000HZ的范围内，最好在500HZ到2000HZ的范围内。如果频率低于上述范围，磁性颗粒对于鼓的附着能力变差，此外在改善电荷均匀性方面AC分量的作用变弱，被充电的物体的电位电平变化速度上升。如果频率高于上述范围，在改善电荷均匀性方面AC分量难于起作用，以及被充电的物体的电位电平变化速度上升。希望AC分量的波形为矩形波，三角波、正弦波或类似波形。

至于构成本实施例中的磁刷2c的磁性颗粒2d，使用降低烧结的铁磁材料(铁氧体)得到的材料。然而，按同样的方式可以采用其它材料。例如，可以将树脂材料和铁磁材料混合，然后粉碎成颗粒。此外，可以将导电的碳颗粒之类混合到因此得到的磁性颗粒中以调节其电阻值，此外可对因此得到的磁性颗粒进行表面处理。

不仅磁刷2c的磁性颗粒必须能够在使物体充电时能按要求将电荷注入到鼓表面层中的阱中，而且还必须能防止由于集中在缺陷处例如鼓中的针孔的电流造成的对充电元件和鼓的损害。

因此，希望磁刷型充电元件2A的电阻值处于1×10⁴-1×10⁹Ω的范围内，最好在1×10⁴-1×10⁷Ω的范围内。如果不大于1×10⁴Ω，很可能产生针孔漏电，如果超过1×10⁹Ω，电荷很可能不能按需要注入。此外，为了使电阻值保持在上述范围内，希望磁性颗粒2d的体电阻率处于1×10⁴-1×10⁹Ω.cm的范围内，最好在×10⁴-1×10⁷Ω.cm之间。

磁性颗粒2d的体电阻率的数值是利用图4中所示的方法测量的。即，将磁性颗粒2d封装在一测量元件A中，配置主电极16和顶电极17与封装的磁性颗粒相接触。在来自恒压电源21的电压加在电极16和17之间的同时，利用电流表19测量流过封装的磁性颗粒2d的电流。标号18标注一绝缘元件；20标注一电压表；23标注一导环。

至于其它与测量相关的因素，温度和湿度分别为23℃和65％，在封装的磁性颗粒2d和测量元件之间的接触区的大小S为2cm²，宽度d为1mm，施加到顶电极17上的载荷为10kg，施加的电压力100V。

从防止由于污染颗粒表面而使电荷消耗的观点出发，磁性颗粒2d的平均颗粒直径希望所测量的颗粒尺寸分布的峰区处于5-100μm范围内。

磁性颗粒2d的平均颗粒直径用最大弦长来表示。对于得到该颗粒的方法，随机选择不少于300个的磁性颗粒；它们的直径实际上是利用显微镜来测量的；因此得到的数值是按算术平均得到的，从而提供了磁性颗粒2d的平均直径。

实施例1

在这一实施例中的磁刷型充电元件2A的电阻率值是1×10⁶Ω.cm。当施加作为充电偏压的直流分量的-700V电压时，鼓1的表面电位电平达到-700V。在这一实施例中，采用-DC电源而不是如在图3中所示的电源2C。

通过提供上述结构，测量与磁刷型充电元件2A分离并附着到鼓1的圆周表面上的磁性颗粒的总量，同时使鼓1在各种不同的条件下充电，即充电的顺序是使鼓旋转、套筒旋转以及施加充电偏压(DC分量)被依序终止。在鼓1充电之后通过稍微旋转鼓1，测量在鼓1已被充电之后在辊隙区被吸附到鼓表面上的磁性颗粒的数量。在鼓旋转、套筒旋转或施加充电偏压被终止的各时间点之间的间隔是100ms(毫秒)。表1表示其结果。

                                  表1

终止充电	D-S-B	D-B-S	B-D-S	B-S-D	S-B-B	S-D-B
							辊隙区附着	0.14g	0.00g	0.00g	0.00g	0.00g	0.14g
辊隙区的下游侧附着	0.00g	0.00g	0.12g	0.12g	0.15g	0.00g

D：鼓旋转终止

S：套筒旋转终止

B：偏压终止

由表1可以明显看出，为了防止在非充电辊隙区的区域内磁性颗粒对着到鼓1的圆周表面上，需要在施加充电偏压终止之前终止鼓1的旋转。

当终止的顺序为D-S-R(鼓1→套筒2b→偏置)以及S-D-B(套筒2b→鼓1→偏置)时，在充电辊隙区N小量的磁性颗粒与鼓表面维持接触，并因此，在鼓旋转开始时，对于这些磁性颗粒可以与磁刷部分相分离。

当终止的顺序为D-B-S(鼓1→偏置→套筒2b)时，在充电辊隙区吸附到鼓表面上的磁性颗粒当偏压终止时，由于套筒2b的旋转而分离。这种终止顺序是最可取的。

实施例2

在充电过程开始时改变鼓旋转、套筒旋转和施加充电偏压(DC分量)的顺序(像在第一实施例中向套筒2b施加DC分量一样)，测量与磁刷型充电元件2A分离并附着到鼓1的圆周表面上的磁性颗粒的数量。这里，应注意在这样的条件下即在充电过程开始时在辊隙区没有磁性颗粒附着到鼓表面上，进行测试。结果表示在表2中。

                                   表2

开始充电	D-S-B	D-B-S	B-D-S	B-S-D	S-B-D	S-D-B
							附着	0.12g	0.14g	0.13g	0.00g	0.00g	0.12g

D：鼓旋转开始

S：套筒旋转开始

B：偏压停止

在表2中的6种起始时间方式中，B-S-D(偏置→套筒2b→鼓1)方式和S-B-D(套筒2b→偏置→鼓1)方式下磁性颗粒附着量最少，表明希望在施加偏置或套筒旋转开始之后鼓再开始旋转。

实施例3

除去充电偏压的方式以外，这一实施例与第一实施例相似，在这一实施例中，代替在第一实施例中采用DC偏置，采用由DC分量和叠加在DC分量上的AC分量(Vpp＝700V；f＝1000HZ，波形：矩形波)组成的充电偏压。像在第一实施例中一样也按相同的方式测量磁性颗粒附着的数量。

在第一实施例中，通过首先终止鼓的旋转，可以防止当每次充电过程完成时除了在充电辊隙区域附着以外的磁性颗粒对于鼓表面的附着；因此，在这一实施例中也要首先终止鼓旋转。更具体地说，在改变顺序时，即其中在首先终止鼓旋转之后终止施加AC偏置，终止施加DC偏置和终止套筒旋转：以及按这样顺序，其中在首先终止鼓旋转之后再同时终止施加AC偏置和DC偏置。

当终止时间顺序为鼓旋转→施加AC偏置→施加DC偏置(按相同时间终止)→套筒旋转时，在邻近对于鼓旋转方向的充电辊隙部分的下游侧的区域，可以观察到附着小量的磁性颗粒。这是由于如下的现象，即，由于施加AC偏置引起的磁性颗粒聚集在加宽的充电辊隙阅分中产生磁性颗粒附着，但是这种磁性颗粒附着随着施加的AC偏压终止而终止。

在表3中给出当分别终止施加AC偏置和DC偏置时所形成的磁性颗粒附着数量。

                               表3

终止充电	AC-DC-S	AC-S-DC	DC-AC-S	DC-S-AC	S-AC-DC	S-DC-AC
							辊隙区附着	0.00g	0.14g	0.00g	0.00g	0.16g	0.16g

S：套筒旋转终止

DC：DC偏置终止

AC：AC偏压终止

由在表3中给出的结果可以明显看出，为了防止磁性颗粒附着，在套筒旋转终止前仅须终止施加DC偏压，以及磁性颗粒附着数量并不取决于终止施加AC偏压的顺序。

此外，在这一实施例中，也是在每一充电过程结束时首先终止施加AC偏压，与在第一实施例中一样，很明显，当终止顺序为“施加AC偏压→鼓旋转→施加DC偏压→套筒旋转”时，不会发生磁性颗粒附着。

实施例4

除去充电偏压方式以上，这一实施例与第二实施例相似，在这一实施例中，代替在第一实施例中采用DC偏压，采用由DC分量和叠加在DC分量上的AC分量(Vpp＝700V；f＝1000HZ，波形矩形)组成的充电偏压。像在第一实施例中一样也按相同的方式测量磁性颗粒附着数量。

在第二实施例中，当最后开始旋转鼓时，不会产生磁性颗粒附着。因此，在这一实施例中也最后开始旋转鼓。在改变顺序时，即其中按序开始施加AC偏压、DC偏压和旋转套筒时测量磁性颗粒附着数量。结果，按任何一种起始顺序的组合方式都未观察到磁性颗粒附着，表明，通过最后开始旋转鼓可以防止磁性颗粒附着。

其它实施例

(1)根据本发明的磁刷型充电装置不仅可以用作像在先前的实施例中的使成像装置中的图像承载元件充电的装置，而且还可以用作使范围广泛的待充电的物体充电的有效接触型充电装置。

(2)待充电的物体(图像承载元件)可以主要通过放电而充电。

(3)对于磁刷型充电元件的选择并不限于在前述实施例中所介绍的旋转套筒型元件。例如，可以采用如下磁刷型充电元件的其中一种：一种类型是磁性圆柱2a本身是旋转的，而不用套筒2；一种类型是通过适当的处理使磁性圆柱2a的表面是导电的，形成电阻层，并作为电源的电极，是旋转的；或者一种类型是磁刷是不旋转的。

(4)选择曝光装置作为利用光学图像对图像承载元件的充电表面进行曝光的信息写入装置并不限于如在前述实施例中所述的形成数字式潜像的扫描激光型曝光装置。任何曝光装置都可以采用，只要其能够形成精确地反映图像信息的静电潜像；例如，可以采用模拟量式的曝光装置，其光源是卤族元素灯、荧光灯、各种发光元件，例如LED阵列，各种发光元件例如荧光灯和光学晶体曝光器的综合体或其它曝光装置。

(5)图像承载元件可以是可静电记录的绝缘元件或类似物。在采用可静电记录的绝缘元件的情况下，首先使绝缘元件的表面均匀带电，然后使带电的表面选择性地放电，利用放电装置例如针式放电头或电子枪在与目标图像的图像信息相对应的各个不同的点处进行放电，以使在绝缘元件的表面上输入与目标图像的图像信息相对应的静电潜像。

至于成像方法是任选的。可以是转印型或直接型。在后一情况下，不含有图像转印过程，图像直接形成在感光纸(电子传真纸)或静电记录纸上。

(6)根据显影装置对色剂的选择也是任选的。可以是负片显影型或正片显影型。

(7)转印装置的选择不限于电晕放电型转印装置。滚筒型或叶片型转印装置也供选择采用。

本发明不仅可适用于单色成像装置，而且还适用于采用中间转印元件例如转印鼓或转印带的成像装置，以及通过多层转印过程以便形成多色图像或全色图像，以及单色图像。

(8)对于一成像装置选择成像方法不必限于在前述实施例中所介绍的方法，这是可任选的，以及当需要时可以采用另外的处理装置。

可以选择将图像承载元件1、磁刷型充电元件2、显影装置4、清除器6等归并装入一作业盒中，该盒以可取下的方式安装在成像装置中的主组件中。这样一种作业盒仅包含：图像承载元件1、以及在充电装置2、显影装置4和清除器6中的至少一种操作装置。

(9)根据本发明的成像装置包含的图像显示装置具有：以电子照像方式的传感旋转带或以可静电记录的绝缘旋转带，以及图像显示部分，其中通过充电过程、静电潜像形成过程以及显影过程使色剂图像形成在旋转带式图像承载元件上，色剂图像形成部分位于在显示色剂图像的图像显示部分。此外，在这种类型的成像装置中，图像承载元件重复使用以形成需显示的图像。

(10)本发明还适用于无清除器型的图像承载元件，即这种类型其中取消清除器6，在色剂图像转印到记录材料P上以后残留在鼓1上的色剂利用显影装置4除去并回收，同时利用显影装置4使潜像显影。

虽然，参照这里公开的结构已对本发明进行了介绍，但不应限制于所述的细节，本申请意在覆盖在如下权利要求的改进目的和范围之内可采取的各种改进和变化。

Claims (14)

1.一种充电装置，包括一个充电元件，该充电元件被提供有一个电压以对一个可旋转的待充电的元件进行充电，所述充电元件包括能够与该待充电的元件相接触的一个磁性颗粒层和用于携带所述磁性颗粒层的一个携带元件，

其特征在于

该待充电的元件在该电压开始被施加到所述充电元件且所述携带元件开始转动之后开始转动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电压包含DC分量，在待充电的元件终止旋转之后再终止施加DC分量。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述的携带元件是可旋转的，并且在终止施加DC分量之后再终止所述携带元件的旋转。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述的电压包含DC分量和AC分量。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述的电压包含DC分量和AC分量。

6.根据权利要求2所述的装置，其中所述的电压还包含AC分量，并且DC分量的施加终止时间不同于AC分量的施加终止时间。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述的电压还包含AC分量，并且DC分量的施加终止时间不同于AC分量的施加终止时间。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述的携带元件是可旋转的，并且在待充电的元件和所述磁性颗粒层相接触的位置处，待充电的元件的运动方向和所述携带元件是彼此不同的。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述的携带元件包含一可旋转的非磁性元件，以及所述装置还包含在所述携带元件中的非旋转的磁性圆柱。

10.根据权利要求1-9中的任何一项所述的充电装置，其中所述充电装置被用于一种图象形成装置，且所述待充电的元件携带一个静电潜象。

11.根据权利要求10的充电装置，其中所述待充电的元件具有一个光敏层。

12.根据权利要求11的充电装置，其中所述待充电的元件具有一个表面层，且该表面层具有1×10¹⁰-1×10¹⁴Ωcm的体电阻率。

13.根据权利要求11的装置，其中所述图象形成装置包括：

图象曝光装置，用于通过使受到所述充电元件的充电的所述待充电的元件暴露于图象光，而形成一个静电图象；

显影装置，用于把该静电图象显影成一个显影图象；以及

转移装置，用于把该显影的图象从该待充电的元件转移到一种转移材料上。

14.根据权利要求12的装置，其中所述图象形成装置包括：

图象曝光装置，用于通过使受到所述充电元件的充电的所述待充电的元件暴露于图象光，而形成一个静电图象；

显影装置，用于把该静电图象显影成一个显影图象；以及

转移装置，用于把该显影的图象从该待充电的元件转移到一个转移材料上。

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