本发明涉及：充电装置，其上带有能与诸如光敏元件之类的被充电部件接触的充电部件;成像装置，能与充电装置一起使用;以及照相版影印盒（Process cartridge），可拆卸地安装在上述的成像装置上。 在下文的描述中，为易于理解本发明，诸如电子照相装置，复印机、印刷机等之类的成像装置，或静电记录装置皆可采用。
在诸如电子照相装置之类的成像装置中，就用来对于以电子照相光敏元件、静电记录介电元件或类似元件为形式的载象部件进行充电或放电的装置而言，业已主要使用带有作为非接触式充电系统的线电极的电晕放电器。
电晕放电器的优点是能使元件均匀充电。但其缺点是：需要昂贵的高压源;因其屏蔽壳体和高电压源而需要空间;诸如臭氧等之类的电晕生成物的数量是相当大的;因电晕生成物而需要附加的装置或机构;因上述诸缺点造成体积大和成本高。
为此，最近研制出接触式充电装置以代替电晕放电器。在这种接触式充电装置中，已供给电压的充电部件（导电元件）与被充电部件接触，借此，被充电部件被充电到预定极性的预定电位，因此降低电压源的电压。而且，诸如臭氧之类的电晕成生物的数量也减少了，结构又简单、成本又低廉。
就接触式充电部件来说，业已提出一种使用辊子的辊子充电器（日本已公开的专利申请81-91253）;叶片式充电器（日本已公开的专利申请81-104349）;充电器/清洁器型（日本已公开的专利申请81-165166）等。
在已转让给本申请地受让人的日本已公开的专利申请88-149669的建议中，当仅有直流电压供给接触式充电部件时，一振荡电压其峰-峰电压不低于被充电部件的充电起始电压两倍（该振荡电压是交变电压，即其电压电平随时间变化而周期性变化），此时加在接触型充电部件和被充电部件之间。这可用于充电和放电。此系统（交流电压施加系统）能有效地提供均匀充电。
交流电压施加型的接触式充电装置的问题是，因在接触式充电部件上施加的充电偏压有交流分量而存在称为“充电噪声”的振动噪声。
参照图11描述产生充电噪声的机理。
在图11中，标号1表示光敏鼓;1b为接地电位的铝导电基底层（基底部件）;1a是基底上形成的光敏层。标号20表示作为接触式充电部件的充电辊，它与光敏鼓1的表面压接接触;标号21是芯部金属;标号22是其内已扩散碳的导电橡胶的充电层，例如EPDM。
（1）在施加在充电部件20上的振荡电压（Vac+Vdc）中交流（AC）分量的某一相位时，分别在充电层22侧和基底层1b侧感生出正电荷和负电荷，如用粗实线所示，这是图11中（a）的情况。
（2）这些正、负电荷相互吸引，因而，充电层22的表面克服其弹性而被吸到光敏鼓1上，即离开上述的粗实线位置移到细实线位置，即到图11中（b）的情况下粗实线的位置。
（3）当交变电场开始反转时，充电层22侧的正电荷和基底层1b侧的负电荷由各自新感生的相反电荷抵消。
就在交变电场从正相位转换为负相位时，充电层22侧的正电荷和基底层1b侧的负电荷被抵消，这种抵消状态如图11（b）所示。
（4）结果，因在充电层22的表面上克服充电层22弹性的吸引力消除了，所以它被从粗实线位置靠弹性返回到细实线位置（即从图11（b）的粗实线位置返回到图11（a）中的粗实线位置）。
（5）当交变电场达到负峰值时，如图11（c）所示，在充电层22侧和基底层1b侧分别感生出负和正电荷。因而，在负和正电荷之间的吸引力作用下，电荷层22的表面又克服充电层22的弹性被吸引到光敏鼓1上，使它从粗实线位置移到细实线位置。
按照这种方式，随着交变电场的反复变换，充电层22的表面克服其弹性而被吸引到光敏鼓1上的运动和因吸引力消失而又弹回的运动，导致充电部件22振动以致拍击光敏鼓1。这被认为是充电噪声的起因。
将要理解的是，充电部件20在交流电压的一个周期内振动二次，因而交流电压的频率f和充电部件20的振动频率F之间的关系如下式表示：
2f（Hz）＝F（c/s）
充电噪声并非限于将充电辊用作接触充电部件的情况，而在接触型充电部件是充电叶片或充电板等形式时，通过相同的机理也会产生充电噪声。
据此，本发明的一个主要的目的是提供一种能减少充电噪声的充电装置、成像装置和照相版影印盒。
本发明的另一目的是提供一种能使被充电部件均匀充电的充电装置、成像装置和照相版影印盒。
本发明的这些目的和其他目的、特点和优点通过阅读下面的本发明的优选实施例并结合附图能更加明了。
图1示出本发明的第一实施例的接触式充电部件（辊）或装置的断面图。
图2示出该装置端部的纵剖面图。
图3示出噪声电平（dB）与频率f的关系图。
图4示出噪声电平（dB）与充电辊与光敏鼓的重量之比wc/wd）的关系图。
图5示影印过程速度、充电偏压的频率和色剂熔融程度之间的关系图。
图6示出本发明第二实施例的接触式充电部件（辊）或装置的断面图。
图7示出该装置的端部的纵剖面图。
图8示出本发明第三实施例的接触式充电部件（辊）或装置的断面图。
图9示出照相版影印盒的断面图。
图10示出使用接触式充电装置的成像装置例子的断面图。
图11示出产生噪声的机理。
下面将结合附图描述本发明的一些实施例。
参照图10，图中示出一个示例性的、使用上述交流电压施加型接触式充电装置作为充电装置以给载像部件充电的成像装置。在此实施例中，该成像装置是以使用电子照相方法的一种激光打印机的形式出现的。
呈电子照相光敏鼓1形式的载象部件以预定的边周速度（例如影印过程速度40毫米秒）按箭头A所示的方向转动。
接触式充电部件在本实施例中是以充电辊2的形式出现的。充电辊2在基本上平行于光敏鼓1的方向上延伸，并具有一个金属芯子2a，用轴承（图中未画出）支承在其轴向两端部。充电辊2由一个压力弹簧23推到光敏鼓1上并以预定的压力与光敏鼓1的表面压接接触。在此例中充电辊随着光敏鼓1的转动而转动。
充电辊2通过与金属芯子2a接触的滑动电极24由电压源4供电，该电压源具有振荡电压（Vac+Vdc），其内含有交流分量，交流分量的“峰到峰”电压不小于光敏元件的充电起动电压的二倍，并且所说的交流分量具有与目标充电电位相应的电压电平。这样，转动的光敏鼓1的圆周表面就被交流电压施加型接触式充电部件均匀地充电了。
该振荡电压包括交流分量和直流分量，其波形可以是正弦波、矩形波、或三角形波等。该振荡电压是通过周期性地起用和停用交流电压而提供的，因此供给一个矩形的振荡电压。
随后，将此转动的光敏鼓1的充电表面借助一个激光扫描器（图中未画出）而用扫描激光光束5曝光，此扫描激光光束5根据载有待印信息（图像）的时序数字像素电信号来调制和激发。这样，待印信息被写在光敏元件上作为静电潜像。
利用显像套筒6（显影装置）通过反向显影，将潜象显影成色剂影像。此色剂影象随后被转印到转印材料7上，此转印材料7按预定的定时馈送到光敏鼓1和传送辊8所形成的缝隙（影像传送隙）内。所说的转印材料7是由（图中未绘出的）片料馈送站供给的。
现已具有转印后的色调影像的转印材料7离开光敏鼓1的表面，并被传送到（图中未画出）的一个定影装置上，在那里将色调影像定影到转印材料7上。转印材料7被放电，作为一个印制品。在转动的光敏鼓1的表面经历影像转印操作之后，由清洁装置（清洁器），具体地说是用清洁刮板7来清理，以从上除去诸如残留的色剂等之类的残留物，然后可将它用于重复的成像。
下面将详细描述接触式充电装置的一个实施例。
参照图1，该图示出一种接触式充电装置。图2示出充电部件端部的剖面图。本实施例的光敏鼓1包括以铝鼓的形式呈现的一个基底部件和其上的一层光敏层，光敏鼓1的外径为30毫米，重量（Wt）为86.9克（这是包括法兰盘的光敏鼓单元的总重量）。
接触式充电部件2是以充电辊的形式出现的。它包括一个金属芯2a，是由不锈钢或类似材料制作的并起支承部件的作用;一层泡沫层，在金属芯子上;以及一层充电层2c，覆盖在外圆周表面和泡沫材料的表面上，这样构成三层结构。
泡沫材料2b是一种质软而密度低的材料，例如泡沫状的聚苯乙烯（Polystyrene）、聚烯烃（Polyolefin）、聚酯（Polyester）、聚氨基甲酸（乙）酯（Polyurethane）或聚酰胺（Polyamide）或类似物，或是其内扩散有碳、氧化锡或其它导电粉末的泡沫状EPDM。在此实施例中，它是泡沫状聚苯乙烯（泡沫状苯乙烯）。标号2b′表示泡孔（内含空气、氮气或氩气的气泡护体）。
充电层2c在此实施例中是EPDM或类似物的导电橡胶材料层（碳在其内扩散）。图中“t”表示充电层2c的厚度，为5μm-10000μm。
如果外导电充电层2c（如图2所示）延伸到泡沫材料2b的端面以与导电的金属芯2a建立电连接，则泡沫材料2b可不必是导电的。
充电辊2详细规格如下：
金属芯2a：直径为9mm、长度332mm的不锈钢圆棒。
泡沫材料2b：规定的比重为0.3、层厚为13mm、长度为310mm的泡沫苯乙烯。
充电层2c：其内扩散碳的EPDM导电橡胶层，其体电组率为105Ω/cm，层的厚度t为80μm。
充电辊2的重量Wc＝65g。
充电辊2的金属芯2a的端部由轴承元件（图中未画出）支承，并用压力弹簧23将其推向光敏鼓1，以使之以预定的压力（具体地说，在本实施例中，总压力为300g）与光敏鼓1的表面作压接接触。它随光敏鼓1的转动而转动（可以以相同或相反的方向转动）。
内含以下分量的振荡电压通过与充电辊的金属芯2a相接触的滑动电极24施加到充电辊2上：
交流电压分量Vac：在本实施例中其峰-峰值为2KV，频率为600Hz。
直流电压分Vdc：与相标充电电压相对应的直流电压。
这两个电压相叠加，并提供叠加后的电压（Vac+Vdc）。这样一来，转动的光敏鼓1的表面经过交流电压施加型的接触充电过程而被均匀地充电到目标充电电位。
这里，如果施加到接触式充电部件上的振荡电压（Vac+Vdc）的交流分量的峰-峰电压Vpp降低到小于被充电部件的充电起动电压的两倍，则可根本上改善充电噪声。但在交流电压施加型接触式充电过程中，交流分量的峰-峰电压Vpp的降低意味着由于交流分量的施加导致非均匀或不规则地充电，甚至可达到类似点状充电的不均匀性的程度，因而降低了均匀化效果。为防止产生这种情况，施加在充电部件上的振荡电压的峰-峰值最好不小于被充电部件的充电起动电压的两倍。该充电起动电压是在对被充电的部件发生充电活动时加到充电部件上的直流电压。
（1）充电辊2的金属芯2a外侧的材料包括泡沫元件2b和一层薄的充电层2c。此充电辊比常规的实心充电辊轻，其硬度也比常规的低。一个常规实心辊的例子如下所述：
金属芯子：一个直径为2mm、长度为332mm的不锈钢棒。
充电层：其内扩散碳的、实体的EPDM，其规定比重为1.0，体电阻率为105Ω/cm，层的厚工为2.5mm，长度为310mm。
充电辊的重量Wc＝130.4g。
本实施例的接触式充电装置放置在无回音室中，在上述的振荡电压施加时侧量充电噪声。侧量是按国际标准7779第六节进行的。检测的噪声为33dB，很小。
整体实心型常规充电辊的充电噪声用相同的方法测量，侧出的噪声为63.0dB。
（2）在充电辊2和光敏鼓1之间施加振荡电压的频率与电噪声之间的关系以下述的方式来研究。
图3示出研究的结果。纵座标代表充电噪声，横座标代表频率。实线表面Wc/Wd＝1.5的情况，其中Wc为充电辊2的重量，Wd为光敏鼓的重量。虚线表示Wc/Wd＝0.8的情况。
由此图可知，对于用实线所表示的常规充电辊的情况，当所施加的偏压的频率增加到200Hz时，充电噪声超过50dB，而且充电噪声随频率的增加而上升。相反，对于用虚线所表示的本实施例的情况，虽然充电噪声随频率的增加而上升，但它不超过50dB。
由此可以理解，充电噪声随着充电辊的重量相对于光敏鼓的重量Wd的减少而下降。
（3）充电辊2的重量、光敏鼓1的重量和所产生的充电噪声三者之间的关系按下述方式进行研究。
通过改变充电辊2的金属芯2a的外径和长度，可以改变充电辊2的重量Wc。为使充电辊2与光敏鼓1之间形成的隙缝恒定不变，即使在金属芯2a的外径变化时，也要使充电层2c与泡沫元件2b相加的厚度保持恒定不变。
通过改变光敏鼓的外径和铝鼓基底的厚度，可以改变光敏鼓的重量Wd。光敏鼓的重量是指包括法兰盘的重量，即整个光敏鼓单元的重量。
图4示出研究的结果。在此图中，纵座标表示将上述振荡电压施加到充电辊2上时测量的充电噪声，横座标表示充电辊2的重量Wc与光敏鼓1的重量Wd之比。
如上所述，在此实施例中各重量如下：
充电辊2的重量Wc＝65g
光敏鼓1的重量Wd＝86.9g
所以Wc/Wd＝0.75，所产生的充电噪声约33dB。
常规实心充电辊22的重量为130.4g，Wc/Wd的比值是1.50（Wd＝86.9），充电噪声是63.0dB。
由图4可知，当比率Wc/Wd减小超过1.0时，充电噪声急剧下降。
因此，为抑制充电噪声，最好使Wc/Wd＜1.0，这样，充电噪声就不明显了（例如，不大于50dB）。
关于减少重量比Wc/Wd越过1.0的方法，充电辊2的重量要减小，而光敏鼓1的重量要增加。甚至当使用重量为130.4g的常规实心充电辊时，如果光敏鼓1中填满粘土或橡胶，则可获得同样有益的效果，借此，可增加光敏鼓的重量Wd，以满足Wc/Wd＜1.0的要求。
更具体地说，在本实施例中光敏鼓重量为86.9g其内填满粘土约87g，使光敏鼓1的重量Wd增加到174g。这时，重量比Wc/Wd＝130.4/174＝0.75。
用同样的测量方法测量充电噪声，其结果约为33dB。
（4）对于施加在充电辊2和光敏鼓1之间的振荡电压的频率、影印过程过度以及在光敏鼓1上的色剂熔融程度三者之间的关系按下述的方式来研究。
图5示出色剂熔融发生率和施加电压的频率（f）及影印过程速度（Vp）之间的关系。色剂熔融发生率就是在A4尺寸的转印材料经历影印操作时因色剂熔融而出现不正常的影像的发生率。横座标表面f/Vp，该值等于F/2Vp（F为充电部件的振铴频率）。因此，它是充电辊对光敏鼓表面的单位圆周长度的拍击次数。
由此图可知，当f/Vp约超过100时因色剂熔融而造成不正常影像形成。
（5）充电层2c内侧具有泡沫材料部件2b。尽管其厚度很薄（不小于5μm），但其形状可适当地保持住，因此，即使充电辊2被推到光敏鼓1上，与光敏鼓1的表面局部离开的现象不会发生，它与光敏鼓的整个长度表面都保持压接接触。这样，即使增加充电辊2的长度，因不适当的紧密接触而产生的问题也会发生。如果问题发生，不充分的充电就与充电的转动周期相对应地出现。
（6）充电噪声可以减少的事实意味施加在接触充电部件上的振荡电压的交流分量的频率可以增加。这就能够解决在频率低时出现的“莫尔条纹”（“moire”）问题。此问题产生的原因是由于扫描激光光束与交流分量的频率造成充电不均匀性之间的相互干扰而产生莫尔干涉条纹造成的。
（7）由于充电2（接触充电部件）对光敏鼓1的承载力下降和拍击次数有限制，因此由于紧贴在光敏鼓1表面上色剂未在清理操作中清除掉而造成的色剂熔融可以受到抑制。
参照图6和图7描述本发明的另一实施例的充电部件。在该实施例中，在充电辊2的充电层2c的外圆周边上设有由表氯醇（epichlorohydrin）橡胶或纸制造的高电阻层2d，并且该实施例中泡沫元件2b中，以滚筒的形状由泡沫苯乙烯制造的。在该泡沫元件的纵向端部粘接带有轴部分的金属法兰盘2e作为支承件。充电层2c是在泡沫元件2b的整个外圆周表面上以辊形式形成的并在其相对的端部设有金属法兰盘2e。此外，在充电层的外侧周边上设有一层高电阻层2d。高电阻层2d的体电阻离比充电层2c的大些。
本实施例的充电辊2详细规格如下：
泡沫元件2b：泡沫苯乙烯树脂，规定比重为0.3、直径为13mm、长度为310mm。
充电层2c：其内扩散碳的、导电的EPDM橡胶层，体电阻率为105Ω/cm、层的厚度为80μm。
高电阻层2d：表氯醇橡胶，体电阻率为1010Ω/cm，层的厚度为80μm。
充电辊2的重量Wc＝50g。
充电辊2的两个相对的法兰盘2e的轴部分由轴承（图中未画出）支承，而且充电辊2在压力弹簧23的作用下推到光敏鼓1上，使它以300g的总压力与光敏鼓1的表面压接接触。充电辊2随着光敏鼓1的转动而转动。
与第一实施例的情况相似，充电辊2由电压源经压力弹簧23和金属法兰盘2e供给振荡电压（Vac+Vdc）。所施加的偏压馈送到与金属法兰盘2e电连接的充电层2c。当充电辊与在光敏鼓1上的持续的低电压的部分（缺陷部分，例如针孔）相接触时，高电阻层2d起作用，以防止电流向针孔集中漏，不致出现非转印条纹的后果。
在此实施例中，充电辊2光敏鼓1的重量比Wc/Wd＝50g/86.9g＝0.58。
在施加的振荡电压与第一实施例相同而且使用的测量方法也与第一实施例相同时，充电噪声的测量结果为30dB。
在此实施例中，充电辊2的支承件不象第一实施例中那样以金属芯2a贯穿辊的全长的形式出现。它是以在纵向相对两端部设有法兰件2e的形式出现的，所以充电辊轻、而且成本低。
可以再给高电阻层2d涂上一层由尼龙或类似物制成的防渗漏层，以防止增塑剂不致从充电辊内侧渗出而污染光敏鼓1。
图8示出本发明又一个实施例的充电元件。在本实施例中，接触充电元件是叶片形式（充电叶片）出现的，图8示出充电叶片2A式样的接触式充电装置的断面图。使用充电叶片2A的接触式充电装置在结构上比充电辊简单。
充电叶片2A包括：泡沫聚丙烯的泡沫元件（芯件）2b;充电层2c，位于泡沫元件2b的外周边表面上，而且是由其内扩散碳或氧化锡或其它导电粉末的EPDM或聚丙烯或类似的树脂材料制作的;还有电极2g，起支承元件作用，用以通过导电的粘结剂2f来支承上述部件（2b和2c）。
充电叶片2a的边以适当的压接接触力抵抗该叶片的弹性与光敏鼓1的表面压接接触，起支承件作用的电极板2g牢固地固定在固定件30上，这就使充电叶片2a得以适当地配置和安装。
自来电压源4的振荡电压（Vac+Vdc）经由支承件2g（电极板）供给充电叶片2a。充电叶片经过交流施加型接触式充电过程使转动的光敏鼓1的表面均匀充电。
在这个实施例中，在使用以下规格的充电叶片2a时，此叶片的重量为82g，鼓的重量为86.9g，这样，Wc/Wd＝0.95。充电噪声为40dB（所加的振荡电压与第一实施例的相同）。
泡沫材料2b：泡沫聚丙烯树脂，规定比重为0.3、宽10mm、长310mm、厚3mm。
充电层2c：其内扩散碳的、导电的EPDM橡胶层，体电阻率为1010Ω/cm，层的厚度t为500μm、充电叶片2a的自由长度为5mm，对光敏鼓1的总推压力为700g。
因此，在使用充电叶片2a的情况下，充电噪声可以减小。在此实施例中，有利的是利用叶片的挠性或弹性可以控制充电叶片2a对光敏感1的推压力。
参照图9，图中示出一种可分开安装到带充电部件的成像装置的上照相版影印盒。
此实施例旨在用于成像装置的照相版影印盒，其内使用了本发明的接触式充电部件（或装置）作为充电装置以给载像件充电。
本实施例的照相版影印盒包括：一个载像件，是以可转动的、电子照相的、光敏鼓的形式出现的;一个接触充电部件，它是以充电辊2的形式出现的;一个显影装置60;以及一个清洁装置90。这样，它是包括四道照相版影印工序的装置。本实施例的照相版影印盒不限于这些包括四道照相版影印工序装置的照相版影印盒。任何组合都是可行的。
充电辊2是按照本发明的第一或第二实施例制作。
显影装置60包括：一个显影套筒6;一个色剂容器61，用以盛显影剂（色剂）T;以及一个色剂搅拌棒62，用以搅拌容器61中的色剂。该色剂搅拌棒对于向显影套筒馈送色剂T也起作用。显影刮板63的作用是将色剂T以均匀的厚度涂抹在显影套筒6上。
清洁装置90包括：一个清洁刮板9，和一个残留色剂容器91，用以盛放被清洁刮板9清除下来的色剂颗粒。
照相版影印盒的鼓形快门11能在实线所示的关闭状态与点画线所示的打开状态之间转换。在该照相版影印盒从成像装置（未绘出）上取下来的状态下，快门处于关闭位置上，通过遮挡光敏鼓1的已曝光表面来保护光敏鼓的表面。
在把照相版影印盒安装到成像装置的主要组件上时，快门11打开如点画线所示。或者说，在安装照相版影印盒的过程在期间，快门11自动打开，而在照相版影印盒安装就位时，光敏鼓1的已曝光表面与设置在成像装置的主要组件内的传送辊8压接接触。
照相版影印盒与成像装置的主要组件在机械上和电气上耦联，以允许利用设置在成像装置内的驱动机构来驱动照相版影印盒内的光敏鼓1、显像套筒6、搅拌棒62等。还允许从设在成像装置的主要组件内的电路向充电辊2施加充电偏压，并向显影套筒6等施加显影偏压。这样，就可以开始成像操作了。影象曝光通道12设置在照相版影印盒的清洁装置90与显影装置60之间，从成像装置的主要组件的激光扫描器（图中未画出）的输出激光光束5经由光通道12进入照相版影印盒并投射在光敏鼓1的正在转动的表面上。
由于即使充电辊上施加振荡电压而充电辊2也基本上不产生噪声，因此照像版影印盒可以非常小巧而基本上不产生噪声。
由上述可知，充电噪声随着被充电元件与充电元件的重量比Wc/Wd减小而下降。通过选择重量比以满足Wc/Wd＜1的要求，可使充电噪声下降到事实上不成问题的程度。
充电噪声可以减小的事实意味着施加在接触式充电部件上的振荡电压的交流分量的频率可以提高，因此，可以防止在影像上产生莫尔干涉条纹，莫尔干涉条纹是由于在扫描激光光束与因交流分量的频率起引的充电不均匀性之间的干扰而引起的。
由于在成像装置中满足Vp＜f/100的要求，接触式充电元件对被充电部件的拍击减少了并且拍击次数受到限制，因此，可以防止由于色剂对被充电部件的压力引起的色剂熔融现象的出现。
尽管本发明是参照上文所披露的结构来描述的，但它不限于上述的细节，而本申请覆盖了各种修改和变更它们都在改进的目的和所附权利要求范围内。