(57)【要約】【課題】大気中の高圧を利用したコロナ放電により発生する放電生成物量を低減することにより、環境および被帯電体の表面・内部汚染を持続的に防止することができるコロナ帯電器を提供することを目的とする。【解決手段】少なくともゼオライト、抵抗制御剤及び結着樹脂を含有するコート層が形成されたグリッドを持つスコロトロン型コロナ帯電器において、前記コート層が前記グリッドの端面よりも内側に形成された形状であることを特徴とするスコロトロン型コロナ帯電器。【選択図】図６
2010139582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともゼオライト、抵抗制御剤及び結着樹脂を含有するコート層が形成されたグリッドを持つスコロトロン型コロナ帯電器において、前記コート層が前記グリッドの端面よりも内側に形成された形状であることを特徴とするスコロトロン型コロナ帯電器。
【請求項２】
前記コート層がスクリーン印刷法によって形成されたコート層であることを特徴とする請求項１記載のスコロトロン型コロナ帯電器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスコロトロン型コロナ帯電器と少なくとも電子写真感光体とを組み合わせて一体構成としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のスコロトロン型コロナ帯電器或いは請求項３記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を利用した画像形成装置に利用されるコロナ帯電装置、特にグリッド電極を有するスコロトロン型コロナ帯電器およびそれを利用したプロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真装置は、一様に帯電された感光体上に画像データにより変調された書込光を照射して、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像の形成された感光体に現像部によりトナーを供給してトナー画像を感光体上に形成して現像する。画像形成装置はこの感光体上のトナー画像を転写部で転写紙或いは中間転写体に転写した後、定着部で転写紙上に転写したトナーを加熱・加圧して定着させ、感光体表面に残留したトナーをクリーニング部でクリーニングブレードにより掻き取る等の方法により回収する。以上のような画像形成プロセスが取られる。
【０００３】
上記画像形成プロセスの最初の段階である感光体を帯電する手段としてはコロナ帯電器が利用できることが知られている。
コロナ放電は、不均一な電界中で行われる局所的な空気の絶縁破壊によって生じる持続的な放電である。一般には、微小径のワイヤをアルミなどのシールドケース中に張り、そのシールドケースの一部を削除したような構造をしている。その削除された領域からコロナイオンが放出される構成となっている。コロナワイヤに印加する電圧を増加していくと、ワイヤの周囲に局所的な強い電場が形成され、部分的な空気の絶縁破壊が起こり、放電が持続する。これがコロナ放電である。
【０００４】
コロナ放電の放電形態は、印加電圧の極性により大きく左右される。正コロナ放電の場合は、コロナワイヤ面に均一な放電が形成される。負コロナ放電の場合は、ストリーマ放電が点在する形の放電形態となる。このため正コロナ放電は帯電の均一性がかなり良いが、負コロナでは放電ムラが発生するため、正コロナより劣る。また、放電による発生するオゾンの量は負コロナのほうが正コロナよりも一桁程度多く、環境に対する負荷も大きいことが知られている。
【０００５】
次にコロナ発生器とその特徴を記す。
（１）コロトロン型コロナ発生器
コロトロン型コロナ発生器とそれを用いた帯電法の構成を図１（ａ）に示す。コロトロン型コロナ発生器は直径５０〜１００ｕｍのタングステンワイヤを１ｃｍ程度離して金属でシールドした構成である。開口面を被帯電体（感光体）に対向して配置した状態で、コロナワイヤに５〜１０ｋＶの高電圧を印加し、これによって発生した正または負イオンを被帯電体表面に移動させて帯電する。図２（ａ）に示すようにコロトロン型コロナ発生器は一定量の電荷発生を行うので、例えば膜厚偏差を有する被帯電体表面を均一に一定電位に帯電することは必ずしも得意ではない。
【０００６】
（２）スコロトロン型コロナ発生器
スコロトロン型コロナ発生器は、被帯電体表面の帯電電位のムラを少なくするために考案されたものである。図１（ｂ）に示すようにコロトロンの開口面に数本のワイヤ或いはメッシュをグリッド電極として配置した構成である。このスコロトロン型帯電器の開口面を被帯電体に対向させ、グリッド電極にバイアス電圧を印加する。
スコロトロン型コロナ発生器の帯電特性を図２（ｂ）に示す。スコロトロン型コロナ発生器の特徴は帯電時間が長くなってもグリッド電極に印加された電圧によって帯電電位が規制され、表面電位が飽和することである。この飽和値はグリッド印加電圧により制御できる。スコロトロン型コロナ発生器は、コロトロン型に比べて構造が複雑で帯電効率も劣るが、帯電電位の均一性に優れ、広く使用される。
【０００７】
コロトロン型、スコロトロン型、何れのコロナ帯電器であっても、コロナ帯電器は大気中で５〜１０ｋＶもの高圧による放電を利用した帯電器であるため、大気中の酸素原子、窒素原子などからＯ3やＮＯｘ、更には硝酸イオン、アンモニウムイオン等の放電生成物を生成、放出することが知られている。これらの放電生成物は被帯電体である感光体に付着、更には浸透し、画像上に白抜け、黒帯、画像ボケ等の不具合を発生させることがある。コロナ帯電器を用いた場合、放電生成物による感光体の劣化を防ぐ技術が時として必要となり、様々な検討が行われている。
【０００８】
特許文献１ではコロナ発生器のＳＵＳ材質の帯電グリッドにグラファイト粒子、ニッケル粒子、アルミニウム化合物粒子と有機樹脂バインダを含有する導電性塗料を塗布したもので構成され、制御電極の放電生成物による腐食を抑止し、生成された放電生成物を導電性皮膜が吸収することで被帯電体の汚染を抑制している。皮膜中の微粒子が放電生成物を吸収する作用を利用しているが、吸収可能な量は粒子の吸着サイトの数で決まってしまうため、経時での使用においては吸着サイトが埋もれるのが早く、効果が薄れてしまうことが予想される。
【０００９】
特許文献２ではコロナ発生器に開口部を設け、そこに設置した微細に区画された連通開口にオゾン吸着粒子層を形成することによりオゾンの拡散を抑制している。オゾン吸着粒子にはゼオライトおよび活性炭が用いられている。この発明によるとオゾンの拡散を抑制は可能であるが、被帯電体側に拡散するオゾンによる被帯電体汚染は抑制できないため、画像に影響する課題は効果が期待できない。
【００１０】
また、特許文献３では被帯電体表面に付着した放電生成物を吸着する生成物除去手段に加え、被帯電体表面に放電生成物を付着させ難くする生成物付着防止手段と、被帯電体表面に付着した放電生成物が低抵抗化するのを防止する低抵抗化防止手段と、被帯電体表面近傍での放電生成物の発生量を少なくする生成物発生防止手段のうちの少なくとも１つを設けた構成となっており、ゼオライト等の吸着剤を被帯電体とコロナ発生器の間に配置させる例もあるが、もう１つ別の放電生成物吸着手段を被帯電体に接触させることが必須となっており、複数の部材が必要となる。また、吸着剤を被帯電体とコロナ発生器との間に配置させると被帯電体の帯電が不安定となることが予想される。
【特許文献１】特開２００５−２２７４７０号公報
【特許文献２】実開昭６２−０８９６６０号公報
【特許文献３】特開２００３−４３８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑み、検討された発明であって、大気中の高圧を利用したコロナ放電により発生する放電生成物量を低減することにより、環境および被帯電体の表面・内部汚染を持続的に防止することができるコロナ帯電器を提供することを最大の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は前述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、（ｉ）コロナ放電による放電生成物除去にはゼオライトが有効であること、（ii）コロナ帯電器内の部材の中ではグリッド電極部にゼオライトを保持する事が放電生成物の除去に最も有効であること、（iii）グリッドにゼオライトを保持する場合、帯電制御電極としての機能を確保するために所定の電極抵抗にする必要があることを見出し、ゼオライトを含有するコート層をグリッド部分に形成した帯電器の研究を行っている。本発明者はさらに鋭意、研究を重ね、コート層をグリッドの端面よりも内側に形成することにより、感光体とグリッドの間隔を安定させることが可能となり帯電の均一性を高めることが出来ることを見出し、本発明に到達した。
【００１３】
すなわち本発明によれば以下に記載するスコロトロン型コロナ帯電器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置が提供される。
（１）少なくともゼオライト、抵抗制御剤及び結着樹脂を含有するコート層が形成されたグリッドを持つスコロトロン型コロナ帯電器において、前記コート層が前記グリッドの端面よりも内側に形成性された形状であることを特徴とするスコロトロン型コロナ帯電器。
（２）前記コート層がスクリーン印刷法によって形成されたコート層であることを特徴とする前記（１）記載のスコロトロン型コロナ帯電器。
（３）前記（１）又は（２）記載のスコロトロン型コロナ帯電器と少なくとも電子写真感光体とを組み合わせて一体構成としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
（４）前記（１）又は（２）記載のスコロトロン型コロナ帯電器或いは前記（３）記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１４】
帯電グリッドを有するスコロトロン型のコロナ帯電器において、グリッド電極に少なくともゼオライト、抵抗制御剤および結着樹脂を含有するコート層が形成されたスコロトロン型コロナ帯電器であって、かつ該コート層がグリッドの端面よりも内側に形成されることにより、帯電器への装着性を高め、帯電器より発生するガス、放電生成物量を効率的かつ継続的に低減し、感光体等被帯電体の汚染・変質を抑制することで安定した画像を維持することができる。
また、スコロトロン型のコロナ帯電器のグリッドケーシングは通常は長手方向にガイドレールが切られた構成をしており、そのガイドレールにそってグリッドを装着すると、端部膜には盛上がりムラがあるため、グリッドを僅かに変形させてドラムとのギャップが均一にならなくなってしまうが、本発明におけるようにコート層のない部分を設けることにより、このコート層のない部分は精度の出た金属面になっているため、前記のようなグリッドの変形がなく、ギャップを均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜コロナ帯電器＞
本発明に係るスコロトロン型帯電器は図１（ｂ）に示した構成であり、少なくともシールドケース、帯電ワイヤ、グリッド電極を必須の構成要素としている。図４にスコロトロン型コロナ帯電器の帯電方法を示す。図４は帯電器と感光体が対向して設置されており、帯電ワイヤにＶｃ：−５〜−８ｋＶ、グリッド電極にＶｇ：−５００〜−１５００ｖｏｌｔを印加し、感光体をＶｇ近傍の帯電電位で均一帯電を指向するものである。前述の通り、コロナ帯電ではＯ3、ＮＯｘ、アンモニウムイオン、硝酸イオン等の放電生成物が高圧放電により生成され、帯電器内（シールドケース内）にそれらが蓄積する。本発明はこのシールドケース内に蓄積した放電生成物を低減すること、放電時に発生する放電生成物を随時低減することを主たる目的としており、帯電器にゼオライトを保持させる構成とすることで放電生成物の低減を図っている。ゼオライトの保持位置は種種の検討の結果、グリッド電極に保持させることが放電生成物による感光体表面の劣化、異常画像を抑制し得る事が判明したため、グリッド電極にゼオライトを保持させる構成とする。グリッド電極は前述の通り、コロナ放電による感光体の帯電電位を均一にするための制御電極であるため、帯電ワイヤからグリッド電極に対しても放電が起こる必要があり、グリッド電極の表面抵抗は１×１０Ｅ１０Ωｃｍ以下である必要がある。そのため、本発明に係るグリッド電極は導電性のメッシュ状或いはワイヤ状の金属グリッドの上にゼオライト、抵抗制御剤を保持した構成となる。
【００１６】
＜ゼオライト＞
次に本発明に係るゼオライトについて説明する。ゼオライトは結晶性の多孔質アルミノケイ酸塩の総称であり、組成式
（Ｍn+）2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ
ｎ：  陽イオンＭの価数
ｘ：  ２以上の数
ｙ：  ０以上の数
で表される物質である。
【００１７】
骨格構造中ではアルミニウム（＋３価）とケイ素（＋４価）が酸素（−２価）を互いに共有するため、ケイ素の周りは電気的に中性となり、アルミニウムの周りは−１価となる。この負電荷を補償するために骨格中に陽イオン(例えばＮａ+)が必要になる。この陽イオンは他の金属イオン（例えばＨ+、Ｋ+、Ｃａ2+など）と容易に交換することが出来、この陽イオンの種類によってゼオライトに様々な機能をもたせることができる。また、ゼオライトの骨格はＳｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉの構造が３次元的に組み合わさることによって形成され、この３次元的な組み合わせにより様々な規則的な形態の骨格が存在する。また、骨格中には珪素、アルミニウム、酸素からなる骨格由来の均一な細孔を有しており、水や各種ガスや有機分子を選択的に骨格中に取り込むこともできる。
【００１８】
ゼオライトは結晶形と陽イオンの種類により細孔の大きさが変化するため吸着できる分子が異なる。そのため結晶形と陽イオン種を選択すると効果的な除去が可能である。結晶形にはＡ型・Ｘ型・Ｙ型・Ｌ型・モルデナイト型・フェリエライト型・ＺＳＭ−５型・ベータ型などがあり、陽イオン種にはカリウム・ナトリウム・カルシウム・アンモニウム・水素などがある。また、ゼオライトを構成するアルミニウムとケイ素の比率により吸着能や触媒能は変化し、最適な比率とすることで目的物質の除去が効率的に行うことができる。
ゼオライトには天然ゼオライトの他、工業的に作られたものを合成ゼオライト、石炭灰などの廃棄物を処理して得られる人工ゼオライトがある。
【００１９】
本発明に用いられるゼオライトの種類は特に限定はされないが、結晶型はＡ型またはＸ型が、陽イオン種では鉄、アルミ、カルシウム、マグネシウムなどの原子価の高いイオン、一価ではカリウムなどの原子化の大きいイオンが本発明の目的とする放電生成物の吸着・イオン交換・分解に適している。
【００２０】
＜抵抗制御剤＞
ゼオライトをグリッド電極に保持させるためには結着樹脂にゼオライトを分散させて帯電グリッドに塗布することでグリッド上にゼオライトを保持できる。通常、帯電グリッドは導電性であるが、結着樹脂およびゼオライトに覆われると電気抵抗が大きくなり、表面電位制御の機能を果たせなくなる。そのためゼオライト・結着樹脂の樹脂膜に導電性を付与させる目的で、抵抗制御剤を混合する必要がある。抵抗制御剤としては酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズといった導電性の金属酸化物微粒子や、導電性の活性炭粒子などを用いることができる。場合により２種類の抵抗制御剤を用いることもできる。
【００２１】
＜結着樹脂＞
結着樹脂は天然樹脂、合成樹脂を問わず使用でき、合成樹脂の例では、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂を挙げることができ、コート層の耐久性の観点からは硬化型の結着樹脂が好ましい。
【００２２】
＜帯電グリッドの形成＞
本発明に係る帯電グリッドを形成するには、少なくともゼオライト、結着樹脂、抵抗制御剤、溶媒からなる塗膜形成液を、従来から用いられているグリッド電極に塗布・乾燥を施せばよい。すなわち基材となるグリッドとしてはステンレス、タングステン等の素材からなるワイヤー状或いはメッシュ状のものが利用でき、特に０．５〜３ｍｍ間隔の網目状にエッチングしたエッチンググリッドが好ましい。この基材グリッド電極に対して、上述の塗膜形成液をスプレー塗布、浸漬塗布、スクリーン印刷等の方法で塗布し、必要に応じ加熱乾燥を施せばよい。ゼオライト、抵抗制御剤は粒子状であるので、塗膜形成液の作成にあたっては、ボールミル、振動ミル、超音波、サンドミル等の従来の各種分散方法が利用可能である。
【００２３】
塗膜形成液用の溶媒としてはシクロヘキサノン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフランなどのエステル系溶剤、メタノール、ブタノール等のアルコール系溶剤を結着樹脂に応じて用いることができる。溶媒は単独又は２種以上混合して用いることができる。
塗膜形成液の固形分濃度は任意に選択できるが、選択する塗工法、決着樹脂により適宜調整することが好ましい。例えば、スクリーン印刷塗工の場合、形成液の粘度が５００〜５０００ｍＰａ・ｓの粘度になるように、選択した結着樹脂と溶剤の比を検討する必要がある。
【００２４】
ゼオライト・抵抗制御剤・結着樹脂の配合比はゼオライトは３０〜５０部、抵抗制御剤は１０〜３０部、結着樹脂は１０〜３０部が好ましい。
ゼオライト・抵抗制御剤・結着樹脂からなる層の膜厚は５〜１００μｍが好ましく、５μｍ未満では放電生成物の吸収、分解能力の持続性が不十分であり、１００μｍ以上ではグリッドとしての機能である帯電電位の制御が難しくなり、感光体を一定の帯電電位に帯電することが出来なくなる。
【００２５】
塗工液はバインダ樹脂を溶媒に対して比率５〜１０ｗｔ％程度となるように作成し、攪拌している中にゼオライト粒子および抵抗制御剤を加えることにより作成することができる。スプレー塗工の場合、塗工液はバインダ樹脂を溶媒に対して比率５〜１０ｗｔ％程度となるように作製し、攪拌している間にゼオライト粒子および抵抗制御剤を加えることにより作成することができる。塗工液固形分濃度は３０ｗｔ％以下とする。
【００２６】
帯電グリッドへコート層を塗工する方法としては、ディッピング方式、ローラ塗工、スプレー方式等があるが、本発明には、スクリーン印刷方式が特に好適である。
スクリーン印刷法が特に好適である理由は、コート層端部をグリッド端面よりも内側に形成しやすい為である。スプレー方式等でコート層を塗工しても良いが、その場合はグリッドの全面にコート層が形成されるので、コート層端部をグリッド端面よりも内側とするために、コート層の端部を研磨・剥離することが必要となる。
【００２７】
帯電グリッドの放電面にコート層が形成されている事により、効率的に放電生成物を除去することができる。スプレーコート法、或いはスクリーン印刷法でグリッドの片面にコート層を形成し、ケーシングに装着する際に、放電ワイヤー側にコート層面を向けて装着すればよい。コート層を片面のみに形成することはスプレー塗工、スクリーン印刷では可能である。スプレー塗工法ではやや側面から裏面側にコート層が形成される。スクリーン印刷では裏面にコート液が回り込むと、次の印刷に支障が出るため、コート層形成液の粘度と印刷メッシュの関係から、裏面への回り込みを極力押さえ込む必要がある。
【００２８】
グリッドを保持するグリッドケーシングにはグリッドガイドレールが設けられており、グリッドとドラムの距離を均一にする為には端面の塗膜盛り上がりを除去することが必要であるため、端面における塗膜の除去幅としては１ｍｍ以上の除去幅が必要である。また、除去幅が５ｍｍを超えると、放電生成物の吸収効果が薄れるので、除去幅としては１〜５ｍｍが好ましい。
また、グリッドケーシングは長手方向にガイドレールが切られた構成をしており、そのガイドレールにそってグリッドを装着すると、端部膜には盛り上がりムラがあるので、グリッドを僅かに変形させ、ドラムとのギャップが均一にならなくなってしまう。コート層のない部分は精度の出た金属面になっているので、グリッドの変形がなく、ギャップを均一にすることができる。
【００２９】
［電子写真感光体］
本発明の画像形成装置においては従来から知られている電子写真感光体を用いることができる。
電子写真感光体について図面に基づいて説明する。
図５は、本発明に用いる電子写真感光体の一例を表わす断面図であり、導電性支持体（３１）上に、中間層（３３）、電荷発生機能を有する電荷発生層（３５）と、電荷輸送物機能を有する電荷輸送層（３７）が積層された積層構造の感光体である。
【００３０】
＜導電性支持体＞
導電性支持体（３１）としては、体積抵抗１０10Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、特公昭５２−３６０１６号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体（３１）として用いることができる。
【００３１】
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明に用いる導電性支持体（３１）として用いることができる。
この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
【００３２】
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体（３１）として良好に用いることができる。
【００３３】
＜中間層＞
導電性支持体（３１）上から感光層への電荷注入の防止や、干渉縞防止の目的のために設けることができる中間層（３３）の構成は、結着樹脂や結着樹脂中に粒子を分散したものが用いられ、結着樹脂としてはポリビニルアルコール、ニトロセルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、アルキッド−メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂などを利用することができる。中間層に分散させる粒子としては酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、シリカ及びそれらの表面処理品が用いられ、酸化チタンが分散性、電気的特性においてより好ましく、ルチル型とアナターゼ型いずれのものも用いることが可能である。
中間層を形成するには、例えば上述の結着樹脂を有機溶剤中に溶解し、その溶液中に上述の粒子をボールミル、サンドミル等の手段で分散し、支持体上に塗布、乾燥すれば良い。中間層の厚みは１０μｍ以下、好ましくは０．１〜６μｍである。
【００３４】
＜感光層＞
（電荷発生層）
電荷発生層（３５）は、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダ樹脂を併用することもできる。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコン等が挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが良好に用いられる。
【００３５】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００３６】
電荷発生層（３５）に必要に応じて用いられるバインダ樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが挙げられる。これらのバインダ樹脂は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。また、電荷発生層のバインダ樹脂として上述のバインダ樹脂の他に、電荷輸送機能を有する高分子電荷輸送物質、例えば、アリールアミン骨格やベンジジン骨格やヒドラゾン骨格やカルバゾール骨格やスチルベン骨格やピラゾリン骨格等を有するポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリシロキサン、アクリル樹脂等の高分子材料やポリシラン骨格を有する高分子材料等を用いることができる。
【００３７】
また、電荷発生層（３５）には低分子電荷輸送物質を含有させることができる。
電荷発生層（３５）に併用できる低分子電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、ジフェノキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００３８】
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。正孔輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００３９】
電荷発生層（３５）を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが主に挙げられる。
前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法等が用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。
また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダ樹脂と共にテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アニソール、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。また、必要に応じて、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート法などを用いて行うことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０．０５〜２μｍである。
【００４０】
（電荷輸送層）
電荷輸送層（３７）は電荷輸送機能を有する層で、電荷輸送機能を有する電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層（３５）上に塗布、乾燥することにより形成させる。電荷輸送物質としては、前記電荷発生層（３５）で記載した電子輸送物質、正孔輸送物質及び高分子電荷輸送物質を用いることができる。
【００４１】
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００４２】
電荷輸送物質の量は結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部が適当である。但し、高分子電荷輸送物質を用いる場合は、単独でも結着樹脂との併用も可能である。
電荷輸送層の塗工に用いられる溶媒としては前記電荷発生層と同様なものが使用できるが、電荷輸送物質及び結着樹脂を良好に溶解するものが適している。これらの溶剤は単独で使用しても２種以上混合して使用しても良い。また、電荷輸送層（３７）の形成には電荷発生層（３５）と同様な塗工法が可能である。
【００４３】
また、必要により可塑剤、レベリング剤を添加することもできる。
電荷輸送層に併用できる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂１００重量部に対して０〜３０重量部程度が適当である。
電荷輸送層に併用できるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、結着樹脂１００重量部に対して０〜１重量部程度が適当である。
電荷輸送層の膜厚は、５〜４０μｍ程度が適当であり、好ましくは１０〜３０μｍ程度が適当である。
【００４４】
図３は本発明の画像形成装置の一例の模式図である。帯電装置１０１により感光体１００に（±）６００〜１４００Ｖが帯電される。電荷の付与（荷電）が行われた後、画像露光系１０２により潜像形成が行われる。アナログ複写機の場合、露光ランプで照射された原稿像がミラーにより逆像の形で感光体に可視光投影され結像されるが、デジタル複写機の場合にはＣＣＤ（電荷結合素子）で読み取られた原稿像は波長４００〜７８０ｎｍのＬＤやＬＥＤのデジタル信号に変換されて、感光体上に結像される。従って、アナログとデジタルの波長域は異なる。結像によって感光層では電荷分離が行われ、感光体に潜像形成が行われる。原稿に応じた潜像形成が行われた感光体１００は、現像装置１０３で現像剤により現像が行われ、原稿像は顕像化（トナー像）される。次に、感光体上のトナー像は転写装置１０４に電圧を印加することによりコピー用紙１０９に転写される。転写で印加する電圧は感光体に流れる電流が一定となるよう定電流制御となっている。一方、感光体１００は転写後、クリーニング装置１０５（クリーニングブラシ１０６及び弾性ゴムクリーニングブレード１０７で構成）でトナー像が清掃され清浄化される。クリーニング後の感光体にはトナー像を形成されたあとの潜像（原稿像）が多少なりとも保持されているため、消去し均一化するために除電装置（一般に赤色光が使用される）１０８で除電され、次の潜像形成の準備を終え一連の複写プロセスが終了する。
【００４５】
上記、画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込まれてもよいが、プロセスカートリッジの形態でそれら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであっても良い。
本発明に係る画像形成装置用のプロセスカートリッジとは、少なくとも電子写真感光体と本発明のスコロトロン型コロナ帯電器を備え必要に応じ、現像装置、転写手段、クリーニング手段、除電手段等を一体型ユニットとして、画像形成装置本体に着脱可能とした装置（部品）である。
【００４６】
本発明のスコロトロン型帯電器は、感光体と、現像手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて用いることができる。
図８に本発明のスコロトロン型帯電器を有するプロセスカ−トリッジを備えた画像形成装置の概略構成を示す。
図において、１はプロセスカ−トリッジ全体を示し、２は感光体、３は帯電器、４は現像手段、５はクリーニング手段を示す。
本発明においては、上述の感光体２、帯電器３、現像手段４及びクリ−ニング手段５等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
【００４７】
本発明の静電潜像現像用現像剤を有するプロセスカ−トリッジを備えた画像形成装置の動作を説明すると次の通りである。
感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電器によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービ−ム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナ−現像され、現像されたトナ−像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物（コピ−）として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリ−ニング手段によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、感光体作製例中において使用する「部」は、すべて重量部を表わす。
【００４９】
＜感光体作製例１＞
φ１００ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の中間層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、塗布、乾燥することにより、３．５μｍの中間層、０．２μｍの電荷発生層、３２μｍの電荷輸送層を形成し、感光体１を得た。
〔中間層用塗工液〕
アルキド樹脂                                    ６部
（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業製）
メラミン樹脂                                    ４部
（スーパーベッカミン  Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業製）
酸化チタン                                    ４０部
メチルエチルケトン                            ５０部
【００５０】
〔電荷発生層用塗工液〕
Ｙ型チタニルフタロシアニン                      ６部
シリコーン樹脂溶液（ＫＲ５２４０、１５％キシレン−ブタノール溶液
：信越化学社製）                            ７０部
２−ブタノン                                ２００部
【００５１】
〔電荷輸送層用塗工液〕
電荷輸送物質（下記構造式Ａ）                  ２５部
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート（ユーピロンＺ３００：三菱ガス化学社製）
３０部
テトラヒドロフラン                          ２００部
【化１】
2010139582.tif 000003
【００５２】
（実施例１）
以下に示す材料を用いてグリッドのコート層用塗工液を作成した。ゼオライト／抵抗制御剤／結着樹脂の重量比は５／３／２とした。液の固形分濃度は５０ｗｔ％となるよう調整した。
触媒          ・・・ゼオライト（Ａ型ゼオライト  Ａ−３  粉末タイプ  東ソー製）
抵抗制御剤    ・・・ＳｎＯ2
結着樹脂  ・・・ポリビニルブチラール
分散媒        ・・・シクロヘキサノン／メチルエチルケトン＝７／３
上記混合液をボールミルで２４時間分散し塗工液を得、塗工液をステンレス製エッチンググリッド上にスプレーにより塗工した後、グリッド端面よりも１ｍｍ内側までコート層を研摩・剥離して、図６に示すようなコート層がグリッドの端面よりも内側に形成されたグリッドを得た。
【００５３】
得られたグリッドを帯電器ケーシングにガイド溝が切られた帯電器にグリッドをガイドに沿って装着し図７に示すような帯電器とした。ゼオライト・抵抗制御剤・結着樹脂を含有するコート層が塗布されたグリッドを有するスコロトロン型コロナ帯電器を得た。塗布膜厚は５０μｍとした。
溝深さは１ｍｍ、グリッドの曲率はφ１００ｍｍの感光体と同じとした。
【００５４】
ついで、以下に示す評価を行った。
（帯電制御性評価）
実施例１で得たコロナ帯電器をプロセスカートリッジを有するimagio Neo 1050proに取り付けた。その後中間調（ハーフトーン）画像を出力し、中間調画像の均一性を画像濃度差で評価した。
グリッド電極にかけるグリッド電圧は９００ｖｏｌｔ、ワイヤ電流は１１００ｍＡとした。
評価には作成例１に示す感光体を用いた。
【００５５】
（実施例２）
コート層の形成方法をスプレーコート法からスクリーン印刷法（２００メッシュ使用）に変え、スクリーンの大きさをグリッドの大きさよりも１ｍｍ小さくして、グリッドの端面よりも１ｍｍ内側にコートした他は実施例１と同様にして、スコロトロン型コロナ帯電器を得た。
次いで、実施例１と同様にコロナ帯電器の評価を行った。
【００５６】
（実施例３）
結着樹脂をウレタン架橋型アクリル樹脂に変えた他は実施例２と同様にして、スコロトロン型コロナ帯電器を得、実施例２と同様にコロナ帯電器の評価を行った。
【００５７】
（比較例１）
コート層をスプレー塗布した後、端面から１ｍｍの研摩・剥離処理を行わない他は実施例１と同様にしてスコロトロン型コロナ帯電器を得、実施例１と同様に評価した。
【００５８】
【表１】
2010139582.tif 000004
ゼオライトを含む形成液を塗布した帯電グリッドを用いることによりＮＯxの発生量が削減され、帯電器内での放電生成物の除去効果のあることはこれまでの我々の検討と出願で明らかになっている。この改良型スコロトロン帯電器において、本発明に従えば、グリッドと感光体のギャップを均一性を高めることが出来る為、帯電の均一性、ひいては画像の均一性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】コロトロン型コロナ帯電器及びスコロトロン型コロナ帯電器の構成を示す模式図である。
【図２】コロトロン型コロナ帯電器及びスコロトロン型コロナ帯電器の帯電特性を示す図である。
【図３】本発明の画像形成装置の構成例を示す図である。
【図４】スコロトロン型コロナ帯電器の帯電方法を示す図である。
【図５】本発明に用いる電子写真感光体の層構成の一例を示す断面図である。
【図６】実施例で作製したグリッドを示す側面図と上面図である。
【図７】実施例で作製したグリッドを装着した帯電器を示す図面である。
【図８】本発明のプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  プロセスカートリッジ
２  感光体
３  帯電手段
４  現像手段
５  クリーニング手段
３１  導電性支持体
３３  中間層
３５  電荷発生層
３７  電荷輸送層
１００  感光体
１０１  帯電装置
１０２  画像露光系
１０３  現像装置
１０４  転写装置
１０５  クリーニング装置
１０６  クリーニングブラシ
１０７  弾性ゴムクリーニングブレード
１０８  除電装置
１０９  コピー用紙
【図１】
2010139582.tif 000005
【図２】
2010139582.tif 000006
【図３】
2010139582.tif 000007
【図４】
2010139582.tif 000008
【図５】
2010139582.tif 000009
【図６】
2010139582.tif 000010
【図７】
2010139582.tif 000011
【図８】
2010139582.tif 000012