(57)【要約】【課題】放電器への放電生成物の付着を抑制する。【解決手段】電圧を印加することにより放電を発生させる放電ワイヤ１１と、前記放電ワイヤ１１の周囲の一部を囲って配置され、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層１３を前記放電ワイヤ１１と相対する面上に有する筐体１２と、を備えた放電器である。【選択図】図１
2010191299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加することにより放電を発生させる放電電極と、
前記放電電極の周囲の一部を囲って配置され、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を前記放電電極と相対する面に有する筐体と、
を備えた放電器。
【請求項２】
前記放電電極の周囲のうち少なくとも前記筐体によって囲われていない領域に、更に、格子状部材を備えた請求項１に記載の放電器。
【請求項３】
前記格子状部材の前記放電電極と相対する面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を有する請求項２に記載の放電器。
【請求項４】
前記筐体上の前記表面層の層厚が、０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放電器。
【請求項５】
前記筐体上の前記表面層が、更に、０．１原子％以上３０原子％以下の水素を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放電器。
【請求項６】
前記筐体上の前記表面層の体積抵抗率が、１０７Ω・ｃｍ以上１０１３Ω・ｃｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の放電器。
【請求項７】
感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、を備え、
前記帯電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器であるプロセスカートリッジ。
【請求項８】
更に、前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器である請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記感光体が、表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である耐磨耗層を有し、該耐磨耗層の厚さの差が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備え、
前記帯電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器である画像形成装置。
【請求項１１】
更に、前記転写後の前記感光体を除電する除電手段を備え、
前記除電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器である請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記感光体が、表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である耐磨耗層を有し、該耐磨耗層の厚さの差が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の複写機・プリンタでは、露光による画像書き込みの前に感光体を均一に帯電したり感光体上のトナー画像を記録媒体に転写したりするための帯電手段や、転写前のトナー電荷を適切な範囲に調整したり転写後に感光体上に残留したトナー電荷をクリーニング前に低減するための除電手段としてコロナ放電器が広く用いられている。
【０００３】
コロナ放電器については、導電性シールドの内壁に導電性被膜や絶縁性被膜を設ける検討が行われてきた（例えば、特許文献１〜特許文献６参照）。
近年では、コロナ放電器のシールドに設けた貫通穴に放電生成物除去部材を設ける技術（例えば、特許文献７参照）や、スコロトロンのグリッドに有機チタネートの重縮合物を被覆する技術（例えば、特許文献８参照）、コロナ帯電器のハウジングを酸化防止剤を含む導電性ラテックスでコートする技術（例えば、特許文献９参照）、コロナ放電器の放電電極へのシリカ粒子付着抑制と耐磨耗性向上のため、放電電極をテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔ−ａＣ）層で被覆する技術（例えば、特許文献１０参照）、等の検討が行われている。
【特許文献１】特開平５−１１９５８５号公報
【特許文献２】特開平５−１１９６４５号公報
【特許文献３】特開平６−２７７８３号公報
【特許文献４】特開平６−１８１７８２号公報
【特許文献５】特開平９−９０７１１号公報
【特許文献６】特開平１１−２４３７３号公報
【特許文献７】特開２００７−１７１８９６号公報
【特許文献８】特開２００７−２２５７７０号公報
【特許文献９】特開２００８−６５３２３号公報
【特許文献１０】特開２００８−１０２４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、放電生成物の付着が抑制された放電器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
電圧を印加することにより放電を発生させる放電電極と、
前記放電電極の周囲の一部を囲って配置され、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を前記放電電極と相対する面上に有する筐体と、
を備えた放電器。
【０００６】
請求項２に係る発明は、
前記放電電極の周囲のうち少なくとも前記筐体によって囲われていない領域に、更に、格子状部材を備えた請求項１に記載の放電器。
【０００７】
請求項３に係る発明は、
前記格子状部材の前記放電電極と相対する面上に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を有する請求項２に記載の放電器。
【０００８】
請求項４に係る発明は、
前記筐体上の前記表面層の層厚が、０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放電器。
【０００９】
請求項５に係る発明は、
前記筐体上の前記表面層が、更に、０．１原子％以上３０原子％以下の水素を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放電器。
【００１０】
請求項６に係る発明は、
前記筐体上の前記表面層の体積抵抗率が、１０７Ω・ｃｍ以上１０１３Ω・ｃｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の放電器。
【００１１】
請求項７に係る発明は、
感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、を備え、
前記帯電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器であるプロセスカートリッジ。
【００１２】
請求項８に係る発明は、
更に、前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器である請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
【００１３】
請求項９に係る発明は、
前記感光体が、表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である耐磨耗層を有し、該耐磨耗層の厚さの差が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
【００１４】
請求項１０に係る発明は、
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写後の前記感光体を除電する除電手段と、
を備え、
前記帯電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器である画像形成装置。
【００１５】
請求項１１に係る発明は、
更に、前記転写後の前記感光体を除電する除電手段を備え、
前記除電手段が請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放電器である請求項１０に記載の画像形成装置。
【００１６】
請求項１２に係る発明は、
前記感光体が、表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である耐磨耗層を有し、該耐磨耗層の厚さの差が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器への放電生成物の付着が抑制される。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器への放電生成物の付着が抑制される。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器への放電生成物の付着が抑制される。
請求項４に係る発明によれば、表面層の層厚を考慮しない場合と比較して、放電器の生産性が向上し、かつ、放電器への放電生成物の付着が抑制される。
請求項５に係る発明によれば、０．１原子％以上３０原子％以下の水素を含まない場合と比較して、表面層の弾性率が低下することで変形による割れが起こりにくくなり放電器への放電生成物の付着が抑制される。
請求項６に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器への放電生成物の付着が抑制される。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。
請求項１０に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。
請求項１１に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。
請求項１２に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の放電器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の実施形態について、詳細に説明する。
＜放電器＞
本実施形態に係る放電器は、電圧を印加することにより放電を発生させる放電電極と、前記放電電極の周囲の一部を囲って配置され、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を前記放電電極と相対する面上に有する筐体と、を備える。
【００１９】
一般に、放電器（例えばコロナ放電器）は、使用中（放電中）にオゾンや窒素酸化物などの放電生成物を生じることが知られている。これらの放電生成物は、例えば前記放電器を画像形成装置に用いた場合に、画像形成装置の構成要素である感光体の劣化を早めることがある。また、これらの放電生成物は、空気中の水分と結びついて導電性物質を形成し、画像流れを引き起こす場合がある。特に、画像形成装置の休止中に、放電器に付着した放電生成物が放出し、放出した放電生成物により画像流れが生じる場合がある。
そこで、放電器を上記本実施形態の構成とすることにより、放電器の筐体のうち前記放電電極と相対する面（即ち、筐体の内壁）が、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層で被覆されるため、放電器（特に放電器の筐体）への放電生成物の付着が抑制される。
更に、上記本実施形態の放電器を、画像形成装置用の帯電手段や除電手段、転写手段等として用いた場合には、放電器に付着した放電生成物に起因する画像流れが抑制される。  特に、画像形成装置における印画の休止後、印画を再開した時の画像流れが抑制される。
【００２０】
なお、本明細書中において「導電性」とは、体積抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ未満である性質を指し、「絶縁性」とは、体積抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ以上である性質を指す。
【００２１】
以下、本実施形態に係る放電器について、図１乃至図２を参照して説明する。
図１は、放電器の一実施形態であるコロナ放電器１の概略断面図である。詳しくは、図１は、放電電極である放電ワイヤ１１の長手方向に垂直な平面で、コロナ放電器１を切断したときの切断面を表した図である。
図１に示すように、コロナ放電器１は、放電電極である放電ワイヤ１１と、放電ワイヤ１１の周囲の一部を囲って配置された筐体１２と、を備えている。放電ワイヤ１１の長手方向と筐体１２の長手方向とは平行となっている（これらの方向は、図１の紙面に対し法線方向である）。
【００２２】
放電ワイヤ１１の長手方向両端部は、図示しないが、直接又は固定部材を介して筐体１２に固定されている。このとき、放電ワイヤ１１と筐体１２とは電気的に絶縁されていることが好ましい。これにより、放電ワイヤ１１と筐体１２とに別個の電圧が印加される。
なお、本明細書中において２つの部材が電気的に絶縁されているとは、２つの部材間の抵抗値が２０ＭΩ以上であることを指す。
【００２３】
筐体１２は、コロナ放電器１の周囲のうちの一部（詳しくは、コロナ放電器１の周囲のうち、被処理体３０に対し放電を照射するための放電照射領域１６以外の領域）を囲っている。従って、筐体１２は、放電ワイヤ１１と相対する面（即ち、放電ワイヤ１１から見える面）を有している。以下、筐体１２の放電ワイヤ１１と相対する面を、「筐体１２の放電ワイヤ１１と対向する面」や、「筐体１２の内壁」ともいう。
なお、図１では筐体１２の断面がコの字型となっているが、放電ワイヤ１１の周囲の一部を囲う形状であれば筐体１２の断面はコの字型に限定されることはなく、例えば、円弧型であってもよい。
【００２４】
筐体１２の、放電ワイヤ１１と相対する面（筐体１２の内壁）上には、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層１３が設けられている。表面層１３は、筐体１２の内壁以外の箇所に設けられていてもよい。
【００２５】
コロナ放電器１では、放電ワイヤ１１に電圧が印加されると、放電ワイヤ１１周囲にコロナ放電が生じ、被処理体３０がコロナ放電に晒される（即ち、被処理体３０にコロナ放電が照射される）。従って、コロナ放電器１は、例えば被処理体３０（例えば、電子写真感光体ドラム）に対する帯電装置や除電装置、転写装置として利用される。
筐体１２は、コロナ放電により生じた放電生成物（例えば、荷電粒子）の流れを制限する。コロナ放電により生じた放電生成物は筐体１２の内壁に達するが、当該内壁には酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層１３が形成されているので、当該内壁への前記放電生成物の付着が制限される。
【００２６】
図２は、放電器の別の実施形態であるコロナ放電器（スコロトロン）２の概略断面図である。
図２に示すように、コロナ放電器（スコロトロン）２は、前記コロナ放電器１と同様に、放電電極である放電ワイヤ２１と、放電ワイヤ２１の周囲の一部（放電ワイヤ２１の周囲のうち、被処理体３０への放電照射領域２６の以外）を囲って配置された筐体２２と、を備えている。筐体２２の、放電ワイヤ２１と相対する面上には、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層２４Ａが設けられている。
以上の構成はコロナ放電器１と同様である。
【００２７】
更に、コロナ放電器（スコロトロン）２では、前記放電ワイヤ２１の周囲のうち少なくとも前記筐体２２によって囲われていない領域（前記放電ワイヤ２１の周囲のうち被処理体３０への放電照射領域２６）に、更に、格子状部材であるグリッド部材２３が備えられている。即ち、グリッド部材２３は放電ワイヤ２１と被処理体３０との間に配置されている。グリッド部材２３は、前記筐体２２によって囲われていない領域に加え、前記筐体２２によって囲われている領域に備えられていてもよい。
【００２８】
グリッド部材２３は、図示しないが、直接又は固定部材を介して筐体１２に固定されている。このとき、グリッド部材２３、筐体２２、及び放電ワイヤ２１は、互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。これにより、グリッド部材２３、筐体２２、及び放電ワイヤ２１に、それぞれ別個の電圧が印加される。
【００２９】
具体的には、グリッド部材２３には、放電ワイヤ２１の電位とは異なる電圧（バイアス電圧）が印加される。これにより、コロナ放電器２を帯電装置として用いたときの被処理体３０の帯電電位が調整される。従って、被処理体３０の帯電電位の均一性が向上する。
【００３０】
グリッド部材２３の放電ワイヤ２１と相対する面には、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層２４Ｂが設けられている。これによりグリッド部材２３への放電生成物の付着が抑制され、ひいてはコロナ放電器２全体としてみたときの放電生成物の付着量がより低減される。
ここで、表面層２４Ａと表面層２４Ｂとは、同組成であっても異なる組成であってもよいが、放電生成物付着抑制の観点や製造上の観点からは同組成であることが好ましい。また、表面層２４Ｂは製造上の観点からは省略されていてもよい。
【００３１】
コロナ放電器２では、前記コロナ放電器１と同様に、放電ワイヤ２１に電圧が印加されると、放電ワイヤ２１周囲にコロナ放電が生じ、生じたコロナ放電がグリッド部材２３を経由して被処理体３０に照射される。
従って、コロナ放電器２は、例えば被処理体３０（例えば、電子写真感光体ドラム）に対する帯電装置、除電装置、転写装置、等として利用される。特に、コロナ放電器２は、帯電電位を調整するグリッド２３を備えるため、帯電装置として好適に用いられる。
【００３２】
以上、本実施形態に係る放電器について、図１乃至図２を参照して説明したが、本実施形態はこれらの構造に限定されることはなく、公知のコロトロン放電器の構造やスコロトロン放電器の構造が特に制限無く適用される。
【００３３】
本実施形態における放電電極（例えば、前記放電ワイヤ１１、前記放電ワイヤ２１）の材質には特に限定はなく、例えば、タングステン、モリブデン、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、チタンから選ばれる少なくとも１種の金属（又は該金属を含む化合物）が挙げられる。中でも、タングステン（又はタングステンを含む化合物）が好ましい。
本実施形態における筐体（例えば、前記筐体１２、前記筐体２２）の材質には特に限定はなく、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄、エンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。中でも、ステンレス、アルミニウムが好ましい。
本実施形態における格子状部材（例えば、前記グリッド部材２３）の材質には特に限定はなく、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＮＣＡ1などのステンレス、タングステン、金などが挙げられる。中でも、ステンレスが好ましい。格子状部材は、例えば、ステンレスの薄板をエッチングしたり、ワイヤ状のタングステンを複数本並べて形成する。
【００３４】
（表面層）
次に、本実施形態における表面層（例えば、前記表面層１３、前記表面層２４Ａ、前記表面層２４Ｂ）について説明する。
前述のとおり、本実施形態における表面層は、筐体の放電電極と相対する面上に形成される。更に、必要に応じ、格子状部材の放電電極と相対する面にも形成される。以下の説明では、本実施形態において表面層が形成される筐体や格子状部材を、単に「基体」ということがある。
本実施形態における表面層は、少なくとも酸素とガリウムとを含んで構成されることを特徴としており、この２つの元素のみから構成されているものであってもよいが、本実施形態の効果を損なわない範囲において、窒素、水素、炭素、アルミニウム、インジウムなどの元素を含んでいてもよい。このような他の元素を含むことで、表面層の電気抵抗や硬度などの諸物性が柔軟に制御され、本実施形態の効果が更に高められる。
【００３５】
本実施形態における表面層中の組成は、均一であってもよいが、酸素とガリウムを含んで構成され、且つ、酸素の含有量が１５原子％以上であれば、厚さ方向において傾斜していてもよい。また、本実施形態における表面層は、酸素及びガリウムを含んで構成され、且つ、酸素の含有量が１５原子％以上であれば、組成の異なる層を積層してなる多層構造を有していてもよい。
【００３６】
また、本実施形態における表面層では、厚さ方向における酸素の濃度分布は、均一でも不均一でもよいが、基体側に向かって減少（すなわち、表面層の表面側に向かって増加）していることが好ましい。
このような酸素濃度分布を有することにより、機械的耐久性、耐酸化性、放電生成物の付着に起因する画像欠陥及び感度がより高いレベルで両立される上に、これらの特性をより長期に渡って維持することが容易である。なお、表面層厚さ方向の酸素濃度の分布プロファイルは特に限定されず、例えば、直線状、曲線状、階段状のいずれでもよい。
【００３７】
表面層中のガリウムの含有量は、０．１原子％以上５０原子％以下の範囲内であることが好ましく、５原子％以上４０原子％以下の範囲内であることがより好ましい。ガリウムの含有量が０．１原子％未満の場合は、表面層の形成自体が困難となる場合がある。また、含有量が５０原子％を超える場合は、筐体への接着性に問題がでる場合がある。
【００３８】
また、表面層中の酸素の含有量は、１５原子％以上であることを要し、２０原子％以上６０原子％以下が好ましく、２５原子％以上５０原子％以下がより好ましい。酸素の含有量が１５原子％未満の場合には、表面層表面の耐酸化性が低下し、放電生成物が付着し易くなる傾向がある。また、硬度や表面粗さの観点から、上限値は６０原子％が好ましい。
【００３９】
本実施形態における表面層に窒素が含まれる場合、その含有量は、３０原子％以下が好ましく、１５原子％以下がより好ましい。窒素の含有量が３０原子％を超える場合には、表面層の耐水性が不充分となるため実用性に欠ける場合がある。また、表面層の厚さ方向における窒素の濃度分布は、均一でも不均一でもよいが、最表面には含まれないことが好ましい。
【００４０】
本実施形態における表面層に炭素が含まれる場合、その含有量は、２原子％以上１５原子％以下であることが望ましく、２原子％以上１０原子％以下であることが更に望ましい。表面層中の炭素の含有量を２原子％以上１５原子％以下とすることで、高撥水性な低エネルギー表面になるという効果が得られる。
【００４１】
本実施形態における表面層に水素が含まれる場合、その含有量は、０．１原子％以上３０原子％以下の範囲が望ましく、０．５原子％以上２０原子％以下の範囲内がより望ましい。水素の含有量が０．１原子％未満の場合には、層内部に構造的な乱れを内蔵したままとなり、電気的に不安定となったり機械的な特性も不十分となる場合がある。また、３０原子％を超える場合には水素がガリウムに２原子以上結合する確率が増加して、三次元構造を保つことができず硬度や化学的安定性（特に耐水性）などが不十分となる場合がある。
【００４２】
本実施形態における表面層全体中における各元素の含有量については、例えば、ラザフォードバックスキャタリング法（ＲＢＳ）や、ハイドロジェンフォワードスキャタリング法（ＨＦＳ）などを用いられる。
以下、これらの測定方法について説明する。
【００４３】
なお、本実施形態において、表面層中のガリウム、酸素、炭素、窒素等の元素の含有量は、膜厚方向の分布も含めてラザフォードバックスキャタリング法（ＲＢＳ）により求めた値を意味している。
【００４４】
ＲＢＳとして、加速器：ＮＥＣ社  ３ＳＤＨ  Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーション：ＣＥ＆Ａ社  ＲＢＳ−４００を用い、システムとしては３Ｓ−Ｒ１０を用いた。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラム等を用いた。
【００４５】
ＲＢＳの測定条件は、以下の通りである。
Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギーは２．２７５ｅＶ
検出角度  １６０°
入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ  Ａｎｇｌｅ  １０９°
【００４６】
ＲＢＳ測定は、Ｈｅ＋＋イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、１６０°にセットし、後方散乱されたＨｅのシグナルを測定する。検出したＨｅのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。更に、組成比と膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定してもよい。また、深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度を向上してもよい。
【００４７】
なお、ターゲット原子によって後方散乱されるＨｅ原子の数は、１）ターゲット原子の原子番号、２）散乱前のＨｅ原子のエネルギー、３）散乱角度、の３つの要素だけにより決まる。測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて膜厚を算出する。密度の誤差は２０％以内である。
【００４８】
また、本実施形態において、表面層中の水素の含有量は、ハイドロジェンフォワードスキャタリング法（ＨＦＳ）により求められた値を意味する。
【００４９】
上記ＨＦＳとしては、
加速器：ＮＥＣ社  ３ＳＤＨ  Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーション：ＣＥ＆Ａ社  ＲＢＳ−４００を用い、システムとして、３Ｓ−Ｒ１０を用いた。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラムを用いた。
【００５０】
ＨＦＳの測定条件は、以下の通りである。
Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギー：２．２７５ｅＶ
検出角度１６０°入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ  Ａｎｇｌｅ３０°
【００５１】
ＨＦＳによる測定は、Ｈｅ＋＋イオンビームに対して検出器が３０°に、試料が法線から７５°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾う。この時検出器を薄い（１０μｍ）アルミ箔で覆い、水素とともに散乱するＨｅ原子を取り除くことがよい。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによっておこなう。参照用試料としてＳｉ中にＨをイオン注入した試料と白雲母を使用した。
【００５２】
白雲母は水素濃度が６０原子％であることが知られている。
例えば、最表面に吸着しているＨは、清浄なＳｉ表面に吸着しているＨ量を差し引くことによって行う。
【００５３】
また、半導体膜中の水素の含有の有無は赤外吸収スペクトル測定を利用して、１３族−水素結合やＮ−Ｈ結合の強度からも推定する。
【００５４】
本実施形態において、上述した各元素のうち窒素を除く元素の含有量、特に酸素及びガリウムの両元素の含有量の好ましい範囲については、表面層の最表面で満たされていることが好ましい。
ここで、表面層の最表面とは、表面からの深さが少なくとも数ｎｍの範囲内（具体的には、表面から１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲）の領域を意味し、実質的には、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により固体表面を測定した際の、深さ方向の測定範囲に相当する部分の領域を意味する。
【００５５】
表面層の最表面における、ガリウムや酸素等の元素の含有量は、例えばＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により求められる。
例えば、ＸＰＳの測定装置として日本電子社製ＪＰＳ９０１０ＭＸを用い、Ｘ線ソースにはＭｇＫα線を用い、１０ｋＶ，２０ｍＡで照射することにより測定する。この場合、光電子の測定は１ｅＶのステップで行い、元素の含有量は、ガリウム元素に対しては３ｄ５／２、Ｏは１ｓ，Ｎは１ｓスペクトルを測定し、スペトクルの面積強度と感度因子により求められる。なお、測定前にＡｒイオンエッチングを５００Ｖで１０ｓ程度行う。
【００５６】
本実施形態における表面層は、微結晶、多結晶、或いは、非晶質のいずれであってもよいが、表面層表面の平滑性を向上させる点からは非晶質であることが特に好ましい。なお、結晶性／非晶質性は、例えば、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）測定により得られた回折像の点や線の有無により判別する。
また、詳細は後述するが、表面層は、気相成膜法を利用して基体上に形成されるため、成膜条件等によっては、その断面が柱状構造となる場合もある。しかしながら、表面層表面の滑り性の観点からは、このような柱状構造を有さないことが好ましい。
【００５７】
表面層中には、導電型の制御のために種々のドーパントを添加してもよい。導電性をｎ型に制御する場合には、例えば、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎから選ばれる一つ以上の元素を用いることができ、ｐ型に制御する場合には、例えば、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒから選ばれる一つ以上の元素を用いてもよい。
【００５８】
表面層は、微結晶、多結晶或いは非晶質のいずれの場合においても、その内部構造に結合欠陥や、転位欠陥、結晶粒界の欠陥などが多く含まれる傾向にある。このため、これらの欠陥の不活性化のために表面層中には、水素及び／又はハロゲン元素が含まれていてもよい。表面層中の水素やハロゲン元素は結晶内の結合欠陥や結晶粒界の欠陥などに取り込まれて、反応活性点を消失させ、電気的な補償を行う働きを有する。
【００５９】
本実施形態における表面層の厚さは、０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲が好ましく、０．１μｍ以上１．０μｍ以下の範囲がより好ましく、０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲が更に好ましく、０．３μｍ以上０．５μｍ以下の範囲が特に好ましい。
表面層の厚さが０．０１μｍ未満であると、放電生成物の付着抑制の効果が低下する場合がある。また、表面層の厚さが１０．０μｍを超えると成膜時間が増大するにもかかわらず放電生成物の付着に対する効果は同等であるため生産性に劣る。
なお、表面層の厚さは、基体との屈折率の差を利用した光干渉法や、マスキングにより基体を露出させた部分との高低差を触針式表面粗さ計により読み取る段差法、光切断法などによって測定する。
【００６０】
本実施形態における表面層の体積抵抗率は、１０７Ω・ｃｍ以上１０１３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。前記体積抵抗率が１０７Ω・ｃｍ未満であると放電生成物付着低減の効果が低下する場合があり、１０１３Ω・ｃｍを超えると表面層自体の帯電により放電の制御性が低下する場合がある。
放電生成物付着低減及び放電制御性の効果をより効果的に奏する観点からは、本実施形態における表面層の体積抵抗率は、１０９Ω・ｃｍ以上１０１３Ω・ｃｍ以下であることがより好ましく、１０１１Ω・ｃｍ以上１０１３Ω・ｃｍ以下であることが特に好ましい。
【００６１】
以下、本実施形態の放電器の作製方法について説明する。
本実施形態に係る放電器は、基体（筐体、必要に応じ格子状部材）に、図３に示される成膜装置を用いて表面層を形成することで作製される。
ここで、図３は、本実施形態における表面層の形成に用いられる成膜装置の一例を示す概略模式図である。なお、図３では、筐体１０２の内壁側に表面層を形成する場合の例を示す。
図３に示されるように、成膜装置１００は、仕切り部１０１ａを有する真空容器１０１と、筐体１０２を保持する成膜ジグ１０３と、高周波電源部１０５ａ及び放電電極１０５ｂからなる放電部１０５と、プロセスガスを供給する供給口１０７ａと接続するプロセスガス供給部１０７と、材料ガスを供給する供給口１０９ａを接続する材料ガス供給部１０９と、排気口１１１ａと接続する排気装置１１１と、を有する。
【００６２】
図３に示される成膜装置において、真空容器１０１の一端には、排気口１１１ａを介して排気装置１１１が設けられており、また、真空容器１０１の排気装置１１１（排気口１１１ａ）が設けられた側と反対側に、プロセスガスを供給する供給口１０７ａ、材料ガスを供給する供給口１０９ａ、及び放電部１０５が設けられている。
また、真空容器１０１内には、筐体１０２を保持する成膜ジグ１０３が設けられている。この成膜ジグ１０３は、多角形断面を有しており、この辺に筐体１０２を保持する機能を有する。また、成膜ジグ１０３は、図示されない回転装置により、筐体１０２を保持したまま矢印方向に回転する。ここで、筐体１０２は、表面層が形成される面（内壁）が、成膜ジグ１０３の回転中心からみて外側を向くように保持されている。即ち、放電器としたときの放電照射領域側が成膜ジグ１０３の回転中心からみて外側となるように保持されている。
【００６３】
放電部１０５は、放電面が排気装置１１１（排気口１１１ａ）側に設けられた放電電極１０５ｂと、放電電極１０５ｂの放電面と反対側の面に接続された高周波電源部１０５ｂとから構成されている。
また、放電電極１０５ｂに近接して、プロセスガスを供給するための供給口１０７ａが設けられており、この供給口１０７ａはプロセスガス供給部１０７に接続されている。
更に、仕切り部１０１ａに対して、供給口１０７ａとは反対の箇所には、材料ガスを供給するための供給口１０９ａが設けられており、この供給口１０９ａは材料ガス供給部１０９に接続されている。
【００６４】
真空容器１０１は、一端が真空容器１０１の内壁に固定され、他端が回転する成膜ジグ１０３とこれに保持される筐体１０２と接触しないよう微小な間隔をもって成膜ジグ１０３に対向する仕切り部１０１ａを有する。
この仕切り部１０１ａは、真空容器１０１内部の放電電極１０５ｂ及びプロセスガスが供給口１０７ａより供給される領域と、材料ガスが供給口１０９ａより供給される領域とを、前記微小な間隔を除いて空間的に分離することに用いられる。なお、この仕切り部１０１ａの位置は、成膜ジグ１０３の一辺の長さ（筐体１０２の大きさ）に応じて、設定することができ、真空容器１０１の中央である必要はない。
【００６５】
表面層の形成は、例えば、以下のように実施する。
まず、プロセスガスを供給口１０７ａからに導入すると共に、高周波電源部１０５ａから放電電極１０５ｂに、例えば、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する。この際、放電電極１０５ｂの放電面側から排気口１１１ａ側へと発光領域が放射状に広がるようにプラズマが形成される。ここで、供給口１０７ａから導入されたプロセスガスは真空容器１０１内を放電電極１０５ｂを含む領域から排気口１１１ａ側へと流れる。
なお、放電電極１０５ｂは電極の周りをアースシールドで囲んだものでもよい。
【００６６】
ここで、プロセスガスには、少なくとも酸素を含み、窒素、水素、ヘリウムやアルゴンなどの希ガスが用いられる。
【００６７】
次に、材料ガスとして、例えば、水素をキャリアガスとして用いて希釈したトリメチルガリウムや必要に応じその他のガスを、供給口１０９ａから導入することによって、筐体１０２表面にガリウムと酸素を含む非単結晶膜を成膜する。
【００６８】
成膜時の表面層の形成温度は特に限定されないが、筐体１０２表面の温度が、１０℃以上１００℃以下の範囲が好ましく、２０℃以上６０℃以下の範囲内で形成することが好ましい。
筐体１０２表面の温度は加熱及び／又は冷却手段（図中、不図示）によって制御してもよいし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。筐体１０２を加熱する場合にはヒータを筐体１０２の隣接した箇所に設置してもよい。筐体１０２を冷却する場合には筐体１０２を保持する成膜ジグ１０３の内側に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
放電による筐体１０２表面の温度の上昇を避けたい場合には、筐体１０２表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。また、放電による放電電極１０５ｂ自体の温度上昇にともなう筐体１０２の温度上昇を防ぐため、放電電極の内部に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
【００６９】
ここで、材料ガスとしては、例えば、ガリウムを含む有機金属化合物として、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、ｔ−ブチルガリウムなどを用いる。
これらの液体や固体を気化して単独に或いはキャリアガスでバブリングすることによる混合状態で使用してもよい。
また、これらを２種類以上混合してもよい。
【００７０】
なお、本実施形態における表面層のように、ガリウムと酸素とを主に含む表面層を形成する場合、真空容器１０１内には活性水素が存在することが好ましい。活性水素は、キャリアガスとして使用する水素ガスや有機金属化合物に含まれる水素原子から供給されるものでもよい。
【００７１】
図３に示される成膜装置１００のプラズマ発生手段は、高周波電源部を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発振装置を用いたり、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式の装置を用いてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でもよい。
更に、これらの装置を２種類以上組み合わせて用いてもよく、例えば、プロセスガス供給口１０７ａより活性水素を供給するリモートプラズマ装置を付加してもよい。或いは、同種の装置を２つ以上用いてもよい。プラズマの照射によって筐体１０２表面の温度が上昇しないようにするためには高周波発振装置が好ましいが、熱の照射を防止する装置を設けてもよい。
【００７２】
２種類以上の異なるプラズマ発生装置（プラズマ発生手段）を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起されるようにしてもよい。また、放電する領域と、成膜する領域（筐体１０２が設置された部分）とに圧力差を設けてもよい。これらの装置は、成膜装置内をガスが導入される部分から排出される部分へと形成されるガス流に対して直列に配置してもよいし、いずれの装置も基体の成膜面に対向するように配置してもよい。
【００７３】
また、異なる２種類のプラズマ発生装置を同一の圧力下で利用する場合、例えば、マイクロ波発振装置と高周波発振装置とを用いる場合、励起種の励起エネルギーを大きく変えることができ、膜質の制御に有効である。また、放電は大気圧近傍（３×１０４Ｐａ以上１.２×１０５Ｐａ以下の範囲）で行ってもよい。大気圧近傍で放電を行う場合にはキャリアガスとしてＨｅを使用することが望ましい。
【００７４】
なお、表面層の形成に際しては、上述した方法以外にも、例えば、通常の有機金属気相成長法や蒸着法、スパッタ法、分子線エピタキシー法が使用される。
【００７５】
以上、筐体上に表面層を形成する場合の例について説明したが、成膜ジグ１０３に保持される部材を、筐体１０２から格子状部材（例えば、前記グリッド部材２３）に変更することにより、筐体の場合と同様にして、格子状部材上に表面層が形成される。
【００７６】
以上で説明した本実施形態に係る放電器の用途には特に限定はないが、例えば、電子写真方式の画像形成装置において、電子写真感光体（感光体ドラム）を被処理体とし、帯電装置や、除電装置、転写装置、等として特に好適に使用される。特に、放電器に付着した放電生成物の放出による画像流れをより効果的に抑制する観点からは、本実施形態に係る放電器を、帯電装置又は除電装置として用いることが好ましい。
【００７７】
＜プロセスカートリッジ及び画像形成装置＞
次に、本実施形態に係るプロセスカートリッジ及び本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、感光体（例えば、電子写真感光体（感光体ドラム）。以下同じ。）と、前記感光体を帯電する帯電手段と、を備え、前記帯電手段が前述の本実施形態に係る放電器である。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、更に、前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が前述の本実施形態に係る放電器である構成がより好ましい。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に脱着自在に構成される機構を備えていることが好ましい。
【００７８】
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備え、前記帯電手段が前述の本実施形態に係る放電器である。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、更に、前記転写後の前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が本実施形態に係る放電器である形態がより好ましい。
なお、本実施形態の画像形成装置は、各色のトナーに対応した感光体を複数有するいわゆるタンデム機であってもよい。また、トナー像の転写は、中間転写体を利用した中間転写方式であってもよい。
【００７９】
本実施形態に係るプロセスカートリッジや画像形成装置において、感光体は、その表面に、酸素とガリウム元素を含んで構成され、且つ、酸素の含有量が１５原子％以上である耐磨耗層を有し、該耐磨耗層の厚さの差が０．１μｍ以下であることが好ましい。これは、帯電性制御や粉体特性改善のためにトナー表面に付着させた酸化ケイ素や酸化チタンなどの粒子が脱離して、感光体表面に移行・付着し帯電性が不均一になることを防ぐためである。また、耐磨耗層の厚さの差が０．１μｍ以下であれば、耐磨耗層を設けたことで露光手段において生じる光の吸収や反射の差による露光状態のばらつきが原因となる画像の濃度ムラが問題とならないため、好ましい。
より具体的には、本実施形態に係るプロセスカートリッジや画像形成装置においては、感光体として、図４に示される層構成を有する感光体を用いることが好ましい。
【００８０】
以下、図４を参照して、本実施形態に好適な感光体の一態様について説明する。
ここで、図４は、本実施形態に好適な感光体の層構成の一例を示す概略断面図である。
図４に示される感光体２１０は、基体２１１、下引き層２１３、電荷発生層２１５ａと電荷輸送層２１５ｂとからなる感光層２１５、及び耐磨耗層２１７をこの順に有する。
ここで、感光層２１５は、有機高分子から形成されたものでもよいし、無機材料から形成されたものでもよいし、それらが組み合わされたものでもよい。
【００８１】
図４に示される感光体２１０を構成する基体２１１、下引き層２１３、電荷発生層２１５ａと電荷輸送層２１５ｂとからなる感光層２１５については、具体的には、例えば、特開２００６−２６７５０７号公報に記載の基体及び各層を適用する。
また、耐磨耗層２１７については、前述の本実施形態の放電器における表面層と同様な材質で、同様に形成されたものであってもよい。耐磨耗層２１７の材質、及び形成方法としては、具体的には、例えば、特開２００６−２６７５０７号公報や、特開２００７−３００００１号公報に記載の技術を適用する。
【００８２】
次に、図５を参照して、本実施形態の画像形成装置の一例について、説明する。
ここで、図５は、本実施形態の画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。
図５に示されるように、画像形成装置２００は、上記で図４を参照して説明した感光体２１０を有し、感光体２１０の回転方向Ｃに沿って順に、前述の本実施形態に係るコロナ放電器（スコロトロン）２である帯電装置（帯電手段）２２０、露光装置（露光手段）２３０、現像装置（現像手段）２４０、前述の本実施形態に係るコロナ放電器１である転写装置（転写手段）２５０、及びクリーニング装置（クリーニング手段）２６０が設けられている。また、画像形成装置２００は、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させるための定着装置２７０を含んで構成されている。
【００８３】
帯電装置２２０は、感光体２１０の外周面を帯電する。露光装置２３０は、帯電装置２２０によって帯電された感光体２１０の外周面に、画像データに応じて変調した光を露光することで感光体２１０上に画像データの画像に応じた静電潜像を形成する。現像装置２４０は、感光体２１０上に形成された静電潜像にトナーを含む現像剤を供給することで静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成する。転写装置２５０は、コロナ放電により感光体２１０上のトナー像を記録媒体Ｐ上へと転写する。なお、この記録媒体Ｐは、図示を省略する用紙貯留部に予め貯留され、この用紙貯留部からローラ等によって搬送されることによって、感光体２１０と転写装置２５０との間に到り、感光体２１０上のトナー像を転写される。
トナー像を転写された記録媒体Ｐは、図示を省略するローラ等によって定着装置２７０の設置箇所に搬送され、定着装置２７０によって未定着のトナー像を該記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置２７０によってトナー像を定着された記録媒体Ｐは、図示を省略するローラ等によって画像形成装置２００の外部へと排出される。
【００８４】
なお、画像形成装置２００に含まれる、感光体２１０及び帯電装置２２０は、画像形成装置２００本体に対して着脱自在に設けられていてもよく、これらの着脱自在に設けられた各装置がプロセスカートリッジとなる。
【００８５】
以上、本実施形態に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジについて、図５を参照して説明したが、本実施形態は図５に示した形態に限定されることはない。
例えば、帯電装置２２０は本実施形態の放電器である限り、格子状部材（グリッド部材）を有するコロナ放電器（スコロトロン）２であることには限定されず、例えば格子状部材（グリッド部材）を有しない放電器（例えば、前述のコロナ放電器１）であってもよい。
また、転写装置２５０はコロナ放電器１であることに限定されず、コロナ放電器（スコロトロン）２や、本実施形態における表面層を有しない公知のコロナ放電器であってもよい。また、転写装置２５０は転写ロール等、放電器以外の転写手段であってもよい。
また、クリーニング装置２６０は省略されていてもよい。
【００８６】
図６は、本実施形態の画像形成装置の構成の別の一例を示す概略構成図である。
図６に示す画像形成装置３００では、図５に示した前述の画像形成装置２００の構成に加え、感光体２１０の回転方向Ｃについて、クリーニング装置２６０と帯電装置２２０との間に（クリーニング装置２６０が省略されている場合には転写装置２５０と帯電装置２２０との間に）、感光体２１０を除電する除電装置２２２を備えている。そしてこの除電装置２２２が、格子状部材（グリッド部材）を有しない前述のコロナ放電器１となっている。但し、除電装置２２２は格子状部材（グリッド部材）を有する前述のコロナ放電器（スコロトロン）２であってもよい。
画像形成装置３００における、感光体２１０、帯電装置（帯電手段）２２０、露光装置（露光手段）２３０、現像装置（現像手段）２４０、転写装置（転写手段）２５０、クリーニング装置（クリーニング手段）２６０、及び定着装置２７０については、図５で説明した画像形成装置２００と同様であるので説明を省略する。図６中の回転方向Ｃ及び記録媒体Ｐについても、図５中の回転方向Ｃ及び記録媒体Ｐと同様である。
【００８７】
以上、図５及び図６を参照して、本実施形態の画像形成装置の例である画像形成装置２００及び画像形成装置３００について説明したが、画像形成装置２００及び画像形成装置３００は、各色のトナーに対応した感光体を複数有するいわゆるタンデム機であってもよい。
また、トナー像の転写は、感光体から記録媒体に直接転写する方式に限られず、感光体から中間転写体にトナー像を転写した後に、中間転写体から記録媒体に転写する中間転写方式であってもよい。
【実施例】
【００８８】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例において「部」は質量部を意味する。
【００８９】
〔実施例１−１〕
＜コロナ放電器１の作製＞
以下のようにして、図１に示すコロナ放電器１と同様の構造のコロナ放電器を作製した。
まず、コロナ放電器の筐体として、図１中筐体１２のような、長手方向に垂直な平面で切断したときの断面がコの字型であるステンレス薄板製のシールド部材を用意した。
詳しくは、このシールド部材の形状は、幅３０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、長さ３８０ｍｍの内部中空の直方体の６面のうち、長手方向（長さ３８０ｍｍ）及び幅方向（幅３０ｍｍ）を含む１面と、高さ方向（高さ１０ｍｍ）及び幅方向（幅３０ｍｍ）を含む２面と、を除いた形状となっている。ここで除かれた、長手方向（長さ３８０ｍｍ）及び幅方向（幅３０ｍｍ）を含む１面の領域が、図１のコロナ放電器１における放電照射領域１６に相当する（以下、この除かれた１面の領域を、「放電照射領域」ということがある）。
【００９０】
次に、図３に示す成膜装置１００の真空容器１０１内の成膜ジグ１０３に、筐体１０２として上記シールド部材を固定した。シールド部材は、その内壁側が成膜ジグ１０３の回転軸中心からみて外側に向くように（即ち、放電器としたときの放電照射領域側が成膜ジグ１０３の回転軸中心からみて外側となるように）固定した。
ここで、成膜ジグ１０３は、直径１６０ｍｍ（一辺が６２ｍｍの正八角形断面を有するもの）×長さ４５０ｍｍである。
また、成膜ジグ１０３の回転中における、真空容器１０１内の仕切り部１０１ａと、成膜ジグ１０３に取り付けられたシールド部材と、の最近接距離は１．５ｍｍであった。
【００９１】
次に、排気装置１１１を用いて真空容器１０１内を、圧力が１．０×１０−２Ｐａとなるまで真空排気した。
その後、プロセスガスとして、水素ガス（１０００ｓｃｃｍ）と酸素ガス（７．５０ｓｃｃｍ）とを含む混合ガスをプロセスガス供給部１０７から供給口１０７ａを介して真空容器１０１内へと供給し、高周波電源部（１３．５６ＭＨｚ）１０５ａから放電面の寸法が５００ｍｍ×７０ｍｍの放電電極１０５ｂに、３００Ｗの電力を供給した。
【００９２】
次に、材料ガスとして、トリメチルガリウムガス（３．００ｓｃｃｍ）を、材料ガス供給部１０９から供給口１０９ａを介して真空容器１０１内へと供給した。
この時、バラトロン真空計（ＭＫＳ社製、絶対圧トランスデューサタイプ６２２Ａ）で測定した成膜室１０内の反応圧力は５０Ｐａであった。
【００９３】
以上により、シールド部材の内壁に、膜厚０．５０μｍの表面層を形成した。なお、成膜時間は７５分であった。
【００９４】
得られた表面層が形成されたシールド部材と、直径６０μｍのタングステンからなる放電ワイヤと、を用い、図１に示すコロナ放電器１を作製した。
具体的には、前記シールド部材と前記放電ワイヤとを、シールド部材の長手方向と放電ワイヤの長手方向とが平行であり、かつ、放電ワイヤの周囲の一部をシールド部材の３つの面が囲む配置に固定して、コロナ放電器を作製した。この際、放電ワイヤとシールド部材とが電気的に絶縁するように固定し、放電ワイヤ及びシールド部材に互いに異なる電圧が印加されるようにした。
【００９５】
＜表面層分析＞
上記でシールド部材の内壁に形成された表面層の組成は、上記シールド部材と同時にシリコンウエハ片に成膜したものを、以下の方法で分析して求めた。結果は以下の通りである。
水素：ＨＦＳ法
水素以外（ガリウム、酸素、窒素、炭素）：ＲＢＳ法及びＸＰＳ法（表面領域）
Ｇａ：３４．２原子％
Ｏ：４５．６原子％
Ｈ：２０．２原子％
【００９６】
＜表面層の体積抵抗率＞
上記でシールド部材の内壁に形成された表面層の体積抵抗率を、表面層に対向電極を設けシールド部材との間での電圧降下を用いて測定したところ、４．５×１０８Ω・ｃｍであった。
【００９７】
＜評価＞
（放電生成物の付着量）
上記で作製したコロナ放電器の放電ワイヤにマイナス５０００Ｖの直流電圧を印加してコロナ放電を発生させ、放電を１２時間持続させた。なお、シールド部材は接地した（電圧０Ｖ）。
上記１２時間放電後、コロナ放電器のシールド部材の内壁を蒸留水２００ｍｌにて洗浄し、洗浄後の水のうち５０μｌを用い、下記条件のイオンクロマトグラフ法により、放電生成物である、ＮＯ３−イオン及びＮＨ４＋イオンの量を測定した。
【００９８】
−イオンクロマトグラフ測定条件−
測定装置：（株）島津製作所製イオンクロマトグラフ装置ＰＩＡ−１０００
【００９９】
得られた測定値から、シールド部材の１本当たりのＮＯ３−イオン及びＮＨ４＋イオンの量を算出し、放電生成物の付着量を評価した。
評価結果を表１に示す。
【０１００】
（磨耗試験）
上記でシールド部材の内壁に形成した表面層について、以下のようにして磨耗試験を行った。
即ち、前記表面層が形成されたシールド部材の内壁を、不織布（旭化成せんい社製、ベンコット）及びウレタンフォーム（ブリヂストン社エバーライト  マイクロセルＵＣＮ）を加重１０ｇ／ｃｍ２にて押し当てて１０００往復擦った。擦る速度は１０ｃｍ／秒とした。その後、表面層の剥がれの有無及び光沢の変化を評価した。
表面層の剥がれは顕微鏡観察により評価し、光沢の変化は目視観察により評価した。
評価結果を表１に示す。
【０１０１】
〔比較例１−１〕
実施例１−１において、シールド部材に表面層を形成しなかった以外は実施例１−１と同様にしてコロナ放電器を作製し、実施例１−１と同様の評価を行った。
【０１０２】
〔比較例１−２〕
実施例１−１において、以下の条件でＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）からなる表面層を形成した以外は実施例１−１と同様にしてコロナ放電器を作製し、実施例１−１と同様の評価を行った。
【０１０３】
即ち、実施例１−１と同様に、図３に示される成膜装置１００の真空容器１０１内の成膜ジグ１０３に筐体１０２として上記シールド部材を固定した。シールド部材は、内壁側が成膜ジグ１０３の回転中心からみて外側に向くように固定した。
ここで、成膜ジグ１０３は、直径１６０ｍｍ（一辺が６２ｍｍの正八角形断面を有するもの）×長さ４５０ｍｍであった。
【０１０４】
次に、排気装置１１１を用いて真空容器１０１内を、圧力が１．０×１０−２Ｐａとなるまで真空排気した。
その後、プロセスガスとして、水素ガス（５００ｓｃｃｍ）をプロセスガス供給部１０７から供給口１０７ａを介して真空容器１０１内へと供給し、高周波電源部（１３．５６ＭＨｚ）１０５ａから放電面の寸法が５００ｍｍ×７０ｍｍの放電電極１０５ｂに、３００Ｗの電力を供給した。
【０１０５】
次に、材料ガスとして、メタンガス（１０．０ｓｃｃｍ）を、材料ガス供給部１０９から供給口１０９ａを介して真空容器１０１内へと供給した。
この時、バラトロン真空計（ＭＫＳ社製、絶対圧トランスデューサタイプ６２２Ａ）で測定した成膜室１０内の反応圧力は４０Ｐａであった。
【０１０６】
以上により、シールド部材の内壁に、ＤＬＣからなる膜厚０．５０μｍの表面層を形成した。なお、成膜時間は１２０分であった。
【０１０７】
得られたコロナ放電器について実施例１−１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１０８】
【表１】
2010191299.tif 000003
【０１０９】
表１に示すように、放電器のシールド部材の内壁に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を形成した実施例１−１では、表面層を有しない比較例１−１や表面層がＤＬＣである比較例１−２と比較して、放電器への放電生成物の付着が抑制されていた。
【０１１０】
〔実施例２−１〕
＜コロナ放電器（スコロトロン）の作製＞
コロナ放電器（スコロトロン）の格子状部材として、図２中グリッド部材２３のようなステンレス製のグリッド部材を用意した。
このグリッド部材は、詳しくは、外寸３３０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス製の薄板の、端部（外周部）を除いた３００ｍｍ×１８ｍｍの範囲に、エッチング加工により、長さ３００ｍｍ×幅１．８ｍｍの開口部が２．０ｍｍピッチで９個設けられた構造となっている。
このグリッド部材を図３に示す成膜装置１００の真空容器１０１内の成膜ジグ１０３に固定した以外は実施例１のシールド部材への表面層の形成と同様にして、グリッド部材の片面に表面層を形成した。
【０１１１】
表面層が形成された前記グリッド部材を、実施例１−１で作製したコロナ放電器１に取り付けて、図２に示すコロナ放電器（スコロトロン）２を作製した。
即ち、表面層が形成された前記グリッド部材は、実施例１−１で作製したコロナ放電器１のシールド部材のうち、直方体から除かれた１面（長手方向を含む１面）の箇所に、当該除かれた１面と平行する配置で固定した。このとき、前記グリッド部材の表面層形成面側が放電ワイヤと対向するように固定した。
また、放電ワイヤとシールド部材とグリッド部材とは、それぞれが電気的に絶縁されるように固定し、それぞれに異なる電圧が印加されるようにした。
【０１１２】
＜画像形成装置＞
上記のようにして得られたコロナ放電器（スコロトロン）２を、有機感光体（ＯＰＣ）を備えた画像形成装置（富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００）における帯電器として取り付けて、改造機を作製した。
【０１１３】
＜評価＞
上記の画像形成装置を用い、高湿度（２８℃、８５％ＲＨ）の環境下で５万枚の連続印刷を行ない、画像流れ（連続印刷時）の評価を行った。ここで、印刷画像は画像濃度２０％のハーフトーンとした。
５万枚の連続印刷後、画像形成装置の電源をオフにし、１２時間放置して前記と同様の印刷を再開し、画像流れ（再開後）の評価を行った。更に、画像流れが生じた場合には、画像形成装置を暖気運転（連続印刷）させたときの画像流れ回復までの印刷枚数を調査した。
評価結果を下記表２に示す。
表２中の評価結果の概要は以下のとおりである（詳細は個別に表２中に記載した）。
◎：優れる
○：実用上問題ない
△：許容範囲内である
×：実用的でない
【０１１４】
〔実施例２−２〕
＜感光体の作製＞
まず、図４に示される、基体２１１上に、下引層２１３、電荷発生層２１５ａ、及び電荷輸送層２１５ｂをこの順に有する円筒状の有機感光体を準備した。
なお、この有機感光体は、以下のようにして得られたものである。
【０１１５】
以下に説明する手順により、Ａｌ基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体を作製した。
【０１１６】
−下引層の形成−
ジルコニウム化合物（商品名：マツモト製薬社製オルガノチックスＺＣ５４０）２０質量部、シラン化合物（商品名：日本ユニカー社製Ａ１１００）２．５質量部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：積水化学社製エスレックＢＭ−Ｓ）１０質量部、及びブタノール４５質量部を攪拌混合して得た溶液を、外径８４ｍｍ（内径８２ｍｍ）、長さ３４０ｍｍのＡｌ製基体表面に塗布し、１５０℃１０分間加熱乾燥することにより、膜厚１．０μｍの下引層を形成した。
【０１１７】
−電荷発生層の形成−
次に、電荷発生材料としてクロロガリウムフタロシアニン１質量部を、ポリビニルブチラール（商品名：積水化学社製エスレックＢＭ−Ｓ）１質量部、及び酢酸ｎ−ブチル１００質量部と混合して得られた混合物をガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間分散し、電荷発生層形成用分散液を得た。
この分散液を浸漬法により下引層の上に塗布した後、１００℃で１０分間乾燥させ、膜厚０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
【０１１８】
−電荷輸送層の形成−
次に、下記構造式（１）で表される化合物を２質量部、及び、下記構造式（２）で表される繰り返し単位を有する高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）３質量部を、クロロベンゼン２０質量部に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を得た。
【０１１９】
【化１】
2010191299.tif 000004
【０１２０】
この塗布液を、浸漬法により電荷発生層上に塗布し、１１０℃で４０分間加熱して膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成し、Ａｌ基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体を得た。
【０１２１】
図３に示される成膜ジグ１０３を、上記有機感光体を固定しうるフランジに変えて該有機感光体を固定し、以下の条件で耐磨耗層を形成した。
また、真空容器１０１内の仕切り部１０１ａは、回転する有機感光体表面との間隔が最小で２．５ｍｍであった。
【０１２２】
次に、排気装置１１１を用いて真空容器１０１内を、圧力が１．０×１０−２Ｐａ程度になるまで真空排気した。
その後、プロセスガスとして、水素ガス（５００ｓｃｃｍ）と酸素ガス（５．００ｓｃｃｍ）とを含む混合ガスを、プロセスガス供給部１０７から供給口１０７ａを介して真空容器１０１内へと供給し、高周波電源部（１３．５６ＭＨｅ）１０５ａから放電面の寸法が５００ｍｍ×７０ｍｍの放電電極１０５ｂに、２００Ｗの電力を供給した。
【０１２３】
次に、材料ガスとして、トリメチルガリウムガス（１．５０ｓｃｃｍ）を、材料ガス供給部１０９から供給口１０９ａを介して真空容器１０１内へと供給した。
この時、バラトロン真空計（ＭＫＳ社製、絶対圧トランスデューサタイプ６２２Ａ）で測定した成膜室１０内の反応圧力は１０Ｐａであった。
【０１２４】
以上のような成膜装置により、有機感光体表面に、膜厚０．５０μｍの耐磨耗層を形成した。なお、成膜時間は６５分であった。
ここで、得られた耐磨耗層の厚さは、測定装置として、東レエンジニアリング（株）製：薄膜対応表面形状測定装置ＳＰ−７００型を用いて測定した。測定範囲は、感光体の軸方向端部から各２０ｍｍ幅を除く長さ３００ｍｍの範囲であり、また、測定間隔は、感光体の周方向に９０°毎で、軸方向で２０ｍｍ毎とし、１個の感光体において６４ヶ所を測定した。その結果、耐磨耗層の厚さの差は０．０９μｍであった。
【０１２５】
−耐磨耗層分析・評価−
耐磨耗層の組成について、以下の方法で分析して求めた。結果は以下の通りである。
水素：ＨＦＳ法
水素以外（ガリウム、酸素、窒素、炭素）：ＲＢＳ法及びＸＰＳ法（表面領域）
Ｇａ：３２．０原子％
Ｏ：４３．２原子％
Ｈ：２４．７原子％
Ｎ：０．０原子％（検出限界以下）
Ｃ：０．０原子％（検出限界以下）
【０１２６】
実施例２−１における画像形成装置中の感光体を、上記のようにして得られた実施例２−２の感光体に代えた以外は、実施例２−１と同様にして、画像形成装置を改造し、評価を行った。
評価結果を表２に示す。
【０１２７】
〔比較例２−１〕
実施例２−１において、コロナ放電器（スコロトロン）のシールド部材にもグリッド部材にも表面層を形成しなかった以外は実施例２−１と同様にして画像形成装置を作製し、評価を行った。
評価結果を表２に示す。
【０１２８】
〔比較例２−２〕
実施例２−１において、コロナ放電器（スコロトロン）のシールド部材に形成した表面層及びグリッド部材に形成した表面層を、いずれも比較例１−２で形成したＤＬＣからなる表面層に変更した以外は実施例２−１と同様にして画像形成装置を作製し、評価を行った。
評価結果を表２に示す。
【０１２９】
【表２】
2010191299.tif 000005
【０１３０】
表２に示すように、放電器のシールド部材及びグリッド部材の、放電ワイヤとの対向面側に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上である表面層を形成した実施例２−１及び実施例２−２では、画像形成装置の休止後であって再開直後における画像流れが抑制されていた。再開直後における画像流れが抑制された理由は、表面層を設けたことにより、画像形成装置の休止中に起こる、放電器に付着した放電生成物の放出が抑制されたためと考えられる。
一方、放電器のシールド部材及びグリッド部材に表面層を設けなかった比較例２−１、放電器のシールド部材及びグリッド部材にＤＬＣからなる表面層を設けた比較例２−２では、ともに画像形成装置の休止後であって再開直後における画像流れが発生し、これを回復するために約１００枚分の暖機運転が必要であった。
【０１３１】
〔実施例３−１、３−２、及び３−３〕、〔比較例３−１〕
実施例１−１における表面層の成膜条件を種々変化させ、表面層中の酸素含有量、水素含有量、又は体積抵抗率を変化させて、実施例１−１と同様の放電生成物の付着量の調査を行った。評価結果を下記表３に示す。
実施例３−１は実施例１−１における成膜条件のうち水素ガス１０００ｓｃｃｍを２０００ｓｃｃｍに変更したものである。
実施例３−２は実施例１−１における成膜条件のうち酸素ガス７．５ｓｃｃｍを１０．５ｓｃｃｍに変更したものである。
実施例３−３は実施例１−１における成膜条件のうち放電電力３００Ｗを５００Ｗに変更したものである。
比較例３−１は実施例１−１における成膜条件のうち水素ガス１０００ｓｃｃｍを、水素ガス２００ｓｃｃｍ及び窒素ガス８００ｓｃｃｍに変更したものである。
【０１３２】
【表３】
2010191299.tif 000006
【０１３３】
表３に示すように、酸化ガリウムを含む表面層中の酸素含有量が１５原子％以上である実施例１−１、実施例３−１、実施例３−２、及び実施例３−３では、酸素含有量が１５原子％未満である比較例３−１と比較して、放電生成物の付着量が少なかった。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本実施形態に係る放電器の一例を示す概略断面図である。
【図２】本実施形態に係る放電器の別の一例を示す概略断面図である。
【図３】本実施形態に係る表面層の形成に用いられる成膜装置の一例を示す概略模式図である。
【図４】本実施形態に好適な感光体の層構成の一例を示す概略断面図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成装置の構成の別の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１  コロナ放電器
２  コロナ放電器（スコロトロン）
１１、２１  放電ワイヤ（放電電極）
１２、２２  筐体
１３、２４Ａ、２４Ｂ  表面層
１６、２６  放電照射領域
３０  被処理体
１００  成膜装置
１０１  真空容器
１０１ａ  仕切り部
１０３  成膜ジグ
１０５  放電部
１０５ａ  高周波電源部
１０５ｂ  放電電極
１０７  プロセスガス供給部
１０７ａ  プロセスガスを供給する供給口
１０９  材料ガス供給部
１０９ａ  材料ガスを供給する供給口
１１１  排気装置
１１１ａ  排気口
２００、３００  画像形成装置
２１０  感光体
２１７  耐摩擦層
２２０  帯電装置（帯電手段）
２３０  露光装置（露光手段）
２４０  現像装置（現像手段）
２５０  転写装置（転写手段）
２６０  クリーニング装置（クリーニング手段）
２７０  定着装置
【図１】
2010191299.tif 000007
【図２】
2010191299.tif 000008
【図３】
2010191299.tif 000009
【図４】
2010191299.tif 000010
【図５】
2010191299.tif 000011
【図６】
2010191299.tif 000012