(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミニウムまたはアルミニウム合金で、その表面が陽極酸化皮膜で形成される帯電部材において、被帯電体への帯電が急峻な帯電となって放電領域が広がり、砂状または鱗状の帯電ムラを発生させる欠点を改良する。【解決手段】移動する被帯電体の被帯電面と帯電部材の放電可能な帯電面との間の空隙長、及び前記帯電部材に印加する電圧によって決まる第１の放電領域よりも、実際に放電をさせる第２の放電領域が狭くなるように設定される帯電部材において、前記第２の放電領域を形成する帯電部材の表面形状が台形状突型であって、その表面全体に陽極酸化皮膜を形成し、被帯電体と対向する該台形状突型部の上辺部によって被帯電体へ帯電電位を付与する。【選択図】図１
2006065127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する被帯電体の被帯電面と帯電部材の放電可能な帯電面との間の空隙長、及び前記帯電部材に印加する印加電圧によって決まる第１の放電領域よりも、実際に放電をさせる第２の放電領域が狭くなるように設定される帯電部材おいて、前記帯電部材の材質がアルミニウムまたはアルミニウム合金であって、前記第２の放電領域を形成する帯電部材の表面には１又は複数の台形状突型が形成され、該台形状突型部及び該台形状突型部を含む帯電部材の表面全体を陽極酸化皮膜で形成し、被帯電体と対向する該台形状突型部の上辺部によって被帯電体へ帯電電位を付与することを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
請求項１記載の帯電部材において、前記台形状突型部の上辺部が曲面状に形成されていることを特徴とする帯電部材。
【請求項３】
請求項１記載の帯電部材において、前記台形状突型部の上辺部が平面状に形成されていることを特徴とする帯電部材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の帯電部材において、前記上辺部の周方向幅が１〜２ｍｍであることを特徴とする帯電部材。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の帯電部材において、前記台形状突型部及び該台形状突型部を形成する帯電部材表面が多孔質陽極酸化皮膜で形成されていることを特徴とする帯電部材。
【請求項６】
請求項５記載の帯電部材において、前記多孔質陽極酸化皮膜の膜厚が５〜１５μｍであることを特徴とする帯電部材。
【請求項７】
請求項５または６記載の帯電部材において、前記多孔質陽極酸化皮膜で形成されるバリヤー層の厚みが、バリヤー型皮膜形成用電解液を用いて再度陽極酸化処理により増厚されていることを特徴とする帯電部材。
【請求項８】
請求項７記載の帯電部材において、前記増厚されたバリヤー層の厚みが４００〜８００ｎｍであることを特徴とする帯電部材。
【請求項９】
請求項７または８記載の帯電部材において、前記増厚処理は陽極酸化処理電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ２になるまで保持して行うことを特徴とする帯電部材。
【請求項１０】
移動する被帯電体の両端部に当接するローラを介して帯電ギャップを形成し、被帯電体表面に帯電電位を付与する帯電部材を備えた帯電装置において、前記帯電部材が請求項１ないし９のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
単数または複数の帯電装置を備え、白黒画像及びカラー画像を形成する画像形成装置において、前記帯電装置が請求項１０記載の帯電装置であ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、電子写真方式の画像形成装置に使用される帯電部材、該帯電部材を用いた帯電装置及び該帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に使用される有機感光体などの被帯電体に非接触で帯電電位を付与するための帯電部材は、帯電部材表面からの過剰な放電を抑制し、被帯電体をムラなく帯電することが要求される。又、過剰な放電とならなくとも部分的に砂状や鱗状の画像ムラを起すような帯電とならないように、帯電部材を形成するゴムや樹脂等の部材にカーボン等の導電性物質やイオン性の導電性物質を混合及び分散し、電気抵抗値を１０９〜１０１０Ωｃｍの半導電性に調整し形成している。
しかし、画像形成装置の設置環境が高温高湿に変化すると、帯電部材を形成するゴムや樹脂が吸湿膨潤し、電気抵抗値が変化して帯電が不安定となり画像ムラを引き起すなどの不具合を発生させるため、設置環境の温湿度に安定な帯電部材が要求される。
設置環境の温湿度に、より安定な材料としては、無機材料で電気化学的に処理形成が容易で電気抵抗層として働くアルミニウム、またはアルミニウム合金の陽極酸化皮膜がある（例えば特許文献１参照）。しかしながら、印加電圧を抑えて使用する場合に被帯電体への帯電が急峻な帯電特性を持ち、このような帯電部材の場合には、被帯電体と帯電部材とが形成する放電領域は、帯電部材の電気抵抗値を低下させた分だけ放電開始位置が未放電領域へ広がるようになり、この広がった放電領域内では砂状や鱗状の画像ムラを形成する帯電となり易い。
そのため、帯電部材に印加するＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて被帯電体の帯電電位を平均化させ、画像ムラの発生を抑制しようとするが、この方法では大きな効果は期待できない状況にある。
このような問題に関連する文献として、安定した画像が得られ、放電生成物に伴う画像流れを発生しにくくするため、被帯電体の移動可能な被帯電面に対して放電可能な帯電面が非接触状態に配置された帯電部材に、直流に交流を重畳した電圧を印加することにより放電を行って前記被帯電面を帯電する帯電方法において、前記被帯電面と前記帯電面との間の空隙長と前記帯電部材に印加する印加電圧とによって決まる第１の放電領域よりも実際に放電をさせる第２の放電領域を狭く設定すると共に、前記第１の放電領域内の前記空隙長の平均値よりも前記第２の放電領域内の前記空隙長の平均値が短くなるように設定するという提案がある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９５５８３公報
【特許文献２】特開２００２−１８２４５３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、帯電部材の材質がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、その表面が陽極酸化皮膜で形成される帯電部材において、上述の被帯電体への帯電が急峻な帯電特性となって放電領域が広がり、砂状または鱗状の帯電ムラを発生させる欠点を改良するため、印加電圧によって形成される放電領域よりも、実際に放電させる放電領域を狭くする帯電方法（上記特許文献２の帯電方法）を用い、従来使用が難しかった上記陽極酸化皮膜によっても帯電ムラの発生し難い帯電部材として使用できるようにすること、また、該帯電部材を用いた帯電装置、該帯電装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記本発明の目的は次の手段により達成される。すなわち、本発明によれば、第１に、移動する被帯電体の被帯電面と帯電部材の放電可能な帯電面との間の空隙長、及び前記帯電部材に印加する印加電圧によって決まる第１の放電領域よりも、実際に放電をさせる第２の放電領域が狭くなるように設定される帯電部材おいて、前記帯電部材の材質がアルミニウムまたはアルミニウム合金であって、前記第２の放電領域を形成する帯電部材の表面には１又は複数の台形状突型が形成され、該台形状突型部及び該台形状突型部を含む帯電部材の表面全体を陽極酸化皮膜で形成し、被帯電体と対向する該台形状突型部の上辺部によって被帯電体へ帯電電位を付与することを特徴とする。
第２に、第１に記載の帯電部材において、前記台形状突型部の上辺部が曲面を持って形成されていることを特徴とする帯電部材が提供される。
第３に、第１に記載の帯電部材において、前記台形状突型部の上辺部が平面を持って形成されていることを特徴とする帯電部材が提供される。
第４に、第１ないし第３のいずれかに記載の帯電部材において、前記上辺部の幅が１〜２ｍｍであることを特徴とする帯電部材が提供される。
第５に、第１ないし第４のいずれかに記載の帯電部材において、前記台形状突型部及び該台形状突型部を形成する帯電部材表面が多孔質陽極酸化皮膜で形成されていることを特徴とする帯電部材が提供される。
第６に、第５に記載の帯電部材において、前記多孔質陽極酸化皮膜の膜厚が５〜１５μｍであることを特徴とする帯電部材が提供される。
【０００５】
第７に、第５または第６に記載の帯電部材において、前記多孔質陽極酸化皮膜で形成されるバリヤー層の厚みが、バリヤー型皮膜形成用電解液を用いて再度陽極酸化処理により増厚されていることを特徴とする帯電部材が提供される。
第８に、第７に記載の帯電部材において、前記増厚されるバリヤー層の厚みが４００〜８００ｎｍであることを特徴とする帯電部材が提供される。
第９に、第７または第８に記載の帯電部材において、前記増厚処理は陽極酸化処理電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2になるまで保持して行うことを特徴とする帯電部材が提供される。
第１０に、移動する被帯電体の両端部に当接するローラを介して帯電ギャップを形成し、被帯電体表面に帯電電位を付与する帯電部材を備えた帯電装置において、前記帯電部材が第１ないし第９のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする帯電装置が提供される。
第１１に、単数または複数の帯電装置を備え、白黒画像及びカラー画像を形成する画像形成装置において、前記帯電装置が第１０に記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
上記のように本発明は、帯電部材の帯電面となる部分が放電領域を狭くするのに都合の良い台形状突型部とし、この台形状突型部の上辺部を放電領域を狭くした放電面とし、上辺部の幅により放電領域幅を設定し、放電領域を狭くした放電領域により放電の密度を高め、帯電ムラを抑制し、使用の難しかった部材によっても画像ムラの発生し難い帯電部材として使用できるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の帯電部材によれば、帯電部材の材質をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、放電領域を形成する帯電部材表面の形状を台形状突型とすることで、該台形状突型部及び該台形状突型部を有する帯電部材表面の全体を陽極酸化皮膜で形成することができ、急峻となる放電を抑制できる電気抵抗値の皮膜を全面に容易に形成することができる。さらに、被帯電体と対向する台形状突型部の上辺部の幅のみが近接して放電領域となることから安定な放電を行なうことができる。
請求項２の帯電部材によれば、上記台形状突型部の上辺部の形状を曲面とすることから、被帯電体と対向する際に上辺部の位置ずれに対し帯電ギャップの変動を少なくすることができる。
請求項３の帯電部材によれば、上記台形状突型部の上辺部の形状を平面とすることから、被帯電体と対向する際の上辺部の形成する帯電ギャップの幅の変化量は半減して少なくなり、放電を安定化することができる。
請求項４の帯電部材によれば、上記上辺部の幅を１〜２ｍｍと、印加電圧に見合う幅を設定することから、ギャップの変動や帯電部材の電気抵抗値の変動によっても設定された幅以上に放電領域を広げることがなくなり、また、上辺部の幅が１ｍｍ以上であれば帯電部材の放電電流による発熱も局所的ではなくなり、一定した帯電電位を付与することができる。
請求項５の帯電部材によれば、上記台形状突型部を有する帯電部材表面が多孔質陽極酸化皮膜で形成されていることから、膜厚を１〜５０μｍまで形成することができ、印加電圧に対応して膜厚範囲を選択することが可能となり、急峻となる帯電電位を抑制することが可能となる。
【０００７】
請求項６の帯電部材によれば、上記多孔質陽極酸化皮膜の膜厚が５〜１５μｍであることから、帯電部材に印加する電圧を抑制し、低電圧で被帯電体に帯電電位を付与することができ、発生するオゾン量も低減することができる。
請求項７の帯電部材によれば、上記多孔質陽極酸化皮膜で形成されるバリヤー層の厚みが、バリヤー型皮膜形成用電解液を用いて再度陽極酸化処理により増厚されていることから、急峻な帯電電位の付与を抑制することができる。すなわち、多孔質陽極酸化皮膜に形成される微細孔底部のバリヤー層の厚みは４０〜２００ｎｍと薄く、このバリヤー層の底部から被帯電体に急峻な帯電電位を形成し易く、砂状やうろこ状の画像ムラを形成し易いが、バリヤー層が増厚されていることから、急峻な帯電電位の付与を抑制することができる。
請求項８の帯電部材によれば、上記増厚されるバリヤー層の厚みが４００〜８００ｎｍであることから、耐久性の向上を図ることができ、放電電流の過剰な点が発生し難くなる。すなわち、多孔質陽極酸化皮膜に形成される微細孔底部のバリヤー層の厚みは、陽極酸化皮膜形成時の電圧により決定し、電解電圧１Ｖ当たり約２ｎｍの厚みで形成される。通常、電解電圧は２０〜１００Ｖで形成され、その厚みは４０〜２００ｎｍ程度であって、帯電部材とした場合の放電電流の障壁層として作用するが、陽極酸化皮膜を形成するアルミニウムまたはアルミニウム合金に不純物欠陥等が有るとその微細孔底部のバリヤー層の一部に放電電流の過剰な点が発生し易くなる。特に陽極酸化皮膜形成時の電解電圧が１０〜２０Ｖの低電圧で形成された場合は、バリヤー層が２０〜４０ｎｍ程度で薄く形成されるため放電による耐久性も劣るものとなる。このため、バリヤー型皮膜形成用電解液を用いて陽極酸化皮膜形成時の２〜５倍の電圧を印加し、再度陽極酸化してバリヤー層の厚みを４００〜８００ｎｍに増厚することにより耐久性の向上を図ることができ、放電電流の過剰な点が発生し難くなる。
【０００８】
請求項９の帯電部材によれば、上記増厚処理は陽極酸化処理電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2になるまで処理を続けることから、多孔質陽極酸化皮膜に形成されたバリヤー層の電気抵抗値の均一化が図れ、放電電流の過剰な点がより発生し難くなる。すなわち、バリヤー型皮膜形成用電解液を用いて多孔質陽極酸化皮膜形成時の２〜５倍の電圧を印加し、再度陽極酸化することでバリヤー層は増厚し耐久性の向上が図れるようになり、設定印加電圧を維持した状態で陽極酸化処理電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2になるまで処理を続けることから、多孔質陽極酸化皮膜に形成されたバリヤー層の電気抵抗値の均一化が図れ、放電電流の過剰な点がより発生し難くなる。
請求項１０の帯電装置によれば、上記本発明の帯電部材を有することから、被帯電体への帯電電位の変動が少なくなり、うろこ状や砂状の画像ムラ発生を抑えることができ、画像形成を安定にする帯電装置を得ることができる。
請求項１１の画像形成装置によれば、上記本発明の帯電部材を有する帯電装置を備えたことから、うろこ状や砂状の画像ムラの抑制された画像形成を行う画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の帯電部材と被帯電体の近接部の断面図である。
本発明は、感光体等の移動する被帯電体１１の被帯電面と、帯電部材１２側の放電可能な帯電面との間の非接触な空隙長と、帯電部材１２への印加電圧とによって決まる第１の放電領域よりも、実際に放電させる第２の放電領域が狭くなるように設定される帯電方法に関するものである。
被帯電体としての円筒状有機感光体１１の軸方向と平行に配置される帯電部材（帯電ローラ）１２の基材の外形面に、放電領域を形成する帯電面となる上辺部１３を持つ台形状突型部１４を単数又は複数形成し、更に自在に回転するギャップ形成部材１５を有機感光体１１上に当接させて配置し、有機感光体１１の表層を構成する被帯電面１６と帯電部材１２の帯電面となる上辺部１３が対向したときに３０〜６０μｍの帯電ギャップ１７を形成して非接触となるようにしたものである。この例では、台形状突型部１４を備えた層を帯電部材基材の表層に周方向に連続して形成している。
上記構成において、台形状突型部１４の上辺部１３の周方向幅を１〜２ｍｍの範囲に形成し、有機感光体１１と対向する台形状突型部１４により形成される放電領域１８が上辺部１３の幅により決定されるようにする。
帯電部材１２の表面の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金とし、台形状突型部１４及び台形状突型部１４を形成する非帯電面（非帯電層）１９には陽極酸化皮膜１１０を形成し、電源１１１からの電圧印加により帯電面となる上辺部１３からの急峻な放電を抑制するための電気抵抗層の役目をさせる。つまり、台形状突型部１４、及びこの台形状突型部１４を形成する帯電部材表面が陽極酸化被膜１１０となっている。
台形状突型部１４の上辺部１３の形状が曲面状に加工形成された後に陽極酸化皮膜１１０を形成して帯電部材としたものは、有機感光体１の中心軸とのずれ、及び、対向する位置ずれに対し、帯電ギャップの変化が少なくできて有利となる。
同じく、上辺部１３の形状が平面状に加工形成された後に陽極酸化皮膜１１０を形成して帯電部材とするものは、放電領域内での帯電ギャップ１７の変化量が帯電部材側で半減するため、ギャップ間で１μｍ当たり６〜１０Ｖの変動となる印加電圧の差も少なくなり安定な帯電を行なえるようになる。
【００１０】
図２は、帯電部材１２の台形状突型部１４の上辺部１３及び非帯電面１９に形成される陽極酸化皮膜１１０の膜厚方向の断面形状を示したもので、陽極酸化皮膜表面１１０は２０〜２００ｎｍの大きさを持つ微細孔２１が形成される多孔質陽極酸化皮膜であって、帯電部材１２の被帯電体への帯電特性から全体膜厚２２を５〜１５μｍとし、微細孔２１の底部に形成されるバリヤー層２３を、陽極酸化皮膜１１０を形成する電圧の２〜５倍の電解電圧で増厚して４００〜８００ｎｍとし、放電時の耐電圧を高め、急峻となる帯電特性を抑制するものでもある。
バリヤー層２３の増厚は、１０ｇ／Ｌのホウ酸を電解液とし、ＤＣ１５０〜５００Ｖの電圧をかけ、陽極酸化電流がほぼ０〜０．０１Ａ／ｄｍ2になるまで１０〜２０分間処理する。
バリヤー層が増厚されることで部分的な不純物欠陥や構造欠陥からの異常な放電が抑制され、尚且つ、放電時のイオン衝撃によるバリヤー層表面のスパッタリングによる耐久性を増すことができるようになる。
【００１１】
図３（ａ）は、帯電ギャップ５０μｍを形成する非接触式ローラ形状の帯電部材において目視確認される光を放つ放電領域の範囲を示す図（従来例の欠点を示す図）で、帯電部材３１の最表面層３２の材質の電気抵抗値が１０10〜１０12Ωｃｍ、内層３３の材質の電気抵抗が１０8〜１０9のΩｃｍの樹脂製非接触式ローラを用い、被帯電体である有機感光体３４の表面への帯電電位を−８００〜−８５０Ｖとする場合のもので、帯電部材に加えるＤＣ電圧−０．６〜−１．２ＫＶ、重畳するＡＣ電圧Ｖｐ−ｐを２〜３ＫＶとした場合の放電領域は、帯電開始側領域３５で０．７〜０．９８ｍｍ、帯電終了側領域３６ではＶｐ−ｐ２．２５ＫＶ以上で０．３〜０．９ｍｍの範囲となる。ＤＣ電圧単独では印加電圧−１．６５ＫＶでの放電領域の範囲は、帯電開始側領域３５から帯電ギャップ狭小点３７までの範囲で０．６ｍｍ程度に光を放つ放電領域が確認される。
これらの放電領域の範囲は帯電部材を形成する材質の電気抵抗値により変化し、高温高湿環境では帯電部材３１の材質がゴム部材や樹脂部材の場合には吸湿し易く、電気抵抗値を一桁程度低下させ、放電領域の範囲も帯電開始側領域３５の帯電開始点３８が帯電開始前方領域側３９に移動し広がる方向になる。また、急峻な帯電を被帯電体にしやすい電気抵抗値を持つ材質の帯電部材３１では放電領域を帯電開始点３８の帯電開始前方領域側３９に同じく広げる方向になり砂状や鱗状の画像を形成しやすくなる。
【００１２】
図３（ｂ）は、日本画像学会誌第４２巻に記載された接触式ローラ帯電器の放電領域の範囲を示したもので、金属ローラ３１１を用い、被帯電体のマイラーシート３１２上を帯電させる帯電器の放電領域のビデオ画像で、うろこ状帯電ムラが発生する放電領域３１３内の様子であって、金属ローラ３１１への印加電圧−１．７ＫＶで放電範囲が帯電開始側領域に１．５〜２ｍｍの範囲で発生し、発光点３１４（黒点状）が多数確認されている。
この発光点３１４は、帯電開始点３１５付近ではまばらであり、ムラな電離状態で被帯電体のマイラーシート３１２上を帯電し、帯電ムラを形成しやすくなる様子がうかがわれる。
金属ローラ３１１では、放電面となる表面の電気抵抗値が１０-6Ωｃｍと低い金属面であるため、その表面からの電子放射を容易にし、被帯電体との間隙の空気をまばらに電離してパルス状に放電し、被帯電体表面はムラな帯電とパルス状に非常に急峻な帯電が繰り返され、その帯電特性での画像形成では負帯電においては０．５〜１ｍｍ程度のうろこ状の画像が無数に形成され、金属面が無処理の面では帯電部材として使用できるものではないことが示されている。
被帯電体へのムラで急峻な帯電とならないように、表面の電気抵抗値を調整した非接触式ローラ形状の帯電部材を用いた場合にも、機械精度上で帯電部材表面の振れや、設置環境による帯電部材の吸湿膨潤による帯電ギャップの変動などによって印加電圧に対し放電領域が伸縮してしまうことが起こるが、放電領域の範囲を被帯電体への帯電電位付与に必要な印加電圧に見合って狭めて設定すれば、放電領域が広がらず、まばらに放電する領域が低減し、設定された放電領域内で放電の密度を上昇させた状態で帯電させることができ、帯電ムラの発生を抑制するように働き、安定な帯電部材を形成することができるようになる。
【実施例１】
【００１３】
図４（ａ）は、図１の帯電部材１２の材質に、純アルミニウム系のＡ１０７０  押出し棒（ＪＩＳ  Ｈ  ４０４０  １９８８）を用い、台形状突型部の上辺部４１をＮＣフライス加工により表面粗さ１μｍ以下で幅を２ｍｍに形成し、燐酸、蓚酸、硫酸の酸性電解液を多孔質陽極酸化皮膜形成用電解液とし、このうちの一つの燐酸を用い、電解液濃度１００ｇ／ｌ、液温２０〜２５℃中で電解電流密度を０．８〜１Ａ／ｄｍ2として１０〜３０分処理し、陽極酸化皮膜４２を５〜１５μｍとし、帯電部材への印加電圧ＤＣ−１．６５ＫＶでの放電領域を示したもので、帯電開始側領域４３における帯電開始点４４から帯電ギャップ狭小点４５までの範囲で光を放つ放電領域が確認され、帯電終了側領域４６には広がっていない状況となっている。
帯電ギャップＧの設定は５０μｍであるが、ギャップ形成部材４７の表面の振れ量が３〜５μｍとなるため、ローラ形状の帯電部材では被帯電体への帯電電位を１８〜３０Ｖ変動させるが、放電領域を上辺部４１の幅により規制したこの帯電部材では、放電領域の帯電開始点４４が広がることはなく、まばらに放電する領域が低減し、帯電開始側領域４３で放電の密度が上昇することとなり、被帯電体の帯電電位の変動は減少する方向となる。
【００１４】
図４（ｂ）は、帯電部材の材質に、純アルミニウム系のＡ１０７０  押出し棒（ＪＩＳ  Ｈ  ４０４０  １９８８）を用い、外径１２ｍｍのローラ形状帯電部材に、燐酸、蓚酸、硫酸の酸性電解液を多孔質陽極酸化皮膜形成用電解液とし、この一つの燐酸を用い、電解液濃度１００ｇ／ｌ、液温２０〜２５℃中で電解電流密度を０．８〜１Ａ／ｄｍ2として１０〜３０分処理し、多孔質陽極酸化皮膜５〜１５μｍとし、純水洗浄後、ホウ酸１０ｇ／Ｌを電解液とし、液温３０〜４０℃中でバリヤー層を多孔質陽極酸化処理電圧の２〜５倍の電圧（＋２５０Ｖ、処理時間は電解電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2に低下するまでの約１０分間）で増厚して４００〜８００ｎｍに形成し、帯電ギャップ５０μｍとして帯電部材に負電圧を印加していくと、印加電圧−８００Ｖ地点４８から有機感光体表面の帯電電位が−２０〜−３０Ｖ上昇し始め、画像形成装置の画像形成電位−８００Ｖ帯電点４９とする場合の帯電部材への印加電圧は−１２００Ｖ付近となり、電圧印加１５秒間での有機感光体への帯電電位振れ幅４１０は、３０〜４０Ｖの範囲となる。
【００１５】
図４（ｃ）は、台形状突型部の上辺部をＮＣフライス加工により表面粗さ１μｍ以下で幅を２ｍｍに形成し、燐酸、蓚酸、硫酸の酸性電解液を多孔質陽極酸化皮膜形成用電解液とし、この一つの燐酸を用い、電解液濃度１００ｇ／ｌ、液温２０〜２５℃中で電解電流密度を０．８〜１Ａ／ｄｍ2として１０〜３０分処理し、多孔質陽極酸化皮膜を５〜１５μｍとし、純水洗浄後、ホウ酸１０ｇ／Ｌを電解液とし、液温３０〜４０℃中でバリヤー層を多孔質陽極酸化処理電圧の２〜５倍の電圧（＋２５０Ｖ、処理時間は電解電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2に低下するまでの約１０分間）で増厚して４００〜８００ｎｍに形成し、帯電ギャップ５０μｍとし、帯電部材に負電圧を印加していくと、印加電圧−８００Ｖ地点４１１から有機感光体の帯電電位が−２０〜−３０Ｖ上昇し始め、画像形成装置の画像形成電位−８００Ｖ帯電点４１２とする場合の帯電部材への印加電圧は−１４００Ｖ付近となり、電圧印加１５秒間での有機感光体の帯電電位振れ幅４１３は１０〜１５Ｖの範囲と少なくなり、印加電圧−２０００Ｖ地点４１４まで１０〜１５Ｖの範囲で安定している。放電領域が台形状突型部の上辺部により抑制され広がらないため、放電領域内の放電の密度が上昇し、帯電電位の振れ幅が減少することが確認される。
上記のように、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いて陽極酸化皮膜を形成し、非接触式ローラ形状の帯電部材とした場合には、図４（ｂ）の帯電電位チャートの帯電不安定部４１５から、目視で確認できる光を発して電離状態となる−７００Ｖ付近の帯電安定部４１６へ電位が急峻する帯電部材にあっては、印加電圧にＡＣ成分を重畳しても砂状のムラを持つ画像形成が行なわれ易い。しかし、放電領域を台形状突型部の上辺部によって抑制すれば、目視で確認できる光を発して電離状態となり電位が急峻する帯電部材であっても、画像形成装置の画像形成電位−８００Ｖ付近では図４（ｃ）の帯電電位チャートで示すように、帯電電位振れ幅４１３が、画像ムラの発生し難い２０Ｖ以下となり、砂状や鱗状のムラを持つ画像の形成を抑制できる。
【実施例２】
【００１６】
図５は、台形状突型部を単数形成した帯電部材の構成で、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用い、台形状突型部の上辺部５１を、ＮＣフライス加工により表面粗さ１μｍ以下で幅を１〜２ｍｍの範囲で形成し、燐酸、蓚酸、硫酸の酸性電解液を多孔質陽極酸化皮膜形成用電解液とし、この一つの燐酸を用い、電解液濃度１００ｇ／ｌ、液温２０〜２５℃中で電解電流密度を０．８〜１Ａ／ｄｍ2として１０〜３０分処理し、多孔質陽極酸化皮膜を５〜１５μｍ形成し、純水洗浄後、ホウ酸１０ｇ／Ｌを電解液とし、液温３０〜４０℃中でその微細孔のバリヤー層を多孔質陽極酸化処理電圧の２〜５倍の電圧（＋２５０Ｖ、処理時間は電解電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2に低下するまでの約１０分間）で４００〜８００ｎｍに増厚した帯電部材本体５２を絶縁部材５３、５４で保持し、有機感光体５５の被帯電面５６の両端に、べアリング製のギャップ形成部材５７、５８を接触させ、帯電ギャップ５０μｍを得る。
帯電ギャップ５０μｍが回転移動する有機感光体５５の被帯電面５６と一定に追従するよう上下に自在に保持する保持部材５９、５１０で帯電部材本体５２を保持させ、２〜５Ｎの加圧スプリング５１１、５１２で有機感光体に向けて押圧し、電源接続端子５１３より画像形成電位となる印加電圧を供給する。
【実施例３】
【００１７】
図６は、台形状突型部を複数形成した帯電部材の構成で、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用い、台形状突型部の上辺部６１をＮＣフライス加工により表面粗さ１μｍ以下で、幅を１〜２ｍｍの範囲で形成し、燐酸、蓚酸、硫酸の酸性電解液を多孔質陽極酸化皮膜形成用電解液とし、この一つの燐酸を用い、電解液濃度１００ｇ／ｌ、液温２０〜２５℃中で電解電流密度を０．８〜１Ａ／ｄｍ2として１０〜３０分処理し、多孔質陽極酸化皮膜を５〜１５μｍ形成し、純水洗浄後、ホウ酸１０ｇ／Ｌを電解液とし、液温３０〜４０℃中で、その微細孔のバリヤー層を多孔質陽極酸化処理電圧の２〜５倍の電圧（＋２５０Ｖ、処理時間は電解電流密度が０〜０．０１Ａ／ｄｍ2に低下するまでの約１０分間）で４００〜８００ｎｍに増厚した帯電部材本体６２を絶縁部材６３、６４で保持し、有機感光体６５の被帯電面６６の両端にべアリング製のギャップ形成部材６７、６８を接触させ、帯電ギャップ５０μｍを得る。
帯電ギャップ５０μｍが回転移動する有機感光体６５の被帯電面６６と一定に追従するよう上下方向に自在に保持させる保持部材６９、６１０で帯電部材を保持し、２〜５Ｎの加圧スプリング６１１、６１２で押圧する。
台形状突型部の上辺部６１の位置を有機感光体６５の被帯電面６６に垂直に（直交して）配置するため、帯電部材本体６２の左右の位置決め溝６１３、６１４にスプリングを介した位置決めピン６１５、６１６により固定できるようにし、回動ハンドル６１７を回転させることで台形状突型部の上辺部６１の表面に付着するトナーや紙紛はクリーニングブラシ６１８により除去清掃できるようにする。
印加電圧の供給は帯電部材本体６２に接続した電源接続端子６１９よりブラシ６２０を介して画像形成電位となる印加電圧を供給する。
【００１８】
図７は、台形状突型部を形成した帯電部材の性能を確認するための画像形成装置の構成図で、感光体ユニット７１、帯電ユニット７２、光書込みユニット７３、現像ユニット７４、転写ユニット７５、クリーニングユニット７６、及び形成されたトナー画像を定着する為の熱定着ユニット７７で構成され、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナー画像形成順にユニット構成されて転写ユニット７５のベルト７８上に配置される。
この帯電ユニット７２に、図６の台形状突型部を複数形成した帯電部材を組込み、感光体ユニット７１の有機感光体表面を−８００Ｖに帯電させるための印加電圧を−１４００Ｖとし、Ａ４横モノクロ画像５１枚／分、及び、Ａ４横カラー画像１３枚／分で画像を形成した。
陽極酸化皮膜を形成した非接触帯電ローラに発生し易い砂状や鱗状の帯電ムラは、台形状突型部に陽極酸化皮膜を形成し、その上辺部により帯電電位を与えるこの帯電部材では、その発生はほとんど無く安定な画像が得られ、尚且つ、放電領域を狭めることで放電の密度が上昇し、従来のゴム製や樹脂製の帯電部材より、画像形成電位に対し印加電圧が２００Ｖ程度低下することにより、毎分０．０８ｐｐｍ発生する放電生成物のオゾン量が５〜１０％低減され、有効な帯電部材となることが確認された。
図７の画像形成装置：リコー製イマジオカラー５１００
使用した被帯電体
感光体：機能分離型有機感光体φ３０ｍｍ
電荷輸送層：３０μｍ（ポリカーボネート樹脂、スチルベン系）
電荷発生層：０．５μｍチタニルフタロシアニン＋ブチラール樹脂
下引き層：５μｍ（メラミンアルキド樹脂、酸化Ｔｉ分散）
誘電率：３〜４（電荷輸送層樹脂ポリカーボネート材）
図４の帯電部材の帯電測定装置使用機器：
高圧電源（ＦＬＵＫＥ４１５Ｂ）０〜±３ＫＶ
表面電位計（ＴＲＥＫ３４４）プローブ測定間隔  約１ｍｍ
記録計（ＧＲＡＰＨＴＥＣ  ＳＥＲＶＯ１５０）
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の帯電部材の一例による放電領域の説明図。
【図２】本発明の帯電部材表面の断面形状を示す概略図。
【図３】（ａ）は非接触式ローラ形状帯電部材の説明図、（ｂ）は接触式ローラ形状帯電部材の放電領域の説明図。
【図４】（ａ）は実施例の帯電部材の放電領域の説明図、（ｂ）は比較例として挙げた帯電部材の測定グラフ図、（ｃ）は実施例の帯電部材の帯電電位の測定グラフ図。
【図５】本発明の帯電部材の一例を用いた帯電装置の側面図。
【図６】本発明の帯電部材の他の例を用いた帯電装置の側面図。
【図７】本発明の帯電部材の性能の確認に使用した画像形成装置の構成図。
【符号の説明】
【００２０】
１１  有機感光体
１２  帯電部材
１３  上辺部
１４  台形状突型部
１５  ギャップ形成部材
１６  被帯電面
１７  帯電ギャップ
１８  放電領域
１９  非帯電面
２１  微細孔
２２  膜厚
２３  バリヤー層
１１０  陽極酸化皮膜
【図１】
2006065127.tif 000003
【図２】
2006065127.tif 000004
【図３】
2006065127.tif 000005
【図４】
2006065127.tif 000006
【図５】
2006065127.tif 000007
【図６】
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【図７】
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