(57)【要約】【課題】放電の発生に伴う周囲の電圧降下を抑制することができる荷電粒子発生装置、帯電装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】抵抗層７４は、抵抗体１０２及び絶縁体１０４から構成されている。抵抗体１０２及び絶縁体１０４は、導電性基材７２から放電領域８４側まで積層方向に伸びるように配置されている。抵抗体１０２は、放電領域８４に対応して設けられており、絶縁体１０４は、抵抗体１０２を放電領域８４ごとに区分するように設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、
を有し、
前記第２の電極は、前記第１の電極、前記絶縁体、及び当該第２の電極が並ぶ第１の方向に対して開口する開口部を有し、
前記絶縁体は、前記開口部と連続し当該開口部と連続する方向には開放され、第１の方向と垂直な第２の方向には制限された空間である領域制限部を有し、
前記第１の電極は、第１の方向の抵抗成分が第２の方向の抵抗成分より小さい異方性抵抗部を有する荷電粒子発生装置。
【請求項２】
前記異方性抵抗部は、絶縁性粒子が分散されている請求項１記載の荷電粒子発生装置。
【請求項３】
前記領域制限部は、円筒形状に形成され、
前記絶縁性粒子の粒径は、前記領域制限部の内径よりも小さい請求項２記載の荷電粒子発生装置。
【請求項４】
前記異方性抵抗部は、導電性粒子が分散されている請求項１記載の荷電粒子発生装置。
【請求項５】
第１の電極と、
被帯電部材に対向して配置される第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、
を有し、
前記第２の電極は、前記第１の電極、前記絶縁体、及び当該第２の電極が並ぶ第１の方向で前記被帯電部材に向けて開口する開口部を有し、
前記絶縁体は、前記開口部と連続し当該開口部と連続する方向には開放され、第１の方向と垂直な第２の方向には制限された空間である領域制限部を有し、
前記第１の電極は、第１の方向の抵抗成分が第２の方向の抵抗成分より小さい異方性抵抗部を有する帯電装置。
【請求項６】
像保持体と、
前記像保持体に対し非接触で配置され、当該像保持体を帯電する帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像保持体上に露光により形成された潜像を、現像剤により現像する現像装置と、
前記現像装置により現像された像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段により前記記録媒体上に転写された像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、
を有し、
前記帯電装置は、
第１の電極と、
被帯電部材に対向して配置される第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、
を有し、
前記第２の電極は、前記第１の電極、前記絶縁体、及び当該第２の電極が並ぶ第１の方向で前記被帯電部材に向けて開口する開口部を有し、
前記絶縁体は、前記開口部と連続し当該開口部と連続する方向には開放され、第１の方向と垂直な第２の方向には制限された空間である領域制限部を有し、
前記第１の電極は、第１の方向の抵抗成分が第２の方向の抵抗成分より小さい異方性抵抗部を有する帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子発生装置、帯電装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の像保持体の帯電方式の１つとして、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電方式を用いるものがある。この方式は、被帯電体に対して非接触で帯電を行うものである。その他の帯電方式としては、半導電性の帯電ロールを像担持体に接触回転させるときに両者間に生じる微小空隙で放電を発生させ帯電処理を行う帯電ロール方式を用いるものがある。
【０００３】
特許文献１は、平面視で矩形形状をなす絶縁基板と、この絶縁基板上の一側縁部に長辺方向に並置された複数の放電電極と、絶縁基板上の他側縁部に放電電極と一定の間隔を隔てて設けられた帯状の共通電極と、絶縁基板上に放電電極と共通電極との間に両者を電気的に接続するように一体的に設けられた抵抗体とを備え、この抵抗体には複数のスリットが長辺方向に所定の間隔で形成されているイオン発生器を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、放電の発生に伴う周囲の電圧降下を抑制することができる荷電粒子発生装置、帯電装置及び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】
【０００６】
請求項１に係る発明は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、を有し、前記第２の電極は、前記第１の電極、前記絶縁体、及び当該第２の電極が並ぶ第１の方向に対して開口する開口部を有し、前記絶縁体は、前記開口部と連続し当該開口部と連続する方向には開放され、第１の方向と垂直な第２の方向には制限された空間である領域制限部を有し、前記第１の電極は、第１の方向の抵抗成分が第２の方向の抵抗成分より小さい異方性抵抗部を有する荷電粒子発生装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記異方性抵抗部は、絶縁性粒子が分散されている請求項１記載の荷電粒子発生装置である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記領域制限部は、円筒形状に形成され、前記絶縁性粒子の粒径は、前記領域制限部の内径よりも小さい請求項２記載の荷電粒子発生装置である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記異方性抵抗部は、導電性粒子が分散されている請求項１記載の荷電粒子発生装置である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、第１の電極と、被帯電部材に対向して配置される第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、を有し、前記第２の電極は、前記第１の電極、前記絶縁体、及び当該第２の電極が並ぶ第１の方向で前記被帯電部材に向けて開口する開口部を有し、前記絶縁体は、前記開口部と連続し当該開口部と連続する方向には開放され、第１の方向と垂直な第２の方向には制限された空間である領域制限部を有し、前記第１の電極は、第１の方向の抵抗成分が第２の方向の抵抗成分より小さい異方性抵抗部を有する帯電装置である。
【００１１】
請求項６に係る発明は、像保持体と、前記像保持体に対し非接触で配置され、当該像保持体を帯電する帯電装置と、前記帯電装置により帯電された前記像保持体上に露光により形成された潜像を、現像剤により現像する現像装置と、前記現像装置により現像された像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段により前記記録媒体上に転写された像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、を有し、前記帯電装置は、第１の電極と、被帯電部材に対向して配置される第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、を有し、前記第２の電極は、前記第１の電極、前記絶縁体、及び当該第２の電極が並ぶ第１の方向で前記被帯電部材に向けて開口する開口部を有し、前記絶縁体は、前記開口部と連続し当該開口部と連続する方向には開放され、第１の方向と垂直な第２の方向には制限された空間である領域制限部を有し、前記第１の電極は、第１の方向の抵抗成分が第２の方向の抵抗成分より小さい異方性抵抗部を有する帯電装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、放電の発生に伴う周囲の電圧降下を抑制することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、製造工程を簡略化することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、請求項２に係る本発明の効果に加えて、本構成を有しない場合と比較して、より安定に均等な放電を発生させることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、製造工程を簡略化することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、放電の発生に伴う周囲の電圧降下を抑制することができる。  
【００１７】
請求項６に係る発明によれば、放電の発生に伴う周囲の電圧降下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態が適用される画像形成装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態が適用される帯電装置及びその周辺構造の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態が適用される帯電装置の下面を示す図である。
【図４】放電領域及びその周辺構造の断面図である。
【図５】第２実施形態にかかる放電領域及びその周辺構造の断面図である。
【図６】第２実施形態にかかる放電領域の拡大図である。
【図７】第３実施形態にかかる放電領域及びその周辺構造の断面図である。
【図８】第４実施形態にかかる放電領域及びその周辺構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての画像形成装置１０の全体構成を示す。
画像形成装置１０は筺体１２を有する。筺体１２内部には像形成手段１４が搭載され、この筺体１２の上部には排出部１６が設けられている。筺体１２の下部には、例えば二段の給紙装置２０、２０が配置されている。筺体１２の下方には、さらに複数の給紙装置を追加して配置できるようになっている。
【００２０】
それぞれの給紙装置２０は、給紙装置本体２２と、記録媒体が収納される給紙カセット２４とを有する。給紙カセット２４の奥端近傍上部にはピックアップロール２６が設けられ、このピックアップロール２６の後方にリタードロール２８が配置され、このリタードロール２８に対向する位置にフィードロール３０が配置されている。
【００２１】
搬送路３２は、フィードロール３０から排出口３４までの記録媒体通路であり、この搬送路３２は、筺体１２の裏側（図１の左側面）近傍にあって、最下端の給紙装置２０から定着器３６まで略鉛直に形成されている部分を有する。
【００２２】
定着器３６には、加熱ロール３８と加圧ロール４０が設けられている。搬送路３２の定着器３６の上流側に、転写ロール４２と感光体としての像保持体４４が配置され、転写ロール４２と像保持体４４の上流側に、レジストロール４６が配置されている。搬送路３２の排出口３４の近傍に、排出ロール４８が配置されている。  
【００２３】
したがって、給紙装置２０の給紙カセット２４からピックアップロール２６により送り出された記録媒体は、リタードロール２８及びフィードロール３０の協働により捌かれる。このようにして、給紙カセット２４の最上位にある記録媒体が搬送路３２に搬送され、レジストロール４６により一時停止されタイミングを合わせ、転写ロール４２と像保持体４４との間を通って、現像剤像が記録媒体に転写される。
この転写された現像剤像が定着器３６により記録媒体に定着され、排出ロール４８によって排出口３４から排出部１６へ排出される。
【００２４】
像形成手段１４は、例えば電子写真方式のものである。像形成手段１４は、像保持体４４と、この像保持体４４を一様に帯電する帯電装置５２と、この帯電装置５２により帯電された像保持体４４に光により潜像を書き込む光書込み装置５４と、この光書込み装置５４により形成された像保持体４４の潜像を現像剤により可視化する現像装置５６と、この現像装置５６による現像剤像を記録媒体に転写する転写ロール４２と、像保持体４４に残存する現像剤をクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置５８と、転写ロール４２により転写された記録媒体上の現像剤像を記録媒体に定着させる定着器３６とから構成されている。
【００２５】
プロセスカートリッジ６０は、像保持体４４、帯電装置５２、現像装置５６及びクリーニング装置５８を一体化したものであり、これらを一体として交換できるようになっている。このプロセスカートリッジ６０は、排出部１６を開くことにより、筺体１２から取り出すことができる。
【００２６】
次に、帯電装置５２の詳細について、説明する。
図２は、帯電装置５２及びその周辺構造の断面図を示す。図３は、帯電装置５２の下面（像保持体４４側の面）を示す。
【００２７】
帯電装置５２は、対向する像保持体４４に遠い側から導電性基材７２、抵抗層７４、絶縁層７６、及び導電層７８が順に配置された構成となっている。
導電性基材７２及び抵抗層７４により第１電極が構成され、導電層７８により第２電極が構成される。
【００２８】
導電層７８には開口部８０が設けられており、絶縁層７６にはこの開口部８０と連続する空間である領域制限部８２が設けられている。領域制限部８２は、像保持体４４と対向する方向が開放した例えば円筒形状に構成されている。このように、領域制限部８２は、開口部８０と連続する方向が開放され、これと垂直な方向が制限された空間となっている。
開口部８０及び領域制限部８２により放電領域８４が構成される。
【００２９】
導電性基材７２、抵抗層７４、絶縁層７６、及び導電層７８が並ぶ方向を、以下「積層方向」と称する場合がある。また、積層方向に対して垂直な方向を、以下「水平方向」と称する場合がある。
【００３０】
導電性基材７２及び導電層７８には、それぞれに電圧を印加する電圧印加部９０が接続されている。
導電性基材７２及び導電層７８に一定以上の電圧を印加すると、抵抗層７４、絶縁層７６、及び導電層７８に囲まれ空間的に制限された放電領域８４において放電が発生する。
放電領域８４は、像保持体４４と平行する方向（水平方向）に対し空間的に制限されているため、放電を二次元的に制限する。
【００３１】
放電領域８４は、像保持体４４と対向する方向に開放されているので、放電により生成された荷電粒子（イオン）の一部は、導電層７８と像保持体４４との間の電位差により、導電層７８の開口部８０を通過して像保持体４４側に移動する。つまり、放電領域８４で発生したイオンが抵抗層７４から像保持体４４に電界ドリフトすることで、この像保持体４４を帯電させる構成となっている。ここで、ドリフトとは、電界によるイオンの移動を意味する。
導電層７８は、印加される電圧によってイオンが像保持体４４へ移動するための電界強度を調整し、像保持体４４の帯電電位を調整する機能を同時に担う。
【００３２】
次に、帯電装置５２の各構成部について説明する。
【００３３】
導電性基材７２を形成する材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅合金やこれらの合金やクロムやニッケル等の表面処理を施した鉄等の金属が用いられる。
【００３４】
抵抗層７４は、膜厚10 μｍ以上の範囲で形成される。
抵抗により放電電流を制限する機能（以下、「放電電流の制限効果」と称する場合がある）を得るという観点からは、抵抗層７４の膜厚を薄くして抵抗率が高い材料を選定することで「体積抵抗率×抵抗層厚／単位面積」により算出される抵抗層７４の抵抗値を調整してもよいが、この膜厚が10 μｍより小さいと、印加電圧に対する耐圧性（絶縁耐圧）が低くなり、放電時に抵抗層７４が短絡する頻度が多くなる。
抵抗層７４の膜厚が100 μｍ以上の範囲で形成される場合、膜厚が100 μｍ未満である場合と比較して、絶縁耐圧が十分に得られ、高電圧印加に対する経時安定性が確保される。
【００３５】
絶縁層７６を形成する材料としては有機材料・無機材料に限らず、体積抵抗率が1×1012  Ωcm以上の固体材料である場合、体積抵抗率が1×1012  Ωcmより小さい場合と比較して、高電圧印加時の両電極（抵抗層７４及び導電層７８）間の絶縁性に優れ、放電領域８４の形状を経時により変形させることなく安定して保持する。
【００３６】
絶縁層７６は、膜厚4 μｍ以上200 μｍ以下の範囲内で形成される。
本実施形態においては、領域制限部８２が絶縁層７６を貫通するように設けられているので、絶縁層７６の膜厚は、両電極（抵抗層７４及び導電層７８）間の距離、つまり放電距離を制限する。すなわち、絶縁層７６の膜厚が、領域制限部８２の積層方向の長さとなる。
【００３７】
絶縁層７６の膜厚を200 μｍ以下として放電距離を短くすると、放電の局所的な集中と急激な放電電流の増加が抑制され、放電を持続しやすくなる。
絶縁層７６の膜厚を4 μｍ以上として、空気中の電子の平均自由工程（0.1 μｍ程度）よりも十分大きな放電距離にすると、領域制限部８２内での電離回数が確保され放電が持続しやすくなる。  
【００３８】
また、空気中・大気圧下における平行平板間の放電開始電圧を定義するパッシェンの法則によれば、空隙が4 μｍ程度のときに放電開始電圧が最小値となり、空隙がそれより狭くなると放電開始電圧が上昇する。このことから、絶縁層７６の膜厚が4 μｍより小さくなると放電が発生しにくくなることが示唆される。
【００３９】
絶縁層７６の膜厚が50 μｍ以上150 μｍ以下の範囲にある場合、膜厚が50 μｍ以上150 μｍ以下の範囲外にある場合と比較して、高電圧印加に対する電極間の絶縁性や均一な放電がより安定に維持される。
【００４０】
導電層７８を形成する材料としては、体積抵抗率が0.1 Ωcm以下のものが用いられる。
【００４１】
導電層７８は、膜厚1 μｍ以上50 μｍ以下の範囲内で形成される。
導電層７８の膜厚が50 μｍより大きいと、開口部８０から像保持体４４への荷電粒子の取り出し効率が十分に上がらない。
導電層７８の膜厚が1 μｍより小さいと、電極が放電時の通電により破断しやすい。
【００４２】
導電層７８の材料としては、放電ガスにより汚染されにくい金属が用いられる。例えば、タングステン、モリブデン、カ−ボン、白金、銅、アルミニウム等の金属材料や、これらの金属に金メッキ等の表面処理を施した材料が用いられる。
【００４３】
放電空間を制限する放電領域８４の構造は、絶縁層７６及び導電層７８をそれぞれ貫く領域制限部８２及び開口部８０の内径と、絶縁層７６及び導電層７８の膜厚により決定される。
領域制限部８２及び開口部８０は、内径4 μｍ以上200 μｍ以下の範囲内で形成される。ここで内径は、領域制限部８２及び開口部８０内の水平方向の長さ（直径）である。
【００４４】
内径が200 μｍより大きいと、開口部８０の縁（へり）やその周辺部の電界強度が、放電領域８４内の空間の中心部の電界強度よりも数倍以上大きくなることが一般的な静電場解析計算により求められる。領域制限部８２内の電界分布が不均一になり開口部８０の周辺部に放電が集中すると、その結果、放電が不安定になりオゾン発生量が増加したり、抵抗層７４が短絡したりする場合がある。
内径が200 μｍ以下であると、等電位面がほぼ絶縁体に平行と近似できる程度で形成され、放電領域８４内の電界分布が均一になり、放電領域８４全域にわたって安定して放電が発生しやすくなる。
【００４５】
内径が4 μｍより小さいと、１つの放電領域８４あたりの放電発生量が小さくなる。このため、より効率的に像保持体４４を目標の電位に帯電するには、内径を4 μｍ以上とするのがよい。
【００４６】
放電領域８４の内径が50 μｍ以上150 μｍ以下の範囲にある場合は、内径が50 μｍ以上150 μｍ以下の範囲外である場合と比較して、放電領域８４全域にわたって効率よく均一な放電が発生する。
【００４７】
帯電装置５２は、電界による荷電粒子の移動（ドリフト）により像保持体４４を帯電させる、このため、帯電装置５２は、像保持体４４に近い側に配置されている導電層７８と像保持体４４との間で放電が発生しない距離が維持される位置に配置される。
具体的には、帯電装置５２は、導電層７８が像保持体４４と最も近接する距離（最近接距離）で300 μm以上2 mm以下となるように配置されている。
【００４８】
導電層７８と像保持体４４間の最近接距離が2 mmより大きいと、帯電効率が悪くなる。
導電層７８と像保持体４４間の最近接距離が300 μmより小さいと、導電層７８と像保持体４４間で放電が発生しやすくなり、像保持体４４に負荷が生じる。例えば、目標とする像保持体４４の帯電電位「-700 V」に対して、抵抗層７４に「-2 kV」、導電層７８に「-750 V」を印加した場合、最近接距離が300 μmより小さいと、パッシェンの法則による放電開始電圧の推計によれば、抵抗層７４から導電層７８を通り越して像保持体４４への放電が発生する可能性がある。
【００４９】
隣り合う放電領域８４間の像保持体４４軸方向の距離Ａ（図３参照）は、放電領域８４から像保持体４４上へ電界により移動したイオンで電位に筋状のむらが発生せず均一となるように、少なくとも導電層７８と像保持体４４間の距離と同程度か、それ以下とする。
像保持体４４の周方向に対する放電領域８４の列数は、プロセス速度に応じて必要とされる帯電能力が確保できる数に調整する。  
【００５０】
例えば、放電領域８４は、像保持体４４の回転軸方向に対して平行に300 μｍ間隔で列状に、帯電に必要な幅だけ形成する。帯電能力を向上させるため、像保持体４４の周方向に同様の列を5列、750 μｍ間隔で配置する。
【００５１】
次に、抵抗層７４の詳細について説明する。
図４は、放電領域８４及びその周辺構造の断面図を示す。
【００５２】
抵抗層７４について、この抵抗層７４の体積抵抗率が比較的大きい場合、放電領域８４と接する面（界面）における表面抵抗率も大きくなる。このため、それぞれの放電領域８４で発生する放電は個々に分離され、これらそれぞれの放電領域８４内全域で均一な放電が発生し易い。
しかし、抵抗層７４の抵抗による放電電流の制限効果を調整するために、この抵抗層７４の積層方向の長さ（膜厚）を比較的小さく（例えば10 μm未満）すると、抵抗層７４の耐圧性が小さくなり、短絡する頻度が多くなる。
【００５３】
体積抵抗率とは、測定対象内の直流電界の強さを定常状態の電流密度で除した値（Ωcm）を示し、表面抵抗率とは、測定対象の表面層における直流電界の強さを、電極の単位長さ当たりの電流で除した値（Ω）を示す。測定法については、例えばＪＩＳ規格Ｃ２１３４等に定められている。
【００５４】
これに対し、短絡する頻度を減少させるために、抵抗層７４の膜厚を厚くする方法が考えられる。同様の放電電流の制限効果を維持したまま（積層方向の抵抗値を一定に維持したまま）膜厚を厚くするには、この抵抗層７４の体積抵抗率を下げる必要がある。すなわち、抵抗層７４を、膜厚はＮ倍とし、体積低効率はＮ分の１倍として構成する。
しかし、抵抗層７４の体積抵抗率が比較的小さい場合、放電領域８４と接する面における表面抵抗率も小さくなる。このため、それぞれの放電領域８４で発生する放電は個々に分離されにくく、放電の発生が特定の箇所に集中し易くなる。また、それぞれの放電領域８４に対して抵抗成分が並列になり難く、周囲の放電領域８４における放電開始電圧のばらつきの影響を受けやすくなる。
したがって、放電が始まった放電領域８４に向かって放電電流が流れ、その周囲の放電領域８４においては電圧降下が発生し、放電が発生しづらくなる。
【００５５】
図４に示すように、本実施形態において抵抗層７４は、抵抗体１０２及び絶縁体１０４から構成されている。抵抗体１０２及び絶縁体１０４はそれぞれ、導電性基材７２側から放電領域８４側まで積層方向に伸びるように配置されている。
これら抵抗体１０２及び絶縁体１０４によって、異方性導電部が形成される。
【００５６】
抵抗体１０２は、放電領域８４に対応して設けられている。例えば、抵抗体１０２の水平方向の長さは、放電領域８４の水平方向の長さよりも大きくなっている
絶縁体１０４は、抵抗体１０２を放電領域８４ごとに区分するように設けられている。例えば、絶縁体１０４の水平方向の長さは、絶縁層７６及び導電層７８の水平方向の長さよりも小さくなっている。
このように、それぞれの放電領域８４に対応させて、抵抗体１０２が絶縁体１０４で隔てられた構成となっている。
【００５７】
抵抗率は、抵抗体１０２の方が絶縁体１０４よりも小さくなるように構成されている。このため、抵抗層７４は、放電領域８４に対応する位置において、抵抗成分が水平方向よりも積層方向に小さくなるように異方性を有している。
抵抗体１０２を流れる電流は、これに対応する放電領域８４（積層方向）に流れ易く、対応しない周囲の放電領域８４（水平方向）には流れにくい構成となっている。
【００５８】
抵抗体１０２の体積抵抗率は、1×106 Ωcm以上1×1010 Ωcm以下の範囲で構成される。
抵抗体１０２の体積抵抗率が1×1010 Ωcmより大きいと、電極間での放電が不十分になりやすく、放電空間である領域制限部８２で散発的な放電が発生し安定した放電に至らない場合がある。
抵抗体１０２の体積抵抗率が1×106 Ωcmより小さいと放電電流の制限効果が十分に得られずに、領域制限部８２に対応する抵抗層７４（抵抗体１０２）面内で局所的に放電が集中し、放電電流が不安定になったり過大になったりして材料の急速な劣化や抵抗層７４の短絡等を引き起こす場合がある。
【００５９】
抵抗体１０２の体積抵抗率が1×106 Ωcm以上1×109 Ωcm以下の範囲にある場合は、体積抵抗率が1×106 Ωcm以上1×109 Ωcm以下の範囲外にある場合と比較して、放電領域８４でより安定した放電が持続する。
【００６０】
抵抗体１０２としては、樹脂材料やゴム材料に、導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散したものが用いられる。
例えば、樹脂材料としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、エチレン樹脂、あるいはこれらの合成樹脂等が使われる。
ゴム材料としては、エチレン−プロピレンゴム、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソブチレン、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロールヒドリンゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンオキシドゴム、あるいはこれらを発砲させた発泡材や、これらを混合させた混合基材が用いられる。
【００６１】
導電性粒子あるいは半導電性粒子としては、カーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO、MgO等の金属酸化物や、第４級アンモニウム塩等のイオン性化合物等、あるいはこれらの材料を単独又は２種以上混合したものが用いられる。
【００６２】
その他、抵抗体１０２としては、樹脂やゴム等の有機材料に限らず、ガラス中に導電性粒子を分散させた半導電性ガラスや、アルミ多孔質陽極酸化膜等で構成してもよい。
【００６３】
絶縁体１０４の体積抵抗率は、1×1012 Ωcm以上の範囲で構成される。
絶縁体１０４の体積抵抗率が1×1012  Ωcm以上の固体材料である場合、体積抵抗率が1×1012  Ωcmより小さい場合と比較して、水平方向に対する絶縁性に優れ、対応する放電領域８４以外の周囲の放電領域８４へ放電電流が流れることが抑制される。
【００６４】
抵抗層７４は、抵抗体１０２を体積抵抗率の最適範囲1×107 Ωcm以上1×109 Ωcm以下とし、絶縁体１０４を体積抵抗率の最適範囲1×1012 Ωcm以上とし、膜厚を最適範囲100 μｍ以上としつつ、この抵抗体１０２の積層方向の抵抗値（体積抵抗率×抵抗層厚／面積により求められる値であり、面積は直径100 μｍの円の面積とする）が1×108 Ω以上1×1011 Ω以下の範囲になるように調整すると、抵抗成分による放電電流の制限効果と膜厚が確保による経時安定性が両立される。
【００６５】
本実施形態にかかる構成は、例えば以下のような製法により形成される。
まず、アルミナ（酸化アルミニウム）（絶縁体１０４）に、パンチ加工等により直径300 μｍの穴部を400 μｍピッチで形成する。続いて、この穴部を埋めるようにポリイミドにカーボンを適量分散させた抵抗剤（抵抗体１０２）を塗布して乾燥・焼成し、抵抗層７４を形成する。
抵抗層７４の一方の面に、導電性ペースト（導電性基材７２）を塗布する。導電性ペーストとしては、例えば銀ペースト等が用いられる。
抵抗層７４の他方の面に、プリント基板技術等を用いて放電領域８４を形成した絶縁層７６及び導電層７８を密着させて固定する。なお、スクリーン印刷技術等を用いて、抵抗層７４に直接、放電領域８４が設けられた絶縁層７６及び導電層７８を形成するようにしてもよい。
【００６６】
抵抗層７４が抵抗成分について異方性を有する場合、見かけ上の抵抗率が積層方向よりも水平方向の方が高くなるため、抵抗層７４がこの異方性を有さない場合と比較して、抵抗層７４の表面抵抗率が高くなる。
【００６７】
抵抗層７４が抵抗成分について異方性を有する場合、抵抗層７４がこの異方性を有さない場合と比較して、それぞれの放電領域８４について周囲の放電領域８４に対応する範囲から流れ込む電流を無視することができ、それぞれの放電領域８４の放電開始電圧のばらつきによる影響が抑制される。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態にかかる放電領域８４及びその周辺構造の断面図を示す。図６は、放電領域８４の拡大図であり、図６（ａ）は、導電性粒子１１２の粒径が放電領域８４の内径よりも十分に小さい場合を示し、図６（ｂ）は、導電性粒子１１２の粒径が放電領域８４の内径よりも十分に小さいものでない場合を示す。
【００６９】
図５に示すように、第２実施形態において、抵抗層７４は、導電性粒子１１２が絶縁体１１４中全体に分散した構造となっている。導電性粒子１１２は、導電性基材７２側から放電領域８４側まで積層方向に偏在して伸びるように分散している。
本実施形態においては、導電性粒子１１２及び絶縁体１１４によって異方性導電部が形成される。
【００７０】
抵抗率は、導電性粒子１１２の方が絶縁体１１４よりも小さくなるように構成されている。このため、抵抗層７４は、抵抗成分が水平方向よりも積層方向に小さくなるように異方性を有している。
【００７１】
本実施形態において、抵抗層７４の体積抵抗率が1×106 Ωcm以上1×109 Ωcm以下の範囲にある場合、体積抵抗率が1×106 Ωcm以上1×109 Ωcm以下の範囲外にある場合と比較して、放電領域８４でより安定した放電が持続する。
【００７２】
抵抗層７４の、水平方向の抵抗成分が積層方向の抵抗成分の５倍以上である場合、この抵抗成分が５倍未満である場合と比較して、それぞれの放電領域８４について周囲の放電領域８４に対応する範囲から流れ込む電流を無視することができ、それぞれの放電領域８４の放電開始電圧のばらつきによる影響が抑制される。
【００７３】
導電性粒子１１２の粒径が放電領域８４の内径の１０分の１以下である場合、粒径が内径の１０分の１より大きい場合と比較して、放電領域８４全体でより安定に均等な放電が発生し易い。
粒径とは、粒子を球体とした場合のその直径を意味する。
【００７４】
導電性粒子１１２の粒径が放電領域８４の内径よりも十分に小さい場合（図６（ａ））、粒径が内径よりも十分に小さくない場合（図６（ｂ））と比較して、放電領域８４と接する抵抗層７４の表面において、この放電領域８４に対して放電電流の生じる箇所が均等に分布した状態となる。
【００７５】
このため、導電性粒子１１２の粒径が放電領域８４の内径よりも十分に小さい場合、放電領域８４内の特定の箇所に集中した放電の発生が抑制される。
したがって、放電領域８４内でより安定に均等な放電が発生し易くなる。放電が放電領域８４内で均等に発生する場合、均等に発生しない場合と比較して、この放電により発生したイオンを被帯電体側に取出し易くなる。
【００７６】
絶縁体１１４の体積抵抗率は、1×1012 Ωcm以上の範囲で構成される。
絶縁体１１４の体積抵抗率が1×1012  Ωcm以上の固体材料である場合、体積抵抗率が1×1012  Ωcmより小さい場合と比較して、水平方向に対する絶縁性に優れ、対応する放電領域８４以外の周囲の放電領域８４へ放電電流が流れることが抑制される。
【００７７】
本実施形態にかかる構成は、例えば、以下のような製法により形成される。
熱硬化剤を含む液状シリコーンゴム（絶縁体１１４）に、ニッケル等の磁性導電性微粒子（導電性粒子１１２）を分散させ、磁場を印加しつつ熱硬化させる。
あるいは、絶縁体１１４を形成する熱硬化樹脂中に、導電性粒子１１２として銀等を均一に分散させ、続いて、積層方向に圧力をかけつつ熱硬化させる。
これらの製法により、導電性粒子１１２が絶縁体１１４中で積層方向に偏在して（柱状に）分散した、積層方向に異方性を有する抵抗層７４が形成される。
【００７８】
このように形成された抵抗層７４の一方の面に、導電性ペースト（導電性基材７２）塗布し、他方の面に、放電領域８４が設けられた絶縁層７６及び導電層７８を形成する。
なお、抵抗層７４を形成する際の熱硬化させる工程と同時に、一方の面に導電性基材７２を、他方の面に絶縁層７６及び導電層７８を密着させて固定するようにしてもよい。
【００７９】
本実施形態のように、導電性粒子１１２を絶縁体１１４中に分散させて１つの固体として熱硬化させて抵抗層７４を形成する場合、抵抗部と絶縁部を区分して形成する場合と比較して、製造工程が簡略化し、また、製造コストが低減する。
【００８０】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
図７は、第３実施形態にかかる放電領域８４及びその周辺構造の断面図を示す。
【００８１】
第３実施形態において、抵抗層７４は、抵抗体１２２中全体に絶縁性粒子１２４が分散した構造となっている。絶縁性粒子１２４は、導電性基材７２側から放電領域８４側まで積層方向に偏在して伸びるように分散している。
本実施形態においては、抵抗体１２２及び絶縁性粒子１２４によって異方性導電部が形成される。
【００８２】
抵抗率は、抵抗体１２２の方が絶縁性粒子１２４よりも小さくなるように構成されている。このため、抵抗層７４は、抵抗成分が水平方向よりも積層方向に小さくなるように異方性を有している。
【００８３】
本実施形態において、抵抗層７４の体積抵抗率が1×106 Ωcm以上1×109 Ωcm以下の範囲にある場合、体積抵抗率が1×106 Ωcm以上1×109 Ωcm以下の範囲外にある場合と比較して、放電領域８４でより安定した放電が持続する。
【００８４】
抵抗層７４の、水平方向の抵抗成分が積層方向の抵抗成分の５倍以上である場合、この抵抗成分が５倍未満である場合と比較して、それぞれの放電領域８４について周囲の放電領域８４に対応する範囲から流れ込む電流を無視することができ、それぞれの放電領域８４の放電開始電圧のばらつきによる影響が抑制される。
【００８５】
絶縁性粒子１２４の粒径が放電領域８４の内径の１０分の１以下である場合、粒径が内径の１０分の１より大きい場合と比較して、放電領域８４全体でより安定に均等な放電が発生し易い。
【００８６】
絶縁性粒子１２４の体積抵抗率は、1×1012 Ωcm以上の範囲で構成される。
絶縁性粒子１２４の体積抵抗率が1×1012  Ωcm以上の固体材料である場合、体積抵抗率が1×1012  Ωcmより小さい場合と比較して、水平方向に対する絶縁性に優れ、対応する放電領域８４以外の周囲の放電領域８４へ放電電流が流れることが抑制される。
【００８７】
本実施形態のように、抵抗体１２２中に絶縁性粒子１２４を分散させて１つの固体として熱硬化させて抵抗層７４を形成する場合、抵抗部と絶縁部を区分して形成する場合と比較して、製造工程が簡略化し、また、製造コストが低減する。
【００８８】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。
図８は、第４実施形態にかかる放電領域８４及びその周辺構造の断面図を示す。
【００８９】
第４実施形態において、抵抗層７４は、抵抗体１２２中の放電領域８４側近傍に絶縁性粒子１２４が分散した構造となっている。
絶縁性粒子１２４が、第３実施形態においては、抵抗体１２２中の導電性基材７２側から放電領域８４側まで全体に偏在して分散されていたのに対し、第４実施形態においては、導電性基材７２側には分散していない点で異なる。
すなわち、本実施形態においては、放電領域８４側近傍に異方性導電部が形成された構成となっている。
【００９０】
絶縁性粒子１２４は、例えば、抵抗層７４の膜厚に対して略２分の１程度以下の範囲で放電領域８４側に分散している。
絶縁性粒子１２４を放電領域８４側近傍に分散させる構成とした場合、本構成を有さない場合と比較して、製造コストが低減される。
【００９１】
上記実施形態においては、本発明を画像形成装置の帯電装置に適用した例について説明したが、これに限られるものではなく、荷電粒子発生装置として以下に例示する用途にも適用可能である。
・ 電子デバイスの製造工程等で、デバイスの帯電による静電気破壊が起きないように帯電した電荷と逆極性電荷を与えて中和するための、除電処理
・  固体材料の表面改質処理（例えば親水化処理や疎水化処理等）
・  食品加工や医療分野での殺菌・滅菌処理
・  空気清浄
【符号の説明】
【００９２】
１０    画像形成装置
１２    筺体
１４    像形成手段
１６    排出部
３２    搬送路
３４    排出口
３６    定着器
４２    転写ロール
４４    像保持体
５２    帯電装置
５６    現像装置
７２    導電性基材
７４    抵抗層
７６    絶縁層
７８    導電層
８０    開口部
８２    領域制限部
８４    放電領域
９０    電圧印加部
１０２    抵抗体
１０４    絶縁体
１１２    導電性粒子
１１４    絶縁体
１２２    抵抗体
１２４    絶縁性粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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