(57)【要約】【課題】  電界の作用により電子を放出して被帯電体を帯電させる帯電用素子を用いた帯電装置において、帯電用素子に印加させる電圧を低くして、オゾン等の放電生成物の発生を抑制しながら、被帯電体の表面を均一に帯電できるようにすると共に、帯電用素子の製造コスト等を低減できるようにする。【解決手段】  樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層21aが像担持体11と対向する導電性基板21aの面に設けられた帯電用素子21を帯電装置20に用い、この帯電装置20において、帯電用素子21と像担持体11との間に引出電極22を設け、引出電極22に電圧を印加させ、電界の作用により帯電用素子21から電子を放出させて像担持体11を帯電させるようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界の作用により電子を放出して被帯電体を帯電させる帯電用素子において、被帯電体と対向する導電性基板の面に、樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層が設けられていることを特徴とする帯電用素子。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電用素子において、前記の素子層における樹脂中に、カーボンナノチューブの長尺部分が前記の被帯電体に向かうように配向されて分散されていることを特徴とする帯電用素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の帯電用素子において、前記のカーボンナノチューブの長尺部分の端部が、被帯電体と対向する素子層の面において露出されていることを特徴とする帯電用素子。
【請求項４】
導電性基板の面にカーボンナノチューブを分散させた樹脂を塗布し、電界を作用させながら前記の樹脂を硬化させて、樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層を設けることを特徴とする帯電用素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の帯電用素子の製造方法において、カーボンナノチューブを分散させた樹脂を硬化させるにあたり、カーボンナノチューブの長尺部分が前記の被帯電体に向かうように電界を作用させて、カーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように配向させたことを特徴とする帯電用素子の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の帯電用素子の製造方法において、カーボンナノチューブを分散させた樹脂を硬化させた後、前記の被帯電体と対向する素子層の面を表面処理して、カーボンナノチューブの長尺部分の端部を、被帯電体と対向する素子層の面において露出させたことを特徴とする帯電用素子の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の帯電用素子の製造方法において、前記の樹脂に熱硬化性エポキシ樹脂を用いると共に、この熱硬化性エポキシ樹脂にイミダゾリウム塩を含有させたことを特徴とする帯電用素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の帯電用素子を用いた帯電装置において、前記の帯電用素子と被帯電体との間に、帯電用素子から電界の作用により電子を放出させる引出電極を設けたことを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の帯電装置において、前記の帯電用素子と引出電極との間の距離ｄ１と、引出電極と被帯電体との間の距離ｄ２とが、ｄ１≦ｄ２の関係を満たすことを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の帯電装置によって像担持体の表面を帯電させ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、被帯電体を帯電させるのに使用する帯電用素子、帯電用素子を製造する帯電用素子の製造方法、帯電用素子を用いた帯電装置、及び帯電装置によって像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置に関するものである。特に、帯電用素子を用いた帯電装置により画像形成装置における像担持体等の被帯電体を帯電させるのに、帯電用素子に印加させる電圧を低くして、オゾン等の放電生成物の発生を抑制しながら、像担持体等の被帯電体の表面を均一に帯電できるようにすると共に、帯電用素子の製造コスト等を低減させるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機，ファクシミリ，プリンター及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、像担持体からなる被帯電体の表面を帯電装置によって帯電させ、このように帯電された像担持体の表面に静電潜像を形成して画像形成を行うようにしている。
【０００３】
そして、このように画像形成装置において、像担持体の表面を帯電装置によって帯電させるにあたり、従来においては、一般に、像担持体の表面と所要間隔を介して対向するように帯電用電極を配置させ、この帯電用電極と像担持体の表面との間でコロナ放電させて、像担持体の表面を帯電させるようにした非接触式の帯電装置や、導電性ゴムローラー等の帯電ローラーや導電性ブラシローラー等の帯電ブラシを像担持体の表面に接触させ、帯電ローラーや帯電ブラシと像担持体との間の微小空隙で放電を起こして、像担持体の表面を帯電させるようにしたものが提案されている。
【０００４】
ここで、非接触式の帯電装置の場合、一般に、帯電用電極に５０μｍ程度のワイヤーや鋸刃状ブレードを用い、この帯電用電極と像担持体との間に高電圧を印加させて、帯電用電極と像担持体の表面との間でコロナ放電させるため、高圧電源が必要になると共に、オゾン等の放電生成物の発生量が多くなり、環境、コスト、省エネ面において様々な問題があった。また、帯電用電極と像担持体との間に放電電子量の調整を行うメッシュ状のグリッド電極を設けたスコロトロン方式のものも用いられているが、依然として前記のような問題が存在した。
【０００５】
一方、帯電ローラーや帯電ブラシを像担持体の表面に接触させ、帯電ローラーや帯電ブラシと像担持体との間の微小空隙で放電を起こして、像担持体の表面を帯電させる場合、前記のコロナ放電の場合に比べて低い電圧で放電を行うことができて、オゾン等の放電生成物の発生を低減させることができる。
【０００６】
しかし、帯電ローラーや帯電ブラシを像担持体の表面に接触させる場合、像担持体の表面との接触むら等によって像担持体の表面に帯電むらが生じたり、像担持体との接触によって帯電ローラーや帯電ブラシが汚れたりするという問題があると共に、前記の帯電ローラーや帯電ブラシに高機能性材料を使用することが必要になり、また品質を確保するためには比較的高度な生産技術も要求され、帯電ローラーや帯電ブラシのコストが高くつくという問題があった。
【０００７】
さらに、近年においては、特許文献１、２に示されるように、像担持体等の被帯電体を帯電させるにあたり、電界の作用により電子を放出させる帯電用素子を用いるようにしたものが提案されている。
【０００８】
ここで、このように電界の作用により電子を放出させる帯電用素子としては、エミッタ電極のような導電性基板の上に、分子中に不対電子を比較的多く有するカーボンナノチューブ等の電子放出材料を設けたものが提案されている。
【０００９】
しかし、高い電子放出性能を有するカーボンナノチューブは分子間のファンデルワールス力による自己凝集性が強いため、導電性基板の上に凝集した状態で設けられ、このようにカーボンナノチューブが凝集した状態にある帯電用素子に電界を作用させても、カーボンナノチューブから電子が像担持体等の被帯電体に向けて適切に放出されず、像担持体等の被帯電体を適切に帯電させることができないという問題があった。
【００１０】
ここで、特許文献１においては、帯電用素子として、エミッタ電極からなる導電性基板の上に、カーボンナノチューブ自体を個別に分散させた状態で、各カーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように配向させたものが示されている。
【００１１】
しかし、特許文献１のように、エミッタ電極からなる導電性基板の上に、カーボンナノチューブ自体を個別に分散させた状態で、各カーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように配向させる作業は、非常に面倒かつ困難であり、帯電用素子の製造に時間を要すると共に、製造コストも高く付くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２７９８８５号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、帯電用素子を用いた帯電装置により画像形成装置における像担持体等の被帯電体を帯電させるにおける前記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
そして、本発明においては、電界の作用により電子を放出して被帯電体を帯電させる帯電用素子を用い、帯電用素子に印加させる電圧を低くして、オゾン等の放電生成物の発生を抑制しながら、像担持体等の被帯電体の表面を均一に帯電できるようにすると共に、帯電用素子の製造コスト等を低減させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明における帯電用素子においては、前記のような課題を解決するため、電界の作用により電子を放出して被帯電体を帯電させる帯電用素子において、被帯電体と対向する導電性基板の面に、樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層を設けるようにした。
【００１６】
そして、この帯電用素子において、前記の素子層における樹脂中にカーボンナノチューブを分散させるにあたっては、カーボンナノチューブの長尺部分が、被帯電体に向かうように配向させることが好ましい。このようにカーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように配向させて、カーボンナノチューブを樹脂中に分散させると、樹脂中に分散させるカーボンナノチューブの量を少なくしても、被帯電体と対向して電子を放出させるカーボンナノチューブの端部の数が多くなり、帯電用素子に印加させる電圧を低くした場合においても、被帯電体を均一に適切に帯電させることができるようになる。
【００１７】
また、この帯電用素子において、カーボンナノチューブの長尺部分の端部が、被帯電体と対向する素子層の面において露出されるようにすると、露出されたカーボンナノチューブの長尺部分の端部から電子が放出されやすくなり、帯電用素子に印加させる電圧を低くしても、被帯電体が適切に帯電されるようになる。
【００１８】
そして、本発明における帯電用素子を製造するにあたっては、導電性基板の面にカーボンナノチューブを分散させた樹脂を塗布し、電界を作用させながら前記の樹脂を硬化させ、樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層を設けるようにすることができる。
【００１９】
また、前記のように電界を作用させながらカーボンナノチューブを分散させた樹脂を硬化させるにあたり、カーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように電界を作用させて、カーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように配向させることができる。
【００２０】
また、前記のようにカーボンナノチューブを分散させた樹脂を硬化させた後、前記の被帯電体と対向する素子層の面を表面処理して、被帯電体と対向するカーボンナノチューブの長尺部分の端部を露出させることができる。
【００２１】
また、前記のようにして帯電用素子を製造するにあたっては、前記の樹脂に熱硬化性エポキシ樹脂を用いると共に、この熱硬化性エポキシ樹脂にイミダゾリウム塩を含有させるようにすることができる。ここで、前記のように熱硬化性エポキシ樹脂にイミダゾリウム塩を含有させると、イミダゾリウム塩が、前記の熱硬化性エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤及び熱硬化性エポキシ樹脂中においてカーボンナノチューブを分散させる分散剤として作用し、熱硬化性エポキシ樹脂中にカーボンナノチューブが分散された状態で、この熱硬化性エポキシ樹脂が、比較的低温で、短時間で硬化されるようになる。
【００２２】
そして、本発明の帯電装置においては、前記の帯電用素子と被帯電体との間に引出電極を設け、この引出電極に電圧を印加させて、電界の作用により帯電用素子から電子を放出させ、このように放出された被帯電体に導いて、被帯電体を帯電させるようにしている。
【００２３】
また、前記のように帯電用素子と被帯電体との間に引出電極を設けるにあたっては、帯電用素子と引出電極との間の距離ｄ１と、引出電極と被帯電体との間の距離ｄ２とが、ｄ１≦ｄ２の関係を満たすようにすることが好ましい。これは、帯電用素子と引出電極との間の距離ｄ１が引出電極と被帯電体との間の距離ｄ２よりも長くなると、帯電用素子から電界の作用により電子を被帯電体に向けて放出させるために、前記の引出電極に印加させる電圧を高くすることが必要になり、高圧電源が必要になると共に、オゾン等の放電生成物の発生量が多くなり、さらに引出電極と被帯電体との間でリークが発生するおそれが生じるためである。
【００２４】
そして、本発明における画像形成装置においては、前記のような帯電装置を用いて像担持体の表面を帯電させるようにした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、前記のように被帯電体と対向する導電性基板の面に、樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層を設けた帯電用素子を用い、この帯電用素子に電界を作用させて、この帯電用素子から電子を放出させて被帯電体を帯電させるようにしたため、コロナ放電の場合に比べて、帯電用素子に印加させる電圧を低くして、オゾン等の放電生成物の発生を抑制しながら、像担持体等の被帯電体の表面を均一に帯電できるようになる。
【００２６】
また、本発明においては、前記のようにカーボンナノチューブを樹脂中に分散させるようにしたため、導電性基板の面にカーボンナノチューブ自体を個別に分散させて、各カーボンナノチューブを個別に被帯電体に向かうように設ける場合に比べて、導電性基板の面にカーボンナノチューブを分散させた状態で、各カーボンナノチューブの長尺部分が被帯電体に向かうように配向させることが簡単に行えるようになり、前記のような帯電用素子を製造する時間を短縮することができると共に、その製造コストを低減させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電装置を使用した画像形成装置の概略説明図である。
【図２】前記の実施形態に係る帯電装置において、導電性基板の面に素子層を設けた帯電用素子を示し、（Ａ）は像担持体と対向する面から見た概略平面図、（Ｂ）は概略断面図である。
【図３】前記の実施形態に係る帯電装置において、前記の帯電用素子と像担持体との間に引出電極を設け、この引出電極と帯電用素子との間に電界を作用させて、帯電用素子から電子を放出させて像担持体を帯電させる状態を示した概略説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態に係る帯電用素子、帯電用素子の製造方法、帯電装置、及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る帯電用素子、帯電用素子の製造方法、帯電装置、及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２９】
ここで、図１に示す実施形態における画像形成装置１０においては、被帯電体として回転する感光体ドラムからなる像担持体１１を用い、この像担持体１１の軸方向に沿って設けられた帯電装置２０により、回転する像担持体１１の表面を帯電させるようにしている。
【００３０】
そして、このように帯電された像担持体１１の表面にレーザー等を用いた潜像形成装置１２により画像情報に応じた露光を行い、この像担持体１１の表面に静電潜像を形成するようにしている。
【００３１】
次いで、このように像担持体１１の表面に形成された静電潜像の部分に現像装置１３からトナーを供給して、像担持体１１の表面に静電潜像に対応したトナー像を形成するようにしている。
【００３２】
そして、このように像担持体１１の表面に形成されたトナー像を、ローラー状になった転写装置１４と対向する位置に導くと共に、この像担持体１１と転写装置１４との間に記録シートＳを導き、像担持体１１の表面に形成されたトナー像を転写装置１４より記録シートＳに転写させ、このようにトナー像が転写された記録シートＳを定着装置１５に導き、この定着装置１５においてトナー像を記録シートＳに定着させるようにしている。
【００３３】
また、記録シートＳに転写されずに像担持体１１の表面に残留したトナー等をクリーニング装置１６によって像担持体１１の表面から除去し、その後、この像担持体１１の表面を、前記のように帯電装置２０によって帯電させるようにしている。
【００３４】
ここで、この実施形態における帯電装置２０においては、図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、像担持体１１と対向する導電性基板２１ａの面に、樹脂中にカーボンナノチューブの長尺部分が像担持体１１に向かうように配向されて分散された素子層２１ｂが設けられ、また像担持体１１と対向するこの素子層２１ｂの面に、カーボンナノチューブの長尺部分の端部が露出された帯電用素子２１を用いるようにしている。なお、この実施形態においては、帯電用素子２１として、前記のように素子層２１ｂにおいて、樹脂中にカーボンナノチューブの長尺部分が像担持体１１に向かうように配向されて分散されると共に、像担持体１１と対向する素子層２１ｂの面にカーボンナノチューブの長尺部分の端部が露出されたものを用いるようにしたが、帯電装置２０に用いる帯電用素子２１は、必ずしも、各カーボンナノチューブがこのように配向されたものに限定されない。
【００３５】
そして、この実施形態における帯電装置２０においては、図１及び図３に示すように、前記の帯電用素子２１と像担持体１１との間に引出電極２２を設け、この引出電極２２と前記の帯電用素子２１における導電性基板２１ａとの間に帯電用電源２３から帯電バイアス電圧を印加させて、前記の帯電用素子２１に電界を作用させ、これにより帯電用素子２１における前記のカーボンナノチューブから電子を引き出し、このように引き出された電子を前記の引出電極２２を通して像担持体１１に導いて、像担持体１１の表面を帯電させるようにしている。
【００３６】
ここで、この帯電装置２０において、帯電用素子２１におけるカーボンナノチューブとしては、アーク法、レーザーアブレーション法、ＣＶＤ法といった汎用的な製造方法によって得られたものを用いることができ、一般に、炭素純度が９５％以上、直径が１０〜４０ｎｍ、長さが１〜１０μｍのものを使用するようにしている。
【００３７】
そして、このようなカーボンナノチューブを分散させる樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができるが、特に、カーボンナノチューブに対して良好な分散性を有するイミダゾール系化合物と、比較的低温で、短時間で硬化させることができる熱硬化性エポキシ樹脂を用いることが好ましい。なお、イミダゾール系化合物と硬化反応しない熱硬化性樹脂であっても、イミダゾール系化合物を溶解及びまたは分散でき、熱硬化後に樹脂内にカーボンナノチューブを分散状態で保持させることができる樹脂であれば使用することができる。
【００３８】
また、カーボンナノチューブを分散させる樹脂として使用する熱硬化性のエポキシ樹脂の種類は特に限定されず、汎用的なエポキシ樹脂であるビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、多官能型、可撓性型、臭素化型、高分子型、ビフェニル型を使用でき、これらの中でも、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの縮合反応により合成されるビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂が、反応温度、反応時間、可使時間等の点から好ましい。
【００３９】
また、前記のエポキシ樹脂の硬化剤としては、脂肪族アミン，芳香族アミン、変性アミン等のアミン類、ポリアミド樹脂、イミダゾール類、液状ポリメルカプタン，ポリスルフィド樹脂等のポリメルカプタン硬化剤、酸無水物類、三フッ化ホウ素−アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッドといった潜在性硬化剤、光・紫外線硬化剤などがあるが、前記のようにカーボンナノチューブに対して良好な分散性を有するイミダゾール系化合物を用いることが好ましい。
【００４０】
そして、この実施形態における帯電装置２０において、前記の帯電用素子２１のように、カーボンナノチューブの長尺部分が像担持体１１に向かうように配向されて分散された素子層２１ｂを得るにあたっては、カーボンナノチューブを分散させた樹脂を硬化させるにあたり、カーボンナノチューブの長尺部分が前記の導電性基板２１ａの面から反対側の面に向かうように電界を作用させて、カーボンナノチューブの長尺部分が素子層２１ｂの表面に向かうように配向させるようにする。
【００４１】
また、前記の帯電用素子２１のように、像担持体１１と対向する素子層２１ｂの面にカーボンナノチューブの長尺部分の端部が露出されるようにするにあたっては、前記のようにカーボンナノチューブの長尺部分が配向された素子層２１ｂの表面を、数ミクロン程度の厚みで均一に削り取って、前記のように分散されて配向されているカーボンナノチューブの先端部を、素子層２１ｂの表面に露出させるようにする。
【００４２】
また、前記の帯電用素子２１において、導電性基板２１ａの面に形成する素子層２１ｂの幅は特に限定されないが、この帯電用素子２１から放出される電子密度を高くして、像担持体１１の表面を均一に帯電させるためには、この素子層２１ｂの幅を１ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００４３】
また、前記の引出電極２２は、前記のように帯電用電源２３から帯電バイアス電圧を印加させて帯電用素子２１との間に電界を作用させ、帯電用素子２１におけるカーボンナノチューブから電子を引き出し、このように引き出された電子を像担持体１１に導くことが必要であり、このため、引出電極２２としては、メッシュ状やグリッド（格子）状等の隙間を有する形状になったものを用いるようにする。
【００４４】
そして、前記のように引出電極２２と前記の帯電用素子２１における導電性基板２１ａとの間に帯電用電源２３から帯電バイアス電圧を印加させて、帯電用素子２１に電界を作用させ、これにより帯電用素子２１におけるカーボンナノチューブから電子を引き出して像担持体１１の表面を帯電させるにあたり、この実施形態においては、図３に示すように、帯電用素子２１における導電性基板２１ａと引出電極２２との間の距離ｄ１と、引出電極２２と像担持体１１の表面との間の距離ｄ２とが、ｄ１≦ｄ２の関係を満たすようにしている。このようにすると、前記の帯電用電源２３から引出電極２２と帯電用素子２１における導電性基板２１ａとの間に印加させる帯電バイアス電圧を低くしても、帯電用素子２１におけるカーボンナノチューブから電子が適切に引き出されて、像担持体１１の表面を適切に帯電させることができ、オゾン等の放電生成物の発生量を少なくすることができると共に、引出電極２２と像担持体１１との間でリークが生じるということもなくなる。
【００４５】
また、前記の帯電装置２０においては、前記の帯電用素子２１や引出電極２２を保持させるケーシング（図示せず）を設けることができ、このケーシングには金属、プラスチックといった汎用的な材質が使用できる。また、帯電用素子２１における電子放出開始電圧を下げる目的で、ケーシングの内側にイオン、電子等の雰囲気中の電子伝導性を高める働きをする物質を設けることか好ましく、例えば、酸化チタンをケーシングの内面にコートし、電子放出時に発生すると一般的にいわれている紫外線を用い、光触媒作用によって、イオン、電子を放出させて雰囲気中の電子キャリア含有率を高め、電子導電性を高めることで、電子放出開始電圧を下げて、オゾン発生量の低減させることができる。また、ケーシングの内面にＮａＣｌ、酢酸ナトリウム等の電解質、あるいはこれら電解質を水に溶かした電解質水溶液を付与し、電子放出時の電磁波、熱エネルギーなどにより水溶液を揮発させてイオン性ミストを発生させる、あるいは、サブミクロンのイオン性粉体微粒子をケーシングの内面に付与してエアロゾルを発生させて、雰囲気中のイオン、電子キャリア含有率を高める等の方法を用いることも考えられる。
【００４６】
次に、前記のような帯電用素子を用いた実施例の帯電装置を使用した場合、像担持体を所定の表面電位に帯電させるのに、前記の帯電用素子に印加させる電圧を低くしてオゾンの発生を抑制できることを、比較例を挙げて明らかにする。
【００４７】
ここで、実施例の帯電装置においては、下記のようにして製造した帯電用素子を用いるようにした。
【００４８】
（帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ）
帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃを製造するにあたっては、
ＣＶＤ法によって製造されて、直径が４〜１１ｎｍ、長尺部分の長さが３〜６μｍ、炭素純度が９８％を超えた市販の多層カーボンナノチューブ（シグマ-アルドリッチ社製：ＳＭＷ２００）を１重量部、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート（以下、ＥＭＩＰＦ６と略す。）を１０重量部、
市販のエポキシ樹脂（三菱化学社製：エピコート８２８）を８９重量部
の割合で用いるようにした。
【００４９】
そして、前記の１０重量部のＥＭＩＰＦ６に対して、前記の１重量部の多層カーボンナノチューブを少量ずつ乳棒でかき混ぜながら１時間かけて添加した後、更に、ビーズミルにより１５℃に冷却しながら１時間、撹拌させて、カーボンナノチューブ分散液を得た。次いで、このカーボンナノチューブ分散液に対して、前記のエポキシ樹脂を８９重量部加え、これらを乳化機により２５℃で１５分間混合・撹拌させて、素子層用塗液Ａを得た。
【００５０】
そして、得られた素子層用塗液Ａを、長さが３３０ｍｍ、幅が１１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになったＳＵＳ３０４製の導電性基板の上に塗布するようにした。
【００５１】
ここで、前記の素子層用塗液Ａをこの導電性基板の上に塗布するにあたり、帯電用素子Ａ１ａにおいては、長さが３２０ｍｍ、幅が１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布し、帯電用素子Ａ１ｂにおいては、長さが３２０ｍｍ、幅が５ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布し、帯電用素子Ａ１ｃにおいては、長さが３２０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布した。
【００５２】
そして、前記のようにして導電性基板の上に素子層用塗液Ａを塗布した後、前記の導電性基板と帯電用素子との間に１００Ｖの電圧を印加させて電界を作用させながら、１３０℃で３時間かけて硬化させ、さらに、このように硬化された各素子層の表面を、それぞれミクロトームにより数ミクロンの範囲で均一に削り取り、帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃを作製した。
【００５３】
ここで、前記のように導電性基板と帯電用素子との間に電界を作用させながら素子層用塗液を硬化させると、素子層中におけるカーボンナノチューブが分散された状態で、その長尺部分が導電性基板からこの導電性基板と反対側における素子層の面に向って配向されるようになる。また、前記のように硬化された素子層の表面を数ミクロンの範囲で均一に削り取ると、前記のように分散された状態で、導電性基板と反対側における素子層の面に向って配向されたカーボンナノチューブの長尺部分の端部が素子層の面に露出されて、前記の樹脂とカーボンナノチューブとが素子層の面においてミクロドメイン状になった。
【００５４】
（帯電用素子Ａ２）
帯電用素子Ａ２を製造するにあたっては、前記の帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃを製造する場合と同様に、前記の素子層用塗液Ａを用い、この素子層用塗液Ａを長さが３３０ｍｍ、幅が１１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになったＳＵＳ３０４製の導電性基板の上に、長さが３２０ｍｍ、幅が５ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布した。その後、前記の導電性基板と帯電用素子との間に１００Ｖの電圧を印加させて電界を作用させながら、前記の素子層用塗液Ａを１３０℃で３時間かけて硬化させて帯電用素子Ａ２を作製した。なお、この帯電用素子Ａ２においては、素子層の表面を削り取って、カーボンナノチューブの長尺部分の端部を露出させる動作は行わないようにした。
【００５５】
（帯電用素子Ａ３）
帯電用素子Ａ３を製造するにあたっては、前記の帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃを製造する場合と同様に、前記の素子層用塗液Ａを用い、この素子層用塗液Ａを長さが３３０ｍｍ、幅が１１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになったＳＵＳ３０４製の導電性基板の上に、長さが３２０ｍｍ、幅が５ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布した。そして、前記の導電性基板と帯電用素子との間に電界を作用させないようにして、前記の素子層用塗液Ａを１３０℃で３時間かけて硬化させた後、このように硬化された素子層の表面を、それぞれミクロトームにより数ミクロンの範囲で均一に削り取って帯電用素子Ａ３を作製した。
【００５６】
（帯電用素子Ａ４）
帯電用素子Ａ４を製造するにあたっては、前記の帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃを製造する場合と同様に、前記の素子層用塗液Ａを用い、この素子層用塗液Ａを長さが３３０ｍｍ、幅が１１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになったＳＵＳ３０４製の導電性基板の上に、前記の素子層用塗液Ａを長さが３２０ｍｍ、幅が２ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布した。そして、前記の導電性基板と帯電用素子との間に電界を作用させないようにして、前記の素子層用塗液Ａを１３０℃で３時間かけて硬化させて帯電用素子Ａ４を作製した。また、この帯電用素子Ａ４においては、素子層の表面を削り取って、カーボンナノチューブの長尺部分の端部を露出させる動作は行わないようにした。
【００５７】
（帯電用素子Ｂ）
帯電用素子Ｂを製造するにあたっては、直径が１０〜４０ｎｍ、長尺部分の長さが１〜１０μｍ、炭素純度が９５％を超えた多層カーボンナノチューブを、溶媒エピコート８２８にカーボンナノチューブ含有率が１０ｗｔ％になるように加えた多層ＣＮＴ高含有率分散エピコート８２８ペースト（名城ナノカーボン社製：ＭＷＮＴ  Ｍ−１０Ｈ）９５重量部に、２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）を５重量部加え、これを乳化機により６０℃で１５分間混合・撹拌させて、素子層用塗液Ｂを得た。
【００５８】
そして、長さが３３０ｍｍ、幅が１１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになったＳＵＳ３０４製の導電性基板の上に、前記の素子層用塗液Ｂを長さが３２０ｍｍ、幅が５ｍｍ、厚みが０．１ｍｍになるように塗布した。
【００５９】
次いで、前記の導電性基板と帯電用素子との間に電界を作用させないようにして、前記の素子層用塗液Ｂを１１０℃で１時間かけて硬化させて帯電用素子Ｂを作製した。なお、帯電用素子Ｂにおいても、素子層の表面を削り取って、カーボンナノチューブの長尺部分の端部を露出させる動作は行わないようにした。
【００６０】
ここで、前記のようにして製造した帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ、帯電用素子Ａ２〜Ａ４及び帯電用素子Ｂにおいて、前記の素子層中におけるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の含有率（ｗｔ％）は、下記の表１に示すように、帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ及び帯電用素子Ａ２〜Ａ４では１ｗｔ％になっており、帯電用素子Ｂでは９．５ｗｔ％になっていた。
【００６１】
また、前記のようにして製造した帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ、帯電用素子Ａ２〜Ａ４及び帯電用素子Ｂについて、それぞれ各素子層をミクロトームによりカットし、電界放出形透過電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製：ＨＦ−３３００）を用いたＴＥＭ画像に基づき、カーボンナノチューブの分散性及び配向性を調べ、その結果を下記の表１に示した。ここで、分散性については、１０カ所のＴＥＭ画像中においてカーボンナノチューブの凝集物は確認されなかった場合を１、１０カ所のＴＥＭ画像中において確認されたカーボンナノチューブの凝集物が３個以下の場合を２、１０カ所のＴＥＭ画像中において確認されたカーボンナノチューブの凝集物が１０個以下の場合を３として評価し、またカーボンナノチューブの配向性については、配向性の有無を評価した。
【００６２】
また、前記のようにして製造した帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ、帯電用素子Ａ２〜Ａ４及び帯電用素子Ｂについて、導電性基板と反対側における素子層の表面を電界放出形走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製：ＳＵ８０２０）により観察し、カーボンナノチューブの長尺部分の端部が素子層の表面に露出しているかを調べ、その結果を、下記の表１に合わせて示した。
【００６３】
【表１】
2017015948.tif 000003
【００６４】
この結果、素子層中におけるカーボンナノチューブの含有率が９．５ｗｔ％と多い帯電用素子Ｂは、カーボンナノチューブの含有率が１ｗｔ％になった帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ及び帯電用素子Ａ２〜Ａ４に比べて、カーボンナノチューブの凝集が多くなって分散性が悪くなっていた。
【００６５】
また、帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ及び帯電用素子Ａ２〜Ａ４を比較すると、導電性基板と帯電用素子との間に電界を作用させながら素子層用塗液を硬化させて素子層を得た帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ、帯電用素子Ａ２は、電界を作用させないで素子層用塗液を硬化させて素子層を得た帯電用素子Ａ３，Ａ４に比べて、カーボンナノチューブの分散性及び配向性がさらによくなっていた。
【００６６】
また、硬化された素子層の表面を数ミクロンの範囲で均一に削り取るようにした帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ、帯電用素子Ａ３においては、素子層の表面にカーボンナノチューブの長尺部分の端部が露出していたのに対して、素子層の表面を削り取っていない帯電用素子Ａ２，Ａ４及び帯電用素子Ｂにおいては、素子層の表面にカーボンナノチューブの長尺部分の端部が露出していなかった。
【００６７】
次に、市販の複写機（コニカミノルタ社製：Ｂｉｚｈｕｂ  ５５４ｅ）に使用されているドラムカートリッジを改造し、本発明の実施例における帯電装置を用い、像担持体に対する帯電特性及びオゾンの発生状態を調べるようにした。
【００６８】
ここで、実施例１〜７の各帯電装置においては、下記の表２に示すように、前記の帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃ、帯電用素子Ａ２〜Ａ４及び帯電用素子Ｂを用いると共に、引出電極としては、前記の複写機に使用されているメッシュの線径が０．１ｍｍ、メッシュの線間が１ｍｍになったＳＵＳ３０４製のグリッド電極を利用するようにした。
【００６９】
そして、実施例１〜７の帯電装置においては、前記の各帯電用素子における導電性基板と前記の引出電極との間隔ｄ１（ｍｍ）と、引出電極と像担持体の表面との間隔ｄ２（ｍｍ）を下記の表２に示すように設定し、温度２３±２℃、相対湿度６０±５％の環境下において、像担持体の表面電位Ｖｏが−５００Ｖ±５Ｖになるように帯電させる場合に、前記の引出電極に印加させる引出用電圧（Ｖｅｘ）及び各帯電用素子における帯電素子電流（Ｉｅｍ）を求め、その結果を下記の表２に示した。
【００７０】
また、実施例１〜７の各帯電装置をそれぞれ前記の複写機に使用し、温度２３±２℃、相対湿度６０±５％の環境下において、Ｂ/Ｗ比が１０％のハーフトーン画像を連続印刷させ、運転開始後３０分経過後から１０分間のオゾンの平均濃度をオゾン濃度計（ダイレック社製：ＭＯＤＥＬ−１２００）により測定し、その結果を、実施例１〜７の各帯電装置におけるオゾン発生量（ｐｐｍ）として下記の表２に示した。
【００７１】
【表２】
2017015948.tif 000004
【００７２】
また、比較例１においては、前記の実施例における帯電用素子を設けないようにし、前記の引出電極として使用した前記の複写機におけるグリッド電極だけを使用した帯電装置を用いるようにした。
【００７３】
また、比較例２の帯電装置としては、前記の複写機に使用されているスコロトロン式の帯電装置をそのまま用いるようにした。
【００７４】
また、比較例３の帯電装置としては、市販の複写機（コニカミノルタ社製：Ｂｉｚｈｕｂ  Ｃ３８５０）に使用されている帯電ローラーを用いるようにした。
【００７５】
そして、前記の比較例１〜３の帯電装置を用い、温度２３±２℃、相対湿度６０±５％の環境下において、像担持体の表面電位Ｖｏが−５００Ｖ±５Ｖになるように帯電させる場合に、比較例１においては、前記のグリッド電極に印加させるグリッド電圧（Ｖｇ）を求め、比較例２においては、グリッド電極に印加させるグリッド電圧（Ｖｇ）と鋸歯状の帯電電極に印加させる帯電電圧（Ｖｃ）とこの帯電電極に流れる帯電電流（Ｉｃ）とを求め、比較例３においては、帯電ローラーに印加させる帯電電圧（Ｖｃ）を求め、これらの結果を下記の表３に示した。
【００７６】
また、前記の比較例１〜３の各帯電装置についても、前記の実施例１〜７の帯電装置の場合と同様にして、それぞれオゾン発生量（ｐｐｍ）を測定し、その結果を下記の表３示した。
【００７７】
【表３】
2017015948.tif 000005
【００７８】
前記の表２及び表３の結果から明らかなように、樹脂中にカーボンナノチューブが分散された素子層を像担持体と対向する導電性基板の面に設けた帯電用素子を使用した実施例１〜７の帯電装置においては、グリッド電極だけを使用した比較例１の帯電装置や、スコロトロン式の比較例２の帯電装置や、帯電ローラーを用いた比較例３の帯電装置に比べて、像担持体を所定の表面電位に帯電させるために、前記の各帯電用素子に印加させる電圧を低くすることができ、オゾンの発生量を低減させることができた。
【００７９】
また、実施例１〜７の帯電装置を比較した場合、特に、素子層中におけるカーボンナノチューブが分散された状態で、その長尺部分が像担持体と対向する素子層の面に向って配向されると共に、像担持体と対向する素子層の面においてカーボンナノチューブの長尺部分の端部が露出された帯電用素子Ａ１ａ〜Ａ１ｃを用いた実施例１〜３の帯電装置は、素子層中に含有させるカーボンナノチューブの量を少なくした場合においても、帯電用素子に印加させる電圧を低くして、像担持体を所定の表面電位に帯電させることができた。
【符号の説明】
【００８０】
１０    ：画像形成装置
１１    ：像担持体（被帯電体）
１２    ：潜像形成装置
１３    ：現像装置
１４    ：転写装置
１５    ：定着装置
１６    ：クリーニング装置
２０    ：帯電装置
２１    ：帯電用素子
２１ａ  ：導電性基板
２１ｂ  ：素子層
２２    ：引出電極
２３    ：帯電用電源
Ｓ      ：記録シート
ｄ１    ：帯電用素子と引出電極との間の距離
ｄ２    ：引出電極と被帯電体との間の距離
【図１】
2017015948.tif 000006
【図２】
2017015948.tif 000007
【図３】
2017015948.tif 000008