(57)【要約】【課題】  電極が空気中の水分、オゾンや窒素酸化物などによって腐蝕するのを防止されて、感光体表面の帯電電位が不均一になるのを防止し、感光体表面の帯電電位を長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる帯電装置を提供する。【解決手段】  感光体表面を帯電する帯電装置に配置される電極として、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成された電極を用いる。この保護層は、リン濃度と厚み割合とが特定の範囲に規定された層である。【選択図】      図１
2009128642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極と、放電電極と感光体との間に設けられて感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極とを含む帯電装置であって、
グリッド電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成され、
保護層は、
保護層中におけるリン濃度をｘ１（％）、グリッド電極の厚みＺ１に対する保護層の片面の厚みＺ２の割合である（Ｚ２／Ｚ１）×１００をｙ１（％）としたとき、下記式（１）および８≦ｘ１≦１５を満たすことを特徴とする帯電装置。
（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）              …（１）
【請求項２】
感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極と、放電電極と感光体との間に設けられて感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極とを含む帯電装置であって、
放電電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成され、
保護層は、
保護層中におけるリン濃度をｘ２（％）、放電電極の厚みＺ３に対する保護層の片面の厚みＺ４の割合である（Ｚ４／Ｚ３）×１００をｙ２（％）としたとき、下記式（２）および８≦ｘ２≦１５を満たすことを特徴とする帯電装置。
（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２≦（−０．７ｘ２＋２７）              …（２）
【請求項３】
感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極と、放電電極と感光体との間に設けられて感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極とを含む帯電装置であって、
放電電極の少なくとも一方の面およびグリッド電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る各表面を保護する保護層が形成され、
保護層は、
保護層中におけるリン濃度をｘ３（％）、放電電極およびグリッド電極のそれぞれの厚みＺ５に対する保護層の片面の厚みＺ６の割合である（Ｚ６／Ｚ５）×１００をｙ３（％）としたとき、下記式（３）および８≦ｘ３≦１５を満たすことを特徴とする帯電装置。
（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３≦（−０．７ｘ３＋２７）              …（３）
【請求項４】
保護層が、フッ素系有機微粒子を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項５】
グリッド電極と放電電極との少なくともいずれか１つが、ステンレス鋼またはチタンを含む金属材料から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項６】
グリッド電極および放電電極と保護層との間に、めっき処理によって形成される導電材から成る前処理層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項７】
保護層の上に、めっき処理によって形成される導電材から成る後処理層が、保護層を被覆するように形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項８】
その表面に静電荷像が形成される感光体と、感光体の表面を帯電させるための帯電装置と、帯電状態にある感光体表面に画像情報に基づく信号光を照射して静電荷像を形成する露光手段と、感光体表面の静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録材に転写させる転写手段と、記録材に転写されるトナー像を定着させる定着手段とを含む画像形成装置であって、
帯電装置が、請求項１〜７のいずれか１つ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの、電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像手段から供給されかつトナーを含む現像剤により現像して可視像とし、この可視像を紙などの記録材に転写した後、定着ローラによって加熱および加圧し、記録材に定着させることにより、記録材上に画像が形成される。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体表面を帯電させるために、帯電装置が用いられる。帯電装置は、通常、コロナ放電を行う放電電極と、適切な電圧が印加され、帯電電極により感光体表面に付与される電荷量ひいては感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、帯電電極およびグリッド電極を支持する支持部材とを含んで構成される。そして、グリッド電極としては、ステンレス鋼、タングステンなどからなるワイヤグリッド電極、ステンレス鋼などからなる金属板（グリッド基材）に多数の貫通孔が形成された多孔性板状グリッド電極などが使用される。
【０００４】
これらグリッド電極のうち、ワイヤグリッド電極にはトナーなどの汚染物質が付着し易く、汚染物質の付着により、感光体表面の帯電電位を制御する機能が不充分になり、感光体表面の帯電電位が不均一になる。
【０００５】
一方、多孔性板状グリッド電極は、ステンレス鋼などの鉄系金属材料によって形成されることから、通常は高い耐久性を有するものの、高湿環境下での水分、帯電動作時のコロナ放電により発生するオゾンや窒素酸化物などによって酸化され易いという欠点を有する。多孔性板状グリッド電極を長期間にわたって使用する上では、高湿環境下での使用、オゾンや窒素酸化物との接触などは避けることができない。このため、ステンレス鋼などの金属材料からなる多孔性板状グリッド電極では、空気中の水分、オゾンや窒素酸化物などによって錆などの腐蝕が発生し、窒素酸化物がその表面に付着することによって、その耐久性が低下する。それとともに、感光体表面での帯電電位の制御能力が不充分になり、感光体表面の帯電電位が不均一になり、所望の帯電電位を常に安定して感光体表面に付与できない。
【０００６】
このようなグリッド電極における課題に鑑み、たとえば、特許文献１には、多孔性板状グリッド電極の少なくとも一方の面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子を含むニッケルめっき層を形成して成ることを特徴とする帯電装置が開示されている。特許文献１に開示される帯電装置では、多孔性板状グリッド電極の表面に、ＰＴＦＥ微粒子を含むニッケルめっき層（以後特に断らない限り「ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層」と称す）を、無電解めっき法にて形成したグリッド電極が用いられる。ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層を有するグリッド電極は、金めっき層を有するグリッド電極に比べて、安価であるという利点を有する。
【０００７】
しかしながら、ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層を有するグリッド電極では、ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層が金属ニッケルと有機微粒子ＰＴＦＥという異質な成分を含んで形成されるので、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などが、ニッケルとＰＴＦＥ微粒子との界面からグリッド電極表面に向けて侵入する。そのため、グリッド電極表面が酸化されて錆などの腐蝕が発生し、グリッド電極の帯電電位制御性および耐久性は依然として充分ではなく、感光体表面の帯電電位が不均一になる。
【０００８】
一方、コロナ放電を行う放電電極としては、ワイヤ電極、複数の針状部を有する金属板電極（以後「針状電極」と称す）などが用いられる。これらの中でも、構成部品が少なく、寿命が長く、オゾン発生量が少なく、断線が起こりにくくて故障が少ないといった利点を有する針状電極が好ましく使用される。針状電極は、主にステンレス鋼などの鉄系金属材料からなる金属板にエッチングを施して、複数の針状部を形成することによって作製される。針状電極の材料であるステンレス鋼などの鉄系金属材料は、高い耐久性を有する反面、高湿環境下での水分、帯電動作時のコロナ放電により発生するオゾンや窒素酸化物などによって酸化され易いという欠点を有する。そして、針状電極を長時間にわたって使用する上では、高湿環境下での使用、オゾンや窒素酸化物との接触などは避けることができない。そのため、ステンレス鋼などの金属材料からなる針状電極では、空気中の水分、オゾンや窒素酸化物などによって腐蝕が発生し、その耐久性が低下する。それとともに、針状部からコロナ放電するために針状電極に印加される電圧の制御能力が低下し、感光体表面の帯電電位が不均一になり、所望の帯電電位を常に安定して感光体表面に付与できない。また、ワイヤ電極においても、コロナ放電により生成するオゾンによって錆、腐食などが発生し、感光体表面の帯電電位が不均一になるという、針状電極と同様の解決すべき課題がある。
【０００９】
このようなコロナ放電を行う放電電極の課題に鑑み、たとえば、特許文献２には、放電電極の少なくとも一方の面に、ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層を形成して成ることを特徴とする帯電装置が開示されている。特許文献２に開示される帯電装置では、放電電極の表面に形成されるニッケルＰＴＦＥ複合めっき層は、無電解めっき法にて形成されるものであり、膜厚が０．３μｍ以上であることを特徴としている。そのため、直流電流による通常の電解めっき処理によって得られるニッケルＰＴＦＥ複合めっき層に比べて、層の組織が緻密で硬く、ピンホールが少なく、層膜厚が薄くても均一で、放電電極に対して高い密着性を有する。
【００１０】
しかしながら、ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層を有する放電電極では、ニッケルＰＴＦＥ複合めっき層が金属ニッケルと有機微粒子ＰＴＦＥという異質な成分を含んで形成されるので、空気中の水分、オゾンや窒素酸化物などが、ニッケルとＰＴＦＥ微粒子との界面から放電電極表面に向けて侵入する。そのため、放電電極表面が酸化されて錆などの腐蝕が発生し、放電電極の印加電圧制御性および耐久性は依然として充分ではなく、感光体表面の帯電電位が不均一になる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１１３５３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって本発明の目的は、電極が空気中の水分、オゾンや窒素酸化物などによって腐蝕するのを防止されて、感光体表面の帯電電位が不均一になるのを防止し、感光体表面の帯電電位を長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる帯電装置を提供することである。また、感光体表面の帯電電位を長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる帯電装置を含んで構成され、長期間にわたって高画質画像を記録することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極と、放電電極と感光体との間に設けられて感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極とを含む帯電装置であって、
グリッド電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成され、
保護層は、
保護層中におけるリン濃度をｘ１（％）、グリッド電極の厚みＺ１に対する保護層の片面の厚みＺ２の割合である（Ｚ２／Ｚ１）×１００をｙ１（％）としたとき、下記式（１）および８≦ｘ１≦１５を満たすことを特徴とする帯電装置である。
（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）              …（１）
【００１４】
また本発明は、感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極と、放電電極と感光体との間に設けられて感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極とを含む帯電装置であって、
放電電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成され、
保護層は、
保護層中におけるリン濃度をｘ２（％）、放電電極の厚みＺ３に対する保護層の片面の厚みＺ４の割合である（Ｚ４／Ｚ３）×１００をｙ２（％）としたとき、下記式（２）および８≦ｘ２≦１５を満たすことを特徴とする帯電装置である。
（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２≦（−０．７ｘ２＋２７）              …（２）
【００１５】
また本発明は、感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極と、放電電極と感光体との間に設けられて感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極とを含む帯電装置であって、
放電電極の少なくとも一方の面およびグリッド電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る各表面を保護する保護層が形成され、
保護層は、
保護層中におけるリン濃度をｘ３（％）、放電電極およびグリッド電極のそれぞれの厚みＺ５に対する保護層の片面の厚みＺ６の割合である（Ｚ６／Ｚ５）×１００をｙ３（％）としたとき、下記式（３）および８≦ｘ３≦１５を満たすことを特徴とする帯電装置である。
（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３≦（−０．７ｘ３＋２７）              …（３）
【００１６】
また本発明は、保護層が、フッ素系有機微粒子を含むことを特徴とする。
また本発明は、グリッド電極と放電電極との少なくともいずれか１つが、ステンレス鋼またはチタンを含む金属材料から成ることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、グリッド電極および放電電極と保護層との間に、めっき処理によって形成される導電材から成る前処理層を有することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、保護層の上に、めっき処理によって形成される導電材から成る後処理層が、保護層を被覆するように形成されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、その表面に静電荷像が形成される感光体と、感光体の表面を帯電させるための帯電装置と、帯電状態にある感光体表面に画像情報に基づく信号光を照射して静電荷像を形成する露光手段と、感光体表面の静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録材に転写させる転写手段と、記録材に転写されるトナー像を定着させる定着手段とを含む画像形成装置であって、
帯電装置が、前記帯電装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成される。この保護層は、保護層中におけるリン濃度をＸ１（％）、グリッド電極の厚みＺ１に対する保護層の片面の厚みＺ２の割合である（Ｚ２／Ｚ１）×１００をｙ１（％）としたとき、（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）および８≦ｘ１≦１５を満たす。（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１を満たす保護層がグリッド電極表面に形成されるので、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによってグリッド電極表面が腐蝕するのを防止し、グリッド電極表面にピンホールが発生するのを抑制するとともに、グリッド電極の帯電電位制御性能が低下するのを抑制することができる。さらに、ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）を満たす保護層がグリッド電極表面に形成されるので、グリッド電極に形成される貫通孔の開口率が低下するのを抑制することができ、グリッド電極の帯電電位制御性能が低下するのを抑制することができる。したがって、グリッド電極の帯電電位制御性能が長期間にわたって維持されるので、感光体表面の帯電電位を、長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる。
【００２１】
また、酸素と結合しにくいリンの保護層中における濃度ｘ１を８％以上に調整することによって、グリッド電極表面が酸化されて腐蝕するのを防止することができる。さらに、保護層をめっき処理によって形成する場合、リン濃度ｘ１が１５％以下に調整された保護層は、めっき浴のｐＨ値が低くなりすぎるのを防止して形成することができる。そのため、めっき浴中のニッケルがイオン化するのが抑制されて、保護層を確実に形成することができる。
【００２２】
また本発明によれば、感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる放電電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成される。この保護層は、保護層中におけるリン濃度をＸ２（％）、放電電極の厚みＺ３に対する保護層の片面の厚みＺ４の割合である（Ｚ４／Ｚ３）×１００をｙ２（％）としたとき、（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２≦（−０．７ｘ２＋２７）および８≦ｘ２≦１５を満たす。（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２を満たす保護層が放電電極表面に形成されるので、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによって放電電極表面が腐蝕するのを防止し、放電電極表面にピンホールが発生するのを抑制するとともに、放電電極の印加電圧制御性能が低下するのを抑制することができる。さらに、ｙ２≦（−０．７ｘ２＋２７）を満たす保護層が放電電極表面に形成されるので、放電電極に保護層が厚くなり過ぎて形成されるのを防止することができ、放電電極の印加電圧制御性能が低下するのを抑制することができる。したがって、放電電極の印加電圧制御性能が長期間にわたって維持されるので、感光体表面の帯電電位を、長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる。
【００２３】
また、酸素と結合しにくいリンの保護層中における濃度ｘ２を８％以上に調整することによって、放電電極表面が酸化されて腐蝕するのを防止することができる。さらに、保護層をめっき処理によって形成する場合、リン濃度ｘ２が１５％以下に調整された保護層は、めっき浴のｐＨ値が低くなりすぎるのを防止して形成することができる。そのため、めっき浴中のニッケルがイオン化するのが抑制されて、保護層を確実に形成することができる。
【００２４】
また本発明によれば、放電電極の少なくとも一方の面およびグリッド電極の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成される。この保護層は、保護層中におけるリン濃度をＸ３（％）、放電電極およびグリッド電極のそれぞれの厚みＺ５に対する保護層の片面の厚みＺ６の割合である（Ｚ６／Ｚ５）×１００をｙ３（％）としたとき、（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３≦（−０．７ｘ３＋２７）および８≦ｘ３≦１５を満たす。（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３を満たす保護層が放電電極およびグリッド電極表面に形成されるので、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによって放電電極およびグリッド電極表面が腐蝕するのを防止し、放電電極およびグリッド電極表面にピンホールが発生するのを抑制するとともに、放電電極の印加電圧制御性能およびグリッド電極の帯電電位制御性能が低下するのを抑制することができる。さらに、ｙ３≦（−０．７ｘ３＋２７）を満たす保護層が放電電極およびグリッド電極表面に形成されるので、放電電極の印加電圧制御性能およびグリッド電極の帯電電位制御性能が低下するのを抑制することができる。したがって、放電電極の印加電圧制御性能とグリッド電極の帯電電位制御性能とが、長期間にわたって維持されるので、感光体表面の帯電電位を、長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる。
【００２５】
また、酸素と結合しにくいリンの保護層中における濃度ｘ３を８％以上に調整することによって、放電電極およびグリッド電極表面が酸化されて腐蝕するのを防止することができる。さらに、保護層をめっき処理によって形成する場合、リン濃度ｘ３が１５％以下に調整された保護層は、めっき浴のｐＨ値が低くなりすぎるのを防止して形成することができる。そのため、めっき浴中のニッケルがイオン化するのが抑制されて、保護層を確実に形成することができる。
【００２６】
また本発明によれば、保護層が、フッ素系有機微粒子を含む。そのため、電極表面にトナーなどが付着した場合においても、その付着力を小さくすることができるので、付着物を容易に除去することができる。
【００２７】
また本発明によれば、グリッド電極と放電電極との少なくともいずれか１つが、ステンレス鋼またはチタンを含む金属材料から成る。そのため、導電性、耐久性、耐腐蝕性に優れたグリッド電極、放電電極とすることができる。
【００２８】
また本発明によれば、グリッド電極および放電電極と保護層との間に、めっき処理によって形成される導電材から成る前処理層を有する。前処理層を導電材とすることによって、ニッケルおよびリンから成る保護層との密着性を向上させることができ、前処理層と保護層との界面で保護層が剥がれるのを防止することができる。
【００２９】
また本発明によれば、保護層の上に、めっき処理によって形成される導電材から成る後処理層が、保護層を被覆するように形成される。そのため、保護層にピンホールが発生した場合においても、そのピンホールを後処理層によって塞ぐことができ、ピンホールを介して空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などが電極表面に侵入するのを防止することができる。また、後処理層を導電材とすることによって、ニッケルおよびリンから成る保護層との密着性を向上させることができ、後処理層と保護層との界面で後処理層が剥がれるのを防止することができる。
【００３０】
また本発明によれば、画像形成装置が、感光体表面の帯電電位を長期間にわたって適正な範囲に維持することができる帯電装置を備える。そのため、長期間にわたって高画質画像を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施の一形態である帯電装置１の構成を示す斜視図である。帯電装置１は、複数の先鋭状突起部５８を有する板状の電極５０（以後「針状電極５０」と称す）と、針状電極５０を保持する保持部材５１と、針状電極５０に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に針状電極５０を擦過することによって針状電極５０の表面を清掃する２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂと、清掃部材５２ａ，５２ｂを支持する支持部材５３と、清掃部材５２ａ，５２ｂおよび支持部材５３を移動させる移動用部材５４と、針状電極５０、保持部材５１、清掃部材５２ａ，５２ｂおよび支持部材５３を収容するシールドケース５５と、感光体表面の帯電電位を調整するグリッド電極５６とを含む。
【００３２】
帯電装置１は、いわゆるスコロトロン帯電装置であり、放電電極である針状電極５０に電圧が印加されることによってコロナ放電が起こり、後述する感光体ドラム１１の表面を帯電するとともに、グリッド電極５６に所定のグリッド電圧が印加されることによって、感光体ドラム１１の表面の帯電状態が均一化され、感光体ドラム１１の表面を所定の電位および極性に帯電する装置である。この帯電装置１は、たとえば、後述する画像形成装置１００が有するトナー像形成手段２において、感光体ドラム１１を臨み感光体ドラム１１の軸方向に沿って配置される。
【００３３】
グリッド電極５６は、針状電極５０と感光体ドラム１１との間に設けられ、このものに電圧が印加されることによって、感光体ドラム１１表面の帯電状態のばらつきを調整し、帯電電位を均一化する。グリッド電極５６の基材としては、グリッド形状の加工が可能であり、かつめっき可能な金属を使用でき、たとえば、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などが挙げられる。これらの中でも、グリッド電極５６の耐久性向上の観点からはステンレス鋼が特に好ましく、チタンでもよい。チタンは、耐食性に優れた材料として知られ、エッチング処理を行うことによって、グリッドとして使用することができる。ステンレス鋼の具体例としては、たとえば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０９、ＳＵＳ３１６などが挙げられ、これらの中でもＳＵＳ３１６が好ましい。さらに、金属板にマスキング処理およびエッチング処理を行うことによって、金属板に複数の貫通孔が形成される。エッチング処理は公知の方法に従って実施でき、たとえば、塩化第２鉄水溶液などのエッチング液を金属板に噴霧する方法などが挙げられる。化学研磨工程で貫通孔が形成された金属板は、水洗工程、酸浸漬工程、水洗工程および純水浸漬工程において、水洗、酸洗浄または純水洗浄を施され、その表面から異物が除去され、多孔性板状のグリッド電極基材が得られる。グリッド電極基材に形成される貫通孔の開口率は、通常７５％以上８５％以下のものが用いられる。
【００３４】
本発明の第１の実施形態では、グリッド電極５６の少なくとも一方の面には、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成される。グリッド電極５６の表面に保護層を形成させる方法としては、たとえば、触媒ニッケルめっき処理（カニゼン処理）などの無電解めっき処理が挙げられる。浴温９０℃以上のめっき浴にグリッド電極基材を浸漬し、無電解めっき処理を行うことによって、グリッド電極５６表面に保護層を形成させることができる。ここで、無電解めっき処理に使用するめっき浴としては、たとえば、次亜リン酸またはその塩およびニッケル塩を含む水溶液が挙げられる。めっき浴の具体例としては、たとえば、日本カニゼン株式会社製の商品名「カニフロンＳ」、上村工業株式会社製の商品名「ニムフロン」、奥野製薬工業株式会社製の商品名「トップニコジット」シリーズなどが挙げられる。
【００３５】
本実施形態では、めっき浴のｐＨ値は、５〜５．５の範囲に調整される。これは、グリッド電極５６表面に形成される保護層中におけるリン濃度ｘ１（％）を、８≦ｘ１≦１５の範囲に調整するためである。つまり、めっき浴のｐＨ値が高くなりすぎると保護層中のリン濃度ｘ１が低くなり、めっき浴のｐＨ値が低くなりすぎるとめっき浴中のニッケルがイオン化して保護層の形成が困難となる。このように、めっき浴のｐＨ値を調整して、酸素と結合しにくいリンの保護層中における濃度ｘ１を８％以上に調整することによって、グリッド電極５６表面が酸化されて腐蝕するのを防止することができる。また、めっき浴のｐＨ値を調整して、保護層中におけるリン濃度ｘ１を１５％以下に調整することによって、グリッド電極５６表面に保護層を確実に形成することができる。ここで、保護層中のリン濃度ｘ１の分析は、金属組成分析として一般的に知られている分析装置を用いて行うことができ、たとえばエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤ−ＸＲＦ）などを用いて行うことができる。
【００３６】
また、保護層は、電気めっき処理によっても形成することができる。電気めっき処理に使用するめっき浴としては、前述した無電解めっき処理に使用するめっき浴と同様のものを挙げることができる。電気めっき処理の条件は、一般的なニッケルの電気めっき処理と同じである。電気めっき処理によって保護層を形成する場合、電気めっき処理に特有の傾向、すなわちエッジ部分では保護層が形成され易く、その一方で、多孔性板状グリッド電極基材の貫通孔が形成される部分では保護層が形成されにくい傾向がある。このため、保護層の層厚を均一にするためには、層厚を大きくする必要がある。なお、保護層を形成するときに、無電解めっき処理または電気めっき処理のいずれを選択するかは、それぞれのめっき処理の特徴とコストに応じて決定すればよい。
【００３７】
次に、グリッド電極５６表面に形成される保護層の厚みについて説明する。本発明における保護層の厚みは、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによってグリッド電極５６表面が腐蝕するのを防止し、グリッド電極５６における帯電電位安定性の低下を抑制することができるように設定する。なお、所望の厚さの保護層を得るためには、グリッド電極基材のめっき浴への浸漬時間、通電時間および電流値などのめっき処理条件を適宜変更すればよい。ここで、保護層の厚みの測定は、蛍光Ｘ線めっき厚測定装置などを用いて行うことができる。
【００３８】
保護層の厚みの好適範囲を見出すために、以下の実験を行った。
（実験１）
［グリッド電極の作製］
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）から成るグリッド電極の基材（寸法３０ｍｍ×３７０ｍｍ×厚さ０．１ｍｍ）にエッチング処理を行い、多孔性板状グリッド電極基材を作製した。なお、エッチング処理は、グリッド電極基材に３０重量％の塩化第２鉄水溶液を液温９０℃で２時間噴霧することによって行った。エッチング処理後、水洗および純水による洗浄を行い、多孔性板状グリッド電極基材を作製した。
【００３９】
上記で得られた多孔性板状グリッド電極基材の表面に、前述した無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ１が１５％で、片面の厚みが０．５μｍである保護層が形成されたグリッド電極Ｇ１を作製した。なお、無電解めっき処理は、ｐＨ値が５〜５．５、浴温が９０℃に調整されたニッケルおよびリンの分散液から成るめっき浴中に、グリッド電極基材を浸漬して行った。無電解めっき処理終了後、グリッド電極をめっき浴から取り出し、水洗および純水による洗浄を行い、乾燥した。このようにして作製したグリッド電極Ｇ１と同様にして、保護層のリン濃度ｘ１および片面の厚みが異なるグリッド電極Ｇ２〜Ｇ２５を作製した。作製したグリッド電極Ｇ１〜Ｇ２５の保護層中のリン濃度ｘ１および保護層の片面の厚みは、表１に示した。
【００４０】
［グリッド電極の放電試験］
作製したグリッド電極Ｇ１〜Ｇ２５を、市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ２７００、シャープ株式会社製）における帯電装置のグリッド電極として用いて、以下の試験を実施した。過酷試験として、高湿（湿度が８０％以上）条件下で、エージングテストを行った。このテストにおいて感光体表面の帯電電位は、初期では−６００Ｖに設定した。放電後のグリッド電極表面を目視観察し、緑錆の発生程度を以下に示す基準で判定した。
○：グリッド電極表面の全面積に対する緑錆が発生した面積の割合が１０％未満
○△：グリッド電極表面の全面積に対する緑錆が発生した面積の割合が１０％以上２０％未満
△：グリッド電極表面の中央部分を中心に緑錆が発生し、グリッド電極表面の全面積に対する緑錆が発生した面積の割合が２０％以上４０％未満
×：グリッド電極表面全体的に緑錆が発生し、グリッド電極表面の全面積に対する緑錆が発生した面積の割合が４０％以上
【００４１】
また、電位上昇は、初期の帯電電位に対する放電時間後の電位上昇値を実測し、その電位上昇値が２０Ｖ未満である場合を「○」とし、２０Ｖ以上６０Ｖ未満である場合を「△」とし、６０Ｖ以上である場合を「×」とした。
グリッド電極の放電試験結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2009128642.tif 000003
【００４３】
また、図２は、グリッド電極の厚みに対する保護層の厚みの割合であるｙ１と、保護層中におけるリン濃度ｘ１との好適範囲を示す図である。
【００４４】
図２において、横軸は保護層中のリン濃度ｘ１（％）を示し、縦軸は保護層の厚み割合ｙ１（％）を示す。ここで、保護層の厚み割合ｙ１は、グリッド電極の厚みＺ１に対する保護層の片面の厚みＺ２の割合であり、（Ｚ２／Ｚ１）×１００で算出される。なお、図２（ａ）では、作製したグリッド電極Ｇ１〜Ｇ２５に形成される保護層のリン濃度ｘ１および保護層の厚み割合ｙ１に対する、表１に示す緑錆発生判定結果をプロットしており、図２（ａ）中に示した数式は、プロットに基づいて最小二乗法によって算出したものである。また、図２（ｂ）では、作製したグリッド電極Ｇ１〜Ｇ２５に形成される保護層のリン濃度ｘ１および保護層の厚み割合ｙ１に対する、表１に示す電位上昇判定結果をプロットしており、図２（ｂ）中に示した数式は、プロットに基づいて最小二乗法によって算出したものである。
【００４５】
（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１を満たす保護層が形成されたグリッド電極５６は、表１および図２（ａ）から明らかに、緑錆発生が抑制されている。これは、グリッド電極５６表面に形成される保護層が、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによってグリッド電極５６表面が腐蝕するのを防止するためである。さらに、（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）を満たす保護層が形成されたグリッド電極５６は、表１および図２（ｂ）から明らかに、電位上昇が小さく、帯電電位安定性の低下を抑制する。これは、（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１を満たす保護層が形成された場合には、前述のように、腐蝕が防止され、ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）を満たす保護層が形成された場合には、多孔性板状のグリッド電極５６の貫通孔が塞がるのを防止することができ、開口率低下を抑制することができるためである。また、ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）を満たすように保護層を形成することによって、保護層の厚みが大きくなりすぎるのを防止し、保護層中に発生する内部応力によって保護層が剥離するのを防止することができる。また、保護層の厚みが大きくなりすぎるのを防止することによって、環境汚染性の高いニッケルの量を抑制することができ、耐環境性が悪化するのを防止することができる。以上のことから、本発明におけるグリッド電極５６表面に形成される保護層の厚み割合ｙ１は、保護層中のリン濃度ｘ１に基づく下記式（４）を満たすように設定する。
（−０．７ｘ１＋１１）≦ｙ１≦（−０．７ｘ１＋２７）              …（４）
【００４６】
また、保護層中におけるリン濃度ｘ１は、前述したように、耐酸化性低下の防止および保護層形成の容易性の観点から、８≦ｘ１≦１５を満たすように設定する。
【００４７】
また、保護層には、フッ素系有機微粒子が含まれていてもよい。フッ素系有機微粒子を含有した保護層を形成させる方法としては、前述した触媒ニッケルめっき処理などの無電解めっき処理が挙げられる。ｐＨ値が５〜５．５の範囲に調整され、浴温９０℃以上のめっき浴にグリッド電極基材を浸漬し、無電解めっき処理を行うことによって、グリッド電極５６表面にフッ素系有機微粒子を含有した保護層を形成させることができる。ここで、無電解めっき処理に使用するめっき浴としては、前述した次亜リン酸またはその塩およびニッケル塩を含む水溶液に、さらにフッ素系有機微粒子が添加されて成るめっき浴が使用される。フッ素系有機微粒子のめっき浴への添加量は、特に制限はないけれども、好ましくはめっき浴全重量の０．０１〜１０重量％、さらに好ましくは０．１〜１．０重量％である。このとき、保護層中におけるフッ素系有機微粒子の含有量は、好ましくは３〜３０体積％、さらに好ましくは２０〜３０体積％である。フッ素系有機微粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）などの有機微粒子が挙げられる。フッ素系有機微粒子の粒子径は、保護層の厚みよりも小さければ特に制限はないけれども、好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは１００〜５００ｎｍである。
【００４８】
以上のように、フッ素系有機微粒子が含まれた保護層を有するグリッド電極５６では、グリッド電極５６表面にトナーなどが付着した場合においても、その付着力を小さくすることができるので、後述する清掃部材によって、付着物を容易に除去することができる。
【００４９】
また、グリッド電極５６は、グリッド電極基材と保護層との間に、導電材から成る前処理層を有するように構成されてもよい。この前処理層は、グリッド電極５６表面に保護層を形成する前に、めっき処理によって形成することができる。ここで、めっき処理は一般的に実施される方法によって行うことができる。導電材としては、たとえば、ニッケル、アルミニウム、銅、鉄などが挙げられる。前処理層の層厚は、特に制限されないけれども、好ましくは０．０３〜３μｍ、さらに好ましくは０．５〜１．５μｍ、特に好ましくは１μｍ程度である。
【００５０】
以上のように、前処理層がめっき処理によって形成されるので、エッチング処理して作製されたグリッド電極基材に付着する、汚れや油分等の残渣液を除去することができ、残渣液がグリッド電極基材表面を腐蝕するのを防止することができる。また、前処理層を導電材とすることによって、ニッケルおよびリンから成る保護層との密着性を向上させることができ、前処理層と保護層との界面で保護層が剥がれるのを防止することができる。また、導電性を有する導電材とすることによって、感光体表面の帯電電位を容易に調整することが可能となる。
【００５１】
また、グリッド電極５６は、保護層の上に、導電材から成る後処理層を有するように構成されてもよい。この後処理層は、グリッド電極５６表面に保護層を形成した後に、めっき処理によって形成することができる。ここで、めっき処理は一般的に実施される方法によって行うことができるけれども、直流および交流による電解めっきを行うのが好ましい。導電材としては、たとえば、金、白金などが挙げられる。後処理層の層厚も特に制限されないけれども、好ましくは０．３μｍ以上である。
【００５２】
以上のように、後処理層が保護層の上に形成されるので、保護層にピンホールが発生した場合においても、そのピンホールを後処理層によって塞ぐことができ、ピンホールを介して空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などがグリッド電極基材表面に侵入するのを防止することができる。また、後処理層を導電材とすることによって、ニッケルおよびリンから成る保護層との密着性を向上させることができ、後処理層と保護層との界面で後処理層が剥がれるのを防止することができる。また、導電性を有する導電材とすることによって、感光体表面の帯電電位を容易に調整することが可能となる。
【００５３】
本発明の第２の実施形態では、針状電極５０の少なくとも一方の面に、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成される。針状電極５０の表面に保護層を形成させる方法は、グリッド電極５６表面に保護層を形成させる前述した方法と同様に行うことができるので、詳細説明は省略する。このとき、針状電極５０表面に形成される保護層中におけるリン濃度ｘ２（％）は、耐酸化性低下の防止および保護層形成の容易性の観点から、８≦ｘ２≦１５を満たすように設定する。
【００５４】
次に、針状電極５０表面に形成される保護層の厚みについて説明する。本発明における保護層の厚みは、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによって針状電極５０表面が腐蝕するのを防止し、針状電極５０における帯電電位安定性の低下を抑制することができるように設定する。なお、所望の厚さの保護層を得るためには、針状電極基材のめっき浴への浸漬時間、通電時間および電流値などのめっき処理条件を適宜変更すればよい。
【００５５】
保護層の厚みの好適範囲を見出すために、以下の実験を行った。
（実験２）
［針状電極の作製］
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）から成る針状電極の基材（寸法２０ｍｍ×３１０ｍｍ×厚さ０．１ｍｍ）にマスキング処理およびエッチング処理を行い、針状電極基材を作製した。なお、エッチング処理は、針状電極基材に３０重量％の塩化第２鉄水溶液を液温９０℃で２時間噴霧することによって行った。エッチング処理後、水洗および純水による洗浄を行い、針状電極基材を作製した。
【００５６】
上記で得られた針状電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ２が１５％で、片面の厚みが０．５μｍである保護層が形成された針状電極Ｈ１を作製した。無電解めっき処理終了後、針状電極をめっき浴から取り出し、水洗および純水による洗浄を行い、乾燥した。このようにして作製した針状電極Ｈ１と同様にして、リン濃度ｘ２および片面の厚みが異なる針状電極Ｈ２〜Ｈ２５を作製した。作製した針状電極Ｈ１〜Ｈ２５の保護層中のリン濃度ｘ２および保護層の片面の厚みは、表２に示した。
【００５７】
針状電極Ｈ１〜Ｈ２５を、市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ２７００、シャープ株式会社製）における帯電装置の放電電極として用いて、前述したグリッド電極Ｇ１〜Ｇ２５の耐腐蝕性試験と同様の試験を実施した。針状電極Ｈ１〜Ｈ２５の放電試験結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
2009128642.tif 000004
【００５９】
また、横軸を保護層中のリン濃度ｘ２（％）、縦軸を保護層の厚み割合ｙ２（％）としたグラフ上に、表２に示す緑錆発生判定結果および電位上昇判定結果を、前述したグリッド電極Ｇ１〜Ｇ２５の場合と同様にしてプロットし、針状電極における保護層の厚み割合ｙ２の好適範囲を求めた。ここで、保護層の厚み割合ｙ２は、針状電極の厚みＺ３に対する保護層の片面の厚みＺ４の割合であり、（Ｚ４／Ｚ３）×１００で算出される。本発明における針状電極５０表面に形成される保護層の厚み割合ｙ２は、保護層中のリン濃度ｘ２に基づく下記式（５）を満たすように設定する。
（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２≦（−０．７ｘ２＋２７）              …（５）
【００６０】
本発明の第２実施形態においては、（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２を満たす保護層が針状電極５０表面に形成されるので、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによって針状電極５０表面が腐蝕するのを防止し、針状電極５０表面にピンホールが発生するのを抑制することができる。さらに、（−０．７ｘ２＋１１）≦ｙ２≦（−０．７ｘ２＋２７）を満たす保護層が針状電極５０表面に形成されるので、針状電極５０における帯電電位安定性の低下を抑制することができる。
【００６１】
また、針状電極５０に形成される保護層には、前述したグリッド電極５６と同様に、フッ素系有機微粒子を含んでもよい。また、保護層を有する針状電極５０は、前述したグリッド電極５６と同様に、針状電極基材と保護層との間に前処理層を設けてもよく、保護層の上に後処理層を設けてもよい。
【００６２】
針状電極５０は、たとえばステンレス鋼製の薄板状部材であり、一方向に長く延びる平板部５７と平板部５７の短手方向の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状の突起部５８とによって構成される。針状電極５０の寸法について例示すると、平板部５７の短手方向の長さＬ１は、１０ｍｍ程度が好ましく、突起部５８の突出方向の長さＬ２は、２ｍｍ程度が好ましく、突起部５８の先端の曲率半径Ｒは、４０μｍ程度が好ましく、突起部５８の形成されるピッチＴＰは、２ｍｍ程度が好ましい。
【００６３】
このような先鋭状突起部５８を有する形状に加工する方法としては、たとえば、エッチング加工、精密プレスなどの方法を挙げることができる。エッチング加工によって作製される針状電極５０の基材においては、針状電極基材のエッチング加工断面は滑らかさに欠け、微細な凹凸が生じる。放電を行うための先鋭状突起部の先端部分においても、滑らかさに欠けるエッチング加工断面になっているので、放電が不均一になる原因となる。また、エッチング加工断面の微細な凹凸には、トナーなどが付着し易く、放電が一層不均一になる。このようなエッチング加工断面の微細な凹凸は、一般的なめっき処理によって針状電極基材表面を被覆しても、そのまま残ってしまう。
【００６４】
ところが、厚み割合が前述した式（５）を満たす範囲に設定された本発明における保護層は、エッチング加工断面の微細な凹凸にも積層されやすい。そのため、針状電極基材の表面に保護層が形成された本発明の針状電極５０においては、エッチング加工断面が滑らかになるので、放電が不均一になるのが防止され、かつトナーなどが付着するのが防止される。
【００６５】
本発明の第３の実施形態では、グリッド電極５６の少なくとも一方の面および針状電極５０の少なくとも一方の面に、ニッケルおよびリンから成る表面を保護する保護層が形成される。第３の実施形態におけるグリッド電極５６の保護層は、前述の第１の実施形態と同様にして設けることができる。また、第３の実施形態における針状電極５０の保護層は、前述の第２の実施形態と同様にして設けることができる。
【００６６】
第３実施形態におけるグリッド電極５６および針状電極５０の表面に形成される保護層では、保護層中におけるリン濃度ｘ３（％）は、前述した第１，２実施形態と同様に８≦ｘ３≦１５を満たすように設定する。また、第３実施形態における保護層の厚み割合ｙ３は、前述した第１，２実施形態と同様に、保護層中のリン濃度ｘ３に基づく下記式（６）を満たすように設定する。ここで、保護層の厚み割合ｙ３は、グリッド電極５６および針状電極５０のそれぞれの厚みＺ５に対する保護層の片面の厚みＺ６の割合であり、（Ｚ６／Ｚ５）×１００で算出される。
（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３≦（−０．７ｘ３＋２７）              …（６）
【００６７】
本発明の第３実施形態においては、（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３を満たす保護層がグリッド電極５６および針状電極５０の表面に形成されるので、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによってグリッド電極５６および針状電極５０の表面が腐蝕するのを防止し、グリッド電極５６および針状電極５０の表面にピンホールが発生するのを抑制することができる。さらに、（−０．７ｘ３＋１１）≦ｙ３≦（−０．７ｘ３＋２７）を満たす保護層がグリッド電極５６および針状電極５０の表面に形成されるので、グリッド電極５６および針状電極５０における帯電電位安定性の低下を抑制することができる。
【００６８】
また、第１，２および３の実施形態において、放電電極として先鋭状突起部を有する針状電極を用いる例を示したが、それに限定されず、帯電ワイヤを用いることもできる。帯電ワイヤとしてはこの分野で常用されるものをいずれも使用でき、たとえば、線径０．０６ｍｍのタングステンワイヤに金めっきを施したものが挙げられる。放電電極として円柱状の帯電ワイヤを用いる場合、帯電ワイヤに形成する保護層の厚み割合は、帯電ワイヤの太さ（断面直径）に対する保護層の厚みの割合であり、保護層は前述した式（５）を満たすように形成する。
【００６９】
図１に示すように、針状電極５０を保持する保持部材５１は、針状電極５０と同様に一方向に長く延び、長手方向に直交する断面が逆Ｔ字状の部材であり、たとえば樹脂製である。針状電極５０は、その長手方向の両端部付近において、保持部材５１の突出部分の一側面に、ねじ部材５９によってねじ止めされる。この針状電極５０には、後述の感光体ドラム１１を帯電させるべく動作中は、コロナ放電するために５ｋＶ程度の電圧が印加される。針状電極５０には、図示しない電源から電圧が印加され、電圧印加によって先鋭状突起部５８から感光体ドラム１１の表面に向けてコロナ放電が起こり、感光体ドラム１１表面が帯電される。
【００７０】
清掃部材５２ａ，５２ｂを構成する金属素材としては、りん青銅、普通鋼、ステンレス鋼などを使用できる。これらの中でも、清掃部材５２ａ，５２ｂがコロナ放電によって発生するオゾン雰囲気中で使用されることを考慮すると、耐酸化性に基づく耐久寿命の観点から、ステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼としては公知のものを使用できるけれども、たとえば、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０５に規定されるオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０などが挙げられる。
【００７１】
清掃部材５２ａ，５２ｂの硬さは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さＭスケールで１１５以上であることが好ましい。ロックウェル硬さが１１５未満では、軟質にすぎるので、針状電極５０に当接させて擦過するとき、清掃部材５２ａ，５２ｂが必要以上に変形し過ぎて清掃効果が得られない。清掃部材５２ａ，５２ｂの硬さが高くても特に機能上の問題が現出しないので上限を設ける必要がないけれども、ロックウェル硬さＭスケールの上限値が１３０であるので、あえて上限を設けるとすれば１３０である。
【００７２】
支持部材５３は、清掃部材５２ａ，５２ｂを支持する逆Ｌ字状の形状を有する部材であり、その梁状部分に、Ｔ字状を有する清掃部材５２ａ，５２ｂの腕部分が装着される。２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂは、針状電極５０に対して相対的に移動する方向に関して予め定められる間隔Ｌ２を有するように設けられる。間隔Ｌ２は、一方の清掃部材５２ａが針状電極５０に当接して変形するとき、他方の清掃部材５２ｂが変形している清掃部材５２ａに当たることのない距離に選ばれ、装着される支持部材５３の梁状部分の厚みで調整できる。この間隔Ｌ２は、清掃部材５２ａ，５２ｂを構成する素材によって変形状態が変化するので、該素材の変形状態を事前に試験して定めるのが望ましい。清掃部材５２ａ，５２ｂが、たとえば厚さｔ＝３０μｍのステンレス鋼からなるとき、間隔Ｌ２は２ｍｍが好ましい。２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂに間隔Ｌ２を設けることによって、一方の清掃部材５２ａが針状電極５０を擦過する間中、他方の清掃部材５２ｂによってその変形を阻害されることなく好適範囲の押圧力を維持できるので、針状電極５０の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃できる。
【００７３】
シールドケース５５は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有するとともに、後述の感光体ドラム１１を臨む一方の面に開口部を有する容器状の部材である。またシールドケース５５は、針状電極５０と同一方向に長く延び、長手方向に直交する方向の断面形状が略Ｕ字状を有する。シールドケース５５の底面６３に保持部材５１が装着される。また、シールドケース５５の内側面６１と保持部材５１とによって形成される溝部６２には、支持部材５３の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。
【００７４】
支持部材５３の柱状部分には、針状電極５０の延びる方向と平行に貫通孔６０が形成され、貫通孔６０を挿通して移動用部材５４が設けられる。移動用部材５４は、貫通孔６０に挿通される部位で支持部材５３に固定されるので、移動用部材５４を針状電極５０の延びる方向に牽引することによって、支持部材５３は、溝部６２に対して摺動し、かつ溝部６２に案内されて針状電極５０の延びる方向に移動できる。すなわち、支持部材５３に支持される清掃部材５２ａ，５２ｂを針状電極５０に当接させて擦過することができる。
【００７５】
移動用部材５４の牽引により清掃部材５２ａ，５２ｂを針状電極５０に当接させて清掃するとき、針状電極５０に対する清掃部材５２ａ，５２ｂの押圧力は、１０〜３０ｇｆ以下になるように調整するのが好ましい。押圧力が１０ｇｆ未満では、針状電極５０に付着するトナー、紙粉などの汚染物質を充分に除去できないおそれがあり、３０ｇｆを超えると、針状電極５０の突起部５８の先端が変形破損するおそれがある。
【００７６】
針状電極５０に対する清掃部材５２ａ，５２ｂの押圧力は、たとえば、次のようにして調整できる。移動用部材５４の一方の端部に錘を吊り下げた状態で、清掃部材５２ａまたは５２ｂに負荷される力の大きさを測定する。測定は、たとえば、清掃部材５２ａまたは５２ｂにばね秤を接続して行われる。そして、清掃部材５２ａまたは５２ｂに負荷される力が１０〜３０ｇｆになる錘を選定し、針状電極５０を清掃するに際して、予め選定した錘を移動用部材５４の端部に吊り下げることによって、所定の押圧力で清掃できる。また、移動用部材５４の端部に回転トルクを調整した電動機を接続し、所定の押圧力を負荷できるようにしてもよい。
【００７７】
図３は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、前述した感光体表面の帯電電位を長期間にわたって適正な範囲に維持することができる帯電装置１を備える。そのため、長期間にわたって高画質画像を記録することができる。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１００においては、コピアモード（複写モード）、プリンタモードおよびＦＡＸモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。画像形成装置１００は、トナー像形成手段２と、転写手段３と、定着手段４と、記録媒体供給手段５と、排出手段６とを含む。トナー像形成手段２を構成する各部材および中間転写手段３に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。
【００７８】
トナー像形成手段２は、感光体ドラム１１と、帯電手段１２と、露光ユニット１３と、現像手段１４と、クリーニングユニット１５とを含む。帯電手段１２、現像手段１４およびクリーニングユニット１５は、感光体ドラム１１の回転方向まわりに、この順序で配置される。帯電手段１２は、現像手段１４およびクリーニングユニット１５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００７９】
感光体ドラム１１は、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などが挙げられる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの２種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種または２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子と導電性ポリマーとの少なくともいずれか１つを含有する樹脂組成物などが挙げられる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。
【００８０】
感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層または電荷輸送層との間には、下引き層を設けるのが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷および凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温と低湿との少なくともいずれか１つの環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体であっても良い。
【００８１】
電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属および無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などが挙げられる。これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環とフルオレノン環との少なくともいずれか１つを含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るのに適する。電荷発生物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷発生物質の含有量は特に制限はないけれども、電荷発生層中の結着樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜５００重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。電荷発生層用の結着樹脂としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。
【００８２】
電荷発生層は、電荷発生物質および結着樹脂ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷発生層塗液を調製し、この電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは０．０５〜５μｍ、さらに好ましくは０．１〜２．５μｍである。
【００８３】
電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有する。電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、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、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などが挙げられる。電荷輸送物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷輸送物質の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは電荷輸送物質中の結着樹脂１００重量部に対して１０〜３００重量部、さらに好ましくは３０〜１５０重量部である。電荷輸送層用の結着樹脂としては、この分野で常用されかつ電荷輸送物質を均一に分散できるものを使用でき、たとえば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールＺをモノマー成分として含有するポリカーボネート（以後「ビスフェノールＺ型ポリカーボネート」と称す）、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００８４】
電荷輸送層には、電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂と共に、酸化防止剤が含まれるのが好ましい。酸化防止剤としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。酸化防止剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。酸化防止剤の含有量は特に制限されないけれども、電荷輸送層を構成する成分の合計量の０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜４０μｍである。なお、１つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質および電荷輸送物質の種類、含有量、結着樹脂の種類、その他の添加剤などは、電荷発生層および電荷輸送層を別々に形成する場合と同様でよい。
【００８５】
本実施の形態では、前述のような、電荷発生物質および電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いるけれども、それに代えて、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを使用できる。
【００８６】
帯電手段１２は、感光体ドラム１１を臨み、感光体ドラム１１の長手方向に沿って感光体ドラム１１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム１１表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電手段１２には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを使用できる。本実施の形態では、帯電手段１２は感光体ドラム１１表面から離隔するように設けられるけれども、それに限定されない。帯電手段１２は、前述した帯電装置１である。
【００８７】
露光ユニット１３は、露光ユニット１３から出射される各色情報の光が、帯電手段１２と現像手段１４との間を通過して感光体ドラム１１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１３は、画像情報を該ユニット内でｂ、ｃ、ｍ、ｙの各色情報の光に分岐し、帯電手段１２によって一様な電位に帯電された感光体ドラム１１表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。
【００８８】
現像手段１４は、現像槽２０とトナーホッパ２１とを含む。現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽２０は、その内部空間にトナーを収容しかつ現像ローラ、供給ローラ、撹拌ローラなどのローラ部材またはスクリュー部材を収容して回転自在に支持する。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口部が形成され、この開口部を介して感光体ドラム１１に対向する位置に現像ローラが回転駆動可能に設けられる。現像ローラは、感光体ドラム１１との圧接部または最近接部において感光体１１表面の静電潜像にトナーを供給するローラ状部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（以下単に「現像バイアス」とする）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御できる。供給ローラは現像ローラを臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ周辺にトナーを供給する。攪拌ローラは供給ローラを臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ２１から現像槽２０内に新たに供給されるトナーを供給ローラ周辺に送給する。トナーホッパ２１は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口（図示せず）と、現像槽２０の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口（図示せず）とが連通するように設けられ、現像槽２０のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。またトナーホッパ２１を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するよう構成しても構わない。
【００８９】
クリーニングユニット１５は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１５には、たとえば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、本発明の画像形成装置１００においては、感光体ドラム１１として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット１５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施の形態ではクリーニングユニット１５を設けるけれども、それに限定されず、クリーニングユニット１５を設けなくてもよい。
【００９０】
トナー像形成手段２によれば、帯電手段１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１３から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像手段１４からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２５に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１５で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【００９１】
転写手段３は、感光体ドラム１１の上方に配置され、中間転写ベルト２５と、駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、中間転写ローラ２８（ｂ、ｃ、ｍ、ｙ）と、転写ベルトクリーニングユニット２９、転写ローラ３０とを含む。中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６と従動ローラ２７とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢符Ｂの方向に回転駆動する。中間転写ベルト２５が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ２８から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２５上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト２５上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ２６は図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト２５を矢符Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ２７は駆動ローラ２６の回転駆動に従動回転可能に設けられ、中間転写ベルト２５が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト２５に付与する。中間転写ローラ２８は、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。中間転写ローラ２８は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２５に転写する機能を有する。転写ベルトクリーニングユニット２９は、中間転写ベルト２５を介して従動ローラ２７に対向し、中間転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム１１との接触によって中間転写ベルト２５に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット２９が中間転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。転写ローラ３０は、中間転写ベルト２５を介して駆動ローラ２６に圧接し、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられる。転写ローラ３０と駆動ローラ２６との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト２５に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給手段５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着手段４に送給される。転写手段３によれば、感光体ドラム１１と中間転写ローラ２８との圧接部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト２５に転写されるトナー像が、中間転写ベルト２５の矢符Ｂ方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。
【００９２】
定着手段４は、転写手段３よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とを含む。定着ローラ３１は図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられ、記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録媒体に定着させる。定着ローラ３１の内部には図示しない加熱手段が設けられる。加熱手段は、定着ローラ３１表面が所定の温度（加熱温度）になるように定着ローラ３１を加熱する。加熱手段には、たとえば、ヒータ、ハロゲンランプなどを使用できる。加熱手段は、後記する定着条件制御手段によって制御される。定着条件制御手段による加熱温度の制御については、後に詳述する。定着ローラ３１表面近傍には温度検知センサが設けられ、定着ローラ３１の表面温度を検知する。温度検知センサによる検知結果は、後記する制御手段の記憶部に書き込まれる。加圧ローラ３２は定着ローラ３１に圧接するように設けられ、加圧ローラ３２の回転駆動に従動回転可能に支持される。加圧ローラ３２は、定着ローラ３１によってトナーが溶融して記録媒体に定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を補助する。定着ローラ３１と加圧ローラ３２との圧接部が定着ニップ部である。定着手段４によれば、転写手段３においてトナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とによって挟持され、定着ニップ部を通過する際に、トナー像が加熱下に記録媒体に押圧されることによって、トナー像が記録媒体に定着され、画像が形成される。
【００９３】
記録媒体供給手段５は、自動給紙トレイ３５と、ピックアップローラ３６と、搬送ローラ３７と、レジストローラ３８、手差給紙トレイ３９を含む。自動給紙トレイ３５は画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体には、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ３６は、自動給紙トレイ３５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ３７は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体をレジストローラ３８に向けて搬送する。レジストローラ３８は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ３７から送給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ３９は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１００内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ３９から取り込まれる記録媒体は、搬送ローラ３７によって用紙搬送路Ｓ２内を通過し、レジストローラ３８に送給される。記録媒体供給手段５によれば、自動給紙トレイ３５または手差給紙トレイ３９から１枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００９４】
排出手段６は、搬送ローラ３７と、排出ローラ４０と、排出トレイ４１とを含む。搬送ローラ３７は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着手段４によって画像が定着された記録媒体を排出ローラ４０に向けて搬送する。排出ローラ４０は、画像が定着された記録媒体を、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ４１に排出する。排出トレイ４１は、画像が定着された記録媒体を貯留する。
【００９５】
画像形成装置１００は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１００の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、たとえば、記録媒体判定手段、付着量制御手段、定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital 
Versatile Disc）、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。
【００９６】
（実施例）
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
【００９７】
［グリッド電極の評価］
（実施例１）
前述の実験１で作製したグリッド電極Ｇ１３と同様にして得られるグリッド電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ１が１０％で厚みＺ２が１５μｍ（厚み割合ｙ１：１５％）である保護層が形成されたグリッド電極を作製した。ここで、実施例１における保護層の厚み割合ｙ１（＝１５％）は、リン濃度ｘ１（＝１０％）に基づいて前述した式（４）から導かれる、４≦ｙ１≦２０を満たす。なお、無電解めっき処理は、ｐＨ値が５〜５．５、浴温が９０℃に調整されたニッケルおよびリンの分散液から成るめっき浴中に、グリッド電極基材を浸漬して行った。無電解めっき処理終了後、グリッド電極をめっき浴から取り出し、水洗および純水による洗浄を行い、乾燥した。
【００９８】
（実施例２）
実施例１と同様のグリッド電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ１が１０％、ＰＴＦＥ微粒子含有量が１５体積％、厚みＺ２が１５μｍ（厚み割合ｙ１：１５％）である保護層が形成されたグリッド電極を作製した。なお、無電解めっき処理は、ｐＨ値が５〜５．５、浴温が９０℃に調整され、ニッケルおよびリンの分散液にＰＴＦＥ微粒子を含有しためっき浴中にグリッド電極基材を浸漬して行った。無電解めっき処理終了後、グリッド電極をめっき浴から取り出し、水洗および純水による洗浄を行い、乾燥した。
【００９９】
（実施例３）
材質をステンレス鋼からチタンに替えた以外は、前述の実験１で作製したグリッド電極Ｇ１３と同様にして得られるグリッド電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ１が１０％で厚みＺ２が１５μｍ（厚み割合ｙ１：１５％）である保護層が形成されたグリッド電極を作製した。無電解めっき処理条件は、実施例１と同様にして行った。
【０１００】
（実施例４）
実施例１と同様のグリッド電極基材の表面に、電解めっき処理によって、厚みが２μｍのＮｉ（ニッケル）から成る前処理層を形成させた。次いで、実施例１と同様にして、無電解めっき処理を行い、前処理層の上に、リン濃度ｘ１が１０％で厚みＺ２が１５μｍ（厚み割合ｙ１：１５％）である保護層が形成されたグリッド電極を作製した。
【０１０１】
（実施例５）
実施例４で得られるグリッド電極の表面に、さらに電解めっき処理によって、厚みが０．０３μｍのＡｕ（金）から成る後処理層を形成させ、グリッド電極を作製した。
【０１０２】
（比較例１）
実施例１と同様のグリッド電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ１が３％で厚みＺ２が２μｍ（厚み割合ｙ１：２％）であるめっき層が形成されたグリッド電極を作製した。ここで、比較例１における保護層の厚み割合ｙ１（＝２％）は、リン濃度ｘ１（＝３％）に基づいて前述した式（４）から導かれる、８．９≦ｙ１≦２４．９を満たさない。
【０１０３】
（比較例２）
実施例１と同様のグリッド電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度が３％、ＰＴＦＥ微粒子含有量が１５体積％、厚みが２μｍ（厚み割合：２％）であるめっき層が形成されたグリッド電極を作製した。
【０１０４】
なお、保護層中のリン濃度の分析は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（日本電子製、ＪＳＸ−３２０１）を用いて行い、保護層の厚みの測定は、蛍光Ｘ線めっき厚測定装置（セイコーインスツルメンツ製、ＳＦＴ−３２００）を用いて行った。
【０１０５】
＜放電試験１＞
実施例１〜５のグリッド電極および比較例１，２のグリッド電極を、市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ２７００、シャープ株式会社製）における帯電装置のグリッド電極として用いて、以下の試験を実施した。過酷試験として、高湿（湿度が８０％以上）条件下で、エージングテストを行った。このテストにおいて感光体表面の帯電電位は、初期では−６００Ｖに設定した。１０００枚の印字毎にハーフトーンの画像評価を行い、１００００枚における白スジ発生の程度を目視チェックした。また、放電後のグリッド電極表面を目視観察し、緑錆の発生程度を前述した実験１と同様の基準で判定した。さらに、放電時間および電位上昇も評価した。放電時間は、装置内にて装着させた電極への放電時間（ｋｓ）を示す。また、電位上昇は、初期の帯電電位に対する放電時間後の電位上昇値を実測し、電位上昇の程度を前述した実験１と同様の基準で判定した。
【０１０６】
評価結果を表３に示す。表３から明らかに、保護層のリン濃度および厚み割合が本発明の範囲外である比較例１，２のグリッド電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、グリッド電極表面に多くの緑錆が発生し、電位上昇が極めて大きかった。これに対して、実施例１〜５のグリッド電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、グリッド電極表面に緑錆が発生するのが抑制され、電位上昇も極めて小さかった。
【０１０７】
【表３】
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【０１０８】
以上のように、リン濃度と厚み割合とが特定の範囲に規定されたニッケルおよびリンから成る保護層を有するグリッド電極においては、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによってグリッド電極表面が腐蝕するのを防止することができ、グリッド電極における帯電電位安定性の低下を抑制することができる。したがって、グリッド電極の帯電電位制御性能が長期間にわたって維持されるので、感光体表面の帯電電位を、長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる。
【０１０９】
［針状電極の評価］
（実施例６）
前述の実験２で作製した針状電極Ｈ１３と同様にして得られる針状電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ２が１０％で厚みＺ４が１５μｍ（厚み割合ｙ２：１５％）である保護層が形成された針状電極を作製した。ここで、実施例６における保護層の厚み割合ｙ２（＝１５％）は、リン濃度ｘ２（＝１０％）に基づいて前述した式（５）から導かれる、４≦ｙ２≦２０を満たす。なお、無電解めっき処理は、ｐＨ値が５〜５．５、浴温が９０℃に調整されたニッケルおよびリンの分散液から成るめっき浴中に、針状電極基材を浸漬して行った。無電解めっき処理終了後、針状電極をめっき浴から取り出し、水洗および純水による洗浄を行い、乾燥した。
【０１１０】
（実施例７）
実施例６と同様の針状電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ２が１０％、ＰＴＦＥ微粒子含有量が１５体積％、厚みＺ４が１５μｍ（厚み割合ｙ２：１５％）である保護層が形成された針状電極を作製した。なお、無電解めっき処理は、ｐＨ値が５〜５．５、浴温が９０℃に調整され、ニッケルおよびリンの分散液にＰＴＦＥ微粒子を含有しためっき浴中にグリッド電極基材を浸漬して行った。無電解めっき処理終了後、針状電極をめっき浴から取り出し、水洗および純水による洗浄を行い、乾燥した。
【０１１１】
（実施例８）
材質をステンレス鋼からチタンに替えた以外は、前述の実験２で作製した針状電極Ｈ１３と同様にして得られる針状電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ２が１０％で厚みＺ４が１５μｍ（厚み割合ｙ２：１５％）である保護層が形成された針状電極を作製した。無電解めっき処理条件は、実施例６と同様にして行った。
【０１１２】
（実施例９）
実施例６と同様の針状電極基材の表面に、電解めっき処理によって、厚みが２μｍのＮｉ（ニッケル）から成る前処理層を形成させた。次いで、実施例６と同様にして、無電解めっき処理を行い、前処理層の上に、リン濃度ｘ２が１０％で厚みＺ４が１５μｍ（厚み割合ｙ２：１５％）である保護層が形成された針状電極を作製した。
【０１１３】
（実施例１０）
実施例９で得られる針状電極の表面に、さらに電解めっき処理によって、厚みが０．０３μｍのＡｕ（金）から成る後処理層を形成させ、針状電極を作製した。
【０１１４】
（比較例３）
実施例６と同様の針状電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ２が３％で厚みＺ４が２μｍ（厚み割合ｙ２：２％）であるめっき層が形成された針状電極を作製した。ここで、比較例３における保護層の厚み割合ｙ２（＝２％）は、リン濃度ｘ２（＝３％）に基づいて前述した式（５）から導かれる、８．９≦ｙ２≦２４．９を満たさない。
【０１１５】
（比較例４）
実施例６と同様の針状電極基材の表面に、無電解めっき処理を行い、リン濃度ｘ２が３％、ＰＴＦＥ微粒子含有量が１５体積％、厚みＺ４が２μｍ（厚み割合ｙ２：２％）であるめっき層が形成された針状電極を作製した。
【０１１６】
実施例６〜１０の針状電極および比較例３，４の針状電極を、市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ２７００、シャープ株式会社製）における帯電装置の放電電極として用いて、前述したグリッド電極と同様の放電試験１を実施した。評価結果を表４に示す。表４から明らかに、保護層のリン濃度および厚み割合が本発明の範囲外である比較例３，４の針状電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、針状電極表面に多くの緑錆が発生し、電位上昇が極めて大きかった。これに対して、実施例６〜１０の針状電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、針状電極表面に緑錆が発生するのが抑制され、電位上昇も極めて小さかった。
【０１１７】
【表４】
2009128642.tif 000006
【０１１８】
以上のように、リン濃度と厚み割合とが特定の範囲に規定されたニッケルおよびリンから成る保護層を有する針状電極においては、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによって針状電極表面が腐蝕するのを防止することができ、針状電極における帯電電位安定性の低下を抑制することができる。したがって、針状電極の印加電圧制御性能が長期間にわたって維持されるので、感光体表面の帯電電位を、長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる。
【０１１９】
また、比較例３，４の針状電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、清掃部材によって針状電極をクリーニングしない場合、１００００枚印刷後のハーフトーンの画像で、白スジや黒スジが目視で確認された。これに対して、実施例６〜１０の針状電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、清掃部材によって針状電極をクリーニングしない場合でも、１００００枚印刷後のハーフトーンの画像は均一で、むらも発生しなかった。また、実施例７の針状電極を配置した画像形成装置においては、針状電極の表面には、空気中に浮遊する埃などの付着物が少ないという特徴があるとともに、清掃部材によって清掃する場合、針状電極の表面に付着した付着物が除去されやすいという特徴があることも判明した。これは、実施例７の針状電極が有する保護層にはＰＴＦＥ微粒子が含有されているため、付着物の針状電極表面に対する付着力が小さいためである。
【０１２０】
［グリッド電極と針状電極との組合せ評価］
（実施例１１）
実施例１のグリッド電極および実施例６の針状電極を、市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ２７００、シャープ株式会社製）における帯電装置のグリッド電極および放電電極として用いて、前述の放電試験１を実施した。
【０１２１】
（比較例５）
比較例１のグリッド電極および比較例３の針状電極を、市販の画像形成装置（商品名：ＭＸ２７００、シャープ株式会社製）における帯電装置のグリッド電極および放電電極として用いて、前述の放電試験１を実施した。
【０１２２】
評価結果を表５に示す。表５から明らかに、保護層のリン濃度ｘ３および厚み割合ｙ３が本発明の範囲外である比較例５のグリッド電極および針状電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、グリッド電極および針状電極表面に多くの緑錆が発生し、電位上昇が極めて大きかった。これに対して、実施例１１のグリッド電極および針状電極を配置した帯電装置を備える画像形成装置では、グリッド電極および針状電極表面に緑錆が発生するのが抑制され、電位上昇も極めて小さかった。
【０１２３】
【表５】
2009128642.tif 000007
【０１２４】
以上のように、リン濃度と厚み割合とが特定の範囲に規定されたニッケルおよびリンから成る保護層を有するグリッド電極および針状電極においては、空気中の水分、放電で発生するオゾンや窒素酸化物などによってグリッド電極および針状電極表面が腐蝕するのを防止することができ、グリッド電極および針状電極における帯電電位安定性の低下を抑制することができる。したがって、グリッド電極の帯電電位制御性能と針状電極の印加電圧制御性能とが長期間にわたって維持されるので、感光体表面の帯電電位を、長期間にわたって、適正な範囲に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施の一形態である帯電装置１の構成を示す斜視図である。
【図２】グリッド電極の厚みに対する保護層の厚みの割合であるｙ１と、保護層中におけるリン濃度ｘ１との好適範囲を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態である画像形成装置１００の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  帯電装置
２  トナー像形成手段
３  転写手段
４  定着手段
５  記録媒体供給手段
６  排出手段
１１  感光体ドラム
１２  帯電手段
１３  露光ユニット
１４  現像手段
１５  クリーニングユニット
５０  針状電極
５６  グリッド電極
１００  画像形成装置
【図１】
2009128642.tif 000008
【図２】
2009128642.tif 000009
【図３】
2009128642.tif 000010