带电装置及图像形成装置的制作方法

专利名称：带电装置及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种带电装置及图像形成装置。
技术背景电子照相方式的图像形成装置(以下称为"图像形成装置")可 通过简单的操作在短时间内形成高画质图像，且维护管理也较容易， 因此例如作为复印机、打印机、传真装置等得到广泛普及。电子照相 方式的图像形成装置例如包括感光鼓、带电装置、曝光部、显影部、 转印部、定影部。感光鼓是在其表面具有感光层的辊状部件。带电装 置使感光鼓表面带电为预定电位及极性。曝光部在处于带电状态的感 光鼓表面上形成静电潜影。显影部向感光鼓表面的静电潜影提供色粉 并形成色粉图像。转印部将感光鼓表面的色粉图像转印到记录介质。 定影部使色粉图像定影到记录介质。这样一来，可在记录介质上形成 图像。在图像形成装置中，作为带电装置主要使用包括电晕电极、栅格 电极、屏蔽罩、支持部件的电晕带电装置。电晕电极通过电晕放电使 感光鼓表面带电为预定电位及极性。栅格电极设置在感光鼓和电晕电 极之间，通过调整从电晕电极施加到感光鼓表面的电荷量，控制感光 鼓表面的带电电位。屏蔽罩设置在除了电晕电极和感光鼓之间的空间 外的电晕电极的周围。支持部件支持电晕电极和栅格电极。该电晕带 电装置通过栅格电极可基本正确地控制感光鼓表面的带电电位。在该 电晕带电装置中，作为电晕电极例如使用具有多个针状部(尖锐突起 部)的金属板电极(以下称为"锯齿电极")。锯齿电极和丝状电极(wire electrode)等相比，具有构成配件较少、使用寿命较长、臭氧产 生量较少、断线等故障不易发生的优点。锯齿电极主要通过在由不锈
钢、镍等铁类金属材料构成的金属板上通过蚀刻形成多个针状部来制 造。由铁类金属材料构成锯齿电极具有较高耐久性，但存在容易因电 晕电极和电晕放电产生的臭氧等而氧化的缺点。当长期使用锯齿电极 时，无法避免高湿环境(含水分较多的环境)下的使用、及与臭氧的 接触等，因空气中的水分、臭氧等产生锈等腐蚀，因氮氧化物附着到 其表面造成耐久性下降。与此同时存在以下课题因为从针状部进行 电晕放电，施加到锯齿电极的电压的控制能力下降，感光鼓表面的带 电电位变得不均匀，无法总是稳定地将所需的带电电位施加到感光鼓 表面。鉴于上述课题，例如提出了如下电晕带电装置在含有锯齿电极 的电晕带电装置中，在除了锯齿电极的针状部的顶点(前端)及其附 近以外的锯齿电极表面上，设置臭氧分解催化剂层(例如参照特开平 10-090974号公报)。作为臭氧分解催化剂，如第0035段所述，包括 金属氧化物、椰壳活性碳等。特开平10-090974号公报的技术是通过 在锯齿电极的电晕放电区域以外的部分设置臭氧分解催化剂层，防止 臭氧引起的锯齿电极的耐久性下降。但是，锯齿电极被施加高压后进行电晕放电，因此臭氧分解催化剂层自身因电晕放电的长期影响会损 坏，其臭氧分解能力下降。因此，在特开平10-090974号公报的技术中，无法在图像形成装置的整个使用期间(使用寿命)内防止锯齿电极因 臭氧造成的耐久性下降。并且，在特开平10-090974号公报的第0041段中记载有在镍板的 表面设置镀金层、镀白金层等被覆层而形成的锯齿电极。镀金层、镀 白金层可有效降低臭氧的产生、且可防止镍的腐蚀，但均是昂贵的金 属，其膜厚控制是较大的课题。镀金层等从耐久性、防臭氧效果、及 镍保护效果等角度出发，通常需要形成为0.3/zm以上的厚度。而当镀 金层厚度过大时，制造成本明显上升。因此，需要将镀金层的膜厚精 密地控制在非常小的范围内，从而需要严格管理镀金条件，无法避免 镀金操作的复杂化及随之而来的制造成本的大幅上升。
并且还提出了一种带电装置，在含有锯齿电极和栅格电极的带电 装置中，在针状电极的至少一个面上设置含有聚四氟乙烯粒子(以下称为"PTFE粒子")的镀镍层(以下称为"含PTFE镀镍层")(例 如参照特开2006-201488号公报)。含PTFE镀镍层防止锯齿电极周边 产生臭氧，保护锯齿电极不受臭氧、空气中的水分等的损害，从而可 延长锯齿电极的使用寿命。并且，含PTFE镀镍层自身的耐久性也提高， 即使暴露于电晕放电等时，其锯齿电极保护功能也基本不会下降。但 是，含PTFE镀镍层在PTFE粒子不均匀地分散到镍层中时，其锯齿电 极保护功能可能下降。为了将PTFE粒子均匀地分散到镍层中，在镀金 工序中需要进行严格的工艺管理。因此，设置含PTFE镀镍层时，虽然 不会象镀金层那样昂贵，但仍无法避免制造成本的上升。因此，希望 有一种不会导致制造成本上升、可切实将PTFE粒子均匀地分散到镍层 中的技术，或者即使无法将PTFE粒子均匀分散到镍层中，但其锯齿电 极保护功能基本不会下降的技术。发明内容本发明的目的在于提供一种对于臭氧、空气中的水分具有良好的 耐久性的、在图像形成装置整个使用期间可使感光鼓表面稳定带电的、 且具有制造成本低的电晕电极的带电装置。本发明人鉴于以上课题进行了深入研究，发现在具有尖锐突起部 的电晕电极表面部分地形成含有特定材料的臭氧保护层，对于电晕电 极耐久性的提高、放电电位的稳定、制造成本的降低等较为有效，从 而完成了本发明。本发明是一种带电装置，安装在通过电子照相方式形成图像的图 像形成装置上，具有感光鼓，其特征在于，包括电晕电极，具有通过电晕放电向感光鼓表面施加电压而使该表面带电的尖锐突起部，在电晕电极表面的至少一部分上设有被覆层，该
被覆层含有与形成电晕电极的电极材料不同的材料； 第1电源，向电晕电极施加电压；屏蔽罩，其设置在除了电晕电极和感光鼓之间以外的电晕电极周 围的至少一部分上，与电晕电极隔离设置；栅格电极，设置在感光鼓和电晕电极之间；以及 第2电源，向栅格电极施加电压。根据本发明，提供一种包括电晕电极、第1电源、屏蔽罩、栅格 电极、第2电源、安装在电子照相方式的图像形成装置中的带电装置。 本发明的带电装置的特征在于，在对感光体表面进行电晕放电的具有 尖锐突起部的电晕电极表面的至少一部分上设置含有和形成电晕电极 的电极材料不同材料的被覆层。并且，在本发明的带电装置中，第一 电源向电晕电极施加电压。屏蔽罩设置在除了电晕电极和感光鼓之间 以外的电晕电极的周围的至少一部分上，与电晕电极隔离设置。栅格 电极设置在感光鼓和电晕电极之间。第2电源向栅格电极施加电压。 根据本发明，通过在具有尖锐突起部的电晕电极表面的至少一部分上 形成作为电晕电极保护层的被覆层，可发挥与在整个电晕电极表面上 形成被覆层时基本不变的电晕电极保护功能，并且电晕电极的使用寿 命反而增加。即，当全面被覆时，存在部分因材料的不均匀分散等引 起的耐久性低的部分，该部分因暴露于电晕放电、臭氧等而劣化、损 坏时，其他部分也会加快劣化。与之相对，在部分被覆时，材料的不 均匀分散部分变得非常少，例如即使一部分损坏，其他部分和全面被 覆时相比更牢固在附着在电晕电极，因此部分损坏较少涉及被覆层整 体。因此，被覆层、及电晕电极的耐久性提高。并且，由于部分设置 被覆层，因此可不会导致电晕电极制造成本上升地进行制造。因此， 本发明的带电装置相对于臭氧、空气中的水分具有良好的耐久性，较 少产生腐蚀、氮氧化物的附着等，在图像形成装置的整个使用期间可 使感光鼓表面稳定带电，且制造成本较低。并且，被覆层的形成存在 伴随有毒气体、废液等环境污染副生物的情况，这种情况下可降低环 境污染物质的生成量。
并且在本发明中优选电晕电极由选自镍、不锈钢、铁、铜及铜 合金的电极材料形成。根据本发明，电晕电极优选由选自镍、不锈钢、铁、铜及铜合金 的电极材料形成。这些材料耐久性高、成形性较好，因此适用于具有 尖锐突起部的电晕电极的材料。进一步在本发明中优选电晕电极包括向一个方向长长地延伸 的平板部；和形成为从平板部的短边方向的一个端面向短边方向突出 的尖锐突起部，在尖锐突起部的至少一部分上设置被覆层。根据本发明，电晕电极优选包括向一个方向延长的平板部；和 从平板部的短边方向的一个端面向短边方向突出形成的尖锐突起部， 在尖锐突起部的至少一部分上设置被覆层。进行电晕放电的尖锐突起 部容易受到臭氧、水分等的影响，因此通过在该部分上形成被覆层， 可有效发挥被覆层的电晕电极保护功能。与此同时，通过被覆层形成 工序的简化及材料使用量的降低，与电晕电极整个表面上设置被覆层 时相比，可大幅减少电晕电极的制造成本。例如，在平板部的短边方 向上，如果平板部的长度尖锐突起部的长度=1: 1，则可将被覆层的 设置面积削减为整面被覆时的1/3以下。进一步在本发明中优选仅在尖锐突起部的电晕放电区域及其附 近设置被覆层。根据本发明，通过仅在尖锐突起部的电晕放电区域及其附近设置 被覆层，可进一步高效地发挥被覆层的电晕电极保护功能，电晕电极 的耐久性不会下降，可进一步减少制造成本。进一步在本发明中优选被覆层是含有聚四氟乙烯粒子的镍层。
根据本发明，作为被覆层使用含有聚四氟乙烯粒子的镍层，被覆 层具有良好的电晕电极保护功能，有效地延长电晕电极的使用寿命。
通过将含PTFE镍层部分地设置在电晕电极表面，即使存在PTFE粒子不均匀分散的部分，仅该部分曝露于电晕放电、臭氧、空气中的水分等中而劣化、损坏。即使不均匀分散部破损，其之外的PTFE粒子的均 匀分散部分也具有较高的耐久性，因此依然附着在电晕电极表面。这 样一来，破损部分通过均匀分散部分间接被保护，因此根据破损部分， 难于产生对感光鼓表面正常带电造成影响的带电性能下降、耐久性下 降等。因此，在带电装置的整个使用期间(使用寿命)，可发挥良好 的带电性能。并且，无需为了使PTFE粒子在整个被覆层中均匀分散而 进行被覆层形成的工艺管理，且可降低含PTFE镍的使用量。因此，与 在电晕电极整个表面设置含PTFE镍层时相比，可大幅减小制造成本。 并且，通过含有PTFE粒子，即使含PTFE镍层表面附着有异物，也可 通过简单的操作而去除。
进一步在本发明中优选被覆层是金层。
根据本发明，作为被覆层使用金层，从而使被覆层具有良好的电 晕电极保护功能，有利于延长电晕电极的使用寿命。在该构造下，并 不是将金层设置在电晕电极整个表面上，而只是部分设置，因此即使 不将金层厚度精密地控制在较小的范围内，金的使用量也不会增大到 导致制造成本上升。因此，也不会存在因工艺管理而造成的制造成本 上升。
并且，本发明是一种图像形成装置，通过电子照相方式进行图像形成，该图像形成装置包括感光鼓，具有用于在表面上形成静电潜 影的感光层；带电部，使感光鼓表面带电；曝光部，在感光鼓表面形 成和图像信息对应的静电潜影；显影部，向感光鼓表面的静电潜影提
供色粉，形成色粉图像；转印部，将感光鼓表面的色粉图像转印到记 录介质上；以及定影部，使色粉图像定影到记录介质上，该图像形成 装置的特征在于，带电部是上述任意一种带电装置。根据本发明，可提供一种在整个使用期间(使用寿命)，感光鼓 可大致均匀地带电、可稳定、长期地形成具有一定高画质的图像的图 像形成装置。本发明的目的、物色及优点通过下述详细说明及附图可得以明确。


图1是概要表示作为本发明的一个实施方式的图像形成装置的构 造的截面图。图2是表示作为本发明的其他实施方式的带电装置的构造的示意 透视图。图3是表示图2所示的带电装置的主要部分的构造的示意截面图。 图4是表示电镀装置的构造的示意截面图。图5是表示本发明的其他实施方式的带电装置的构造的示意透视图。图6是表示图5所示的带电装置的主要部分的构造的示意正视图。 图7是表示栅格电极的构造的示意平面图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。图1是概要表示作为本发明的一个实施方式的图像形成装置1的 构造的截面图。图2是表示作为本发明的其他实施方式的带电装置24 的构造的示意透视图。图3是表示图2所示的带电装置24的截面图。 图像形成装置1是同时具有复印功能、打印功能和传真功能的复合机。 即，在图像形成装置1中，具有复印模式(复写模式)、打印模式及 传真模式这三种印刷模式，根据来自未图示的操作部的操作输入、来 自个人计算机等外部主机装置的印刷任务的接收等，通过未图示的控 制部选择适当的印刷模式。图像形成装置l包括送纸单元部2、图像 形成部3、排纸部4、原稿读取部5。送纸单元部2存储记录介质且将记录介质传送到图像形成部3。图像形成部3将图像形成在记录介质上。 排纸部4将形成了图像的记录介质排出到图像形成装置1的外部。原 稿读取部5读取复印用原稿上记载的图像及/或文字，将其信息转变为 电信号，传送到图像形成部3。送纸单元部2包括送纸盘10、11、12、13(以下称为送纸盘10~13)、 第1及第2传送路径14、 15、第3传送路径33、框架16、手动部17。 送纸盘10~13收容记录纸张、OHP (Overhead Projector:高架投影 仪)用膜等记录介质。送纸盘IO、 ll彼此并列配置，在其下侧配置送 纸盘12，进一步在其下侧配置送纸盘13。对送纸盘10 13补给记录介 质例如通过将送纸盘10 13拉到图像形成装置1的正面一侧(操作一 侧)来进行。送纸盘10~13中例如可在每个盘收容不同大小及/或种类 的记录介质。其中，大小例如是JISP 0138或JISP 0202中规定的A3、 A4、 B4、 B5等尺寸。并且，不限于这些尺寸，也可收容不定形的记录 介质。另一方面，种类是指普通纸、彩色复印纸、涂布纸、厚纸、名 信片等记录纸张、OHP用膜等。当然，送纸盘10 13中也可收容同样 大小及同样种类的记录纸张。第1传送路径14设置成沿着框架16，相对于图像形成装置1的 设置面100向作为垂直方向的铅直方向延伸，与第3传送路径33连接， 将送纸盘10、 12、 13中收容的记录介质传送到图像形成部3。并且， 第2传送路径15设置成沿着送纸单元部2的框架16，相对于图像形成 装置1的设置面100向作为平行方向的水平方向延伸，与第3传送路 径33连接，将送纸盘11中收容的记录介质传送到图形成部3。框架 16内高效地配置送纸盘10~13、及第1及第2传送路径14、 15，因此
可节省空间。第3传送路径33将从第1及第2传送部14、 15传送来 的记录介质传送到下述转印辊隙部。手动部17设置在框架16的铅直方向上方，包括手动盘18、送纸 辊19a、 19b、手动传送路径20。手动盘18在图像形成装置1的内部 中固定在框架16的上侧，且其一部分从图像形成装置1的侧面la向 外方突出地设置。并且，手动盘18可收容在图像形成装置1的内部地 设置。手动盘18中装载形成了图像信息的原稿，该原稿提供到图像形 成装置1的内部。送纸辊19a、 19b将手动盘18上装载的记录介质取 到图像形成装置l的内部。送纸辊19a、 19b彼此压接，且通过未图示 的驱动机构可绕轴线旋转地设置。从手动盘18提供到送纸辊19a、 19b 的压接部的记录介质通过送纸辊19a、 19b的旋转驱动传送到手动传送 路径20。手动传送路径20贯通框架16与第2传送路径15连接设置， 将通过送纸辊19a、 19b取到图像形成装置1内部的记录介质通过第2 传送路径15及第3传送路径33传送到图像形成部3。通过手动部17， 装载在手动盘18的记录介质由送纸辊19a、 19b传送到手动传送路径 20，进一步通过第2传送路径15传送到图像形成部3。通过送纸单元部2，在记录介质上进行图像形成时，从送纸盘 10~13中选择收容了提前指定了大小及种类的记录介质，从该盘逐页分 离记录介质，通过第1传送路径14及第2传送路径15的任意一个传 送到图像形成部3，形成图像。或者，从手动部17提供的记录介质同 样地传送到图像形成部3，形成图像。图像形成部3包括电子照相处理部21、定影部22。电子照相处理 部21包括感光鼓23、带电装置24、光扫描单元25、显影单元26、显 影剂存储单元27、转印单元28、清洁单元29，将根据图像信息形成的 色粉图像转印到记录介质上。感光鼓23通过未图示的驱动机构可绕轴线旋转地设置，是包括导
电性基体和感光层的部件。导电性基体只要具有导电性即可，没有特 别限定，例如包括具有圆筒状、圆柱状、薄膜片状等形状的导电性基 体。导电性基体优选圆筒状。作为形成导电性基体的导电性材料，可 使用本领域常用的材料，例如包括铝、铜、黄铜、锌、镍、不锈钢、 铬、钼、钒、铟、钛、金、白金等金属、其二种以上的合金，在合成 树脂薄膜、金属薄膜、纸等薄膜状基体上形成由铝、铝合金、氧化锡、 金、氧化铟等一种或二种以上构成导电层的导电性薄膜，含有导电性 粒子及/或导电性聚合物的树脂组成物等。此外，导电性薄膜所使用的 薄膜状基体优选为合成树脂薄膜，特别优选聚酯薄膜。并且，导电性 薄膜中的导电层的形成方法优选蒸镀、涂敷等。作为感光层，例如包括将含有电荷产生物质的电荷产生层、和含 有电荷输送物质的电荷输送层层积而形成的双层分离型感光层。电荷 产生层，以通过光照而产生电荷的电荷产生物质为主要成分，根据需 要含有公知的粘合树脂、增塑剂以及敏化剂等。作为电荷产生物质， 可以使用在该领域常用的材料，例如包括二萘嵌苯酰亚胺、二萘嵌 苯酸酐等二萘嵌苯类颜料；喹吖酮、蒽醌等多环醌类颜料；金属及非金属酞菁、卤化非金属酞菁等酞菁类颜料；以及方酸(squarylium)锱染 料、了X、U二々厶(azlenium)染料、噻喃镜、(thiapyrylium)染料、具 有咔唑骨架、苯乙烯基芪(Styrylstilbene)骨架、三苯胺骨架、二苯并 噻吩骨架、噁二哇骨架、芴酮骨架、双均二苯代乙烯(Bisstilbene)骨 架、二苯乙烯基噁二唑(Distyryl oxadiazole)骨架或二苯乙烯基咔唑 (Distyrylcarbazole)骨架的偶氮颜料等。其中，非金属酞菁颜料、酞 菁氧钛(Oxotitanylphthalocyanine)颜料、具有芴环及/或芴酮环的双偶 氮颜料、包含芳香胺的双偶氮颜料、以及三偶氮颜料等具有高的电荷 产生能力，适合于得到高灵敏度的感光层。作为电荷产生层用的粘合树脂，也可以使用在该领域常用的材料， 例如包括三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、 氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、聚碳酸酯、苯氧树脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚芳酯、聚酰胺以及聚酯等。粘合树脂可以单独使用1种，也可以根 据需要同时使用2种以上。电荷产生物质相对于粘合树脂的使用比例并无特别限制，但相对于100重量份的粘合树脂，优选5 500重量份， 更优选10 200重量份。电荷产生层如下形成根据电荷产生物质及粘合树脂和需要，将 分别适量的增塑剂、敏化剂等在能够溶解或分散这些成分的适当的有 机溶剂中溶解或分散，从而调制电荷产生层涂液，将该电荷产生层涂 液在导电性基体表面上涂敷并干燥。这样得到的电荷产生层的膜厚并无特别限制，但优选0.05 5/mi，更优选0.1 2.5/mi。电荷输送层，以电荷输送物质及电荷输送层用的粘合树脂为必要 成分，并根据需要含有公知的抗氧化剂、增塑剂、敏化剂以及润滑剂 等，上述电荷输送物质具有接收并输送从电荷产生物质中产生的电荷 的能力。作为电荷输送物质可以使用在该领域常用的材料，例如包括 聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-7-咔唑基乙基谷氨酸酯及其衍生物、 芘-甲醛縮合物及其衍生物、聚乙烯基芘(Polyvinyl pyrene)、聚乙烯 基菲(Polyvinyl phenanthrene)、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍 生物、9-(对-二乙基氨基苯乙烯基)蒽、1， 1-双(4-二苄氨基苯基)丙 烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯腙类、腙衍生 物、三苯胺类化合物、四苯二胺类化合物、三苯甲烷类化合物、均二 苯代乙烯类化合物、以及具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的吖嗪化合物等 给电子物质；芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲 醌衍生物、茚并吡啶衍生物、噻吨酮衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、叶 枯净衍生物、四氰乙烯、四氰基醌二甲垸、四溴代对苯醌(promanyl)、 四氯化苯醌(chloranyl)、苯醌等受电子物质。电荷输送物质可以单独 使用1种，也可以同时使用2种以上。作为电荷输送层用的粘合树脂，可以使用在该领域常用且能够将 电荷输送物质均匀分散的材料，例如包括聚碳酸酯、聚芳酯、聚乙
烯醇縮丁醛、聚酰胺、聚酯、聚酮、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯酮、 聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、苯酚树脂、苯氧树脂、聚砜树脂以及它们的 共聚树脂等。其中，考虑成膜性能、所得到的电荷输送层的耐磨损性 能以及电特性等，优选将含有双酚Z作为单体成分的聚碳酸酯(以 后称为"双酚Z型聚碳酸酯")；和双酚Z型聚碳酸酯与其他聚碳酸 酯的混合物等。粘合树脂可以单独使用1种，也可以同时使用2种以 上。电荷输送物质相对于粘合树脂的使用比例并无特别限制，相对于粘合树脂100重量份，优选10 300重量份，更优选30 150重量份。优选在电荷输送层中含有电荷输送物质及电荷输送层用的粘合树 脂和抗氧化剂。作为抗氧化剂也可以使用在该领域常用的材料，例如 包括维他命E、氢醌、受阻胺、受阻酚、对苯二胺、芳基烷及它们的衍生物、有机硫磺化合物以及有机磷化合物等。抗氧化剂可以单独使用1种，也可以同时使用2种以上。抗氧化剂的含量并无特别限制， 但应该是构成电荷输送层的成分的总量的0.01 10重量％，优选0.05 5重量％。电荷输送层如下形成根据电荷输送物质及粘合树脂和需要， 将各自适量的防氧化剂、增塑剂、敏化剂等在能够溶解或分散这些成 分的适当的有机溶剂中溶解或分散，从而调制电荷输送层用涂液，将 该电荷输送层用涂液在电荷产生层表面上涂敷并干燥。这样得到的电 荷输送层的膜厚并无特别限制，但优选10 50/xm，更优选15 40/mi。此外，作为感光层，也可使用在同一树脂层中含有电荷产生物质 和电荷传送物质的单层型感光体。这种情况下，电荷产生物质及电荷 传送物质的种类、含量、粘合树脂的种类、其他添加剂等可与分别形 成电荷产生层及电荷传送层时一样。并且，优选在感光层和导电性基 体之间设置衬层。通过设置衬层具有以下优点可被覆导电性基体表 面存在的伤痕及凹凸，使感光层表面平滑，防止反复使用时感光层的 带电性能的劣化，提高低温及/或低湿环境下的感光层的带电性能。在 本实施方式中，使用形成有利用电荷产生物质及电荷传送物质的有机 感光层而形成的感光鼓，也可使用在导电性基体表面形成含有二氧化
硅等的无机感光层的感光鼓。
带电装置24具有图2及图3所示的构造。带电装置24包括电晕 电极50、第1电源65、支持部件51、屏蔽罩55、栅格电极56、第2 电源66。带电装置24在电子照相处理部21中，朝向感光鼓23，沿感 光鼓23的长边方向配置。
电晕电极50是含有平板部57和尖锐突起部58的板状部件。电晕 电极50通过具有设有锐角状前端的尖锐突起部58，在被施加来自第1 电源65的电压时，形成不平等电场，进行电晕放电，使感光鼓23表 面带电为预定电位及极性。平板部57与感光鼓23隔离，向感光鼓23 的长边方向延伸，是在含有感光鼓23的轴线且向感光鼓23的半径方 向延伸的虚拟面上设置的部件。尖锐突起部58包括多个尖锐突起58a。 尖锐突起58a从平板部57的短边方向的面对感光鼓23的一端部向平 板部57的短边方向突出，在平板部57的长边方向上隔预定的间距TP 配置成一列。在本实施方式中，平板部57的短边方向的长度Ll为 10mm、尖锐突起的突出方向长度L2为2mm、尖锐突起的前端的曲率 半径为40#m、尖锐突起的间距TP为2mm。并且在本实施方式中， 如图2所示，尖锐突起具有锯齿形状，但不限于此，也可形成具有针 状突起的尖锐突起。
在电晕电极50中，在尖锐突起58a的前端部58b表面上设有含有 聚四氟乙烯粒子(PTFE粒子)的未图示的镍层(含PTFE镍层)。在 尖锐突起58a的前端部58b表面上设置含PTFE镍层时，例如可使用电 镀法。根据电镀法，例如对电晕电极用金属依次进行化学研磨工序、 水洗工序、酸浸泡工序、水洗工序、纯水浸泡工序、镀镍工序、含PTFE 镍电镀工序、水洗工序及干燥工序，可获得本发明中使用的电晕电极 50。此外，在上述工序中，镀镍工序不是必需工序，可根据需要实施。在化学研磨工序中，通过对电晕电极用金属进行掩模及蚀刻，形
成尖锐突起部58。掩模可通过公知的方法实施。蚀刻也可通过公知的 方法实施，例如将氯化铁溶液等蚀刻液喷雾到电极用金属的方法等。 其中，电晕电极用金属例如优选由不锈钢、镍、铁等铁类金属材料构成的金属。其中，从提高电晕电极50的耐久性的角度出发，优选不锈 钢。不锈钢具体例如SUS304、 SUS309、 SUS316等，其中优选SUS304。 电晕电极用金属的厚度没有特别限定，优选为0.05 lmm，进一步优选 0.05 0.3mm。通过化学研磨工序形成有尖锐突起部58的电晕电极用金 属在水洗工序、酸浸泡工序、水洗工序及纯水浸泡工序中实施水洗、 酸洗或纯水清洗，从其表面去除异物，获得电晕电极基材。镀镍工序不是必须的，但为了提高含PTFE镍层、金属等对电晕 电极基材的密封性、粘合性，优选实施。其中，镀镍通过一般的方法 实施，考虑到之后形成含PTFE镀镍层，优选进行电镀。其中，镍的电 镀浴(电镀液)可使用公知的方法，例如包括瓦特浴(Watt bath)、. 氨基磺酸盐浴(sulfamatebath)、高氯化浴(high-chloride bath)、全 氯化浴(all-chloride bath)等。瓦特浴例如以硫酸镍、氯化镍及硼酸为 主要成分。氨基磺酸盐浴例如以氯化镍、溴化镍等镍源化合物及氨基 磺酸的碱金属盐为主要成分。镍的电镀浴在市场上有多种出售，可直 接使用。镀镍条件没有特别限定，例如电流密度为l~100A/dm2、镀浴 的pH为2~5、镀浴的液温为30~90°C、电镀时间为0.1~2小时左右。 并且，镀镍层的层厚也没有特别限定，优选为0.03 3;zm、进一步优选 为0.5 1.5Am、特别优选为l^m左右。此外，通过图4所示的电镀装置70可仅在电晕电极基材50a的尖 锐突起58a的前端部58b上形成镀镍层。图4是表示电镀装置70的构 造的示意截面图。电镀装置70包括电镀槽72、电极73、海绵部件74、 电源75。电镀槽72是向铅直方向上方开口的容器状部件，其内部空间 存储电镀浴71，设有电极73及海绵部件74。电镀槽72内的电镀浴71 通过设置在电镀槽72附近的未图示的加热部被加热为适当的温度。电 极73是板状电极，浸泡在电镀槽72中存储的电镀浴71中，其通过未
图示的支持部被支持。海绵部件74设置为在电极73的铅直方向上表面上，其一部分浸泡在电镀浴71中，海绵部件74自身的铅直方向 上表面在铅直方向上比电镀浴71的液面靠上。电镀浴71均匀地浸泡 在海绵部件74内。电源75设置在电镀槽72的外部， 一端连接到电极 73，另一端连接到被电镀材料(这里为电晕电极基材50a)上，在电极 73和被电镀材料之间施加直流电压。通过电镀装置70，使电晕电极基材50a中的尖锐状突起58a的前 端部58b抵接到海绵部件74的铅直方向上表面，在以使前端部58b表 面和电镀浴71接触配置的状态下施加电压，从而仅在尖锐突起58a的 前端部58b上选择性地形成镀镍层。此时，镀镍层的从前端部58b的 顶点开始的长度例如可通过适当变更电晕电极基材50a对海绵部件74 的挤压力来控制。并且，也可通过适当变更电镀液的组成、电镀浴的 浴温、电镀时间等来控制。镀镍层的选择性的形成，通过将电晕电极 基材50a的尖锐状突起58a和电极73相对配置并施加电压，有助于因 尖锐突起58a的形状而形成不平等电场。含PTFE镍的电镀工序，例如可根据电解镍电镀法来实施。含PTFE 镀镍层优选设置在尖锐突起58a的至少一部分、例如尖锐突起58a的前 端部58b上。通过仅在尖端部58b上设置含PTFE镀镍层，和在尖锐突 起58a的表面整体设置含PTFE镀镍层时相比，其设置面积可降低到 1/3以下。因此可降低电晕电极50的制造成本，并且通过设置面积的 减小反而提高了含PTFE镀镍层对尖锐突起58a表面的粘合力，不易受 到电晕放电、臭氧、空气中的水分等的影响。其结果是，含PTFE镀镍 层的使用寿命增加，降低了对电晕电极50的保护功能的下降。并且， 通过PTFE粒子的不均匀分散等，即使含PTFE镀镍层的一部分掉落， 也较少产生掉落部分周围受到掉落影响而劣化、进而掉落的情况。因 此，即使有部分掉落，作为含PTFE镀镍层整体对电晕电极50的保护 功能不会过度下降，可长期保持较高水准。
作为电镀浴使用向上述镀镍工序中使用的同样的电镀浴中添加了PTFE粒子的电镀浴。PTFE粒子的粒径没有特别限定，只要小于电镀 层的厚度即可，没有特别限制，优选体积平均粒径为lym以下，进一 步优选体积平均粒径为100~500nm。其中，体积平均粒径是根据以下 方法求得的值。在50ml的电解液(商品名ISOTON-n、 ^< 、_y夕7 乂 〕一小夕一公司制造)中加入20mg试料及lml垸基醚硫酸酯钠，通过 超声波分散器(商品名UH-50， STM公司制造)以超声波频率20kz 进行3分钟分散处理，调制出测定用试料。对该测定用试料使用粒度 分布测定装置(商品名Multisizer2， ^< 、乂夕7 y 〕一少夕一公司制 造)，在孔径为100//m、测定粒子数50000个的条件下进行测定，根 据试料粒子的体积粒度分布求得体积平均粒径。并且，PTFE粒子添加 到电镀浴中的添加量也没有特别限定，优选为电镀浴总量的0.01~10重 量％、进一步优选为0.1-1.0重量％。含PTFE镀镍层通过使用上述电 镀浴及图4所示的电镀装置70进行电镀来形成。电镀条件可与电镀镍 相同。含PTFE镀镍层的厚度可通过适当选择电镀条件、特别是电镀时 间来控制。将含PTFE镀镍层仅设置在尖锐突起58a的前端部58b时，从前 端部58b的顶点开始的长度优选为0.3-20 m m，进一步优选为1~15 m， 特别优选为5~10Mm。其中，从前端部58b的顶点开始的长度是指 在使电晕电极50的平板部57与水平方向平行、且尖锐突起部58朝向 铅直方向下方地配置电晕电极50的状态下，从尖锐突起58a的前端部 58b的顶点开始到向铅直方向上方延伸的虚拟线与电镀层的上端周边 部的交点为止的长度。形成的含PTFE镀镍层中的PTFE含量优选为3~30体积％，进一 步优选20~30体积％。形成的含PTFE镀镍层的层厚没有特别限定，优 选为0.3/zm以上，进一步优选为0.3-20^ m，特别优选l 10/zm。当 厚度小于0.3Mm时，镀层表面的平滑性变得不充分，变成附着异物且 难以取下的状态。并且易于产生小孔，变得不均匀，电晕电极基材50a通过小孔被腐蚀，从而使感光鼓23的带电电位部分变得不稳定。另一方面，当大幅超过20Mm时，存在因疲劳而使镀层薄膜剥离的危险。 通过上述方法形成含PTFE镀镍层，获得电晕电极50。在本实施方式 中，向该电晕电极50施加5kV的电压。这样一来，从尖锐突起58a的 前端部58b开始向着感光鼓23表面，产生电晕放电，感光鼓23表面 带电成预定电位及极性。在本实施方式中，也可用镀金工序代替含PTFE镍电镀工序。在 镀金工序中，使用一般的电镀金浴和图4所示的电镀装置70，以镀金 的一般电镀条件进行电镀，可形成具有所需厚度的镀金层。如果列举 镀金方法之一，例如包括脱脂工序、酸洗工序、预镀镍工序、镀镍工 序、镀金工序、水洗工序、干燥工序的镀金方法。在脱脂工序中，去 除被镀物表面附着的加工油等。在酸洗工序中，用酸清洗被镀物表面， 使之活化。在预镀镍工序中，在酸洗后的被镀物表面形成薄的镀镍层。 这种情况下，可以是化学镀镍，也可是电镀。也可省略预镀镍工序。 在镀镍工序中进行电镀镍。在镀金工序中进行电镀金。电镀金浴例如 包括含氰镀金浴、无氰镀金浴等。作为含氰镀金浴可使用公知的，例 如包括氰化金钾、氰化钾及磷酸氢二钾的镀金浴等。作为无氰镀金浴可使用公知的，例如包括含有氯化金(m)酸钠、亚铁氰化钾及碳酸钠、在pH6、浴温60。C、电流密度0.5A/dn^的无氰镀金浴；含有金及 磷酸钾、在pH5.8、浴温70。C、电流密度0.3A/dn^的软金浴；含有从 乙酰半胱氨酸金络合物、半胱氨酸金络合物、巯基琥珀酸金络合物、 氯化金络合物、亚硫酸金络合物的碱金属盐和/或铵盐选择的非氰类金 化合物的一种或二种以上、及乙酰半胱氨酸(络合剂)的非氰镀金浴; 含有氢氧化金、1,2-乙二胺二盐酸、硼酸及2,2-联吡啶、pH3.8的非氰 镀金浴等。镀金层的厚度没有特别限定，优选为0.3 3Mm、进一步优 选0.5 1.5Mm、特别优选lMm左右。在水洗工序中，对被镀物表面上 的镀金层进行水洗。在干燥工序中，通过热风等去除镀金层表面的水 分。这样一来，可获得形成了镀金层的电晕电极50。 第1电源65通过图像形成装置1上设置的未图示的控制单元进行控制，以对电晕电极50施加预定电压。在本实施方式中，第1电源65 对电晕电极50施加4 5kV左右的电压。这样一来，电晕电极50的尖 锐突起部58中流过400~800^ A的恒定电流。支持部件51和电晕电极50 —样在感光鼓23的长边方向延伸，是 与长边方向垂直的方向的截面为T字状的部件。支持部件51的突出部 分的一个侧面中的长边方向两端部上，电晕电极50的平板部57中的 长边方向的两端部通过螺钉部件59固定。这样一来，支持部件51支 持电晕电极50。支持部件51例如通过合成树脂等形成。屏蔽罩55是 在感光鼓23的长边方向上延伸、且朝向感光鼓23表面开口的立方体 的容器状部件，在其内部空间中收容电晕电极50及支持部件51。屏蔽 罩55的底面63上安装有支持部件51。栅格电极56是如下薄板状部件设置在电晕电极50和感光鼓23 之间，被施加来自第2电源66的电压，调整感光鼓23表面的带电状 态的波动，使带电电平更均匀。栅格电极56是具有多个未图示的贯通 孔的多孔薄板状部件，上述贯通孔在厚度方向上贯通形成。栅格电极 56设置为其长边方向与感光鼓23的长边方向平行。图7是栅格电极56的构造的示意平面图。栅格电极56包括开口 部56y、和嵌合孔56z。开口部56y包括以预定间距平行形成的多个贯 通孔。嵌合孔56z形成在栅格电极56的长边方向两端部。栅格电极56 通过将二个嵌合孔56z嵌合到屏蔽罩55的内部空间上设置的未图示的 支持部件，由屏蔽罩55可装卸地支持。栅格电极56可通过公知的方 法制造。例如，在包括化学研磨工序、水洗工序、酸浸泡工序、水洗 工序及纯水浸泡工序的制造方法中，通过对栅格电极用金属进行加工 制造出栅格电极56。栅格电极用金属例如由不锈钢、铝、镍、铜、铁 等金属材料构成。并且，在化学研磨工序中，为了在栅格电极用金属 上，在该金属的厚度方向上形成多个贯通孔，进行掩模及蚀刻。栅格
电极56可根据需要进行和电晕电极50 —样的镀镍、含PTFE镍电镀、 镀金等。第2电源66通过图像形成装置1上设置的未图示的控制单元进行 控制，对栅格电极56施加预定的电压。在本实施方式中，第2电源66 对栅格电极56施加550~600V的电压。通过带电装置24，对电晕电极50施加电压而产生电晕放电，感 光鼓23的表面带电，并且通过对栅格电极56施加预定的栅压，感光 鼓23的表面带电状态变得均匀，可使感光鼓23的表面带电到预定电 位及极性。光扫描单元25包括激光光源25a、多棱镜25b、透镜25c、反射镜 25d、 25e。激光光源25a射出信号光，该信号光是根据从原稿读取部5 或外部设备输入的图像信息而调制的激光。激光光源25a例如可使用 半导体激光等。多棱镜25b使从激光光源25a射出的激光向主扫描方 向偏向。透镜25c使通过多棱镜25b向主扫描方向偏向的激光收敛， 以成像在感光鼓23的表面。反射镜25d、 25e反射由透镜25c收敛的激 光，照射到带电为预定电位及极性的感光鼓23表面。这样一来，形成 和感光鼓23表面对应的静电潜影。根据光扫描单元25，从激光光源 25a射出的激光通过多棱镜25b偏向，进一步通过透镜25c收敛，并通 过反射镜25d、 25e反射，照射到感光鼓23的表面，从而形成静电潜 影。显影单元26包括显影辊26a、供给辊26b、盒体26c。显影辊26a 是与感光鼓23表面压接、且可通过未图示的驱动机构旋转设置的辊状 部件。显影辊26a和感光鼓23的压接部是显影辊隙部。显影辊26a在 显影辊隙部中向感光鼓23表面的静电潜影提供色粉，形成色粉图像。 也可向显影辊26a施加显影偏压。供给辊26b是与显影辊26a压接、且 可通过未图示的驱动机构旋转设置的辊状部件，向显影辊26a提供含
有色粉的显影剂。盒体26c是具有内部空间的容器状部件，在该内部 空间收容显影剂，可旋转地支持显影辊26a及供给辊26b。通过显影单 元26，盒体26c中收容的显影剂通过供给辊26b的旋转驱动，附着到 显影辊26a的表面，进一步在显影辊隙部中，从显影辊26a的表面提供 到感光鼓23表面的静电潜影，静电潜影显影，获得色粉图像。转印单元28包括驱动辊28a、从动辊28b、 28c、环形轮带28d。 驱动辊28a是通过环形轮带28d压接到感光鼓23表面、且通过未图示 的驱动机构可绕轴线旋转地设置的辊状部件。驱动辊28a和感光鼓23 的压接部是转印辊隙部。通过驱动辊28a的旋转驱动，环形轮带28d、 从动辊28b、 28c从动旋转。也可向驱动辊28a施加转印偏压。从动辊 28b、 28c通过未图示的支持部可旋转地支持，是可从动于驱动辊28a 的旋转而旋转的辊状部件。从动辊28b、 28c为了使环形轮带28d顺利 旋转驱动而向环形轮带28d施加适当的张力。环形轮带28d是由驱动 辊28a和从动辊28b、 28c张架、形成环状移动路径的环形轮带状部件， 从动于驱动辊28a的旋转驱动而旋转。环形轮带28d通过其从动旋转 将在转印辊隙部转印了色粉图像的记录介质传送到定影部22。通过转 印单元28，记录介质从送纸单元部2通过第3传送部33提供到转印辊 隙部，并通过驱动辊28a的挤压，记录介质压接到感光鼓23表面，该 表面的色粉图像转印到记录介质。转印有色粉图像的记录介质传送到 定影部22。清洁单元29在转印单元28中将图像转印到记录介质后，去除残 留在感光鼓23表面的色粉，清洁感光鼓23的表面。清洁单元29例如 可使用包括清洁辊和色粉收容容器的清洁单元。清洁辊是与感光鼓23 压接设置的辊状部件，去除感光鼓23表面残留的色粉、纸粉等。色粉 收容容器暂时存储由清洁辊从感光鼓23表面去除的、纸粉等。并且， 也可用清洁刮刀来替代清洁辊。清洁刮刀设置为，向感光鼓23的长边 方向延伸，短边方向的一端与感光鼓23表面抵接。此外，在本发明的 图像形成装置l中，作为感光鼓23主要使用有机感光鼓，有机感光鼓
的表面以树脂成分为主体，因此通过带电装置的电晕放电而产生的臭 氧的化学作用会使表面劣化加速。但劣化的表面部件受到清洁单元29的摩擦作用而磨损，逐渐、且切实地被去除。因此，臭氧等引起的表 面劣化问题实际上被解除，可长期、稳定地维持带电动作产生的带电 电位。通过电子照相处理部21，随着感光鼓23的旋转驱动，执行带电、曝光引起的静电潜影的形成、静电潜影的显影引起的色粉图像的形成、色粉图像对记录介质的转印、及感光鼓23表面的清洁这一系列的动作， 色粉图像转印到记录介质，该记录介质传送到定影部22。定影部22包括定影辊30、加压辊31、以及温度传感器32，在电 子照相处理部21中，使转印到记录介质上的色粉图像定影到记录介质 上。定影辊30是如下辊状部件通过未图示的驱动机构可绕轴线旋转 地设置，其内部具有未图示的加热部。加热部可使用红外线加热器、 卤素灯等。加压辊31是如下辊状部件压接到定影辊30表面，可绕 轴线旋转地被支持，从动于定影辊30的旋转驱动而旋转。定影辊30 和加压辊31的压接部是定影辊隙部。温度传感器32设置在定影辊30 的表面附近，检测定影辊30的表面温度。根据温度传感器32的检测 结果，为了使定影辊30的表面温度维持预定温度，通过未图示的控制 部控制提供到加热器的电量。通过定影辊22，在电子照相处理部21中 获得的、转印了色粉图像的记录介质提供到定影辊隙部，随着定影辊 30及加压辊31的旋转驱动，通过定影辊隙时受到加压及加热，色粉图 像定影到记录介质，获得图像记录完成的记录介质。通过图像形成部3，在从送纸单元部2传送来的记录介质上转印 和图像信息对应的色粉图像，进一步进行加热加压，使色粉图像定影 到记录介质，从而可长期、连续地获得形成了高画质图像的记录介质。排纸部4包括第4传送路径34、第5传送路径35、反转辊36a、36b、第6传送路径37、未图示的排纸盘、未图示的切换门。第4传送 路径34将在图像形成部3的定影部22中获得的图像记录完成的记录 介质提供到反转辊36a、 36b。第5传送路径35将图像记录完成的记录 介质传送到排纸盘或第6传送路径37。反转辊36a、 36b均可绕轴线正 反旋转、且压接地设置，变更图像记录完成的记录介质的传送方向。 通过第4传送路径34提供到反转辊36a、 36b的压接部的图像记录完 成的记录介质的端部通过反转辊36a、 36b的正向旋转被夹持在反转辊 36a、 36b之间。之后，通过反转辊36a、 36b的反向旋转，在第5传送 路径35内传送。第6传送路径37设置成与第3传送路径33连接，将 单面上记录了图像的记录介质再次传送到第3传送路径33。排纸盘设 置在图像形成装置1的外部。切换门使在第5传送路径35中反向传送 的图像记录完成的记录介质的传送方向切换为箭头101的方向或第6 传送路径37。根据排纸部4，仅在记录介质的一面记录图像时，通过 第5传送路径35,根据未图示的切换门的动作，在箭头101的方向上， 排出到图像形成装置1外部的未图示的排纸盘。并且，在记录介质的 两个面上形成图像时，通过未图示的切换门的动作，从第5传送路径 35传送到第6传送路径37，在正反反转后，经由第3传送路径传送到 图像形成部3，进行色粉图像的转印及定影。
原稿读取部5包括原稿供给部38和图像读取部39。原稿供给部 38包括原稿盘40、原稿限制板41、弯曲传送路径42、保护垫43、排 出辊49。原稿盘40中，原稿的图像面朝上放置。原稿限制板41将原 稿逐页传送到弯曲传送路径42。弯曲传送路径42为了使原稿的图像朝 向下方而反转，同时使原稿传送到下述原稿台45的正上方。保护垫43 设置在原稿供给部38和原稿台45的接触面上，保护主要由压板玻璃 形成的原稿台45。排出辊49将在原稿台45中由图像读取部39读取了 图像信息后的原稿排出到图像形成装置1的外部设置的未图示的排出 盘。通过原稿供给部38，在原稿盘40上使图像面朝向铅直方向上方地 放置原稿，在图像形成装置1的外装前面部上配置的未图示的操作面 板中，通过条件输入键输入印刷页数、印刷倍率、纸张大小等印刷条
件后，按下开始键，开始复印动作。原稿盘40上放置的原稿逐页自动 地被传送，在传送中途为了使图像面朝向下方地进行反转处理，传送到原稿台45的正上方。并且，原稿通过原稿台45上期间，原稿的图 像信息由图像读取部39读取。之后，原稿通过排出辊49排出到图像 形成装置1外部的未图示的排出盘。图像读取部39包括原稿台44、原稿台45、光源单元46、反射镜 单元47、 CCD读取单元48。原稿台44例如由压板玻璃构成，放置不 可自动传送的原稿，用于读取其图像信息。原稿台45例如由压板玻璃 构成，在副扫描方向上离开原稿台44设置。原稿台45使来自原稿盘 40的可自动传送的原稿通过，在通过时读取其图像信息。光源单元46 包括光源46a、未图示的反射器、未图示的裂缝、反射镜46b。光源46a 可在与原稿台44、 45的面平行的方向(副扫描方向)上移动地设置， 将用于读取的照明光射出到原稿。反射器是使从光源46a射出的用于 读取用的照明光聚光到原稿台44或原稿台45的预定的读取位置的凹 凹面反射器。裂缝仅选择性地使来自原稿的反射光通过。反射镜46b 使来自原稿的反射光进一步反射90度。通过光源单元46，将用于读取 的照明光射出到原稿，使从原稿反射的光提供到反射镜单元47。反射 镜单元47包括一对反射镜47a、 47b。 一对反射镜47a、 47b使反射面 互相垂直相交地配置，使由光源单元46提供的来自原稿的反射光的光 路变更180度，引导到CCD读取单元48。 CCD读取单元48包括成像 透镜48a和CCD图像传感器48b，将来自原稿的反射光转换为电信号。 成像透镜48a使来自反射镜单元47的反射光成像。CCD图像传感器 48b输出通过成像透镜48a成像的光所对应的电信号。通过CCD读取 单元48，从反射镜单元47射入到成像透镜48a的反射光成像，该图像 通过CCD图像传感器48b变换为电信号，通过未图示的控制部，作为 电信号的图像信息输入到光扫描单元25，进行与之对应的图像形成。通过图像读取部39，放置在原稿台44、 45的原稿的图像信息通 过来自光源单元46的光照射，作为来自原稿的反射光被取入，进一步
该反射光通过反射镜单元47被引导到CCD读取单元48，转换为电信号的图像信息。该信息在预定的条件下进行图像处理，发送到图像形成部3的光扫描单元25，进行图像形成。并且，在图像形成装置1的内部空间的上部设有未图示的控制单 元。控制单元包括存储部、计算部、控制部。存储部中输入有各种信 息及图像形成装置1中用于进行各控制的程序。进一步地，存储部中输入有通过设在图像形成装置1的铅直方向上面的未图示的显示部设定的各种设定值、来自图像形成装置1内部各处配置的未图示的传 感器等的检测结果、来自外部设备的印刷命令中含有的图像信息等。存储部可使用本领域常用的存储器，例如包括只读存储器(ROM)、随机 存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。计算部取出输入到存储部的 各种数据(印刷命令、检测结果、图像信息等)及各种单元的程序， 进行各种判断。控制部根据计算部的判断结果向该装置发送控制信号， 进行动作控制。控制部及计算部例如含有由具有中央处理装置(CPU， 中央处理单元)的微型计算机、微型处理器等实现的处理电路。控制 单元包括存储部、计算部、及控制部，还包括主电源。根据图像形成装置1，通过具有如下带电装置24，可稳定、长期 地形成具有一定高画质的图像对臭氧、空气中的水分具有良好的耐 久性的、在图像形成装置1整个使用期间可使感光鼓23表面稳定带电 的、且具有制造成本低的电晕电极50的带电装置24。在本实施方式中，使用带电装置24，但不限于此，例如也可使用 图5及图6所示的带电装置24a。图5是表示本发明的其他实施方式的 带电装置24a的构造的示意透视图。图6是表示图5所示的带电装置 24a的主要部分的构造的示意正视图。带电装置24a与带电装置24类 似，对对应的部分标以相同的参照标号，并省略其说明。带电装置24a 除了电晕电极50、支持部件51、屏蔽罩55及栅格电极56外，其特征 在于还包括清洁部件52a、 52b、保持部件53、移动用部件54。电晕电
极50、支持部件51、屏蔽罩55及栅格电极56具有和带电装置24 — 样的构造。清洁部件52a、 52b、保持部件53及移动用部件54用于清 洁电晕电极50。清洁部件52a、 52b是平面投影形状为T字状的板状部件，可相对 于电晕电极50移动地设置，移动时通过擦过电晕电极50来清扫电晕 电极50的表面。清洁部件52a、 52b例如由金属材料或高分子材料的 弹性体形成。其中优选金属材料。金属材料例如可使用磷青铜、普通 钢、不锈钢等。其中，考虑到清洁部件52a、 52b在通过电晕放电而产 生的臭氧气氛中使用，从基于耐氧化性的耐用寿命的角度出发，优选 不锈钢。作为不锈钢可使用公知的，例如包括日本工业规格(JIS)G4305 规定的作为奥氏体类不锈钢的SUS304、铁素体类不锈钢的SUS430等。 清洁部件52a、 52b的厚度t为20 40^m。当厚度t小于20y m时，与 电晕电极50抵接时易于变形，但伴随变形的反作用力即对电晕电极50 的挤压力变弱，因此可能无法充分去除附着到电晕电极50的污染物质。 当厚度t超过40Mm时，虽然可充分去除附着到电晕电极50的污染物 质，但刚性变大，对电晕电压50的挤压力过大，会使电晕电极50的 尖锐突起58a的前端部58b变形破损。并且，当厚度t超过20 40/zm 的范围时，可能产生带电不良引起的图像斑点等。构成清洁部件52a、 52b。清洁部件52a、52b的硬度以美国材料试验协会(ASTM)规格D785 中规定的洛氏硬度M刻度为准，优选为115以上，进一步优选为 115~130。洛氏硬度小于115时，过于软质，抵接电晕电极50并擦过 时，清洁部件52a、 52b过度变形，无法获得清洁效果。另一方面，洛 氏硬度130在目前是ASTM规格D785的上限值，ASTM规格D785中 没有比它高的硬度规定。此外，清洁部件52a、 52b比洛氏硬度130硬 时也没有关系。清洁部件52a、 52b的、作为与电晕电极50抵接的部分的T字的
纵棒部分中的大小w、即相对于清洁部件52a、 52b的移动方向垂直且 相对于尖锐突起部58延伸的方向垂直方向的清洁部件52a、 52b的尺 寸w优选为3.5mm以上，进一步优选为3.5mm 10mm。宽度尺寸w小 于3.5mm时，挤压电晕电极50变形时产生的力的单位面积的值变大， 因此易于产生对反复变形的疲劳破坏，使用寿命下降。尺寸w在3.5mm 以上时，上述力的单位面积的值变小，可提高对反复变形的耐久性。 但是，当幅宽过大时，刚性变强，同时装置大型化，因此上限优选设 定为10mm左右。此外，清洁部件52a、 52b和电晕电极50优选配置为相对于清 洁部件52a、 52b的电晕电极50的尖锐突起部58的吃进量d为 0.2~0.8mm。其中，吃进量d是指，使清洁部件52a、 52b和尖锐突起 部58投影到与清洁部件52a、 52b相对于电晕电极50相对移动的方向 垂直的虚拟平面的状态下，清洁部件52a、 52b和尖锐突起部58与尖 锐突起部58的延伸方向重合的长度。吃进量d小于0.2mm时，作为清 洁部件52a、 52b的变形的反作用力即对于电晕电极50的挤压力变小， 因此无法充分去除附着到电晕电极50的污染物质。吃进量d超过0.8mm 时，虽然可充分去除附着到电晕电极50的污染物质，但伴随清洁部件 52a、 52b的变形的反作用力(对电晕电极50的挤压力)过大，可能会 使电晕电极50的尖锐突起部58的前端变形破损。其结果是，当吃进 量d脱离0.2 0.8mm的范围时，可能产生带电不良引起的图像斑点等。保持部件53是具有支持清洁部件52a、 52b的反L字状的部件， 在该梁状部分上安装具有T字状的清洁部件52a、 52b的臂部。二个清 洁部件52a、 52b在相对于电晕电极50相对移动的方向上，具有预定 的间隔L3地设置。间隔L3选择为以下距离在一个清洁部件52a抵 接电晕电极50变形时，另一个清洁部件52b不会抵接到变形的清洁部 件52a的距离，可通过安装的保持部件53的梁状部分的厚度进行调整。 该间隔L3因构成清洁部件52a、 52b的材料而使变形状态改变，因此 优选事先通过试验确定该材料的变形状态。清洁部件52a、 52b例如由
厚t-30ym的不锈钢构成时，间隔L3优选为2mm。通过向二个清洁 部件52a、 52b设置间隔L3， 一个清洁部件52a擦过电晕电极50期间， 另一个清洁部件52b不会妨碍其变形，可保持适当范围的压力，因此 不会使电晕电极50的前端部变形损坏，可充分清洁。
清洁部件52a、 52b对电晕电极50的挤压力优选为10 30gf。当挤 压力小于10gf时，可能无法充分去除附着到电晕电极50的色粉、纸粉 等污染物质。而当挤压力大于30gf时，电晕电极50的尖锐突起部58 的前端可能变形破损。清洁部件52a、 52b对于电晕电极50的挤压力 例如可通过如下方式调整。在向下述移动用部件54的一个端部垂下锤 子的状态下，测定施加到清洁部件52a或52b的力的大小。测定例如 通过将弹簧秤连接到清洁部件52a或52b来进行。并且，选择施加到 清洁部件52a或52b的力为10~30gf的锤子，在清洁电晕电极50时， 使提前待定的锤子下垂到移动用部件54的端部，从而可以预定的挤压 力进行清洁。并且，将调整了旋转转矩的电机连接到移动用部件54的 端部，使其可负荷预定的挤压力。
保持部件53具有柱状部和支持部，是支持清洁部件52a、 52b的 部件。柱状部在铅直方向上延伸，其铅直方向下端部可滑动地插入到 通过屏蔽罩55的内侧面61和支持部件51形成的槽部62。并且，柱状 部上形成在屏蔽罩55的长边方向上贯通的贯通孔60。支持部从柱状部 的铅直方向上端部开始朝向电晕电极50的铅直方向上方在水平方向上 延伸地设置。支持部的屏蔽罩55的长边方向一恻的未图示的两侧面上 安装有清洁部件52a、 52b。从而支持清洁部件52a、 52b。移动用部件54设置为，插通到保持部件53的柱状部上形成的贯 通孔60，在屏蔽罩55的长边方向上平行延伸，在贯通孔60中固定在 保持部件53上。进一步，移动用部件54从屏蔽罩55上形成的孔或间 隙向屏蔽罩55的外方延伸，通过屏蔽罩55的外面或图像形成装置1 机体上设置的滑轮64a、 64b，其端部垂下。此外在图5中，省略了滑
轮64a、 64b及移动用部件54的端部的图示。移动用部件54的端部优 选延长到图像形成装置1的机体外方。通过该构造，如果将移动用部 件54的端部向屏蔽罩55的长边方向牵引，则保持部件53相对槽部62 滑动，且被引导到槽部62，可在屏蔽罩55的长边方向上移动。g卩，使 由保持部件53支持的清洁部件52a、 52b抵接到电晕电极50并使之擦 过。这样一来，无需将带电装置24a从图像形成装置1取下、或无需 打开图像形成装置1即可实施电晕电极50的清洁。带电装置24a包括电晕电极50和清洁机构。电晕电极50对臭氧、 空气中的水分具有良好的耐久性，在图像形成装置1整个使用期间可 使感光鼓23表面均匀且稳定地带电，且制造成本低。清洁机构可高效 地清洁电晕电极50的表面。因此，在带电装置24a中，电晕电极50 对感光鼓23表面的放电进一步稳定，即使环境条件变化，也可使感光 鼓23表面稳定地带电到预定电位及极性。(实施例)以下列举参考例、实施例及比较例对本发明进行具体说明。 (参考例1)对由不锈钢(SUS304)构成的金属(尺寸为20mmX310mmX厚 O.lmm)进行掩模，并在90。C液温下将30重量％氯化铁水溶液喷雾2 小时，进行蚀刻，进一步进行水洗及纯水清洗，制造出具有多个贯通 孔的栅格电极。栅格电极是图7所示的栅格电极，开口部的长边方向 宽Wl为325.5mm，长边方向的全长为364mm，开口部的短边方向宽 W2为12mm，短边方向全长为14mm，开口部中的相对于贯通孔的栅 格电极长边方向的倾斜角为45度，贯通孔的栅格电极长边方向的宽为 0.3mm，贯通孔及与其相邻的贯通孔之间的金属部分的栅格电极长边方 向的宽为O.lmm。(实施例1)
对由不锈钢(SUS304)构成的金属(尺寸为20mmX310mmX厚 O.lmm)进行掩模，并在90。C液温下将30重量％氯化铁水溶液喷雾2 小时，进行蚀刻，进一步进行水洗及纯水清洗，制造出电晕电极基材。 在该电晕电极基材的表面通过图4所示的电镀装置70形成厚为0.5/z m、从尖锐突起58a的前端部58b的顶点开始的长度为lmm的镀镍层。 接着，将形成了该镀镍层的电晕电极基材安装到图4所示的电镀装置 70上，进行含PTFE电镀镍，制造出本发明中使用的电晕电极50。电 镀镍浴71的组成为300g/L的硫酸镍、50g/L的氯化镍、35g/L的硼酸、 2g/L的PTFE粒子(体积平均粒径1 m) 、 pH为4。电镀条件为，电 镀浴的浴温为65°C。在获得的电晕电极50中，尖锐突起58a的前端部58b上设置的含 PTFE镀镍层厚为5ym、从尖锐突起58a的前端部58b的顶点开始的 长度为lmm。并且，在获得的电晕电极50中，平板部的短边方向的长 度Ll为10mm、尖锐突起的突出方向长度L2为2mm、尖锐突起的前 端的曲率半径为40wm、尖锐突起的间距TP为2mm。(实施例2)对由不锈钢(SUS304)构成的金属(尺寸为20mmX310mmX厚 O.lmm)进行掩模，并在90。C液温下将30重量％氯化铁水溶液喷雾2 小时，进行蚀刻，进一步进行水洗及纯水清洗，制造出电晕电极基材。 在该电晕电极基材的表面通过图4所示的电镀装置70形成厚度为0.5 Mm、从尖锐突起58a的前端部58b的顶点开始的长度为lmm的镀镍 层。接着，将形成了该镀镍层的电晕电极基材安装到图4所示的镀电 装置70中，进行镀金，制造出本发明中使用的电晕电极50。镀金浴 71的组成为10g/L的氢氧化金、100g/L的1,2-乙二胺二盐酸、35g/L 的硼酸、5mg/L的2，2-联二吡啶、pH为3.8。电镀条件为，电镀浴的浴 温为65°C。在获得的电晕电极50中，尖锐突起58a的前端部58b上设置的镀 金层厚为1//m、从尖锐突起58a的前端部58b的顶点开始的长度为 lmm。并且，在获得的电晕电极50中，平板部的短边方向的长度Ll 为10mm、尖锐突起的突出方向长度L2为2mm、尖锐突起的前端的曲 率半径为40pm、尖锐突起的间距TP为2mm。(比较例1)除了将尖锐突起58a全体浸泡到电镀浴以外，和实施例1同样地， 制造出在尖锐突起58a整体上设置了镀镍层及含PTFE镀镍层的比较用 电晕电极。将在实施例1、2及比较例1中获得的电晕电极与市场有售的图像 形成装置(商品名AR625， 、乂卞一7。(株)制造)中的带电装置的电 晕电极交换，制造出本发明的带电装置及图像形成装置。使用该图像 形成装置进行以下试验。(放电试验)作为苛刻试验，在低湿条件下(10%以下)进行不通纸的陈化测 试。AR625是70页设备，即可在1分钟内印刷70页，因此71小时相 当于复印页数(300K周期)。在该测试中，感光体表面的带电电位在 初期设定为-630V。(氮氧化物及锈的检测) 锈、氮氧化物的检测可通过显微镜观察放电后的电晕电极来进行。结果是，实施例1、 2及比较例1的电晕电极的表面没有发现锈等 析出。并且，在安装了包括实施例l、 2及比较例1的电晕电极的带电 装置的任意一个图像形成装置中，印刷300000张半色调图像后，可获 得均匀的、不产生白条、黑条、斑点等的半调图像。即，可知实施例1、 2的电晕电极具有不逊色于将含PTFE镀镍层设置在尖锐突起的表面整 体的比较例1的电晕电极的性能。
本发明在不脱离其主旨和主要特征的前提前可通过各种方式实 施。因此，上述实施方式从各方面而言仅是单纯的示例，本发明的范 围如权利要求所示，不受说明书正文的任何约束。并且，属于权利要 求范围内的变形、变更均属本发明范围内。
权利要求
1.一种带电装置，安装在通过电子照相方式形成图像的图像形成装置上，具有感光鼓，其特征在于，包括电晕电极，具有通过电晕放电向感光鼓表面施加电压而使该表面带电的尖锐突起部，在电晕电极表面的至少一部分上设有被覆层，该被覆层含有与形成电晕电极的电极材料不同的材料；第1电源，向电晕电极施加电压；屏蔽罩，设置在除了电晕电极和感光鼓之间以外的电晕电极周围的至少一部分上，与电晕电极隔离设置；栅格电极，设置在感光鼓和电晕电极之间；以及第2电源，向栅格电极施加电压。
2. 根据权利要求l所述的带电装置，其特征在于，电晕电极由选 自镍、不锈钢、铁、铜及铜合金的电极材料形成。
3. 根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，电晕电极包括 向一个方向长长地延伸的平板部；和形成为从平板部的短边方向的一 个端面向短边方向突出的尖锐突起部，在尖锐突起部的至少一部分上设置被覆层。
4. 根据权利要求l所述的带电装置，其特征在于，仅在尖锐突起 部的电晕放电区域及其附近设置被覆层。
5. 根据权利要求l所述的带电装置，其特征在于，被覆层是含有 聚四氟乙烯粒子的镍层。
6. 根据权利要求1所述的带电装置，其特征在于，被覆层是金层。
7. —种图像形成装置，通过电子照相方式形成图像，该图像形成 装置包括感光鼓，具有用于在表面上形成静电潜影的感光层；带电 部，使感光鼓表面带电；曝光部，在感光鼓表面形成和图像信息对应 的静电潜影；显影部，向感光鼓表面的静电潜影提供色粉，形成色粉 图像；转印部，将感光鼓表面的色粉图像转印到记录介质上；以及定 影部，使色粉图像定影到记录介质上，该图像形成装置的特征在于， 带电部是权利要求1所述的带电装置。
全文摘要
本发明提供一种对于臭氧、空气中的水分具有良好的耐久性的、在图像形成装置整个使用期间可使感光鼓表面稳定带电的、且具有制造成本低的电晕电极的带电装置，带电装置(24)包括由平板部(57)和尖锐突起部(58)构成的电晕电极(50)、支持部件(51)、屏蔽罩(55)、以及栅格电极(56)，其中，在构成尖锐突起部(58)的尖锐突起(58a)表面的至少一部分上形成被覆层，该被覆层含有与构成电晕电极(50)的材料不同的材料。
文档编号G03G15/02GK101158830SQ20071015328
公开日2008年4月9日 申请日期2007年9月29日 优先权日2006年10月3日
发明者井野利昭, 村上进, 藤田庄一, 西村泰浩 申请人:夏普株式会社