專利名稱：帶電裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶電裝置及圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
在復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等電子照相方式的圖像形成裝置中，作為圖像載體，使用在表面上形成有含有光導(dǎo)電性物質(zhì)的感光層的感光體，將電荷施加到感光體表面并使其均勻帶電后，通過各種成像工序，形成與圖像信息相對應(yīng)的靜電潛影，由從顯影部供給且含有色粉的顯影劑將該靜電潛影顯影成為可視圖像，將該可視圖像轉(zhuǎn)印到紙等記錄材料上后，由定影輥進(jìn)行加熱及加壓，使之定影到記錄材料上，從而在記錄紙張上形成圖像。
在這種圖像形成裝置中，使感光體表面帶電時，使用帶電裝置。帶電裝置包括放電電極，用于對感光體進(jìn)行電暈放電；柵極，被設(shè)在感光體表面與電極之間，被施加適當(dāng)?shù)碾妷?，對由放電電極施加到感光體表面上的電荷量及感光體表面的帶電電位進(jìn)行控制；以及支撐部件，支撐放電電極及柵極。柵極基本可以準(zhǔn)確地對感光體表面的帶電電位進(jìn)行控制，因此現(xiàn)在設(shè)有柵極的帶電裝置逐漸成為主流。
作為帶電裝置用的放電電極，使用金屬絲電極、具有多個針狀部的金屬板電極(以下稱為“針狀電極”)等。其中，優(yōu)選使用針狀電極，上述針狀電極具有構(gòu)成部件少、壽命長、臭氧產(chǎn)生量少、以及因不產(chǎn)生斷線而故障少的優(yōu)點(diǎn)。針狀電極，主要通過在由不銹鋼等鐵類金屬材料構(gòu)成的金屬板上實(shí)施刻蝕形成多個針狀部而制得。通過刻蝕制造的針狀電極，還稱為刻蝕加工的電極。由于該針狀電極的刻蝕加工剖面不夠光滑，在針狀部的尖端部分存在多個用于進(jìn)行放電的邊緣部，并且位于多個針狀部的尖端部分的邊緣部的形狀不齊，因此各針狀部的放電不均勻。其結(jié)果，無法充分控制感光體表面的帶電電位，感光體表面的帶電電位不均勻。
此外，作為針狀電極的材料的不銹鋼等鐵類金屬材料，具有高耐久性，另一方面，具有容易因高濕環(huán)境下的水分、帶電動作時的電暈放電產(chǎn)生的臭氧等而氧化的缺點(diǎn)。而且，長時間使用針狀電極時，無法避免高濕環(huán)境下的使用、與臭氧的接觸等。因此，由不銹鋼等金屬材料構(gòu)成的針狀電極，因空氣中的水分、臭氧等而產(chǎn)生腐蝕，其耐久性下降。并且，存在如下應(yīng)解決的課題為從針狀部電暈放電而施加在針狀電極上的高壓的控制能力下降，感光體表面的帶電電位不均勻，無法將期望的帶電電位始終穩(wěn)定地施加在感光體表面上。此外，在使用金屬絲電極時，也存在與針狀電極相同的應(yīng)解決的課題，即、因電暈放電產(chǎn)生的臭氧等而氧化或產(chǎn)生腐蝕，使感光體表面的帶電電位不均勻。
考慮帶電裝置中的上述課題，例如提出了如下帶電裝置在包括被張設(shè)在一面開放的防護(hù)罩內(nèi)的金屬絲電極、和被配置在金屬絲電極與感光體之間的板狀柵網(wǎng)電極的帶電裝置中，板狀柵極，在不銹鋼制多孔板的表面形成厚度約1μm的鍍鎳層，進(jìn)而在其上形成厚度約0.3μm的鍍金層(例如參照特開平11-40316號公報)。特開平11-40316號公報的板狀柵極，夾著鍍鎳層形成有鍍金層，因此鍍金層不易剝離，耐腐蝕性及感光體表面的帶電電位的控制性比較好。
然而，該板狀柵極的制造，需要經(jīng)過鍍鎳及鍍金這2次電鍍工序，因此存在制造工序繁雜且成本上升的缺點(diǎn)。此外，使該板狀柵極充分發(fā)揮上述理想特性時，需要鍍金層的厚度在0.3μm以上。進(jìn)而，板狀柵網(wǎng)是尺寸與感光體大致相同的比較大的部件，因此鍍層必須加厚，并且金的使用量必然增加。然而，這樣大量使用金，使帶電裝置及圖像形成裝置的價格不必要地上升，會影響圖像形成裝置的優(yōu)點(diǎn)之一即依賴于較低價格的廣泛使用性。因此，優(yōu)選如下帶電裝置不使用金等高價材料，耐久性及感光體表面帶電電位的控制性優(yōu)良的針狀電極和板狀柵極。
此外，與特開平11-40316號公報相同地提出了如下帶電裝置具有金屬絲電極和板狀柵極，該柵極在不銹鋼制金屬板的表面上，通過使用脈沖電流的電解鍍法直接形成鍍金層(例如參照特開2001-166569號公報)。該板狀柵極的鍍金層也難以剝離，與特開平11-40316號公報的板狀柵極相同地，耐腐蝕性高，感光體表面的帶電電位的控制性也良好。然而，該板狀柵極中的鍍金層的厚度也必須在0.3μm以上，因此存在與特開平11-40316號公報的帶電裝置相同的缺點(diǎn)。
另一方面，還提出了在放電電極一側(cè)覆蓋金的方案(例如參照特開2004-4334號公報)。特開2004-4334號公報的帶電裝置包括如下針狀電極在其表面上通過鍍工序形成有由金、鉑、銅、鎳、或鉻構(gòu)成的覆蓋層。在特開2004-4334號公報中，雖然使用刻蝕、精密沖壓等方法形成針狀電極，但如上所述，通過這種方法得到的針狀電極的剖面不夠光滑，產(chǎn)生微小的凹凸。因此，即使實(shí)施了電鍍工序，但也仍然殘留剖面的微小凹凸，擾亂電暈放電的均衡，從而使感光體表面的帶電電位不均勻。此外，在該微小凹凸上容易附著色粉等污染物質(zhì)。即，在長期使用特開2004-4334號公報的針狀電極時會附著有色粉等污染物質(zhì)，因此存在感光體表面的帶電電位更加不均勻的缺點(diǎn)。
作為柵極使用下述電極等金屬絲柵極，由不銹鋼、鎢等構(gòu)成的金屬絲柵極；多孔性板狀柵極，在由不銹鋼等構(gòu)成的金屬板(柵網(wǎng)基體材料)上形成有多個貫通孔。另外，在制造多孔性板狀柵極時，可以采用刻蝕等方法在金屬板上開出貫通孔。通過刻蝕制造的多孔性板狀柵極，稱為刻蝕柵網(wǎng)。在這些柵極中，存在如下問題色粉等污染物質(zhì)容易附著在金屬絲柵極上，由于附著這些污染物質(zhì)，缺乏對感光體表面的帶電電位進(jìn)行控制的功能，感光體表面的帶電電位不均勻。
另一方面，多孔性板狀柵極，與金屬絲柵極相比，具有相對較大的面積，因此可以將感光體表面的帶電電位控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，進(jìn)而，無論附著多少污染物質(zhì)，帶電電位的控制性下降都較少。此外，如上所述，多孔性板狀柵極，由不銹鋼等鐵類金屬材料形成，因此具有高耐久性，即使長期使用也不會引起變形等不良情況，伴隨變形等而產(chǎn)生的帶電電位控制性的變化也很少。因此，這種多孔性板狀柵極，可以長期將感光體表面的帶電電位大致控制為恒定。
然而，雖然作為多孔性板狀柵極材料的不銹鋼等鐵類金屬材料，通常具有高耐久性，但具有容易因高濕環(huán)境下的水分、帶電動作時的電暈放電所產(chǎn)生的臭氧等而發(fā)生氧化的缺點(diǎn)。長時間使用多孔性板狀柵極時，無法避免高濕環(huán)境下的使用、與臭氧的接觸等。因此，由不銹鋼等金屬材料構(gòu)成的多孔性板狀柵極，因空氣中的水分、臭氧等而產(chǎn)生銹等腐蝕，氮氧化物附著在其表面上，從而其耐久性下降。并且，存在如下問題缺乏對感光體表面的帶電電位的控制能力，感光體表面的帶電電位不均勻，無法將期望的帶電電位始終穩(wěn)定地施加在感光體表面上。
考慮到多孔性板狀柵極的這種問題，提出了如下電暈帶電裝置具有在由不銹鋼構(gòu)成的金屬板(柵網(wǎng)基體材料)的表面上，依次覆蓋鍍鎳層和鍍金層而形成的柵極(例如參照特開平11-40316號公報)。雖然認(rèn)為該柵極在耐腐蝕性這一點(diǎn)上確實(shí)有某種程度的提高，但仍然存在主要用于提高耐腐蝕性的鍍金層容易產(chǎn)生剝離的缺點(diǎn)。在特開平11-40316號公報中，為了防止鍍金層的剝離，在金屬板與鍍金層之間形成了鍍鎳層，但其效果不明顯。
此外，提出了如下帶電裝置具有柵極，該柵極在不銹鋼制金屬板(柵網(wǎng)基體材料)的表面上，通過使用脈沖電流的電解鍍法，不夾持鍍鎳層地直接形成鍍金層(例如參照特開2001-166569號公報)。該帶電裝置，使用在下述圖像形成裝置中，該圖像形成裝置包括有機(jī)感光體，用于形成靜電圖像；帶電裝置，使有機(jī)感光體帶電；顯影器，將形成在有機(jī)感光體上的靜電潛影顯影成色粉圖像；轉(zhuǎn)印部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上；以及定影裝置，使轉(zhuǎn)印到記錄材料上的色粉圖像定影到記錄材料上。在該帶電裝置中，由于鍍金層難以剝離，因此柵極的耐腐蝕性及感光體表面的帶電電位的控制性好。但是，為了使該柵極充分發(fā)揮上述理想特性，鍍金層的厚度必須在0.3μm以上。進(jìn)而，柵極是尺寸與感光體大致相同的比較大的部件，因此鍍層必須要加厚，并且金的使用量必然增加。然而，這樣大量使用金，使帶電裝置及圖像形成裝置的價格不必要地上升，會影響圖像形成裝置的優(yōu)點(diǎn)之一即依賴于較低價格的廣泛使用性。因此，優(yōu)選如下帶電裝置不使用金等高價材料，耐久性及感光體表面的帶電電位控制性優(yōu)良的柵極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廉價的帶電裝置、及包括該帶電裝置的圖像形成裝置，上述帶電裝置具有高耐久性，無論附著多少色粉等污染物質(zhì)，也幾乎不會影響其帶電電位的控制性，可以長期將感光體的帶電電位穩(wěn)定地控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，上述圖像形成裝置可以長期記錄高畫質(zhì)圖像。
本發(fā)明是一種帶電裝置，在包括感光體的電子照相方式的圖像形成裝置中，以面對感光體表面的方式進(jìn)行安裝，其特征在于，包括放電電極，具有多個尖銳狀突起部，對感光體表面施加電壓，從而使感光體表面帶電；和柵極，被設(shè)在放電電極與感光體之間，對感光體表面的帶電電位進(jìn)行控制，在放電電極的至少一個面上，形成有含有聚四氟乙烯的2次凝聚體的含聚四氟乙烯鎳層；并且包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯2次凝聚體的短軸長度，是含聚四氟乙烯鎳層的層厚的2倍以下。
根據(jù)本發(fā)明，在包括具有多個尖銳狀突起部的放電電極和柵極的帶電裝置中，放電電極的至少一個面被含聚四氟乙烯鎳層(以下稱為“鎳PTFE復(fù)合層”)覆蓋，并且使包含在鎳PTFE復(fù)合層中的聚四氟乙烯的2次凝聚體(以下稱為“PTFE 2次凝聚體”)的短軸長度在鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍以下。由此，幾乎沒有如下情況主要由PTFE2次凝聚體的脫落而產(chǎn)生的鎳PTFE復(fù)合層表面的氣孔對放電電極的電暈放電帶來不良影響，因此放電電極對感光體表面的電暈放電性顯著提高，可以將感光體表面的帶電電位均勻地控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。此外，該放電電極具有高耐久性，可以長期穩(wěn)定地發(fā)揮優(yōu)異的電暈放電性。
此外，由鎳PTFE復(fù)合層覆蓋的放電電極，主要因PTFE 2次凝聚體從鎳PTFE復(fù)合層表面脫落而產(chǎn)生的氣孔的短軸，在鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍以下，從而很少因氧化而被腐蝕，也難以附著色粉等污染物質(zhì)。特別是，用于應(yīng)對圖像形成速度的高速化而廣泛使用的、含有作為添加劑的脫水性硅石的色粉(以下稱為“脫水性硅石”)容易附著在放電電極上，使放電電極的放電性能逐漸降低的情況較多。但是，通過形成具有上述結(jié)構(gòu)的鎳PTFE復(fù)合層，即使使用脫水性色粉，也很少附著在放電電極表面上。此外，即使附著上脫水性色粉，也可以由簡單的清潔部容易去除。因此，具有包括該放電電極的帶電裝置的圖像形成裝置，即使高速地形成圖像，也可以長期穩(wěn)定地記錄具有高水準(zhǔn)畫質(zhì)且畫質(zhì)變動幅度很小的圖像。進(jìn)而，幾乎不需要帶電裝置的維護(hù)管理工作。進(jìn)而，該放電電極，在基體材料的表面上未形成如現(xiàn)有技術(shù)那樣的鍍金層，而只是形成有鎳PTFE復(fù)合層，因此與形成有鍍金層的放電電極相比，還具有廉價的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，推斷可以得到優(yōu)異效果的理由如下。例如，對通過無電解鍍形成鎳PTFE復(fù)合層的情況進(jìn)行觀察。無電解鍍對鍍層的生長沒有方向性，因此生長方式為，覆蓋PTFE 1次粒子或PTFE 2次凝聚體表面。但是，若PTFE 2次凝聚體的短軸長度大于鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍，則該2次凝聚體露出鎳PTFE復(fù)合層表面，PTFE 2次凝聚體因水洗處理等而脫落，從而產(chǎn)生氣孔，并且PTFE含量減少，從而含有PTFE的效果降低。此外，在2次凝聚體的短軸長度接近鎳PTFE復(fù)合層的2倍時，由于2次凝聚體的中心部分的鎳PTFE復(fù)合層的層厚小，機(jī)械強(qiáng)度低，即使覆蓋2次凝聚體表面，PTFE 2次凝聚體也會因水洗處理等而容易脫落，產(chǎn)生對放電電極的電暈放電帶來不良影響的氣孔，并且PTFE含量減少，從而因含有PTFE而得到的效果降低。
此外，本發(fā)明的特征在于，含聚四氟乙烯鎳層形成在放電電極或鎳層的表面上，該鎳層形成在放電電極的表面上；由含聚四氟乙烯鎳層覆蓋的放電電極或鎳層表面上的缺陷部分的短軸長度，在含聚四氟乙烯鎳層的層厚的2倍以下。
根據(jù)本發(fā)明，鎳PTFE復(fù)合層形成在放電電極或鎳層的表面上，該鎳層形成在放電電極的表面上，使由鎳PTFE復(fù)合層覆蓋的放電電極或鎳層表面上的缺陷部分的短軸長度，在含聚四氟乙烯鎳層的層厚的2倍以下，從而放電電極的電暈放電性能進(jìn)一步提高，不僅是電暈放電性能提高，還可以長期保持在高水準(zhǔn)。因此，感光體表面上的帶電電位不均的幅度很小，例如即使復(fù)印或印刷10萬張，也能始終得到具有均勻畫質(zhì)的圖像。在本說明書中，“缺陷部分”是指，與其他物體接觸等而產(chǎn)生的凹處、因清洗不良等而殘留的雜質(zhì)、以及附著有氧化膜等的部分。
推斷出可以根據(jù)這種結(jié)構(gòu)得到優(yōu)異效果的理由如下。通常，通過電鍍工序難以得到對缺陷部分具有足夠的層厚和機(jī)械強(qiáng)度的鍍層。而且，在與缺陷部分相鄰的良好被鍍面上，形成有具有足夠的層厚和機(jī)械強(qiáng)度的鍍層。無電解鍍對鍍層的生長沒有方向性，因此與缺陷部分相鄰的良好被鍍面的鍍層，在缺陷部分的上部以外伸狀生長。在此，若缺陷部分的短軸長度遠(yuǎn)小于鍍層厚度的2倍，則以外伸狀生長的鍍層將缺陷部分覆蓋成圓頂狀，鍍層的表面變得均勻。但是，若缺陷部分的短軸長度變大到超過鍍層的層厚的2倍，則即使以外伸狀生長，也不能覆蓋缺陷部分，而殘留為氣孔，缺陷部分露出鍍層表面。此外，由于在缺陷部分的短軸長度大于鍍層的層厚的2倍時，即使外伸部分以圓頂狀覆蓋，缺陷部分中心的鍍層也較薄且強(qiáng)度低，所以即使缺陷部分的短軸長度接近鍍層的層厚的2倍，也會因水洗處理等剝離成氣孔，露出缺陷部分。若形成這種氣孔，則以氣孔為起點(diǎn)進(jìn)行氧化腐蝕，并且該部分存在微小的凹凸，因此容易牢固附著色粉、氮氧化物等，成為帶電不均的原因。
進(jìn)而本發(fā)明是一種帶電裝置，在包括感光體的電子照相方式的圖像形成裝置中，以面對感光體表面的方式進(jìn)行安裝，其特征在于，包括放電電極，具有多個尖銳狀突起部，對感光體表面施加電壓，從而使該表面帶電；和柵極，被設(shè)在放電電極與感光體之間，包括多孔性板狀基體材料、和形成在其表面的一部分或整個面上的含聚四氟乙烯鎳層，并且包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯2次凝聚體的短軸長度，在含聚四氟乙烯鎳層的層厚的2倍以下。
根據(jù)本發(fā)明，在包括具有多個尖銳狀突起部的放電電極、和柵極的帶電裝置中，進(jìn)而，使包含在鎳PTFE復(fù)合層中的聚四氟乙烯的2次凝聚體的短軸長度在鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍以下，上述柵極包括多孔性板狀基板、和形成在其表面的一部分或整個面上的含聚四氟乙烯鎳層(以下無特殊說明時稱為“鎳PTFE復(fù)合層”)。由此，幾乎沒有如下情況主要由PTFE 2次凝聚體的脫落而產(chǎn)生的鎳PTFE復(fù)合層表面的氣孔對柵極的帶電控制性能帶來不良影響，因此柵極對感光體表面的帶電控制性顯著提高。因此，柵極對感光體表面的帶電電位的控制順利且穩(wěn)定地進(jìn)行，可以將感光體表面的帶電電位長期維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
此外，若使用上述柵極，則可以更加切實(shí)地防止色粉等異物附著在放電電極的尖銳狀突起部上。特別是，用于應(yīng)對圖像形成速度的高速化而廣泛使用的、含有作為添加劑的脫水性硅石的色粉(以下稱為“脫水性硅石”)容易附著在放電電極的尖銳狀突起部上，使放電電極的放電性能逐漸降低的情況較多。但是，通過使用具有上述結(jié)構(gòu)的柵極，即使使用脫水性硅石，也能防止色粉的附著，以高水準(zhǔn)長期穩(wěn)定地保持放電電極的放電性能。進(jìn)而，該柵極，在柵網(wǎng)基體材料的表面上，未形成如現(xiàn)有技術(shù)的鍍金層，而只是形成有鎳PTFE復(fù)合層，因此與現(xiàn)有技術(shù)的柵極相比，具有廉價的優(yōu)點(diǎn)。因此，包括具有上述柵極的帶電裝置的圖像形成裝置，無需大幅增加制造成本，即可長期記錄高畫質(zhì)圖像。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，推斷可以得到優(yōu)異效果的理由如下。例如，對通過無電解鍍形成鎳PTFE復(fù)合層的情況進(jìn)行關(guān)察。無電解鍍對鍍層的生長沒有方向性，因此生長成覆蓋PTFE 1次粒子或PTFE 2次凝聚體表面。但是，若PTFE 2次凝聚體的短軸長度大于鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍，則該2次凝聚體露出鎳PTFE復(fù)合層表面，PTFE 2次凝聚體因水洗處理等而脫落，從而產(chǎn)生氣孔，并且PTFE含量減少，從而含有PTFE的效果降低。此外，在2次凝聚體的短軸長度接近鎳PTFE復(fù)合層的2倍時，由于2次凝聚體的中心部分的鎳PTFE復(fù)合層的層厚小，機(jī)械強(qiáng)度低，即使覆蓋2次凝聚體表面，PTFE 2次凝聚體也容易因水洗處理等而脫落，產(chǎn)生對柵極的帶電控制性能帶來不良影響的氣孔，并且PTFE含量減少，從而因含有PTFE而得到的效果降低。
此外，本發(fā)明的特征在于，含聚四氟乙烯鎳層形成在柵極或鎳層的表面上，該鎳層形成在柵極的表面上；由含聚四氟乙烯鎳層覆蓋的柵極或鎳層表面上的缺陷部分的短軸長度，在含聚四氟乙烯鎳層的層厚的2倍以下。
根據(jù)本發(fā)明，鎳PTFE復(fù)合層形成在柵極或鎳層的表面上，該鎳層形成在柵極的表面上，使由鎳PTFE復(fù)合層覆蓋的柵極或鎳層表面上的缺陷部分的短軸長度，在含聚四氟乙烯鎳層的層厚的2倍以下，從而柵極對感光體表面的帶電控制性能進(jìn)一步提高，不僅帶電控制性能提高，還可長期保持在高水準(zhǔn)。因此，即使長時間高速連續(xù)地形成圖像，感光體表面的帶電電位的變動幅度也小。其結(jié)果，例如即使連續(xù)復(fù)印數(shù)百張相同圖像，也能穩(wěn)定地得到具有恒定或其以上高畫質(zhì)的圖像。推測可以根據(jù)這種結(jié)構(gòu)得到優(yōu)異效果的理由與放電電極的情況相同。
此外，本發(fā)明的特征在于，含聚四氟乙烯鎳層，通過無電解鍍法形成。
根據(jù)本發(fā)明，通過無電解鍍法形成放電電極或柵極的鎳PTFE復(fù)合層，從而與通過直流電流的普通電解鍍法得到的鎳PTFE復(fù)合層相比，其組織致密而硬，且氣孔少，雖然層厚薄但均勻，得到對放電電極基體材料具有高緊貼性的鎳PTFE復(fù)合層，從而放電電極的電暈放電性、柵極的帶電控制性以及耐久性進(jìn)一步提高。進(jìn)而，防止脫水性色粉附著在放電電極上。若使用無電解鍍法，通過選擇電鍍的條件，也容易使鎳PTFE復(fù)合層上的PTFE 2次凝聚體的粒子直徑在上述規(guī)定范圍內(nèi)。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯的1次粒子直徑在0.7μm以上。
根據(jù)本發(fā)明，使包含在鎳PTFE復(fù)合層中的聚四氟乙烯的1次粒子直徑在0.7μm以上，從而防止因PTFE 1次粒子及/或PTFE 2次凝聚體從鎳PTFE復(fù)合層表面脫落而產(chǎn)生氣孔。由此，放電電極的電暈放電性能、柵極對感光體表面的帶電控制性能以及耐用性進(jìn)一步提高，并且電暈放電的偏差及感光體表面的帶電電位的偏差很少。其結(jié)果，感光體表面的帶電電位始終穩(wěn)定，即使連續(xù)形成數(shù)百張以上的圖像，所形成的圖像的畫質(zhì)也不會產(chǎn)生偏差，從而得到高畫質(zhì)圖像。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，含聚四氟乙烯鎳層的層厚大于聚四氟乙烯的1次粒子直徑。
根據(jù)本發(fā)明，使鎳PTFE復(fù)合層形成為其層厚大于PTFE 1次粒子的粒子直徑，從而進(jìn)一步防止因PTFE 1次粒子及/或PTFE 2次凝聚粒子從鎳PTFE復(fù)合層表面脫落而產(chǎn)生氣孔。由此，放電電極的電暈放電性能及柵極對感光體表面的帶電控制性能進(jìn)一步提高，并且電暈放電性的偏差及感光體表面的帶電電位的偏差進(jìn)一步減少。其結(jié)果，感光體表面的帶電電位始終穩(wěn)定，即使連續(xù)形成數(shù)百張以上的圖像，所形成的圖像的畫質(zhì)也不會產(chǎn)生偏差，從而得到高畫質(zhì)圖像。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，在放電電極與含聚四氟乙烯鎳層之間，還形成有鍍鎳層。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，在多孔性板狀基體材料與含聚四氟乙烯鎳層之間，還形成有鍍鎳層。
根據(jù)本發(fā)明，在放電電極或多孔性板狀基體材料與鎳PTFE復(fù)合層之間，形成有鍍鎳層，從而可切實(shí)防止鎳PTFE復(fù)合層從放電電極上剝離，放電電極或柵極的長期耐用性進(jìn)一步提高。因此，得到可以更長期穩(wěn)定地控制感光體表面的帶電電位的帶電裝置。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，含聚四氟乙烯鎳層，含有鎳和磷。
根據(jù)本發(fā)明，鎳PTFE復(fù)合層含有鎳及PTFE和磷，從而該層對放電電極或多孔性板狀基體材料的緊貼性提高，放電電極或柵極的耐用性進(jìn)一步提高。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，多孔性板狀基體材料是多孔性不銹鋼板或多孔性銅板。
根據(jù)本發(fā)明，作為多孔性板狀基體材料，優(yōu)選多孔性不銹鋼板及多孔性銅板。若使用多孔性不銹鋼板，則感光體表面上的帶電電位的控制性很好，并且很少產(chǎn)生銹等腐蝕及附著氮氧化物，因此耐久性進(jìn)一步提高。另一方面，雖然多孔性銅板較廉價，但具有缺乏耐腐蝕性的缺點(diǎn)。但是，通過形成鎳PTFE復(fù)合層，提高到了可以滿足耐腐蝕性的程度。而且多孔性銅板與鎳PTFE復(fù)合層的緊貼性好，無需夾著鎳層形成鎳PTFE復(fù)合層，因此制造時的工序數(shù)減少，能實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。因此，若使用多孔性銅板，則很少產(chǎn)生銹等腐蝕及附著氮氧化物，耐久性優(yōu)異，感光體表面上的帶電電位的控制性好，并且可以得到廉價的柵極。
此外，本發(fā)明是一種圖像形成裝置，其特征在于，包括感光體，在其表面上形成有靜電圖像；帶電部，用于使感光體的表面帶電；曝光部，向處于帶電狀態(tài)的感光體表面照射基于圖像信息的光信號，從而形成靜電圖像；顯影部，將色粉供給到感光體表面的靜電圖像上，從而形成色粉圖像；轉(zhuǎn)印部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上；以及定影部，使轉(zhuǎn)印到記錄材料上的色粉圖像定影，其中，帶電部為上述帶電裝置。
根據(jù)本發(fā)明，在包括感光體、帶電部、曝光部、顯影部、轉(zhuǎn)印部以及定影部的圖像形成裝置中，作為帶電部，使用在放電電極的至少一個面上形成有具有上述結(jié)構(gòu)的鎳PTFE復(fù)合層的本發(fā)明的帶電裝置，或使用具有在多孔性板狀基體材料的表面上形成有鎳PTFE復(fù)合層的柵極的本發(fā)明的帶電裝置，從而在形成靜電潛影時，可以將感光體表面的帶電電位穩(wěn)定地維持在適當(dāng)范圍內(nèi)，因此可以長期記錄高畫質(zhì)圖像，并且不像現(xiàn)有技術(shù)具有鍍金層，因此能得到價格較低的圖像形成裝置。
進(jìn)而，本發(fā)明的特征在于，色粉含有作為添加劑的脫水性硅石。
根據(jù)本發(fā)明，通過在圖像形成裝置中使用脫水性色粉，可以長時間地?zé)o損于帶電裝置上的放電電極的電暈放電性能，從而可以實(shí)現(xiàn)圖像形成速度的高速化。
進(jìn)而，本發(fā)明的圖像形成裝置，其特征在于，還包括清潔部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上后，去除殘留在感光體表面上的色粉，帶電部，被配置在顯影部或清潔部的鉛垂方向下方。
根據(jù)本發(fā)明，在圖像形成裝置還包括用于去除殘留在感光體表面上的色粉的清潔部的情況下，將帶電部配置在顯影部或清潔部的鉛垂方向下方，從而感光體表面上產(chǎn)生的帶電不良顯著降低。例如，若將帶電部同時配置在顯影部及清潔部的鉛垂方向上方，則容易引起感光體的帶電不良。


本發(fā)明的目的、特色以及優(yōu)點(diǎn)，可以通過下述詳細(xì)說明和附圖進(jìn)一步理解。
圖1是大致地表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2是大致地表示在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的圖像形成裝置中使用的帶電裝置的基本結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3是圖2所示的帶電裝置的正視圖。
圖4是大致地表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式的帶電裝置中使用的帶電電極的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5是大致地表示在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的帶電裝置中使用的柵極的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是表示感光體表面的帶電電位不均(V)與印刷張數(shù)的關(guān)系的圖表。
圖7是表示感光體表面的帶電電位不均(V)與印刷張數(shù)的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式
以下，參考附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是大致地表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式的圖像形成裝置20的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖像形成裝置20是同時具有復(fù)印功能、打印功能以及傳真功能的復(fù)合機(jī)，根據(jù)所傳達(dá)的圖像信息，在記錄紙張等記錄介質(zhì)上形成全色或黑白圖像。即，在圖像形成裝置20中，包括復(fù)印機(jī)模式、打印機(jī)模式以及FAX模式這3種印刷模式，根據(jù)來自未圖示的操作部的操作輸入、來自個人計算機(jī)等外部主機(jī)裝置的印刷任務(wù)的接收等，通過控制單元60，選擇印刷模式。圖像形成裝置20包括色粉圖像形成部21、轉(zhuǎn)印部22、定影部23、記錄介質(zhì)供給部24以及排出部25。構(gòu)成色粉圖像形成部21的各部件及包含在轉(zhuǎn)印部22中的一部分部件，為了對應(yīng)于彩色圖像信息中包含的黑色(b)、青色(c)、品紅色(m)以及黃色(y)的各色圖像信息，分別設(shè)置4個。在此，與各色相對應(yīng)地分別設(shè)置4個的各部件，將表示各色的字母標(biāo)在參照標(biāo)號的末尾加以區(qū)別，在統(tǒng)稱時僅以參照標(biāo)號表示。
圖像形成部21包括感光鼓30、帶電裝置1、曝光單元31、顯影部32以及清潔單元33。帶電裝置1、顯影部32以及清潔單元33，在感光鼓30的周圍，向著感光鼓30的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)以該順序配置。帶電裝置1被配置在清潔單元33的鉛垂方向下方。
感光鼓30，由未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)支撐，且可通過該驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其圍繞軸線旋轉(zhuǎn)，該感光鼓30包括導(dǎo)電性基體、和形成在導(dǎo)電性基體的表面上的感光層。導(dǎo)電性基體可以采用各種形狀，例如包括圓筒狀、圓柱狀以及薄膜片狀等。其中優(yōu)選圓筒狀。導(dǎo)電性基體由導(dǎo)電性材料形成。作為導(dǎo)電性基體，可以使用在該領(lǐng)域常用的材料，例如包括鋁、銅、黃銅、鋅、鎳、不銹鋼、鉻、鉬、釩、銦、鈦、金、鉑等金屬；這些金屬的2種以上的合金；在合成樹脂薄膜、金屬薄膜、紙等薄膜狀基體上形成有由鋁、鋁合金、氧化錫、金、氧化銦等1種或2種以上合金構(gòu)成的導(dǎo)電層的導(dǎo)電性薄膜；以及含有導(dǎo)電性粒子及/或?qū)щ娦跃酆衔锏臉渲铣晌锏?。此外，作為用于?dǎo)電性薄膜的薄膜狀基體，優(yōu)選合成樹脂薄膜，特別優(yōu)選聚酯薄膜。此外，作為導(dǎo)電性薄膜上的導(dǎo)電層的形成方法，優(yōu)選蒸鍍、涂敷等。
感光層，例如通過將含有電荷產(chǎn)生物質(zhì)的電荷產(chǎn)生層、和含有電荷輸送物質(zhì)的電荷輸送層層疊而形成。此時，優(yōu)選在導(dǎo)電性基體和電荷產(chǎn)生層之間或電荷輸送層之間設(shè)置底涂層。通過設(shè)置底涂層，可以得到如下優(yōu)點(diǎn)覆蓋存在于導(dǎo)電性基體的表面上的缺陷及凹凸而使感光層表面平滑、在反復(fù)使用時防止感光層帶電性的劣化、以及在低溫及/或低濕環(huán)境下使感光層的帶電特性提高。
電荷產(chǎn)生層，以通過光照而產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生物質(zhì)為主要成分，根據(jù)需要含有公知的粘結(jié)劑樹脂、增塑劑以及敏化劑等。作為電荷產(chǎn)生物質(zhì)，可以使用在該領(lǐng)域常用的材料，例如包括二萘嵌苯酰亞胺、二萘嵌苯酸酐等二萘嵌苯類顏料；喹吖酮、蒽醌等多環(huán)醌類顏料；金屬及非金屬酞菁、鹵化非金屬酞菁等酞菁類顏料；以及方酸(squarylium)染料、アズレニウム(azlenium)染料、噻喃(thiapyrylium)染料、具有咔唑骨架、苯乙烯基茋(Styryl stilbene)骨架、三苯胺骨架、二苯并噻吩骨架、噁二唑骨架、芴酮骨架、雙均二苯代乙烯(Bisstilbene)骨架、二苯乙烯基噁二唑(Distyryl oxadiazole)骨架或二苯乙烯基咔唑(Distyryl carbazole)骨架的偶氮顏料等。其中，非金屬酞菁顏料、酞菁氧鈦(Oxotitanylphthalocyanine)顏料、具有芴環(huán)及/或芴酮環(huán)的雙偶氮顏料、包含芳香胺的雙偶氮顏料、以及三偶氮顏料等具有高的電荷產(chǎn)生能力，適合于得到高靈敏度的感光層。電荷產(chǎn)生物質(zhì)可以單獨(dú)使用1種，也可以同時使用2種以上。電荷產(chǎn)生物質(zhì)的含量并無特別限制，但對于電荷產(chǎn)生層中的粘結(jié)劑樹脂100重量分，優(yōu)選5～500重量分，更優(yōu)選10～200重量分。
作為電荷產(chǎn)生層用的粘結(jié)劑樹脂，也可以使用在該領(lǐng)域常用的材料，例如包括三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂、聚碳酸酯、苯氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚芳酯、聚酰胺以及聚酯等。粘結(jié)劑樹脂可以單獨(dú)使用1種，也可以根據(jù)需要同時使用2種以上。
電荷產(chǎn)生層如下形成根據(jù)電荷產(chǎn)生物質(zhì)及粘結(jié)劑樹脂和需要，將各自適量的增塑劑、敏化劑等在能夠溶解或分散這些成分的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中溶解或分散，從而調(diào)制電荷產(chǎn)生層涂液，將該電荷產(chǎn)生層涂液在導(dǎo)電性基體表面上涂敷并干燥。這樣得到的電荷產(chǎn)生層的膜厚并無特別限制，但優(yōu)選0.05～5μm，更優(yōu)選0.1～2.5μm。
層疊在電荷產(chǎn)生層上的電荷輸送層，以電荷輸送物質(zhì)及電荷輸送層用的粘結(jié)劑樹脂為必要成分，并根據(jù)需要含有公知的抗氧化劑、增塑劑、敏化劑以及潤滑劑等，上述電荷輸送物質(zhì)具有接收并輸送從電荷產(chǎn)生物質(zhì)中產(chǎn)生的電荷的能力。作為電荷輸送物質(zhì)可以使用在該領(lǐng)域常用的材料，例如包括聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-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-(對-二乙基氨基苯乙烯基)蒽、1，1-雙(4-二芐氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯腙類、腙衍生物、三苯胺類化合物、四苯二胺類化合物、三苯甲烷類化合物、均二苯代乙烯類化合物、以及具有3-甲基-2-苯并噻唑啉環(huán)的吖嗪化合物等給電子物質(zhì)；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、噻噸酮衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、葉枯凈衍生物、四氰乙烯、四氰基醌二甲烷、四溴代對苯醌(promanyl)、四氯化苯醌(chloranyl)、苯醌等受電子物質(zhì)。電荷輸送物質(zhì)可以單獨(dú)使用1種，也可以同時使用2種以上。電荷輸送物質(zhì)的含量并無特別限制，但對于電荷輸送物質(zhì)中的粘結(jié)劑樹脂100重量分，優(yōu)選10～300重量分，更優(yōu)選30～150重量分。
作為電荷輸送層用的粘結(jié)劑樹脂，可以使用在該領(lǐng)域常用且能夠?qū)㈦姾奢斔臀镔|(zhì)均勻分散的材料，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、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚乙烯酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、苯酚樹脂、苯氧樹脂、聚砜樹脂以及它們的共聚樹脂等。其中，考慮成膜性能、所得到的電荷輸送層的耐磨損性能以及電特性等，優(yōu)選將含有雙酚Z作為單體成分的聚碳酸酯(以后稱為“雙酚Z型聚碳酸酯”)；和雙酚Z型聚碳酸酯與其他聚碳酸酯的混合物等。粘結(jié)劑樹脂可以單獨(dú)使用1種，也可以同時使用2種以上。
優(yōu)選在電荷輸送層中含有電荷輸送物質(zhì)及電荷輸送層用的粘結(jié)劑樹脂和抗氧化劑。作為抗氧化劑也可以使用在該領(lǐng)域常用的材料，例如包括維他命E、氫醌、受阻胺、受阻酚、對本二胺、芳基烷及它們的衍生物、有機(jī)硫磺化合物以及有機(jī)磷化合物等?？寡趸瘎┛梢詥为?dú)使用1種，也可以同時使用2種以上?？寡趸瘎┑暮坎o特別限制，但應(yīng)該是構(gòu)成電荷輸送層的成分的總量的0.01～10重量％，優(yōu)選0.05～5重量％。
電荷輸送層如下形成根據(jù)電荷輸送物質(zhì)及粘結(jié)劑樹脂和需要，將各自適量的增塑劑、敏化劑等在能夠溶解或分散這些成分的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中溶解或分散，從而調(diào)制電荷輸送層用涂液，將該電荷輸送層用涂液在電荷產(chǎn)生層表面上涂敷并干燥。這樣得到的電荷輸送層的膜厚并無特別限制，但優(yōu)選10～50μm，更優(yōu)選15～40μm。
另外，也可以形成電荷產(chǎn)生物質(zhì)和電荷輸送物質(zhì)存在于1個層上的感光層。此時，電荷產(chǎn)生物質(zhì)及電荷輸送物質(zhì)的種類、含量，粘結(jié)劑樹脂的種類以及其他添加劑等，可以與電荷產(chǎn)生層及電荷輸送層分別形成時相同。在本實(shí)施方式中，如上所述，使用形成有有機(jī)感光層的感光鼓，但也可以使用形成有無機(jī)感光層的感光鼓來代替，上述有機(jī)感光層使用電荷產(chǎn)生物質(zhì)及電荷輸送物質(zhì)，上述無機(jī)感光層使用硅酮等。
帶電裝置1如圖2及圖3所示。帶電裝置1，面對感光鼓30，沿著感光鼓30的長度方向配置。圖2是大致地表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的帶電裝置1的基本結(jié)構(gòu)的透視圖。圖3是圖2所示的帶電裝置1的正視圖。帶電裝置1，在色粉圖像形成部21中，面對感光鼓30沿著感光鼓30的長度方向配置，并包括具有多個尖銳狀突起部10的放電電極2(以后稱為“針狀電極2”)；保持部件3；清潔部件4a、4b；支撐部件5；移動用部件6；防護(hù)罩7；以及柵極8。另外，帶電裝置1，與顯影部32、清潔單元33等一起配置在感光鼓30的周圍，但優(yōu)選在圖像形成裝置20中，主要為了切實(shí)地防止產(chǎn)生感光鼓30的帶電不良，將帶電裝置1配置到顯影部32或清潔單元33的任何一個或兩個的鉛垂方向下方。在本實(shí)施方式中，帶電裝置1被配置在清潔單元33的鉛垂方向下方。
針狀電極2是薄板狀部件，包括平板部9和尖銳狀突起部10。平板部9向一個方向延長而形成。尖銳狀突起部10，從平板部9的寬度方向的一個斷面向?qū)挾确较蛲怀龆纬?。針狀電極2，例如由不銹鋼形成。在本實(shí)施方式中，平板部9的寬度方向的長度L1為10mm，尖銳狀突起部10的突出方向的長度L2為2mm，尖銳狀突起部10的尖端的曲率半徑R為40μm，尖銳狀突起部10形成的間距TP為2mm。針狀電極2與未圖示的電源連接。針狀電極2接受電源施加的電壓，尖銳狀突起部10向感光鼓30表面進(jìn)行電暈放電，使感光鼓30表面帶電。在本實(shí)施方式中，在針狀電極2上施加5kV的電壓。
如圖4所示，在本發(fā)明的第1實(shí)施方式的帶電裝置中，在針狀電極2的至少一個面上，形成有鎳PTFE復(fù)合層53。鎳PTFE復(fù)合層53是表面覆蓋層，在鎳層中分散有PTFE的1次粒子及/或PTFE的2次凝聚粒子。有時在鎳PTFE復(fù)合層53的表面上露出PTFE 1次粒子及/或PTFE 2次凝聚體。本發(fā)明人通過研究得出這些粒子及/或凝聚體從鎳PTFE復(fù)合層53表面上脫落，從而在該表面上產(chǎn)生氣孔，有時露出針狀電極2的電極底涂層(放電電極基體材料)51。電極底涂層51的露出，成為針狀電極2的電暈放電性能下降，或感光鼓30表面的帶電電位產(chǎn)生偏差的原因。因此，在本發(fā)明中，通過將包含在鎳PTFE復(fù)合層53中的PTFE 2次凝聚體的短軸長度設(shè)為鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍以下，優(yōu)選設(shè)為鎳PTFE復(fù)合層的層厚的1倍以下，可以得到如下針狀電極2防止電極底涂層51的露出，長期且穩(wěn)定地顯示出高電暈放電性能，且感光體表面的帶電電位的偏差也少。
若包含在鎳PTFE復(fù)合層53中的PTFE 2次凝聚體的短軸長度大于鎳PTFE復(fù)合層53的層厚的2倍，則PTFE 2次凝聚體的脫落增多，使電極底涂層51露出的氣孔數(shù)量增加。其結(jié)果，針狀電極2的電暈放電性能上容易產(chǎn)生偏差，感光鼓30表面的帶電電位的均勻化會不充分。
此外，優(yōu)選鎳PTFE復(fù)合層53的層厚大于PTFE 1次粒子的粒子直徑。優(yōu)選鎳PTFE復(fù)合層53上的PTFE 1次粒子的粒子直徑在0.7μm以上。如上所述，在鎳PTFE復(fù)合層53中，含有PTFE 1次粒子及PTFE2次凝聚體，因此優(yōu)選的是，作為PTFE的粒子直徑，作為1次粒子直徑在0.7μm以上，作為二次凝聚體的短軸長度在鎳PTFE復(fù)合層53的層厚的2倍以下。在本說明書中，PTFE 2次凝聚體是由多個PTFE 1次粒子凝聚而形成的粒子，也稱為PTFE 2次凝聚粒子。此外，PTFE 2次凝聚體的短軸長度，通過由掃描電子顯微鏡(SEM，商品名リアルサ一フエスビユ一，キ一エンス(基恩士)株式會社制造)觀察鎳PTFE復(fù)合層53表面來求得。即，通過掃描電子顯微鏡，以500倍的倍率對鎳PTFE復(fù)合層53表面進(jìn)行觀察，觀察1個視野中有無PTFE 2次凝聚體，在存在PTFE 2次凝聚體時，將倍率設(shè)為3000倍來測定PTFE2次凝聚體的短軸。在此，短軸指PTFE 2次凝聚體的寬度最小的部分。在20個視野上進(jìn)行該觀察并求出平均值，設(shè)為PTFE 2次凝聚體的短軸長度。
針狀電極2，可以通過公知的方法制造。作為其一例的制造法包括化學(xué)研磨工序、水洗工序、酸浸漬工序、水洗工序、純水浸漬工序、鍍鎳工序、鎳PTFE復(fù)合鍍工序、水洗處理以及干燥處理。在這些工序中，鍍鎳工序不是必要的工序，而是根據(jù)需要來實(shí)施。在化學(xué)研磨工序中，在金屬板上進(jìn)行掩蔽及刻蝕。掩蔽可以通過公知的方法實(shí)施?？涛g也可以通過公知的方法實(shí)施。例如包括將氯化亞鐵水溶液等刻蝕液噴灑在金屬板上的方法等。在此，作為金屬板的材料的金屬，可以使用接受施加電壓從而引起電暈放電的材料，例如包括不銹鋼、鋁、鎳、銅以及鐵等。其中，從提高針狀電極2的耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選不銹鋼。作為不銹鋼的具體例，例如包括SUS 304、SUS 309、以及SUS 316等，其中優(yōu)選SUS 304。此外，從提高與鎳PTFE復(fù)合層53的緊貼性、降低制造成本等觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選銅。在使用銅時，與鎳PTFE復(fù)合層53的緊貼性非常高，因此也可以不形成鍍鎳層52。金屬板的厚度并無特別限制，但優(yōu)選0.05～1mm，更優(yōu)選0.05～0.3mm。
在水洗工序、酸浸漬工序、水洗工序以及純水浸漬工序中，對在化學(xué)研磨工序中形成有多個尖銳狀突起部的金屬板實(shí)施水洗、酸清洗或純水清洗，從其表面去除異物，從而得到放電電極基體材料51。另外，有時在放電電極基體材料51的表面上存在如下缺陷部分與其他物體接觸而形成的凹處；進(jìn)行掩蔽、刻蝕等時使用的化學(xué)物質(zhì)、氧化膜等附著殘留的部分等。優(yōu)選這種缺陷部分的短軸長度在由后述的鎳PTFE復(fù)合鍍工序中形成的鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍以下。在此，缺陷部分的短軸長度指，由掃描電子顯微鏡(リアルサ一フエスビユ一)在3000倍下對缺陷部分進(jìn)行觀察時，缺陷部分的最小寬度。為了使缺陷部分的短軸在上述預(yù)定范圍內(nèi)，可以反復(fù)實(shí)施水洗、酸清洗以及純水清洗等。通過這種方法最終得到的針狀電極的電暈放電性能進(jìn)一步提高。
如上所述，鍍鎳工序雖然不是必要工序，但為了提高鎳PTFE復(fù)合層53與放電電極基體材料51的緊貼性，優(yōu)選實(shí)施該工序。在此，鍍鎳工序可以通過通常實(shí)施的方法來進(jìn)行，但考慮接下來形成鎳PTFE復(fù)合層53，優(yōu)選電鍍。此外，由鍍鎳而形成的鍍鎳層52的層厚也沒有特別限制，但優(yōu)選0.03～3μm，更優(yōu)選0.5～1.5μm，特別優(yōu)選1μm左右。另外，有時在鍍鎳層52的表面上，與放電電極基體材料51的表面相同地存在如下缺陷部分凹處；附著化學(xué)物質(zhì)、氧化膜等的部分。在鍍鎳層52表面上，也優(yōu)選缺陷部分的短軸長度在由后述的鎳PTFE復(fù)合鍍工序中形成的鎳PTFE復(fù)合層53的層厚的2倍以下。為了使缺陷部分的短軸在上述預(yù)定范圍內(nèi)，可以反復(fù)實(shí)施水洗、酸清洗以及純水清洗等。通過這種方法最終得到的針狀電極的電暈放電性能進(jìn)一步提高。
鎳PTFE復(fù)合鍍工序，例如可以通過催化鍍鎳法(Kanigen法)等無電解鍍鎳法實(shí)施。在此，作為鍍液，例如可以使用在含有次亞磷酸或次亞磷酸鹽及鎳鹽的水溶液中，進(jìn)一步添加有聚四氟乙烯的鍍液。鍍液的pH，通常調(diào)整在5～5.5的范圍內(nèi)。在此使用的聚四氟乙烯是粒子狀，其粒子直徑小于待形成的鍍層厚度即可，并無特別限制，但優(yōu)選在1μm以下，更優(yōu)選100～500nm。聚四氟乙烯在鍍液中的添加量也并無特別限制，但優(yōu)選鍍液總重量的0.01～10重量％，更優(yōu)選0.1～1.0重量％。作為鍍液的具體例，例如包括日本Kanigen公司制造的商品名“カニフロンS”、上村工業(yè)株式會社制造的商品名“ニムフロン”以及奧野制藥工業(yè)株式會社制造的商品名“トツプニコジツト”系列等。
在具有上述組成及pH的鍍液中浸漬放電電極基體材料51，進(jìn)行無電解鍍，從而在該基體材料的表面上形成鎳PTFE復(fù)合層53。所形成的鎳PTFE復(fù)合層53中的PTFE的含量，優(yōu)選3～30體積％，更優(yōu)選10～20體積％。所形成的鎳PTFE復(fù)合層53的層厚并無特別限制，但優(yōu)選在PTFE粒子的粒子直徑以上，更優(yōu)選PTFE粒子的粒子直徑的2倍～20μm，特別優(yōu)選PTFE粒子的粒子直徑的2倍～10μm。若厚度小于PTFE粒子的粒子直徑，則容易因PTFE粒子脫落而產(chǎn)生氣孔，因而造成厚度不均勻，放電電極基體材料51通過氣孔被腐蝕，容易導(dǎo)致感光體的局部放電電位不穩(wěn)定。另一方面，若遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過20μm，則鍍皮膜會因應(yīng)力而產(chǎn)生剝離。另外，鎳PTFE復(fù)合層53的厚度，與鍍的時間長度大致成比例，因此可以適當(dāng)變更放電電極基體材料51在鍍液中的浸漬時間，以獲得期望的層厚。
通過無電解鍍形成的鎳PTFE復(fù)合層53，由于包含在鍍液中的液劑均勻地附著在放電電極基體材料51的表面上，因此具有如下理想的特性即使在厚度為PTFE粒子的粒子直徑左右地非常薄的情況下，也不存在層厚的偏差，而很均勻。進(jìn)而，所鍍的組織致密，對放電電極基體材料51的表面的緊貼性高，即使長時間使用，也不會引起剝離等。
在鎳PTFE復(fù)合鍍工序中，為了得到本發(fā)明規(guī)定的鎳PTFE復(fù)合層53，可以適當(dāng)變更PTFE粒子的含量(體積％)、鍍液的鍍液溫度、電鍍時間以及其他電鍍條件。例如優(yōu)選在即將進(jìn)行電鍍處理之前對鍍液進(jìn)行減壓，對溶解的氧等進(jìn)行排氣，防止在電鍍處理中的鍍液中產(chǎn)生氣泡，并且將鍍液的鍍液溫度保持在90～92℃，且電鍍時間為5～60分鐘即可。除減壓處理之外，還可以進(jìn)行超聲波振動，在電鍍處理的鍍液溫度下攪拌預(yù)定時間而進(jìn)行排氣處理。此外，鎳PTFE復(fù)合鍍工序，可以通過電鍍實(shí)施。作為鍍液，可以使用與無電解鍍的鍍液相同的鍍液。電鍍的條件，與普通的電鍍鎳相同。在通過電鍍進(jìn)行的鎳PTFE復(fù)合鍍中，存在電鍍特有的傾向，即如下傾向在邊緣部分容易鍍上，另一方面，在形成有多孔性板狀柵網(wǎng)基體材料的貫通孔的部分不容易鍍上。因此，為了使鍍層的層厚均勻，需要增大層厚，優(yōu)選有必要將層厚設(shè)為3μm以上。另外，在形成鎳PTFE復(fù)合層53時，可以根據(jù)各個鍍法的特征和成本來確定選擇無電解鍍還是電鍍。
保持部件3，與針狀電極2同樣地向一個方向延長，與長度方向正交的剖面為倒“T”字狀，并保持針狀電極2。保持部件3，例如由合成樹脂形成。通過螺釘部件11，針狀電極2的長度方向的兩端部附近被螺釘固定在保持部件3的突出部分的一側(cè)面上。
清潔部件4a、4b是板狀部件，被設(shè)置成可相對針狀電極2移動，在移動時擦過針狀電極2，從而清潔針狀電極2的表面。具體而言，清潔部件4a、4b，其平面投影形狀具有“T”字狀，由厚度t為20～40μm的金屬原料或高分子材料的彈性體構(gòu)成。在厚度t小于20μm時，雖然與針狀電極2抵接時容易變形，但伴隨變形所產(chǎn)生的反作用力即對針狀電極2的推壓力減弱，因此無法充分去除附著在針狀電極2上的污染物質(zhì)。在厚度t超過40μm時，雖然能夠充分去除附著在針狀電極2上的污染物質(zhì)，但剛性變高，對針狀電極2的推壓力過強(qiáng)，因此針狀電極2會使突起部10變形破損。其結(jié)果，若厚度t在20～40μm范圍之外，則有可能因帶電不良引起圖像不均等。
構(gòu)成清潔部件4a、4b的金屬原料，可以使用磷青銅、普通鋼以及不銹鋼等。其中，考慮到在由電暈放電產(chǎn)生的臭氧氛圍中使用清潔部件4a、4b，從基于抗氧化性的耐久壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選不銹鋼。作為不銹鋼可以使用公知的不銹鋼，例如包括日本工業(yè)規(guī)格(JIS)G4305規(guī)定的奧氏體類不銹鋼SUS 304、鐵素體類不銹鋼SUS 430等。
清潔部件4a、4b，被設(shè)置成在相對針狀電極2移動的方向上具有間隔L3。如下選擇間隔L3，使得在一個清潔部件4a與針狀電極2抵接變形時，另一個清潔部件4b不會碰上已變形的清潔部件4a；間隔L3可以由所安裝的支撐部件5的梁狀部分的厚度進(jìn)行調(diào)整。該間隔L3，由于根據(jù)構(gòu)成清潔部件4a、4b的原料，其變形狀態(tài)發(fā)生變化，因此優(yōu)選事先進(jìn)行試驗(yàn)并確定該原料的變形狀態(tài)。在清潔部件4a、4b例如由厚度t＝30μm的不銹鋼構(gòu)成時，優(yōu)選間隔L3為2mm。將2個清潔部件4a、4b的間隔設(shè)為L3，從而在一個清潔部件4a擦過針狀電極2期間，另一個清潔部件4b可以維持適當(dāng)范圍的推壓力，而不會阻礙其變形，因此可以不使針狀電極2的尖端部變形破損地充分進(jìn)行清潔。
優(yōu)選清潔部件4a、4b的硬度在美國材料試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)規(guī)格D785規(guī)定的羅克韋爾硬度M標(biāo)度的115以上。若羅克韋爾硬度小于115，則過于軟，因此在與針狀電極2抵接而擦過時，清潔部件4a、4b變形超過所需程度，因而得不到清潔效果。雖然即使清潔部件4a、4b的硬度高也不會特別出現(xiàn)功能上的問題，所以無需設(shè)置上限，但羅克韋爾硬度M標(biāo)度的上限值為130，因此暫且將上限設(shè)為130。
優(yōu)選清潔部件4a、4b的與針狀電極2抵接的部分的T字的縱棒部分的寬度尺寸w，即與清潔部件4a、4b的移動方向垂直的方向、且與突起部10延伸的方向垂直的方向上的清潔部件4a、4b的尺寸w，優(yōu)選在3.5mm以上。若寬度尺寸w小于3.5mm，則推壓針狀電極2變形時產(chǎn)生的每單位面積的力的值變大，因此反復(fù)變形時容易引起疲勞破壞，耐久壽命降低。通過將寬度尺寸w設(shè)為3.5mm以上，減小上述單位面積的力的值，從而可以延長相對于反復(fù)變形的耐久壽命，但過寬時剛性過強(qiáng)，并且裝置也大型化，因此優(yōu)選上限設(shè)定為10mm左右。
另外，優(yōu)選將清潔部件4a、4b和針狀電極2配置成，針狀電極2的突起部10相對清潔部件4a、4b的切入量d為0.2～0.8mm。在此，進(jìn)入量d指，在將清潔部件4a、4b和突起部10投影到與清潔部件4a、4b相對針狀電極2移動的方向垂直的假想平面上的狀態(tài)下，清潔部件4a、4b與突起部10在突起部10延長的方向上重疊的長度。若進(jìn)入量d小于0.2mm，則伴隨清潔部件4a、4b的變形所產(chǎn)生的反作用力、即對針狀電極2的推壓力減弱，因此無法充分去除附著在針狀電極2上的污染物質(zhì)。若進(jìn)入量d超過0.8mm，則雖然可以充分去除附著在針狀電極2上的污染物質(zhì)，但伴隨清潔部件4a、4b的變形所產(chǎn)生的反作用力(對針狀電極2的推壓力)過強(qiáng)，所以有可能使針狀電極2的突起部10的尖端變形破損。其結(jié)果是，進(jìn)入量d在0.2～0.8mm范圍之外時，有可能因帶電不良引起圖像不均等。
支撐部件5，具有支撐清潔部件4a、4b的倒“L”字狀，在其梁狀部分上安裝有具有“T”字狀的清潔部件4a、4b的臂部。在支撐部件5的柱狀部分上，與針狀電極2的延伸方向平行地形成有貫通孔12，并且插通貫通孔12設(shè)有移動用部件6。移動用部件6，在插通貫通孔12的部位上由支撐部件5固定，因此通過在針狀電極2的延伸方向上拉伸移動用部件6，使支撐部件5相對槽部14滑動，并且在槽部14的引導(dǎo)下，在針狀電極2的延伸方向上移動。即，可以使由支撐部件5支撐的清潔部件4a、4b與針狀電極2抵接著擦過。移動用部件6是線狀或絲狀部件，插通形成在支撐部件5的柱狀部分上的貫通孔12，與針狀電極2的延伸方向平行地設(shè)置，從形成在后述防護(hù)罩7上的孔或間隙向防護(hù)罩7的外方延伸，其端部經(jīng)由設(shè)在防護(hù)罩7的外面或圖像形成裝置20的機(jī)體上的滑輪16a、16b下垂。另外，在圖2中省略了滑輪16a、16b和移動用部件6的端部。
優(yōu)選移動用部件6的端部延長至圖像形成裝置20的機(jī)體外方。由此，無需將帶電裝置1從圖像形成裝置20中拆下或打開圖像形成裝置20，就可以對針狀電極2進(jìn)行清潔。通過拉伸移動用部件6而使清潔部件4a、4b與針狀電極2抵接并進(jìn)行清潔時，優(yōu)選將清潔部件4a、4b對針狀電極2的推壓力調(diào)整為10～30gf。若推壓力小于10gf，則無法充分去除附著在針狀電極2上的色粉、紙粉等污染物質(zhì)，若超過30gf，則針狀電極2的突起部10的尖端有可能會變形破損。此外，可以由移動用部件6調(diào)整清潔部件4a、4b對針狀電極2的推壓力。在移動用部件6的一個端部上吊掛錠子的狀態(tài)下，測量清潔部件4a或4b上的負(fù)荷力的大小。例如，在清潔部件4a或4b上連接彈簧秤來進(jìn)行測量。而且，在選擇清潔部件4a或4b上的負(fù)荷力為10～30gf的錠子，對針狀電極2進(jìn)行清潔時，將預(yù)先選定的錠子吊掛在移動用部件6的端部上，從而能以預(yù)定的推壓力進(jìn)行清潔。此外，也可以在移動用部件6的端部上連接已調(diào)整旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)，從而產(chǎn)生預(yù)定推壓力的負(fù)荷。
防護(hù)罩7是容器狀的部件，例如用不銹鋼制造，其外觀形狀為立方體，具有內(nèi)部空間，并且在面對上述感光鼓30的一個面上具有開口部。防護(hù)罩7，在其內(nèi)部空間至少容納針狀電極2；保持部件3；清潔部件4a、4b；以及支撐部件5。此外，防護(hù)罩7，在與針狀電極2相同的方向上延長，與長度方向正交的方向的剖面形狀大致為“U”字狀。防護(hù)罩7的底面15上安裝有保持部件3。此外，在由防護(hù)罩7的內(nèi)側(cè)面13和保持部件3形成的槽部14中，可滑動地插入支撐部件5的柱狀部分的端部。
柵極8是薄板狀部件，被設(shè)在針狀電極2與感光鼓30之間，接受施加電壓，對感光鼓30表面的帶電狀態(tài)的偏差進(jìn)行調(diào)整，使帶電電位更加均勻。柵極8可以通過公知的方法制造。例如通過包括化學(xué)研磨工序、水洗工序、酸浸漬工序、水洗工序以及純水浸漬工序的制造方法，對金屬板進(jìn)行加工，從而制造柵極8。金屬板，例如由不銹鋼、鋁、鎳、銅以及鐵等與針狀電極2相同的金屬材料構(gòu)成。此外，在化學(xué)研磨工序中，進(jìn)行掩蔽及刻蝕，以便在金屬板上形成多個貫通孔。也可以根據(jù)需要，在柵極8上實(shí)施與針狀電極2相同的鍍鎳、鎳PTFE復(fù)合鍍等。
根據(jù)帶電裝置1，由于通過在針狀電極2上施加電壓而產(chǎn)生電暈放電，使感光鼓30的表面帶電，并且通過在柵極8上施加預(yù)定的柵極電壓而使感光鼓30的表面的帶電狀態(tài)均勻，因此可以使感光鼓30的表面帶上預(yù)定的電位及極性。在本實(shí)施方式的帶電裝置1中，作為電暈放電用電極使用了針狀電極2，但并不限于此，也可以使用帶電絲。作為帶電絲，可以使用在該領(lǐng)域常用的任何材料，例如包括對線徑為0.06mm的鎢絲實(shí)施鍍金的材料。
在此返回圖1，曝光單元31被配置成，從曝光單元31射出的各色信息的光穿過帶電裝置1與顯影部32之間照射到感光鼓30的表面上。曝光單元31，根據(jù)圖像信息在該單元內(nèi)將來自光源的光分支為b、c、m、y的各色信息的光，利用各色信息的光對通過帶電裝置1帶上相同電位的感光鼓30表面進(jìn)行曝光，在其表面上形成靜電潛影。在曝光單元31中，例如可以使用具有激光照射部及多個反射鏡的激光掃描單元。
顯影部32，包括顯影槽34和色粉箱35。顯影槽34被配置成面對感光鼓30表面，對形成在感光鼓30的表面上的靜電潛影供給色粉，從而進(jìn)行顯影，形成可視圖像的色粉圖像。在顯影槽34的內(nèi)部，在顯影槽34的開口部的面對感光鼓30的位置上設(shè)有顯影輥，可驅(qū)動顯影輥旋轉(zhuǎn)。顯影輥是輥狀部件，對感光鼓30上的靜電潛影供給色粉。此外，與顯影輥一同設(shè)有供給輥及攪拌輥。供給輥是面對顯影輥設(shè)置的輥狀部件，可驅(qū)動供給輥旋轉(zhuǎn)，向顯影輥周邊供給色粉。攪拌輥是面對供給輥設(shè)置的輥狀部件，可驅(qū)動攪拌輥旋轉(zhuǎn)，向供給輥周邊輸送從色粉箱35向顯影槽34內(nèi)新供給的色粉。色粉箱35被設(shè)置成設(shè)在其鉛垂方向下部的色粉補(bǔ)給口(未圖示)、與設(shè)在顯影槽34的垂直方向上部的色粉接收入口(未圖示)連通，根據(jù)顯影槽34內(nèi)的色粉消耗狀況補(bǔ)給色粉。作為在這里使用的色粉，可以使用在該領(lǐng)域常用的任一種。例如使用包括粘結(jié)樹脂、著色劑、電荷控制劑以及脫模劑等的色粉。
作為粘結(jié)樹脂可以使用在該領(lǐng)域常用的材料，例如包括苯乙烯類聚合體、聚氯乙烯、苯酚樹脂、天然改性苯酚樹脂、天然改性馬來酸樹脂、丙烯酸樹脂、甲醛丙烯酸樹脂、聚醋酸乙烯、硅樹脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺樹脂、呋喃樹脂、環(huán)氧樹脂、二甲苯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、萜烯樹脂、苯并呋喃-茚樹脂以及石油類樹脂等。
作為著色劑，可以使用在該領(lǐng)域常用的著色劑，例如包括黃色色粉用著色劑、品紅色色粉用著色劑、青色色粉用著色劑以及黑色色粉用著色劑等。
作為黃色色粉用著色劑，例如包括根據(jù)《染料索引》而分類的C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃5、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃15、以及C.I.顏料黃17等偶氮類顏料；黃色氧化鐵、黃土等無機(jī)類顏料；C.I.酸性黃1等硝基類染料；C.I.溶劑黃2、C.I.溶劑黃6、C.I.溶劑黃14、C.I.溶劑黃15、C.I.溶劑黃19、C.I.溶劑黃21等油溶性染料。
作為品紅色色粉用著色劑，例如包括根據(jù)《染料索引》而分類的C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅57、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅122、C.I.溶劑紅19、C.I.溶劑紅49、C.I.溶劑紅52、C.I.堿性紅10、C.I.分散紅15等。
作為青色色粉用著色劑，例如包括根據(jù)《染料索引》而分類的C.I.顏料藍(lán)15、C.I.顏料藍(lán)16、C.I.溶劑藍(lán)55、C.I.溶劑藍(lán)70、C.I.直接藍(lán)25、C.I.直接藍(lán)86等。
作為黑色色粉用著色劑，例如包括槽法炭黑、滾筒炭黑、盤法炭黑、爐法炭黑、油料爐黑、熱炭黑以及乙炔黑等炭黑。從這些各種炭黑中，根據(jù)所需色粉的設(shè)計特性，可以適當(dāng)選擇合適的炭黑。
著色劑可以單獨(dú)使用1種，也可以同時使用2種以上。此外，可以使用2種以上同色系的著色劑，也可以分別使用1種或2種以上不同色系的著色劑。著色劑的使用量并無特別限制，但優(yōu)選對于粘結(jié)樹脂100重量分，為5～20重量分。通過在該范圍內(nèi)使用著色劑，可以無損色粉的各種物理性能地形成具有高圖像濃度且畫質(zhì)品質(zhì)非常好的圖像。
作為電荷控制劑可以使用在該領(lǐng)域常用的正電荷控制用及負(fù)電荷控制用的電荷控制劑。作為正電荷控制用的電荷控制劑，例如包括堿性染料、季銨鹽、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料等。作為負(fù)電荷控制用的電荷控制劑，包括油溶黑、Spiron black等油溶性染料、含金屬偶氮化合物、環(huán)烷酸金屬鹽、水楊酸金屬鹽、脂肪酸皂、以及樹脂酸皂等。電荷控制劑可以單獨(dú)使用1種或根據(jù)需要同時使用2種以上。電荷控制劑的使用量，并無特別限制，可以在較寬的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇，但優(yōu)選對于粘結(jié)樹脂100重量分，為0.5～3重量分。
作為脫模劑可以使用在該領(lǐng)域常用的脫模劑，例如包括石蠟及其衍生物、微晶蠟及其衍生物等石油系蠟；費(fèi)-托蠟及其衍生物、聚烯烴蠟及其衍生物、低分子量聚丙烯蠟及其衍生物、低分子量聚乙烯蠟及其衍生物等烴基合成蠟；巴西棕櫚蠟及其衍生物、米糖蠟及其衍生物、小燭樹蠟及其衍生物、濁蠟等植物類蠟；蜂蠟、鯨蠟等動物類蠟；脂肪酸酰胺、酚類脂肪酸酯等脂和油基合成蠟；長鏈羧酸及其衍生物、長鏈醇及其衍生物等。另外，衍生物包括氧化物、乙烯類單體與蠟的嵌段共聚物、乙烯類單體與蠟的接枝改性衍生物等。蠟的使用量，并無特別限制，可以在較寬的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇，但優(yōu)選對于粘結(jié)樹脂100重量分，為0.2～20重量分。
進(jìn)而，作為外添劑可以包括流動性改良劑。將色粉和流動性改良劑混合，使流動性改良劑附著在色粉表面上，從而發(fā)揮其效果。作為流動性改良劑可以使用在該領(lǐng)域常用的流動性改良劑，例如包括硅石、氧化鈦、碳化硅、氧化鋁等。也可以是實(shí)施脫水處理的流動性改良劑。
例如通過將流動性改良劑和脫水劑混合來對流動性改良劑進(jìn)行脫水處理。實(shí)施脫水處理的流動性改良劑，主要用于應(yīng)對形成高速圖像，用作色粉的添加劑。在實(shí)施脫水處理的流動性改良劑中，優(yōu)選實(shí)施脫水處理的硅石。脫水處理過的硅石，一般附著在帶電裝置的電極等上，從而使該感光鼓帶電能力下降，產(chǎn)生帶電不良的情況較多。然而，根據(jù)本發(fā)明的帶電裝置1，即使使用含有脫水處理過的硅石形成圖像，也不會引起帶電不良及圖像不良。
作為脫水劑可以使用在該領(lǐng)域常用的脫水劑，例如包括三甲基硅烷、三甲基甲硅烷基硫醇、六甲基二硅氮烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基硅烷、芐基二甲基氯硅烷、溴甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有機(jī)甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、三有機(jī)甲硅烷基丙烯酸酯、乙烯基甲基乙酰氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1，3-二苯基四甲基二硅氧烷、以及具有三甲基甲硅烷基的聚有機(jī)硅氧烷等。流動性改良劑可以單獨(dú)使用1種，也可以同時使用2種以上。流動性改良劑的使用量并無特別限制，但優(yōu)選對于色粉粒子100重量分，為0.1～3.0重量分。
清潔單元33，將通過后述的中間轉(zhuǎn)印輥39把色粉圖像轉(zhuǎn)印到后述的轉(zhuǎn)印帶36上后殘留在感光鼓30的表面上的色粉去除，凈化感光鼓30的表面。在清潔單元33上，例如使用清潔刮板等板狀部件。另外，在本發(fā)明的圖像形成裝置中，作為感光鼓30，主要使用有機(jī)感光鼓，有機(jī)感光鼓的表面以樹脂成分為主體，因此容易因帶電裝置的電暈放電產(chǎn)生的臭氧的化學(xué)作用而使表面產(chǎn)生劣化。但是，發(fā)生劣化的表面部分受到清潔單元33的擦拭作用而磨損，雖然很緩慢但被切實(shí)地去除。因此，實(shí)際上解決了由臭氧等引起的表面劣化的問題，可以長時間穩(wěn)定地維持基于帶電動作的帶電電位。
根據(jù)色粉圖像形成部21，從曝光單元31將與圖像信息相對應(yīng)的信號光照射到通過帶電裝置1而處于均勻帶電狀態(tài)下的感光鼓30的表面上，從而形成靜電潛影，從顯影部32對其表面供給色粉，形成色粉圖像，將該色粉圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶36上之后，用清潔單元33去除殘留在感光鼓30表面上的色粉。反復(fù)執(zhí)行這一系列圖像形成動作。
轉(zhuǎn)印部22，被配置在感光鼓30的上方，包括轉(zhuǎn)印帶36；驅(qū)動輥37；從動輥38；中間轉(zhuǎn)印輥39b、39c、39m、39y；轉(zhuǎn)印帶清潔單元40以及轉(zhuǎn)印輥41。轉(zhuǎn)印帶36是環(huán)形帶狀部件，架設(shè)在驅(qū)動輥37和從動輥38上，從而形成環(huán)狀的移動路徑，并被驅(qū)動向箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)印帶36與感光鼓30接觸著穿過感光鼓30時，經(jīng)由轉(zhuǎn)印帶36，從與感光鼓30相對配置的中間轉(zhuǎn)印輥39施加極性與感光鼓30表面的色粉帶電極性相反的轉(zhuǎn)印偏壓，從而將在感光鼓30的表面上形成的色粉圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶36上。在形成全色圖像時，由各感光鼓30形成的各色色粉圖像依次重疊轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶36上，從而形成全色色粉圖像。
驅(qū)動輥37被設(shè)置成可通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其繞軸線旋轉(zhuǎn)，通過該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶36向箭頭B方向旋轉(zhuǎn)。從動輥38被設(shè)置成，可隨著驅(qū)動輥37的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而從動旋轉(zhuǎn)，對轉(zhuǎn)印帶36施加一定的張力，以防止轉(zhuǎn)印帶36松弛。中間轉(zhuǎn)印輥39被設(shè)置成，夾著轉(zhuǎn)印帶36與轉(zhuǎn)印輥30壓接，并且可通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其繞著軸線旋轉(zhuǎn)。中間轉(zhuǎn)印輥39，與上述施加偏壓的未圖示的電源連接，具有將感光鼓30表面上的色粉圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶36上的功能。
轉(zhuǎn)印帶清潔單元40被設(shè)置成，隔著轉(zhuǎn)印帶36與從動輥38相對，與轉(zhuǎn)印帶36的外周面接觸。與感光鼓30接觸而附著在轉(zhuǎn)印帶36上的色粉，會成為污染記錄介質(zhì)背面的原因，因此由轉(zhuǎn)印帶清潔單元40將轉(zhuǎn)印帶36表面上的色粉去除并回收。轉(zhuǎn)印輥41被設(shè)置成，夾著轉(zhuǎn)印帶36與驅(qū)動輥37壓接，可通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其繞著軸線旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)印輥41與驅(qū)動輥37的壓接部(轉(zhuǎn)印夾持部)，由轉(zhuǎn)印帶36承載傳送來的色粉圖像，被轉(zhuǎn)印到從后述記錄介質(zhì)供給部24輸送的記錄介質(zhì)上。承載色粉圖像的記錄介質(zhì)，被輸送到定影部23中。根據(jù)轉(zhuǎn)印部22，通過驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶36向箭頭B方向旋轉(zhuǎn)，將在感光鼓30與中間轉(zhuǎn)印輥39的壓接部從感光鼓30轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶36上的色粉圖像傳送到轉(zhuǎn)印夾持部，在此被轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上。
定影部23，與轉(zhuǎn)印部22相比，被設(shè)在記錄介質(zhì)的傳送方向下游側(cè)，包括加熱輥47和加壓輥48，進(jìn)而包括下述部件等加熱輥47的加熱源；傳感器，檢測加熱輥47的溫度；控制電路，控制加熱源的動作，以使加熱輥47達(dá)到預(yù)定的溫度。加熱輥47和加壓輥48被設(shè)置成，相互壓接并可通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)，利用該壓接部(定影夾持部)夾壓并傳送記錄介質(zhì)。定影部23，在從轉(zhuǎn)印部22傳送來的色粉圖像承載記錄介質(zhì)穿過定影夾持部時，對色粉圖像進(jìn)行加熱及加壓，從而使其定影到記錄介質(zhì)上，形成牢固的記錄圖像。根據(jù)定影部23，在承載色粉圖像的記錄介質(zhì)穿過壓接部時，受到加熱及加壓，色粉圖像被定影到記錄介質(zhì)上，從而形成圖像。
記錄介質(zhì)供給部24包括自動供紙盤42、拾取輥43、傳送輥44、定位輥45以及手動供紙盤46。自動供紙盤42被設(shè)在圖像形成裝置20的鉛垂方向下部，是儲存記錄介質(zhì)的容器狀部件。記錄介質(zhì)包括普通紙、彩色復(fù)印專用紙、涂層紙、高架投影儀(OHP)用紙張以及明信片等。記錄介質(zhì)的尺寸，例如有JIS P 0138或JIS P 0202規(guī)定的A3、A4、B4、B5，還有明信片尺寸等。此外，并不限于這些尺寸，還可以容納不定形的記錄介質(zhì)。
拾取輥43，將儲存在自動供紙盤42中的記錄介質(zhì)一張一張取出，并輸送到紙張傳送路徑S1上。傳送輥44是被設(shè)置成相互壓接的一對輥部件，將記錄介質(zhì)向定位輥45傳送。定位輥45是被設(shè)置成相互壓接的一對輥部件，與將承載在轉(zhuǎn)印帶36上的色粉圖像傳送到轉(zhuǎn)印夾持部同步地，將從傳送輥44傳送來的記錄介質(zhì)輸送到轉(zhuǎn)印夾持部。手動供紙盤46是通過手動動作將記錄介質(zhì)取入到圖像形成裝置20內(nèi)的裝置，從手動供紙盤46取入的記錄介質(zhì)，通過傳送輥44在紙張傳送路徑S2內(nèi)穿過，輸送到定位輥45。根據(jù)記錄介質(zhì)供給部24，與將承載在轉(zhuǎn)印帶36上的色粉圖像傳送到轉(zhuǎn)印夾持部同步地，將從自動供紙盤42或手動供紙盤46一張一張供給的記錄介質(zhì)輸送到轉(zhuǎn)印夾持部。
排出部25包括傳送輥44、排出輥49以及排出盤50。傳送輥44，在紙張傳送方向上被設(shè)在定影夾持部的下游側(cè)，將已通過定影部23使圖像定影的記錄介質(zhì)向排出輥49傳送。排出輥49，將已使圖像定影的記錄介質(zhì)排出到設(shè)在圖像形成裝置20的鉛垂方向上面的排出盤50中。排出盤50，儲存已使圖像定影的記錄介質(zhì)。
在圖像形成裝置20上，設(shè)有控制單元60。控制單元60是下述處理電路，例如被設(shè)在圖像形成裝置20的內(nèi)部空間中的上部，包括控制部、運(yùn)算部以及存儲部等，由具有中央處理裝置(CPU)的微型計算機(jī)等實(shí)現(xiàn)。在控制單元60的存儲部中輸入圖像形成命令，經(jīng)由配置在圖像形成裝置20的上面的未圖示的操作面板而輸入；檢測結(jié)果，來自配置在圖像形成裝置20內(nèi)部的各處的未圖示的傳感器等；以及來自外部設(shè)備的圖像信息等。在運(yùn)算部中，根據(jù)所輸入的各種數(shù)據(jù)(圖像形成命令、檢測結(jié)果、圖像信息等)進(jìn)行各種判斷。根據(jù)運(yùn)算部的判斷結(jié)果，從控制部發(fā)送控制信號，從而控制圖像形成裝置20的整體動作。存儲部，可以使用在該領(lǐng)域常用的存儲器，例如包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)以及硬盤驅(qū)動器(HDD)等。外部設(shè)備，可以使用能形成或獲取圖像信息、并且能與圖像形成裝置20電連接的電氣/電子設(shè)備，例如包括計算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視、錄像機(jī)、DVD錄像機(jī)以及傳真裝置等。控制單元60，包括上述處理電路和電源，電源不僅向控制單元60，還向圖像形成裝置20內(nèi)部的各裝置供給電力。
根據(jù)圖像形成裝置20，將在色粉圖像形成部21中形成的色粉圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印部22的轉(zhuǎn)印帶36上，進(jìn)而將轉(zhuǎn)印帶36上的色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上，由定影部23使色粉圖像定影到記錄介質(zhì)上，從而形成圖像，將該圖像形成結(jié)束的記錄介質(zhì)經(jīng)由排出部25排出到排出盤50中。
如圖5所示，在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的帶電裝置1中，柵極8包括多孔性板狀基體材料55；和鎳PTFE復(fù)合層57，形成在多孔性板狀基體材料55的一部分或整個面上。多孔性板狀基體材料55，例如由不銹鋼、鋁、鎳、銅以及鐵等金屬形成。鎳PTFE復(fù)合層57是表面覆蓋層，在鎳層中分散有PTFE的1次粒子及/或PTFE的2次凝聚粒子而形成的。有時在鎳PTFE復(fù)合層57的表面上會露出PTFE 1次粒子及/或PTFE 2次凝聚體。本發(fā)明人通過研究得知這些PTFE 1次粒子及/或PTFE 2次凝聚體從鎳PTFE復(fù)合層57表面上脫落，從而在該表面上產(chǎn)生氣孔，露出柵極8的電極底涂層(多孔性板狀基體材料55)。電極底涂層的露出，成為柵極8的帶電控制性能性能下降，或帶電控制性能產(chǎn)生偏差的原因。因此，在本發(fā)明中，通過將包含在鎳PTFE復(fù)合層57中的PTFE 2次凝聚體的短軸長度設(shè)為鎳PTFE復(fù)合層57的膜厚的2倍以下，優(yōu)選設(shè)為鎳PTFE復(fù)合層57的層厚的1倍以下，可以得到如下柵極8防止電極底涂層露出，長期且穩(wěn)定地顯示出高帶電控制性能，且?guī)щ娍刂菩阅艿钠钜采佟?br> 若包含在鎳PTFE復(fù)合層57中的PTFE 2次凝聚體的短軸長度大于鎳PTFE復(fù)合層57的層厚的2倍，則PTFE 2次凝聚體的脫落增多，使電極底涂層露出的氣孔數(shù)量增加。其結(jié)果，柵極8的帶電控制性能容易產(chǎn)生偏差，感光鼓30表面的帶電電位的均勻化會不充分。
此外，優(yōu)選鎳PTFE復(fù)合層57的層厚大于PTFE 1次粒子的粒子直徑。優(yōu)選鎳PTFE復(fù)合層57上的PTFE 1次粒子的粒子直徑在0.7μm以上。如上所述，在鎳PTFE復(fù)合層57中，含有PTFE 1次粒子及PTFE2次凝聚體，因此優(yōu)選的是，關(guān)于PTFE的粒子直徑，作為1次粒子直徑在0.7μm以上，作為2次凝聚體的短軸長度在鎳PTFE復(fù)合層57的層厚的2倍以下。此外，PTFE 2次凝聚體的短軸長度，通過由掃描電子顯微鏡(SEM，商品名リアルサ一フエスビユ一，キ一エンス(基恩士)株式會社制造)觀察鎳PTFE復(fù)合層57表面來求得。即，通過掃描電子顯微鏡，以500倍的倍率對鎳PTFE復(fù)合層57表面進(jìn)行觀察，觀察1個視野中有無PTFE 2次凝聚體，在存在PTFE 2次凝聚體時，將倍率設(shè)為3000倍來測定PTFE 2次凝聚體的短軸。在此，短軸指PTFE2次凝聚體的寬度最小的部分。在20個視野上進(jìn)行該觀察并求出平均值，設(shè)為PTFE 2次凝聚體的短軸長度。
柵極8，可以通過公知的方法制造。作為其一例的制造法包括化學(xué)研磨工序、水洗工序、酸浸漬工序、水洗工序、純水浸漬工序、鍍鎳工序、鎳PTFE復(fù)合鍍工序、水洗處理以及干燥處理。在這些工序中，鍍鎳工序不是必要的工序，而是根據(jù)需要來實(shí)施。在化學(xué)研磨工序中，通過在金屬板上進(jìn)行掩蔽及刻蝕，在金屬板上形成多個貫通孔?？涛g可以通過公知的方法實(shí)施，例如包括將氯化亞鐵水溶液等刻蝕液噴灑在金屬板上的方法等。在此，作為金屬板材料的金屬，可以使用能加工出柵網(wǎng)形狀并且能鍍層的材料，例如包括不銹鋼、鋁、鎳、銅以及鐵等。其中，從提高柵極8的耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選不銹鋼。作為不銹鋼的具體例，例如包括SUS 304、SUS 309以及SUS316等，其中優(yōu)選SUS 304。此外，從提高與鎳PTFE復(fù)合層57的緊貼性、降低制造成本等觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選銅。在使用銅時，與鎳PTFE復(fù)合層57的緊貼性非常高，因此也可以不形成鍍鎳層56。金屬板的厚度并無特別限制，但優(yōu)選0.05～1mm，更優(yōu)選0.05～0.3mm。在水洗工序、酸浸漬工序、水洗工序以及純水浸漬工序中，對在化學(xué)研磨工序中形成貫通孔的金屬板實(shí)施水洗、酸清洗或純水清洗，從其表面去除異物，從而得到多孔性板狀基體材料55。
如上所述，鍍鎳工序雖然不是必要工序，但為了提高鎳PTFE復(fù)合層57與多孔性板狀基體材料的緊貼性，優(yōu)選實(shí)施該工序。在此，鍍鎳工序可以通過通常實(shí)施的方法來進(jìn)行，但考慮接下來形成鎳PTFE復(fù)合層57，優(yōu)選電鍍。此外，對鍍鎳層56的層厚也沒有特別限制，但優(yōu)選0.03～3μm，更優(yōu)選0.5～1.5μm，特別優(yōu)選1μm左右。另外，有時在多孔性板狀基體材料及鍍鎳層56的表面上存在如下缺陷部分與其他物體接觸而形成的凹處；附著并殘留掩蔽、刻蝕等時使用的化學(xué)物質(zhì)、氧化膜等的部分。優(yōu)選這種缺陷部分的短軸長度在由后述的鎳PTFE復(fù)合鍍工序中形成的鎳PTFE復(fù)合層57的層厚的2倍以下。在此，缺陷部分的短軸長度指，由掃描電子顯微鏡(リアルサ一フエスビユ一)在3000倍下對缺陷部分進(jìn)行觀察時，缺陷部分的最小寬度。為了使缺陷部分的短軸處于上述預(yù)定范圍內(nèi)，可以反復(fù)實(shí)施水洗、酸清洗以及純水清洗等。通過這種方法最終得到的柵極8的帶電控制性能進(jìn)一步提高。
鎳PTFE復(fù)合鍍工序，例如可以通過催化鍍鎳法(Kanigen法)等無電解鍍鎳法實(shí)施。在此，作為鍍液，例如可以使用在含有次亞磷酸或次亞磷酸鹽及鎳鹽的水溶液中，進(jìn)一步添加有聚四氟乙烯的鍍液。鍍液的pH，通常調(diào)整在5～5.5的范圍內(nèi)。在此使用的聚四氟乙烯是粒子狀，其粒子直徑小于待形成的鍍層厚度即可，則并無特別限制，但優(yōu)選在1μm以下，更優(yōu)選100～500nm。聚四氟乙烯在鍍液中的添加量液并無特別限制，但優(yōu)選鍍液總重量的0.01～10重量％，更優(yōu)選0.1～1.0重量％。作為鍍液的具體例，例如包括日本Kanigen公司制造的商品名“カニフロンS”、上村工業(yè)株式會社制造的商品名“ニムフロン”、以及奧野制藥工業(yè)株式會社制造的商品名“トツプニコジツト”系列等。
在具有上述組成及pH的鍍液中，在90℃以上的鍍液溫度下，浸漬多孔性板狀基體材料55，進(jìn)行無電解鍍，從而在該基體材料的表面上形成鎳PTFE復(fù)合層57。所形成的鎳PTFE復(fù)合層57中的PTFE的含量，優(yōu)選3～30體積％，更優(yōu)選10～20體積％。所形成的鎳PTFE復(fù)合層57的層厚并無特別限制，但優(yōu)選在PTFE粒子的粒子直徑以上，更優(yōu)選PTFE粒子的粒子直徑的2倍～20μm，特別優(yōu)選PTFE粒子的粒子直徑的2倍～10μm。若厚度小于PTFE粒子的粒子直徑，則容易因PTFE粒子脫落而產(chǎn)生氣孔，并造成不均勻，柵網(wǎng)基體材料通過氣孔被腐蝕，容易導(dǎo)致感光體的局部放電電位不穩(wěn)定。另一方面，若遠(yuǎn)超過20μm，則鍍皮膜會因壓力而剝離。另外，鎳PTFE復(fù)合層57的厚度，與電鍍時間長度大致成比例，因此可以適當(dāng)變更多孔性板狀基體材料在鍍液中的浸漬時間，以獲得期望的層厚。
由于鍍液的液劑均勻地附著在多孔性板狀基體材料55的表面上，因此通過無電解鍍形成的鎳PTFE復(fù)合層57具有如下理想特性即使鍍層的層厚為PTFE粒子的粒子直徑左右地非常薄，也不存在層厚偏差，因而層厚均勻。進(jìn)而，所鍍的組織致密，對多孔性板狀基體材料55的表面的緊貼性高，即使長時間使用，也不會引起剝離等。
在鎳PTFE復(fù)合鍍工序中，為了得到本發(fā)明規(guī)定的鎳PTFE復(fù)合層57，可以適當(dāng)變更PTFE粒子的含量(體積％)、鍍液的鍍液溫度、電鍍時間以及其他電鍍條件。例如優(yōu)選在即將進(jìn)行電鍍處理之前對鍍液進(jìn)行減壓，對溶解的氧等進(jìn)行排氣，防止在電鍍處理過程中的鍍液中產(chǎn)生氣泡，并且將鍍液的鍍液溫度保持在90～92℃，且電鍍時間為5～60分鐘即可。除減壓處理之外，還可以進(jìn)行超聲波振動，或在電鍍處理的鍍液溫度下攪拌預(yù)定時間來進(jìn)行排氣處理。此外，鎳PTFE復(fù)合鍍工序，可以通過電鍍實(shí)施。作為鍍液，可以使用與無電解鍍的鍍液相同的鍍液。電鍍的條件，與普通的電鍍鎳相同。在通過電鍍進(jìn)行的鎳PTFE復(fù)合鍍中，存在電鍍特有的下述傾向在邊緣部分容易鍍上，另一方面，在形成有多孔性板狀基體材料55的貫通孔的部分不容易鍍上。因此，為了使鍍層的層厚均勻，需要增大層厚，優(yōu)選有必要將層厚設(shè)為3μm以上。另外，在形成鎳PTFE復(fù)合層57時，可以根據(jù)各自鍍法的特征和成本來確定選擇無電解鍍還是電鍍。
根據(jù)帶電裝置1，通過在針狀電極2上施加電壓而引起電暈放電，使感光鼓30的表面帶電，并且通過在柵極8上施加預(yù)定的柵極電壓而使感光鼓30的表面的帶電狀態(tài)均勻，因此可以使感光鼓30的表面帶上預(yù)定的電位及極性。在本實(shí)施方式的帶電裝置1中，作為電暈放電用電極使用了針狀電極2，但并不限于此，也可以使用帶電絲。作為帶電絲，可以使用在該領(lǐng)域常用的任何材料，例如包括對線徑為0.06mm的鎢絲實(shí)施鍍金的材料。
實(shí)施例以下列舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。
實(shí)施例1在由不銹鋼(SUS 304)構(gòu)成的金屬板(尺寸20mm×310mm×厚度0.1mm)上進(jìn)行掩蔽處理及刻蝕處理，從而制造放電電極基體材料。另外，通過在不銹鋼的金屬板上噴灑2個小時鍍液溫度90℃的30重量％氯化亞鐵水溶液而進(jìn)行刻蝕。刻蝕后，將該金屬板從刻蝕液中取出，通過進(jìn)行水洗及純水清洗，從而制造出放電電極基體材料。
在如上得到的放電電極基體材料的表面上，通過電鍍形成厚度為0.5μm的Ni鍍層。接下來，作為鍍層加工，將該形成有Ni鍍層的放電電極基體材料在分散有粒子直徑為1μm的PTFE粒子且已進(jìn)行排氣處理(減壓1/10氣壓；排氣時間10分鐘)的鎳PTFE復(fù)合鍍液中(鍍液溫度90℃)浸漬30分鐘，以使PTFE粒子含量達(dá)到18體積％，從而制造出表面上形成有平端部厚度為10μm的鎳PTFE復(fù)合層的針狀電極。另外，作為鎳PTFE鍍液，使用對上村工業(yè)株式會社制造的ニムフロン(商品名)如上所述地實(shí)施了PTFE粒子含量的調(diào)整及排氣處理的鍍液。通過掃描電子顯微鏡(リアルサ一フエスビユ一)，以500倍及3000倍的倍率，對所形成的鎳PTFE復(fù)合層的表面進(jìn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)短軸長度超過10μm的PTFE 2次凝聚體。并且也未發(fā)現(xiàn)氣孔。
比較例1使用粒子直徑為0.2μm的PTFE粒子，代替粒子直徑為1.0μm的PTFE粒子，在鍍層加工過程中使PTFE粒子含量從18體積％變?yōu)?3體積％，并且不進(jìn)行排氣處理，除此之外與實(shí)施例1相同，制造出在表面上形成有厚度為3μm的鎳PTFE復(fù)合層的針狀電極。通過掃描電子顯微鏡(リアルサ一フエスビユ一)，以500倍及3000倍的倍率，對所形成的鎳PTFE復(fù)合層的表面進(jìn)行觀察，觀察到短軸長度超過2μm的PTFE 2次凝聚體，PTFE粒子的分散也不均勻。此外，也觀察到氣孔。
比較例2在由不銹鋼(SUS 304)構(gòu)成的金屬板(尺寸20mm×310mm×厚度0.1mm)上進(jìn)行掩蔽處理及刻蝕處理，從而制造放電電極基體材料。另外，通過在不銹鋼的金屬板上噴灑2個小時鍍液溫度90℃的30重量％氯化亞鐵水溶液而進(jìn)行刻蝕?？涛g后，將該金屬板從刻蝕液中取出，通過進(jìn)行水洗及純水清洗，從而制造出放電電極基體材料，并將其用作針狀電極。將在實(shí)施例1及比較例1～2中得到的針狀電極，與市場上銷售的圖像形成裝置(商品名AR625，夏普株式會社制造)中的帶電裝置的針狀電極進(jìn)行更換，從而制造本發(fā)明的帶電裝置及圖像形成裝置。利用該針狀電極、帶電裝置以及圖像形成裝置，實(shí)施以下試驗(yàn)。
放電試驗(yàn)作為苛刻的試驗(yàn)，在低濕條件(10％以下)下，在不使紙張通過的條件下進(jìn)行老化測試。AR625是70張機(jī)，因此相當(dāng)于24小時復(fù)印張數(shù)(10萬張)。在該測試中，感光體表面的帶電電位初始設(shè)定為-630V。在使用實(shí)施例1的針狀電極時，在復(fù)印10萬張后，半色調(diào)圖像的畫質(zhì)仍然均勻，也未產(chǎn)生不均。在使用比較例1的針狀電極時，在復(fù)印10萬張后發(fā)現(xiàn)了圖像不均的產(chǎn)生。在比較例2的情況下，在復(fù)印20000張的階段，在半色調(diào)圖像上產(chǎn)生了白條紋、黑條紋等圖像不良，從而判斷出需要清潔針狀電極。此外，對使用實(shí)施例1及比較例1的針狀電極的情況，在圖6中顯示了感光體表面的帶電電位不均與印刷張數(shù)(復(fù)印張數(shù))的關(guān)系。圖6是表示感光體表面的帶電電位不均(V)與印刷張數(shù)的關(guān)系的圖表。在圖6中，橫軸的印刷張數(shù)(張)上的“K”表示“1000”。因此，在圖6中印刷張數(shù)為0～10萬張。從圖6可知，在使用實(shí)施例1的針狀電極時，即使印刷10萬張，帶電電位不均的幅度也很小。與此相對，在使用比較例1的針狀電極時，從印刷4萬張后開始帶電電位不均的幅度變大。即，在實(shí)施例1中印刷10萬張后的帶電電位不均在30V以內(nèi)，與此相對，在比較例1中印刷3萬張時上升至56V，印刷6萬張時超過了140V。
氮氧化物及銹的檢測銹、氮氧化物的檢測，通過用顯微鏡觀察放電后的針狀電極而進(jìn)行。在實(shí)施例1及比較例1的已實(shí)施電鍍的針狀電極上，未發(fā)現(xiàn)生銹等。與此相對，在比較例2的針狀電極上發(fā)現(xiàn)生銹等。此外，通過使用實(shí)施例1及比較例1的針狀電極可以得知由于具有作為鎳PTFE復(fù)合層特征的表面平滑性，因而與比較例2的直接將不銹鋼原料用作針狀電極相比，具有空氣中的灰塵等附著物少的特征，在進(jìn)行清潔時可簡單地去除。
此外，判斷出在使用1次粒子直徑為1μm的PTFE粒子的實(shí)施例1中，不存在超過鎳PTFE復(fù)合層的層厚的2倍的2次凝聚體，得到了無凝聚的良好的分散狀態(tài)。與此相對，在使用1次粒子直徑為0.2μm的PTFE粒子的比較例1中，通過顯微鏡觀察確認(rèn)了PTFE粒子的顯著的凝聚。和粒子直徑的2次方成比例的范德瓦耳斯力與微小粒子的凝聚力有關(guān)，根據(jù)這一點(diǎn)，從實(shí)施例1和比較例1的結(jié)果可知通過使用1次粒子直徑在0.7μm以上的PTFE粒子，防止了短軸長度超過鎳PTFE復(fù)合層層厚的2倍的PTFE 2次凝聚體的生成。
實(shí)施例2在由不銹鋼(SUS 304)構(gòu)成的柵網(wǎng)基體材料(尺寸30mm×370mm×厚度0.1mm)上進(jìn)行刻蝕處理，制造多孔性板狀基體材料。另外，通過在柵網(wǎng)基體材料上噴灑2個小時鍍液溫度90℃的30重量％氯化亞鐵水溶液而進(jìn)行刻蝕?？涛g后，對柵網(wǎng)基體材料進(jìn)行水洗及純水清洗，從而制造出多孔性板狀基體材料。在該多孔性板狀基體材料的表面上，通過電鍍形成厚度為0.5μm的Ni鍍層。接下來，作為鍍層加工，將該形成有Ni鍍層的多孔性板狀基體材料在分散有粒子直徑為1μm的PTFE粒子且已進(jìn)行排氣處理(減壓1/10氣壓；排氣時間10分鐘)的鎳PTFE復(fù)合鍍液中(鍍液溫度90℃)浸漬15分鐘，以使PTFE粒子含量達(dá)到18體積％，從而制造出表面上形成有厚度為3μm的鎳PTFE復(fù)合層的柵極。另外，作為鎳PTFE鍍液，使用對上村工業(yè)株式會社制造的ニムフロン(商品名)如上所述地實(shí)施了PTFE粒子含量調(diào)整及排氣處理的鍍液。通過掃描電子顯微鏡(リアルサ一フエスビユ一)，以500倍及3000倍的倍率，對所形成的鎳PTFE復(fù)合層的表面進(jìn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)短軸長度超過3μm的PTFE 2次凝聚體。并且，也未觀察到氣孔。
比較例3使用粒子直徑為0.2μm的PTFE粒子，代替粒子直徑1μm的PTFE粒子，在鍍層加工過程中使PTFE粒子含量從18體積％變?yōu)?3體積％，并且不進(jìn)行排氣處理，除此之外與實(shí)施例1相同，制造出在表面上形成有厚度為3μm的鎳PTFE復(fù)合層的柵極。通過掃描電子顯微鏡(リアルサ一フエスビユ一)，在倍率500倍及3000倍下，對所形成的鎳PTFE復(fù)合層的表面進(jìn)行觀察，觀察到短軸長度超過2μm的PTFE 2次凝聚體，PTFE粒子的分散也不均勻。此外，也觀察到氣孔。
比較例4在由不銹鋼(SUS 304)構(gòu)成的柵網(wǎng)基體材料(尺寸30mm×370mm×厚度0.1mm)上進(jìn)行刻蝕處理，從而制造多孔性板狀基體材料。另外，通過在柵極上噴灑2個小時鍍液溫度90℃的30重量％氯化亞鐵水溶液而進(jìn)行刻蝕?？涛g后，通過對柵極基體材料進(jìn)行水洗及純水清洗，從而制造出多孔性板狀基體材料，并將其用作柵極。將在實(shí)施例2及比較例3～4中得到的柵極，與市場上銷售的圖像形成裝置(商品名AR625，夏普株式會社制造)中的帶電裝置的柵極進(jìn)行更換，從而制造包括本發(fā)明的帶電裝置的圖像形成裝置。利用該柵極、帶電裝置以及圖像形成裝置，實(shí)施以下試驗(yàn)。
放電試驗(yàn)作為苛刻的試驗(yàn)，在低濕條件(10％以下)下，在不使紙張通過的條件下進(jìn)行老化測試。AR625是70張機(jī)，因此相當(dāng)于24小時復(fù)印張數(shù)為(10萬張)。在該測試中，感光體表面的帶電電位初始設(shè)定為-630V。在使用實(shí)施例2的柵極時，在復(fù)印10萬張后，半色調(diào)圖像的畫質(zhì)仍然均勻，也未產(chǎn)生不均。在使用比較例3的柵極時，在復(fù)印10萬張后發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生少量圖像不均。在比較例4的情況下，在復(fù)印5萬張的階段，在半色調(diào)的圖像上產(chǎn)生了白條紋、黑條紋等圖像不良。此外，對使用實(shí)施例2及比較例3的柵極的情況，在圖7中顯示了感光體表面的帶電電位不均(V)與印刷張數(shù)(復(fù)印張數(shù))的關(guān)系。圖7是表示感光體表面的帶電電位不均(V)與印刷張數(shù)的關(guān)系的圖表。在圖7中，橫軸的印刷張數(shù)(張)上的“K”表示“1000”。因此，在圖7中印刷張數(shù)為0～10萬張。從圖7可知，在使用實(shí)施例2的柵極時，即使印刷10萬張，帶電電位不均的幅度也很小。與此相對，在使用比較例3的柵極時，從印刷4萬張后開始帶電電位不均的幅度變大。即，在實(shí)施例2中印刷10萬張后的帶電電位不均在30V以內(nèi)，與此相對，在比較例3中印刷5萬張時上升至45V，印刷10萬張時達(dá)到了98V。
氮氧化物及銹的檢測銹、氮氧化物的檢測，通過用顯微鏡觀察放電后的柵極表面而進(jìn)行。在使用實(shí)施例2的柵極時，未發(fā)現(xiàn)生銹等。與此相對，在使用比較例4的柵極時，發(fā)現(xiàn)了生銹等。此外，通過使用實(shí)施例2及比較例3的柵極可知，具有作為鎳PTFE復(fù)合層特征的表面平滑性，因而與比較例4的直接將不銹鋼原料用作針狀電極相比，具有來自空氣中的灰塵等附著物少的特征，并且進(jìn)行清潔時可簡單地去除。
此外，可知在使用1次粒子直徑為1μm的PTFE粒子的實(shí)施例2中，不存在超過鎳PTFE復(fù)合層層厚的2倍的2次凝聚體，得到了無凝聚的良好分散狀態(tài)。與此相對，在使用1次粒子直徑為0.2μm的PTFE粒子的比較例3中，通過顯微鏡觀察確認(rèn)了PTFE粒子的顯著凝聚。和粒子直徑的2次方成比例的范德瓦耳斯力與微小粒子的凝聚力有關(guān)，根據(jù)這一點(diǎn)，從實(shí)施例2和比較例3的結(jié)果可知通過使用1次粒子直徑在0.7μm以上的PTFE粒子，可以防止生成短軸長度超過鎳PTFE復(fù)合層層厚的2倍的PTFE 2次凝聚體。
本發(fā)明在不脫離其思想或主要特征的前提下，可以通過其他各種方式實(shí)施。因此，上述實(shí)施方式不過是很多方式中的示例，本發(fā)明的范圍是權(quán)利要求所示的范圍，不受說明書正文的任何約束。進(jìn)而，屬于權(quán)利要求的范圍的變形或變更都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶電裝置，在包括感光體的電子照相方式的圖像形成裝置中，以面對感光體表面的方式進(jìn)行安裝，其特征在于，包括放電電極，具有多個尖銳狀突起部，對感光體表面施加電壓，從而使感光體表面帶電；和柵極，被設(shè)在放電電極與感光體之間，對感光體表面的帶電電位進(jìn)行控制，在放電電極的至少一個面上，形成有含有聚四氟乙烯的2次凝聚體的含聚四氟乙烯鎳層；并且包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯2次凝聚體的短軸長度，是含聚四氟乙烯鎳層層厚的2倍以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層形成在放電電極或鎳層的表面上，該鎳層形成在放電電極的表面上；由含聚四氟乙烯鎳層覆蓋的放電電極或鎳層表面上的缺陷部分的短軸長度，是含聚四氟乙烯鎳層層厚的2倍以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層，通過無電解鍍法形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置，其特征在于，包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯的1次粒子直徑在0.7μm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層的層厚大于聚四氟乙烯的1次粒子直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置，其特征在于，在放電電極與含聚四氟乙烯鎳層之間，還形成有鍍鎳層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層，含有鎳和磷。
8.一種圖像形成裝置，其特征在于，包括感光體，在其表面上形成有靜電圖像；帶電部，用于使感光體的表面帶電；曝光部，向處于帶電狀態(tài)的感光體表面照射基于圖像信息的信號光，從而形成靜電圖像；顯影部，將色粉供給到感光體表面的靜電圖像上，從而形成色粉圖像；轉(zhuǎn)印部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上；以及定影部，使轉(zhuǎn)印到記錄材料上的色粉圖像定影，其中，帶電部為權(quán)利要求1所述的帶電裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像形成裝置，其特征在于，色粉含有作為添加劑的脫水性硅石。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像形成裝置，其特征在于，還包括清潔部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上后，去除殘留在感光體表面上的色粉，帶電部，被配置在顯影部或清潔部的鉛垂方向下方。
11.一種帶電裝置，在包括感光體的電子照相方式的圖像形成裝置中，以面對感光體表面的方式進(jìn)行安裝，其特征在于，包括放電電極，具有多個尖銳狀突起部，對感光體表面施加電壓，從而使該表面帶電；和柵極，被設(shè)在放電電極與感光體之間，包括多孔性板狀基體材料、和形成在其表面的一部分或整個面上的含聚四氟乙烯鎳層，并且包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯2次凝聚體的短軸長度，是含聚四氟乙烯鎳層層厚的2倍以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層形成在柵極或鎳層的表面上，該鎳層形成在柵極的表面上；由含聚四氟乙烯鎳層覆蓋的柵極或鎳層表面上的缺陷部分的短軸長度，是含聚四氟乙烯鎳層層厚的2倍以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層，通過無電解鍍法形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，包含在含聚四氟乙烯鎳層中的聚四氟乙烯的1次粒子直徑在0.7μm以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層的層厚大于聚四氟乙烯的1次粒子直徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，在多孔性板狀基體材料與含聚四氟乙烯鎳層之間，還形成有鍍鎳層。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，含聚四氟乙烯鎳層，含有鎳和磷。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電裝置，其特征在于，多孔性板狀基體材料是多孔性不銹鋼板或多孔性銅板。
19.一種圖像形成裝置，其特征在于，包括感光體，在其表面上形成有靜電圖像；帶電部，用于使感光體的表面帶電；曝光部，向處于帶電狀態(tài)的感光體表面照射基于圖像信息的信號光，從而形成靜電圖像；顯影部，將色粉供給到感光體表面的靜電圖像上，從而形成色粉圖像；轉(zhuǎn)印部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上；以及定影部，使轉(zhuǎn)印到記錄材料上的色粉圖像定影，其中，帶電部為權(quán)利要求11所述的帶電裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像形成裝置，其特征在于，色粉含有作為添加劑的脫水性硅石。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像形成裝置，其特征在于，還包括清潔部，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上后，去除殘留在感光體表面上的色粉，帶電部，被配置在顯影部或清潔部的鉛垂方向下方。
全文摘要
提供一種廉價的帶電裝置，具有高耐久性，不產(chǎn)生銹等，并且即使不論附著多少色粉等污染物質(zhì)，也可以幾乎不影響其帶電電位的控制性能地將感光體的帶電電位長時間地穩(wěn)定控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。帶電裝置(1)包括針狀電極(2)；保持部件(3)；2個清潔部件(4a、4b)；支撐部件(5)；移動用部件(6)；防護(hù)罩(7)；以及柵極(8)。形成在針狀電極(2)的表面上的含聚四氟乙烯鎳層中所包含的聚四氟乙烯的2次凝聚體的短軸長度，在該鎳層層厚的2倍以下。
文檔編號G03G15/08GK101042552SQ20071008814
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者出口正信, 藤田莊一 申請人:夏普株式會社