JP2011022531A - 放電電極、放電器、プロセスカートリッジ、並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電器への放電生成物の付着を抑制し、放電安定性を向上させる。
【解決手段】放電電極用基体１と、前記放電電極用基体１の表面に設けられた、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層１２と、を有する放電電極２０である。
【選択図】図３

Description

本発明は、放電電極、放電器、プロセスカートリッジ、並びに画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の複写機・プリンタでは、露光による画像書き込みの前に感光体を均一に帯電したり感光体上のトナー画像を記録媒体に転写したりするための帯電手段や、転写前のトナー電荷を適切な範囲に調整したり転写後に感光体上に残留したトナー電荷をクリーニング前に低減するための除電手段としてコロナ放電器が広く用いられている。

近年、コロナ放電器に関し、種々の検討が行われている。
例えば、コロナ放電器のワイヤ表面を絶縁性の樹脂等で覆い、ワイヤの一部を露出させコロナの発生点を特定してオゾンの発生を減らす技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、導電コアを絶縁シースで被覆した電荷ストリーム分割ロッドを有する走査型コロトロンが知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、誘電体で被覆されたワイヤに交流電圧を印加し、ワイヤ近くの電位制御板に直流電圧を加えて感光体へのイオン量を制御し安定な表面電位を得る技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
また、コロナ放電器の放電電極へのシリカ粒子付着抑制と耐磨耗性向上のためテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔ−ａＣ）層で被覆する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。
更には、コロナ放電器の放電電極表面を０．０５μｍ以上２．０μｍ以下の酸化ケイ素などの無機酸化物で被覆する技術が知られている（例えば、特許文献５参照）。

特開平５−１７３４０３号公報 特開平１０−１０８４３号公報 特開２００２−２３４６０号公報 特開２００８−１０２４３３号公報 特開２００８−３０９９９６号公報

本発明の課題は、表面層を有しない場合や、表面層における酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下の範囲外である場合と比較して、放電生成物の付着が抑制され、かつ、放電安定性に優れた放電電極を提供することである。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
放電電極用基体と、
前記放電電極用基体の表面に設けられた、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層と、
を有する放電電極。

請求項２に係る発明は、
前記表面層が、更に、１０原子％以上３０原子％以下の水素を含む請求項１に記載の放電電極。

請求項３に係る発明は、
前記表面層の体積抵抗率が、１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１３Ω・ｃｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の放電電極。

請求項４に係る発明は、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放電電極と、前記放電電極の周囲の一部を囲って配置された筐体と、を備えた放電器。

請求項５に係る発明は、
感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、を備え、
前記帯電手段が請求項４に記載の放電器であるプロセスカートリッジ。

請求項６に係る発明は、
更に、前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が請求項４に記載の放電器である請求項５に記載のプロセスカートリッジ。

請求項７に係る発明は、
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備え、
前記帯電手段が請求項４に記載の放電器である画像形成装置。

請求項８に係る発明は、
更に、前記転写後の前記感光体を除電する除電手段を備え、
前記除電手段が請求項４に記載の放電器である請求項７に記載の画像形成装置。

請求項１に係る発明によれば、表面層を有しない場合や、表面層における酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下の範囲外である場合と比較して、放電生成物の付着が抑制され、かつ、放電安定性に優れる。
請求項２に係る発明によれば、表面層における水素の含有量が１０原子％以上３０原子％以下の範囲外である場合と比較して、放電生成物の付着が抑制され、かつ、表面層の強度が向上する。
請求項３に係る発明によれば、前記表面層の体積抵抗率が、１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１３Ω・ｃｍ以下の範囲外である場合と比較して、放電生成物の付着が抑制され、かつ、放電安定性に優れる。
請求項４に係る発明によれば、放電電極が表面層を有しない場合や、放電電極の表面層における酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下の範囲外である場合と比較して、放電生成物の付着が抑制され、かつ、放電安定性に優れる。
請求項５に係る発明によれば、帯電手段が本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像異常が抑制され、かつ、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが抑制される。
請求項６に係る発明によれば、除電手段が本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像異常が抑制され、かつ、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが抑制される。
請求項７に係る発明によれば、帯電手段が本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像異常が抑制され、かつ、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが抑制される。
請求項８に係る発明によれば、除電手段が本構成を有しない場合と比較して、放電器に付着した放電生成物に起因する画像異常が抑制され、かつ、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが抑制される。

（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、いずれも本実施形態における放電電極用基体の形状を示した概念図である。 本実施形態の放電電極の一例を示す概略断面図である。 本実施形態の放電電極の別の一例を示す概略断面図である。 本実施形態における表面層の形成に用いられる成膜装置の一例を示す概略模式図である。 本実施形態に好適な成膜ジグ及び放電電極用基体の一例を示す概略斜視図である。 本実施形態に好適な成膜ジグ及び放電電極用基体の別の一例を示す概略斜視図である。 本実施形態の放電器の一例を示す概略断面図である。 本実施形態の放電器の別の一例を示す概略断面図である。 本実施形態に好適な感光体の層構成の一例を示す概略断面図である。 本実施形態の画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。 本実施形態の画像形成装置の構成の別の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明の放電電極、放電器、プロセスカートリッジ、並びに画像形成装置の実施形態について、詳細に説明する。
＜放電電極＞
本実施形態に係る放電電極は、放電電極用基体と、前記放電電極用基体の表面に設けられた、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層と、を有する。
本実施形態に係る放電電極は、電圧が印加されることにより放電を発生させる部材である。

一般に、放電器（例えばコロナ放電器）は使用中（放電中）に、シリカ、オゾン、アンモニア、アンモニウム塩、窒素酸化物などの放電生成物を生じることが知られている。これらの放電生成物が放電器の放電電極（例えば、放電ワイヤ）に付着すると、異常放電を生じることがある。
そこで、放電電極を放電電極用基体の表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層を設けた構成とすることにより、放電生成物の付着が抑制される。また、仮に放電生成物が付着したとしても、容易に除去される。
また、本実施形態に係る放電電極は、上記構成としたことにより、放電安定性に優れる。放電安定性に優れるため、例えば、直流電源のみにより電圧を印加した場合においても安定した放電が発生する。

前記表面層における酸素の含有量が１５原子％未満であると、酸素量の不足により表面層を構成する化合物の安定性が低下し、放電電極に放電生成物が付着し易くなる。即ち、この場合には表面層を設けた効果が低減する。
一方、前記表面層における酸素の含有量が５５原子％を超えると、表面層の抵抗が高くなり、放電安定性が低下する。即ち、この場合には、直流電源のみでは安定した放電を発生させることが困難となり、安定した放電を得るために交流電源を用いる必要を生じる場合がある。また、前記表面層における酸素の含有量が５５原子％を超えると、硬度や表面粗さが低下する傾向がある。
前記表面層における酸素の含有量は、放電生成物の付着抑制の効果と、放電安定性向上の効果と、をより効果的に両立させる観点より、３０原子％以上５５原子％以下が好ましく、４０原子％以上５５原子％以下がより好ましい。

次に、本実施形態における放電電極用基体の例を、図１乃至図３を参照して説明する。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）は、いずれも本実施形態に係る放電電極用基体の形状を示した概念図である。
本実施形態における放電電極用基体の形状には特に限定はないが、細長い形状であることが好ましく、例えば、図１（Ａ）中の放電電極用基体１のようなワイヤ形状であってもよいし（本明細書中では、この形状の放電電極用基体を「放電ワイヤ」ともいう）、図１（Ｂ）中の放電電極用基体２のような細長い薄板状の形状であってもよいし、図１（Ｃ）中の放電電極用基体３のように、長手方向について一列に配列された複数の突起を有する、細長い薄板状の形状（例えば、糸鋸の歯のような形状）であってもよい。
本実施形態における放電電極用基体の材質には特に限定はないが、例えば、導電性を有する材質が用いられる。具体的には、金属又は金属化合物（例えば、タングステン、モリブデン、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、チタンから選ばれる少なくとも１種の金属（又は該金属を含む化合物））が挙げられる。中でも、タングステン（又はタングステンを含む化合物）が好ましい。
本実施形態における放電電極用基体は、例えば、上述した材質の部材を、公知の加工方法により上述した形状に加工して作製される。

なお、本明細書中において「導電性」とは、体積抵抗率が１０^１３Ω・ｃｍ未満である性質を指し、「絶縁性」とは、体積抵抗率が１０^１３Ω・ｃｍ以上である性質を指す。

本実施形態における表面層は、放電電極用基体の表面の少なくとも１部（好ましくは被処理体と対向する側）に形成されていればよく、該表面層の膜厚は、均一であっても不均一であってもよい。
図２及び図３は、いずれも本実施形態に係る放電電極を、長手方向に垂直な平面で切断したときの模式断面図である。
図２に示す放電電極１０は、放電電極用基体としての放電電極用基体１の表面に表面層１１を有している。表面層１１は、放電電極用基体１の表面において、位置により膜厚が異なっている。具体的には、放電電極用基体１の表面の一部（図２中の下側）の膜厚が最も厚くなっており、膜厚が最も厚い位置からの反対側（裏側）の位置（図２中の上側）に向かうにつれ、膜厚が次第に薄くなっている。該反対側では、膜厚が最も薄くなっているか又は表面層が形成されていない。このような放電電極１０を用いる形態としては、表面層の膜厚が厚い側を被処理体と対向させて用いる形態が好ましい。
図３に示す放電電極２０は、放電電極用基体としての放電電極用基体１の表面に表面層１２を有している。表面層１２は、図２の表面層１１と比較して放電電極用基体１の表面における膜厚の均一性が高くなっている。

本実施形態における表面層の膜厚は、０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲が好ましく、０．１μｍ以上１．０μｍ以下の範囲がより好ましく、０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲が更に好ましく、０．３μｍ以上０．５μｍ以下の範囲が特に好ましい。
表面層の膜厚が０．０１μｍ未満であると、放電生成物の付着抑制の効果が低下する場合がある。また、表面層の膜厚が１０．０μｍを超えると成膜時間が増大するにもかかわらず放電生成物の付着に対する効果は同等であるため生産性に劣る傾向がある。
なお、表面層の膜厚は、放電電極用基体との屈折率の差を利用した光干渉法や、マスキングにより放電電極用基体を露出させた部分との高低差を触針式表面粗さ計により読み取る段差法、光切断法などによって測定する。

本実施形態における表面層は、少なくとも酸素とガリウムとを含んで構成されることを特徴としており、この２つの元素のみから構成されているものであってもよいが、本実施形態の効果を損なわない範囲において、窒素、水素、炭素、アルミニウム、インジウムなどの元素を含んでいてもよい。

本実施形態における表面層中の組成は、均一であってもよいが、酸素とガリウムを含んで構成され、且つ、酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下であれば、膜厚方向において傾斜していてもよい。また、本実施形態における表面層は、酸素及びガリウムを含んで構成され、且つ、酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下であれば、組成の異なる層を積層してなる多層構造を有していてもよい。

また、本実施形態における表面層では、膜厚方向における酸素の濃度分布は、均一でも不均一でもよいが、表面層の表面側から基体側に向かって減少（すなわち、基体側から表面層の表面側に向かって増加）していることが好ましい。
なお、表面層膜厚方向の酸素濃度の分布プロファイルは特に限定されず、例えば、直線状、曲線状、階段状のいずれでもよい。

表面層中のガリウムの含有量は、０．１原子％以上５０原子％以下の範囲内であることが好ましく、５原子％以上４０原子％以下の範囲内であることがより好ましい。ガリウムの含有量が０．１原子％未満の場合は、表面層の形成自体を行い難くなる場合がある。また、含有量が５０原子％を超える場合は、放電電極用基体への接着性が低下する場合がある。

本実施形態における表面層に窒素が含まれる場合、その含有量は、３０原子％以下が好ましく、１５原子％以下がより好ましい。窒素の含有量が３０原子％を超える場合には、表面層の耐水性が不充分となるため実用性に欠ける場合がある。また、表面層の膜厚方向における窒素の濃度分布は、均一でも不均一でもよいが、最表面には含まれないことが好ましい。

本実施形態における表面層に炭素が含まれる場合、その含有量は、２原子％以上１５原子％以下であることが望ましく、２原子％以上１０原子％以下であることが更に望ましい。表面層中の炭素の含有量を２原子％以上１５原子％以下とすることで、高撥水性な低エネルギー表面になるという効果が得られる。

また、本実施形態における表面層は、０．１原子％以上３０原子％以下の水素を含むことが好ましい。
水素の含有量が０．１原子％未満の場合には、層内部に構造的な乱れを内蔵したままとなり、電気的に不安定となったり機械的な特性も不十分となる場合がある。
また、３０原子％を超える場合には水素がガリウムに２原子以上結合する確率が増加して、三次元構造を保つことができにくくなり、硬度や化学的安定性（特に耐水性）などが低下する場合がある。
表面層における水素の含有量は、表面層への放電生成物付着抑制の観点や表面層の強度（特に曲げ強度）向上の観点からは、より好ましくは１０原子％以上３０原子％以下であり、更に好ましくは１５原子％以上２５原子％以下である。

本実施形態における表面層全体中における各元素の含有量については、例えば、ラザフォードバックスキャタリング法（ＲＢＳ）や、ハイドロジェンフォワードスキャタリング法（ＨＦＳ）などを用いられる。
以下、これらの測定方法について説明する。

なお、本実施形態において、表面層中のガリウム、酸素、炭素、窒素等の元素の含有量は、膜厚方向の分布も含めてラザフォードバックスキャタリング法（ＲＢＳ）により求めた値を意味している。

ＲＢＳとして、加速器：ＮＥＣ社 ３ＳＤＨ Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーション：ＣＥ＆Ａ社 ＲＢＳ−４００を用い、システムとしては３Ｓ−Ｒ１０を用いた。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラム等を用いた。

ＲＢＳの測定条件は、以下の通りである。
Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギーは２．２７５ｅＶ
検出角度 １６０°
入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ Ａｎｇｌｅ １０９°

ＲＢＳ測定は、Ｈｅ＋＋イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、１６０°にセットし、後方散乱されたＨｅのシグナルを測定する。検出したＨｅのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。更に、組成比と膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定してもよい。また、深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度を向上してもよい。

なお、ターゲット原子によって後方散乱されるＨｅ原子の数は、１）ターゲット原子の原子番号、２）散乱前のＨｅ原子のエネルギー、３）散乱角度、の３つの要素だけにより決まる。測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて膜厚を算出する。密度の誤差は２０％以内である。

また、本実施形態において、表面層中の水素の含有量は、ハイドロジェンフォワードスキャタリング法（ＨＦＳ）により求められた値を意味する。

上記ＨＦＳとしては、
加速器：ＮＥＣ社 ３ＳＤＨ Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーション：ＣＥ＆Ａ社 ＲＢＳ−４００を用い、システムとして、３Ｓ−Ｒ１０を用いた。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラムを用いた。

ＨＦＳの測定条件は、以下の通りである。
Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギー：２．２７５ｅＶ
検出角度１６０°入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ Ａｎｇｌｅ３０°

ＨＦＳによる測定は、Ｈｅ＋＋イオンビームに対して検出器が３０°に、試料が法線から７５°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾う。この時検出器を薄い（１０μｍ）アルミ箔で覆い、水素とともに散乱するＨｅ原子を取り除くことがよい。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによっておこなう。参照用試料としてＳｉ中にＨをイオン注入した試料と白雲母を使用した。

白雲母は水素濃度が６０原子％であることが知られている。
例えば、最表面に吸着しているＨは、清浄なＳｉ表面に吸着しているＨ量を差し引くことによって行う。

また、半導体膜中の水素の含有の有無は赤外吸収スペクトル測定を利用して、１３族−水素結合やＮ−Ｈ結合の強度からも推定する。

本実施形態において、上述した各元素のうち窒素を除く元素の含有量、特に酸素及びガリウムの両元素の含有量の好ましい範囲については、表面層の最表面で満たされていることが好ましい。
ここで、表面層の最表面とは、表面からの深さが少なくとも数ｎｍの範囲内（具体的には、表面から１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲）の領域を意味し、実質的には、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により固体表面を測定した際の、深さ方向の測定範囲に相当する部分の領域を意味する。

表面層の最表面における、ガリウムや酸素等の元素の含有量は、例えばＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により求められる。
例えば、ＸＰＳの測定装置として日本電子社製ＪＰＳ９０１０ＭＸを用い、Ｘ線ソースにはＭｇＫα線を用い、１０ｋＶ，２０ｍＡで照射することにより測定する。この場合、光電子の測定は１ｅＶのステップで行い、元素の含有量は、ガリウム元素に対しては３ｄ５／２、Ｏは１ｓ，Ｎは１ｓスペクトルを測定し、スペトクルの面積強度と感度因子により求められる。なお、測定前にＡｒイオンエッチングを５００Ｖで１０ｓ程度行う。

本実施形態における表面層は、微結晶、多結晶、或いは、非晶質のいずれであってもよいが、表面層表面の平滑性を向上させる点からは非晶質であることが特に好ましい。なお、結晶性／非晶質性は、例えば、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）測定により得られた回折像の点や線の有無により判別する。

表面層中には、導電型の制御のために種々のドーパントを添加してもよい。導電性をｎ型に制御する場合には、例えば、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎから選ばれる一つ以上の元素を用いることができ、ｐ型に制御する場合には、例えば、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒから選ばれる一つ以上の元素を用いてもよい。

表面層は、微結晶、多結晶或いは非晶質のいずれの場合においても、その内部構造に結合欠陥や、転位欠陥、結晶粒界の欠陥などが多く含まれる傾向にある。このため、これらの欠陥の不活性化のために表面層中には、水素及び／又はハロゲン元素が含まれていてもよい。表面層中の水素やハロゲン元素は結晶内の結合欠陥や結晶粒界の欠陥などに取り込まれて、反応活性点を消失させ、電気的な補償を行う働きを有する。

また、本実施形態における表面層は、体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ未満であると放電生成物の付着抑制の効果が低減する場合がある。また、体積抵抗率が１０^１３Ω・ｃｍを超えると、直流電流のみでは放電が不安定となり、放電均一性が低下する場合がある。即ち、この場合には、安定した放電のために交流電源を用いる必要を生じる場合がある。
前記体積抵抗率は、１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１２Ω・ｃｍ以下がより好ましく、１０^８Ω・ｃｍ以上１０^１１Ω・ｃｍ以下が特に好ましい。

前記表面層の形成方法については特に限定はなく、例えば、有機金属気相成長法、化学的気相成長法（ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法；例えば、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、等）、物理的気相成長法（スパッタ法、加熱蒸着法、分子線エピタキシー法、等）が使用される。
本実施形態の放電電極を製造する方法としては、例えば、下記の本実施形態の放電電極の製造方法が好適である。

＜放電電極の製造方法＞
本実施形態の放電電極の製造方法は、放電電極用基体を準備する工程（以下、「放電電極用基体準備工程」ともいう）と、前記放電電極用基体の表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層を形成する工程（以下、「表面層形成工程」ともいう）と、を有する。
本実施形態の放電電極の製造方法は、必要に応じ、その他の工程を有していてもよい。

（放電電極用基体準備工程）
放電電極用基体準備工程においては、放電電極の作製ごとに放電電極用基体を製造してもよいし、予め準備された放電電極用基体を用いてもよい。
放電電極用基体の詳細については、前述の「本実施形態に係る放電電極」の項で説明したとおりであり、好ましい形態も同様である。

（表面層形成工程）
表面層形成工程は、前記放電電極用基体の表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層を形成する工程である。
ここで、表面層については、前述の「本実施形態に係る放電電極」の項で説明したとおりであり、好ましい形態も同様である。
表面層の形成は、例えば、プラズマＣＶＤ法等の化学的気相成長法によって行う。

図４は、本実施形態の放電電極の製造方法において、プラズマＣＶＤ法により前記表面層を形成するための成膜装置（プラズマＣＶＤ装置）の一例を示す概略模式図である。
図４に示されるように、成膜装置１００は、仕切り部１０１ａを有する真空容器１０１と、放電電極用基体１０２（例えば、放電ワイヤ）を保持する成膜ジグ１０３と、高周波電源部１０５ａ及び放電電極１０５ｂからなる放電部１０５と、プロセスガスを供給する供給口１０７ａと接続するプロセスガス供給部１０７と、材料ガスを供給する供給口１０９ａを接続する材料ガス供給部１０９と、排気口１１１ａと接続する排気装置１１１と、を有する。

図４に示される成膜装置において、真空容器１０１の一端には、排気口１１１ａを介して排気装置１１１が設けられており、また、真空容器１０１の排気装置１１１（排気口１１１ａ）が設けられた側と反対側に、プロセスガスを供給する供給口１０７ａ、材料ガスを供給する供給口１０９ａ、及び放電部１０５が設けられている。

また、真空容器１０１内には、放電電極用基体１０２を保持する成膜ジグ１０３が設けられている。この成膜ジグ１０３は、図４及び図５に示すように、円形の断面を有する円柱形である。また成膜ジグ１０３は、その軸方向が、供給口１０７ａから排気口１１１ａに向う方向（ｚ方向）に対し、垂直となるように取り付けられている。放電電極用基体１０２は、成膜ジグ１０３の外周面にらせん状に巻きつけられた状態で成膜ジグ１０３に保持されている（図４中では、簡単のため、放電電極用基体１０２をリング状に図示している）。また、成膜ジグ１０３は、図示されない回転装置により、放電電極用基体１０２を保持したまま矢印方向に回転する。
図５は、この成膜ジグ１０３が、外周面に放電電極用基体１０２をらせん状に巻きつけた状態で保持している様子を示す斜視図である（図５中の矢印も、成膜ジグ１０３の回転方向を示している）。

放電部１０５は、放電面が排気装置１１１（排気口１１１ａ）側に設けられた放電電極１０５ｂと、放電電極１０５ｂの放電面と反対側の面に接続された高周波電源部１０５ａとから構成されている。
また、放電電極１０５ｂに近接して、プロセスガスを供給するための供給口１０７ａが設けられており、この供給口１０７ａはプロセスガス供給部１０７に接続されている。
更に、仕切り部１０１ａに対して、供給口１０７ａとは反対の箇所には、材料ガスを供給するための供給口１０９ａが設けられており、この供給口１０９ａは材料ガス供給部１０９に接続されている。

真空容器１０１は、一端が真空容器１０１の内壁に固定され、他端が回転する成膜ジグ１０３とこれに保持される放電電極用基体１０２と接触しないよう微小な間隔をもって成膜ジグ１０３に対向する仕切り部１０１ａを有する。
この仕切り部１０１ａは、真空容器１０１内部の放電電極１０５ｂ及びプロセスガスが供給口１０７ａより供給される領域と、材料ガスが供給口１０９ａより供給される領域とを、前記微小な間隔を除いて空間的に分離することに用いられる。なお、この仕切り部１０１ａの位置は真空容器１０１の中央である必要はない。

表面層の形成は、例えば、以下のように実施する。
まず、プロセスガスを供給口１０７ａからに導入すると共に、高周波電源部１０５ａから放電電極１０５ｂに、例えば、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する。この際、放電電極１０５ｂの放電面側から排気口１１１ａ側へと発光領域が放射状に広がるようにプラズマが形成される。ここで、供給口１０７ａから導入されたプロセスガスは真空容器１０１内を放電電極１０５ｂを含む領域から排気口１１１ａ側へと流れる。
なお、放電電極１０５ｂは電極の周りをアースシールドで囲んだものでもよい。

ここで、プロセスガスには、少なくとも酸素を含み、窒素、水素、ヘリウムやアルゴンなどの希ガスが用いられる。

次に、材料ガスとして、例えば、水素をキャリアガスとして用いて希釈したトリメチルガリウム（以下、「ＴＭＧ」ともいう）や必要に応じその他のガスを、供給口１０９ａから導入することによって、放電電極用基体１０２表面にガリウムと酸素を含む非単結晶膜を成膜する。
ここで、材料ガスとしては、例えば、ガリウムを含む有機金属化合物として、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、ｔ−ブチルガリウムなどを用いる。
これらの液体や固体を気化して単独に或いはキャリアガスでバブリングすることによる混合状態で使用してもよい。
また、これらを２種類以上混合してもよい。

成膜時の表面層の形成温度は特に限定されないが、放電電極用基体１０２表面の温度が、１０℃以上１００℃以下の範囲内で形成することが好ましく、２０℃以上６０℃以下の範囲内で形成することが好ましい。
放電電極用基体１０２表面の温度は加熱及び／又は冷却手段（図中、不図示）によって制御してもよいし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。放電電極用基体１０２を加熱する場合にはヒータを放電電極用基体１０２の隣接した箇所に設置してもよい。放電電極用基体１０２を冷却する場合には放電電極用基体１０２を保持する成膜ジグ１０３の内側に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
放電による放電電極用基体１０２表面の温度の上昇を避けたい場合には、放電電極用基体１０２表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。また、放電による放電電極１０５ｂ自体の温度上昇にともなう放電電極用基体１０２の温度上昇を防ぐため、放電電極の内部に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。

なお、本実施形態における表面層のように、ガリウムと酸素とを主に含む表面層を形成する場合、真空容器１０１内には活性水素が存在することが好ましい。活性水素は、キャリアガスとして使用する水素ガスや有機金属化合物に含まれる水素原子から供給されるものでもよい。

以上のようにして、放電電極用基体１０２表面のプラズマ雰囲気に晒された箇所に、表面層が形成される。
形成された表面層は、図２中の放電電極１０における表面層１１に示すように、位置により膜厚が異なっている。具体的には、放電電極用基体の表面のうち、成膜ジグ１０３によって保持されていた際、成膜ジグ１０３の中心から最も離れた位置において、表面層の膜厚が最も厚くなっている（例えば、図２中の下側の位置）。放電電極用基体の表面のうち成膜ジグ１０３によって保持されていた際、成膜ジグ１０３に接していた位置においては、表面層の膜厚が最も薄くなっているか、または表面層が形成されていない（例えば、図２中の上側の位置）。
図３中の表面層１２のように、膜厚の均一性が高い表面層を形成するには、上記のようにして表面層を形成した後、放電電極用基体１０２の表面のうち成膜ジグ１０３に接していた部分を、成膜ジグ１０３の軸中心から最も離れた位置となるように放電電極用基体１０２の成膜面（成膜側）を反転させて巻き直し、改めて上記と同様にして表面層を形成すればよい。

また、図４に示す成膜装置１００内部の成膜ジグとしては、単体である上記成膜ジグ１０３（図４及び図５）以外にも、図６に示す成膜ジグの対（巻き出し側の成膜ジグ１１４及び巻き取り側の成膜ジグ１１３）を用いてもよい。
成膜ジグ１１４及び成膜ジグ１１３は、それぞれ円柱形であり、それらの軸方向が、前記ｚ方向に対し垂直となるような配置で成膜装置１００内部に取り付けられる。このとき、成膜ジグ１１４及び成膜ジグ１１３は、それらの軸方向が互いに平行となる配置で取り付けられる。また、成膜ジグ１１４から供給口１０７ａまでのｚ方向についての距離と、成膜ジグ１１３から供給口１０７ａまでのｚ方向についての距離と、が等しくなるような配置で取り付けられることが好ましい。
図６に示す成膜ジグの対を用いる場合、まず準備として、放電電極用基体１１２の一端を巻き出し側の成膜ジグ１１４に固定し、放電電極用基体１１２の残りの部分を、該成膜ジグ１１４にらせん状に巻き付ける。次に、放電電極用基体１１２の他端を引き出し、巻き取り側の成膜ジグ１１３に固定する。

次に、前記と同様にしてプラズマを発生させ、放電電極用基体１１２に対し表面層を形成する。
表面層の形成中、成膜ジグ１１４及び成膜ジグ１１３を、図示されない回転装置により、それぞれ矢印の方向に軸回転させることにより、成膜ジグ１１４から放電電極用基体１１２が巻き出されるとともに、該放電電極用基体１１２が成膜ジグ１１３に巻き取られる。このようにして、放電電極用基体１１２のうち成膜ジグ１１４に接していた側（表面層が薄く形成されるか又は表面層が形成されない側）は、成膜ジグ１１３上では成膜ジグ１１３の軸中心からみて外側（表面層が厚く形成される側）に位置することとなる。
以上により、放電電極用基体の成膜面（成膜側）を反転させる操作が自動で行われ、放電電極用基体１１２の表面に、膜厚のバラツキが少ない表面層（例えば、図３中の表面層１２）が形成される。
また、成膜中は、成膜ジグ１１４及び成膜ジグ１１３を、軸方向について互いに反対向きに移動させ（図６中、成膜ジグ１１４の軸方向についての矢印の向き及び成膜ジグ１１３の軸方向についての矢印の向き）、放電電極用基体１１２が成膜ジグ１１４から巻き出される位置と、放電電極用基体１１２が成膜ジグ１１３によって巻き取られる位置と、が前記軸方向について等しい位置となるように調整することが好ましい。このように調整することで、成膜ジグ１１４と成膜ジグ１１３との間において、放電電極用基体１１２の長さや張力が一定に保たれ、より膜厚の均一性が高い表面層が形成される。

また、図４に示される成膜装置１００のプラズマ発生手段は、高周波電源部を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発振装置を用いたり、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式の装置を用いてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でもよい。
更に、これらの装置を２種類以上組み合わせて用いてもよく、例えば、プロセスガス供給口１０７ａより活性水素を供給するリモートプラズマ装置を付加してもよい。或いは、同種の装置を２つ以上用いてもよい。プラズマの照射によって放電電極用基体１０２表面の温度が上昇しないようにするためには高周波発振装置が好ましいが、熱の照射を防止する装置を設けてもよい。

２種類以上の異なるプラズマ発生装置（プラズマ発生手段）を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起されるようにしてもよい。また、放電する領域と、成膜する領域（放電電極用基体１０２が設置された部分）とに圧力差を設けてもよい。これらの装置は、成膜装置内をガスが導入される部分から排出される部分へと形成されるガス流に対して直列に配置してもよいし、いずれの装置も基体の成膜面に対向するように配置してもよい。

また、異なる２種類のプラズマ発生装置を同一の圧力下で利用する場合、例えば、マイクロ波発振装置と高周波発振装置とを用いる場合、励起種の励起エネルギーを大きく変えることができ、膜質の制御に有効である。また、放電は大気圧近傍（３×１０^４Ｐａ以上１.２×１０^５Ｐａ以下の範囲）で行ってもよい。大気圧近傍で放電を行う場合にはキャリアガスとしてＨｅを使用することが望ましい。

＜放電器＞
本実施形態の放電器は、前述の本実施形態の放電電極と、前記放電電極の周囲の一部を囲って配置された筐体と、を備えて構成される。
図７は、放電器の一実施形態であるコロナ放電器３０の概略断面図である。詳しくは、図７は、放電電極３１の長手方向に垂直な平面で、コロナ放電器３０を切断したときの切断面を表した図である。
図７に示すように、コロナ放電器３０は、放電電極３１と、放電電極３１の周囲の一部を囲って配置された筐体３２と、を備えている。放電電極３１の長手方向と筐体３２の長手方向とは平行となっている（これらの方向は、図７の紙面に対し法線方向である）。
ここで、放電電極３１は、前述の本実施形態の放電電極として説明したとおり、放電電極用基体と、前記放電電極用基体の表面の少なくとも１部に設けられた、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層と、を有する構成となっている。図７中の放電電極３１は、図３中の放電電極２０と同様の構成となっているが、放電電極はこの構成には限定されない。

放電電極３１の長手方向両端部は、図示しないが、直接又は固定部材を介して筐体３２に固定されている。このとき、放電電極３１と筐体３２とは電気的に絶縁されていることが好ましい。これにより、放電電極３１と筐体３２とに別個の電圧が印加される。
なお、本明細書中において２つの部材が電気的に絶縁されているとは、２つの部材間の抵抗値が２０ＭΩ以上であることを指す。

筐体３２は、放電電極３１の周囲のうちの一部（詳しくは、放電電極３１の周囲のうち、被処理体５０に対し放電を照射するための放電照射領域３６以外の領域）を囲っている。従って、筐体３２は、放電電極３１と相対する面（即ち、放電電極３１から見える面）を有している。
なお、図１では筐体３２の断面がコの字型となっているが、放電電極３１の周囲の一部を囲う形状であれば筐体３２の断面はコの字型に限定されることはなく、例えば、円弧型であってもよい。

コロナ放電器３０では、放電電極３１（または放電電極３１の芯体である放電電極用基体）に電圧が印加されると、放電電極３１周囲にコロナ放電が生じ、被処理体５０がコロナ放電に晒される（即ち、被処理体５０にコロナ放電が照射される）。筐体３２は、コロナ放電により生じた放電生成物（例えば、荷電粒子）の流れを制限する。
コロナ放電器３０は、例えば被処理体５０（例えば、電子写真感光体ドラム）に対する帯電装置や除電装置、転写装置として利用される。
放電電極３１は、放電電極用基体の表面に、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層を有しているため、その表面への放電生成物の付着が抑制され、異常放電が抑制される。
このため、コロナ放電器３０を画像形成装置の帯電装置として用いることにより、異常放電に起因する帯電異常が抑制され、形成された画像における画像異常が抑制される。
さらに、表面層における酸素の含有量を５５原子％以下としたことにより、放電安定性が向上し、例えば、直流電源のみにより電圧を印加した場合でも、安定した放電が発生する。
このため、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが抑制される。

図２は、放電器の別の実施形態であるコロナ放電器（スコロトロン）４０の概略断面図である。
図２に示すように、コロナ放電器（スコロトロン）４０は、前記コロナ放電器３０と同様に、本実施形態に係る放電電極である放電電極４１と、放電電極４１の周囲の一部（放電電極４１の周囲のうち、被処理体５０への放電照射領域４６の以外）を囲って配置された筐体４２と、を備えている。
以上の構成はコロナ放電器３０と同様である。

更に、コロナ放電器（スコロトロン）４０では、前記放電電極４１の周囲のうち少なくとも前記筐体４２によって囲われていない領域（前記放電電極４１の周囲のうち被処理体５０への放電照射領域４６）に、更に、格子状部材であるグリッド部材４３が備えられている。即ち、グリッド部材４３は放電電極４１と被処理体５０との間に配置されている。グリッド部材４３は、前記筐体４２によって囲われていない領域に加え、前記筐体４２によって囲われている領域に備えられていてもよい。

グリッド部材４３は、図示しないが、直接又は固定部材を介して筐体４２に固定されている。このとき、グリッド部材４３、筐体４２、及び放電電極４１は、互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。これにより、グリッド部材４３、筐体４２、及び放電電極４１に、それぞれ別個の電圧が印加される。

具体的には、グリッド部材４３には、放電電極４１の電位とは異なる電圧（バイアス電圧）が印加される。これにより、コロナ放電器４０を帯電装置として用いたときの被処理体５０の帯電電位が調整される。従って、被処理体５０の帯電電位の均一性が向上する。

コロナ放電器４０では、前記コロナ放電器３０と同様に、放電電極４１に電圧が印加されると、放電電極４１周囲にコロナ放電が生じ、生じたコロナ放電がグリッド部材４３を経由して被処理体５０に照射される。
従って、コロナ放電器４０は、例えば被処理体５０（例えば、電子写真感光体ドラム）に対する帯電装置、除電装置、転写装置、等として利用される。特に、コロナ放電器４０は、帯電電位を調整するグリッド部材４３を備えるため、帯電装置として好適に用いられる。

以上、本実施形態に係る放電器について、図１乃至図２を参照して説明したが、本実施形態はこれらの構造に限定されることはなく、公知のコロトロン放電器の構造やスコロトロン放電器の構造が特に制限無く適用される。
また、本実施形態における表面層は、放電電極用基体の表面のみならず、筐体や格子状部材の表面に形成されていてもよい。

＜プロセスカートリッジ及び画像形成装置＞
次に、本実施形態に係るプロセスカートリッジ及び本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、感光体（例えば、電子写真感光体（感光体ドラム）。以下同じ。）と、前記感光体を帯電する帯電手段と、を備え、前記帯電手段が前述の本実施形態に係る放電器である。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、更に、前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が前述の本実施形態に係る放電器である構成がより好ましい。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に脱着自在に構成される機構を備えていることが好ましい。

本実施形態に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備え、前記帯電手段が前述の本実施形態に係る放電器である。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、更に、前記転写後の前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が本実施形態に係る放電器である形態がより好ましい。
なお、本実施形態の画像形成装置は、各色のトナーに対応した感光体を複数有するいわゆるタンデム機であってもよい。また、トナー像の転写は、中間転写体を利用した中間転写方式であってもよい。

本実施形態に係るプロセスカートリッジや画像形成装置において、感光体は、その表面に、酸素とガリウム元素を含んで構成され、且つ、酸素の含有量が１５原子％以上である耐磨耗層を有し、該耐磨耗層の膜厚の差が０．１μｍ以下であることが好ましい。これは、帯電性制御や粉体特性改善のためにトナー表面に付着させた酸化ケイ素や酸化チタンなどの粒子が脱離して、感光体表面に移行・付着し帯電性が不均一になることを防ぐためである。また、耐磨耗層の膜厚の差が０．１μｍ以下であれば、耐磨耗層を設けたことで露光手段において生じる光の吸収や反射の差による露光状態のばらつきが原因となる画像の濃度ムラが問題とならないため、好ましい。
より具体的には、本実施形態に係るプロセスカートリッジや画像形成装置においては、感光体として、図９に示される層構成を有する感光体を用いることが好ましい。

以下、図９を参照して、本実施形態に好適な感光体の一態様について説明する。
ここで、図９は、本実施形態に好適な感光体の層構成の一例を示す概略断面図である。
図９に示される感光体２１０は、感光体用基体２１１、下引き層２１３、電荷発生層２１５ａと電荷輸送層２１５ｂとからなる感光層２１５、及び耐磨耗層２１７をこの順に有する。
ここで、感光層２１５は、有機高分子から形成されたものでもよいし、無機材料から形成されたものでもよいし、それらが組み合わされたものでもよい。

図９に示される感光体２１０を構成する感光体用基体、下引き層２１３、電荷発生層２１５ａと電荷輸送層２１５ｂとからなる感光層２１５については、具体的には、例えば、特開２００６−２６７５０７号公報に記載の基体及び各層を適用する。
また、耐磨耗層２１７については、前述の本実施形態の放電器における表面層と同様な材質で、同様に形成されたものであってもよい。耐磨耗層２１７の材質、及び形成方法としては、具体的には、例えば、特開２００６−２６７５０７号公報や、特開２００７−３００００１号公報に記載の技術を適用する。

次に、図１０を参照して、本実施形態の画像形成装置の一例について、説明する。
ここで、図１０は、本実施形態の画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。
図１０に示されるように、画像形成装置２００は、上記で図９を参照して説明した感光体２１０を有し、感光体２１０の回転方向Ｃに沿って順に、前述の本実施形態に係るコロナ放電器（スコロトロン）４０である帯電装置（帯電手段）２２０、潜像形成手段である露光装置（露光手段）２３０、現像装置（現像手段）２４０、前述の本実施形態に係るコロナ放電器３０である転写装置（転写手段）２５０、及びクリーニング装置（クリーニング手段）２６０が設けられている。また、画像形成装置２００は、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させるための定着装置２７０を含んで構成されている。

帯電装置２２０は、感光体２１０の外周面を帯電する。露光装置２３０は、帯電装置２２０によって帯電された感光体２１０の外周面に、画像データに応じて変調した光を露光することで感光体２１０上に画像データの画像に応じた静電潜像を形成する。現像装置２４０は、感光体２１０上に形成された静電潜像にトナーを含む現像剤を供給することで静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成する。転写装置２５０は、コロナ放電により感光体２１０上のトナー像を記録媒体Ｐ上へと転写する。なお、この記録媒体Ｐは、図示を省略する用紙貯留部に予め貯留され、この用紙貯留部からローラ等によって搬送されることによって、感光体２１０と転写装置２５０との間に到り、感光体２１０上のトナー像を転写される。
トナー像を転写された記録媒体Ｐは、図示を省略するローラ等によって定着装置２７０の設置箇所に搬送され、定着装置２７０によって未定着のトナー像を該記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置２７０によってトナー像を定着された記録媒体Ｐは、図示を省略するローラ等によって画像形成装置２００の外部へと排出される。

なお、画像形成装置２００に含まれる、感光体２１０及び帯電装置２２０は、画像形成装置２００本体に対して着脱自在に設けられていてもよく、これらの着脱自在に設けられた各装置がプロセスカートリッジとなる。

以上、本実施形態に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジについて、図１０を参照して説明したが、本実施形態は図１０に示した形態に限定されることはない。
例えば、帯電装置２２０は本実施形態の放電器である限り、格子状部材（グリッド部材）を有するコロナ放電器（スコロトロン）４０であることには限定されず、例えば格子状部材（グリッド部材）を有しない放電器（例えば、前述のコロナ放電器３０）であってもよい。
また、転写装置２５０はコロナ放電器３０であることに限定されず、コロナ放電器（スコロトロン）４０や、本実施形態における表面層を有しない公知のコロナ放電器であってもよい。また、転写装置２５０は転写ロール等、放電器以外の転写手段であってもよい。
また、クリーニング装置２６０は省略されていてもよい。

図１１は、本実施形態の画像形成装置の構成の別の一例を示す概略構成図である。
図１１に示す画像形成装置３００では、図１０に示した前述の画像形成装置２００の構成に加え、感光体２１０の回転方向Ｃについて、クリーニング装置２６０と帯電装置２２０との間に（クリーニング装置２６０が省略されている場合には転写装置２５０と帯電装置２２０との間に）、感光体２１０を除電する除電装置２２２を備えている。そしてこの除電装置２２２が、格子状部材（グリッド部材）を有しない前述のコロナ放電器３０となっている。但し、除電装置２２２は格子状部材（グリッド部材）を有する前述のコロナ放電器（スコロトロン）４０であってもよい。
画像形成装置３００における、感光体２１０、帯電装置（帯電手段）２２０、露光装置（露光手段）２３０、現像装置（現像手段）２４０、転写装置（転写手段）２５０、クリーニング装置（クリーニング手段）２６０、及び定着装置２７０については、図１０で説明した画像形成装置２００と同様であるので説明を省略する。図１１中の回転方向Ｃ及び記録媒体Ｐについても、図１０中の回転方向Ｃ及び記録媒体Ｐと同様である。

以上、図１０及び図１１を参照して、本実施形態の画像形成装置の例である画像形成装置２００及び画像形成装置３００について説明したが、画像形成装置２００及び画像形成装置３００は、各色のトナーに対応した感光体を複数有するいわゆるタンデム機であってもよい。
また、トナー像の転写は、感光体から記録媒体に直接転写する方式に限られず、感光体から中間転写体にトナー像を転写した後に、中間転写体から記録媒体に転写する中間転写方式であってもよい。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例において「部」は質量部を意味する。

〔実施例１〕
＜放電電極の作製＞
まず、放電電極用基体（放電ワイヤ）として、直径６０μｍ、長さ１０００ｍのタングステンワイヤを準備した。
次に、図４に示す成膜装置１００の真空容器１０１内の成膜ジグ１０３に、放電電極用基体１０２として上記タングステンワイヤをらせん状に巻きつけて固定した。
ここで、成膜ジグ１０３としては、直径１５０ｍｍ×長さ３５０ｍｍの円柱形の成膜ジグを用いた。
また、成膜ジグ１０３の回転中における、真空容器１０１内の仕切り部１０１ａと、成膜ジグ１０３に取り付けられた放電電極用基体１０２と、の最近接距離は１．５ｍｍであった。

次に、排気装置１１１を用いて真空容器１０１内を、圧力が１．０×１０^−２Ｐａとなるまで真空排気した。
その後、プロセスガスとして、水素ガス（１．００ｓｌｍ＝１０００ｓｃｃｍ）と酸素ガス（７．５０ｓｃｃｍ）とを含む混合ガスをプロセスガス供給部１０７から供給口１０７ａを介して真空容器１０１内へと供給し、高周波電源部（１３．５６ＭＨｚ）１０５ａから放電面の寸法が５００ｍｍ×７０ｍｍの放電電極１０５ｂに、３００Ｗの電力を供給した。

次に、材料ガスとして、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）ガス（３．００ｓｃｃｍ）を、材料ガス供給部１０９から供給口１０９ａを介して真空容器１０１内へと供給した。
この時、バラトロン真空計（ＭＫＳ社製、絶対圧トランスデューサタイプ６２２Ａ）で測定した真空容器１０１内の反応圧力は５０Ｐａであった。

以上の状態で、成膜ジグ１０３を２００ｒｐｍの速度で回転させ、成膜時間１２分間として、放電電極用基体１０２表面に表面層を形成した。
次に、一旦、放電を止めて真空容器１０１を大気開放し、放電電極用基体１０２表面のうち成膜ジグ１０３に接していた部分を、成膜ジグ１０３の軸中心からみて最も離れた位置となるように放電電極用基体１０２を反転させて巻き直し、改めて上記と同様にして、成膜時間１２分間として、表面層を形成した。
以上により、放電ワイヤ表面に表面層が形成された放電電極を得た。
表面層の成膜時間は合計２４分間である。

＜表面層の組成＞
上記で作製した放電電極の表面層の組成を、上記放電電極用基体１０２と同時にシリコンウエハ片に成膜した膜（成膜時間２４分間）を以下の方法で分析することにより求めた。結果は表１に示す通りである。
水素：ＨＦＳ法
水素以外（ガリウム、酸素、窒素、炭素）：ＲＢＳ法及びＸＰＳ法（表面領域）

＜表面層の体積抵抗率＞
上記で作製した放電電極の表面層の体積抵抗率を、上記放電電極用基体１０２と同時にシリコンウエハ片に成膜した膜（成膜時間２４分間）の体積抵抗率を電圧降下法により測定することにより求めた。結果は表１に示す通りである。

＜表面層の膜厚＞
上記で作製した放電電極の表面層の膜厚を、上記放電電極用基体１０２と同時にシリコンウエハ片に成膜した膜（成膜時間２４分間）の膜厚を段差法により測定することにより求めた。結果は表１に示す通りである。

＜表面層の付着強度＞
上記で作製した放電電極の表面を、ウレタンフォーム（ブリヂストン社エバーライト マイクロセルＵＳＮ）を加重１０ｇ／ｃｍ^２にて押し当てて１０００往復擦り、表面層の付着状況を光学顕微鏡（倍率１０００倍）により観察した。
−評価基準−
Ａ：１０００往復擦る前後において、表面層に変化は見られなかった。
Ｂ：１０００往復擦る前後において、表面層に変化が見られるものの脱落（剥がれ）は見られなかった。
Ｃ：１０００往復擦った後において、表面層に脱落（剥がれ）が見られた。

＜表面層の曲げ強度＞
上記で作製した放電電極を直径３０ｍｍのリールに巻き付けた。
次に、前記放電電極を再び前記リールから引き出し、引き出した後の放電電極の表面層の状態を光学顕微鏡（倍率１０００倍）により観察した。
−評価基準−
Ａ：リールに巻き付ける前と、リールから引き出した後と、において、表面層に変化は見られなかった。
Ｂ：リールに巻き付ける前と、リールから引き出した後と、において、表面層に変化が見られるものの脱落（剥がれ）は見られなかった。
Ｃ：リールから引き出した後において、表面層に脱落（剥がれ）が見られた。

＜コロナ放電器（スコロトロン）及び画像形成装置の作製＞
富士ゼロックス（株）製の画像形成装置（ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ５００）における帯電装置（スコロトロン）の放電ワイヤを、上記で作製された放電電極（長さ３８０ｍｍに切断したものを用いた）に置き換えて画像形成装置の改造機を作製した。
ここで、作製された改造機における帯電装置は、長手方向に垂直な平面で切断したときの断面が、図８中のコロナ放電器（スコロトロン）４０と同様の構成となっている。

＜実機評価＞
上記の画像形成装置を用い、高湿度（２８℃、８５％ＲＨ）の環境下で５万枚の連続印刷を行ない、以下の評価を行った。ここで、帯電装置の放電電極には、直流電源のみにより、−４０００Ｖの電圧を印加した。
また、印刷画像は画像濃度２０％のハーフトーンとした。

（放電生成物の付着状態）
５万枚の連続印刷後、帯電装置から放電電極を取り外し、放電電極表面（表面層の表面）を光学顕微鏡（倍率１０００倍）により観察した。また、この放電電極表面を、ウレタンフォーム（ブリヂストン社エバーライト マイクロセルＵＳＮ）を加重１０ｇ／ｃｍ^２にて押し当てて擦り、放電生成物が除去されるかどうかを確認した。
−評価基準−
Ａ：光学顕微鏡観察により放電生成物の付着が確認されなかった。
Ｂ：光学顕微鏡観察により放電生成物の付着が確認されたものの、放電生成物はウレタンフォームにより５往復以内擦ることにより除去された。
Ｃ：光学顕微鏡観察により、放電生成物の付着が確認されたものの、放電生成物はウレタンフォームにより５往復を超えて５０往復以内擦ることにより除去された。
Ｄ：光学顕微鏡観察により、放電生成物の付着が確認され、放電生成物はウレタンフォームにより５０往復を超えて擦っても除去できなかった。

（放電生成物の付着に起因する画像異常）
５万枚の連続印刷後、５万枚目の印刷画像（画像濃度２０％のハーフトーン）において、放電電極への放電生成物の付着位置に対応した筋状の画像異常の有無を確認した。
−評価基準−
Ａ：放電電極への放電生成物の付着に起因する画像異常は確認されなかった
Ｂ：放電電極への放電生成物の付着に起因する画像異常が確認されたものの、実用上許容範囲内であった。
Ｃ：放電電極への放電生成物の付着に起因する画像異常が確認され、実用上の許容範囲を超えていた。

（放電安定性）
５万枚の連続印刷後、５万枚目の印刷画像（画像濃度２０％のハーフトーン）において１０点の画像濃度を測定し、下記式に従って、放電安定性の低下に起因する濃度ムラを測定した。
濃度ムラ（％）＝（（最大値−最小値）／平均値）×１００
−評価基準−
Ａ：放電安定性の低下に起因する濃度ムラが１０％以下であった。
Ｂ：放電安定性の低下に起因する濃度ムラが１０％を超えて２０％未満であった。
Ｃ：放電安定性の低下に起因する濃度ムラが２０％を超えていた。

〔実施例２乃至実施例７、比較例１乃至比較例２〕
実施例１において、放電電極用基体表面への表面層の成膜条件を下記表１に示すように変更することにより、表面層の組成を下記表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にしてコロナ放電器及び画像形成装置を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
評価結果を下記表１に示す。

〔比較例３〕
実施例１において、放電電極用基体表面への表面層の形成に代えて、放電電極用基体表面に、膜厚０．５μｍの金めっき（Ａｕめっき）を施した以外は実施例１と同様にしてコロナ放電器及び画像形成装置を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
評価結果を下記表１に示す。

〔比較例４〕
実施例１において、放電電極用基体表面に表面層を形成しなかった以外は実施例１と同様にしてコロナ放電器及び画像形成装置を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
評価結果を下記表１に示す。

表１中、抵抗率欄の「７．９Ｅ（８）」等の数値は、「７．９×１０^８」等であることを示す。

表１に示すように、酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層を有する放電電極を用いた実施例１乃至実施例６では、放電生成物の付着が抑制され、放電安定性に優れ、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが抑制されていた。
一方、表面層における酸素の含有量が５５原子％を超える比較例１では、放電安定性が低下し、放電安定性の低下に起因する画像濃度ムラが確認された。
また、表面層における酸素の含有量が１５原子％未満である比較例２、及び表面層として金（Ａｕ）めっきを用いた比較例３、表面層を形成しなかった比較例４では、放電電極に放電生成物が付着し、形成された画像では、放電生成物の付着に起因する画像異常が見られた。

１、２、３、１０２、１１２ 放電電極用基体
１０、２０、３１、４１ 放電電極
３０、４０ コロナ放電器
３２、４２ 筐体
３６、４６ 放電照射領域
５０ 被処理体
１００ 成膜装置
１０１ 真空容器
１０３ 成膜ジグ
１１３ 成膜ジグ（巻き取り側）
１１４ 成膜ジグ（巻き出し側）
１０５ 放電部
１０７ プロセスガス供給部
１０９ 材料ガス供給部
１１１ 排気装置
２００、３００ 画像形成装置
２１０ 感光体
２１１ 感光体用基体
２１３ 下引き層
２１５ 感光層
２１７ 耐磨耗層
２２０ 帯電装置
２２２ 除電装置
２３０ 露光装置
２４０ 現像装置
２５０ 転写装置
２６０ クリーニング装置
２７０ 定着装置
３００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 放電電極用基体と、
   前記放電電極用基体の表面に設けられた、酸素とガリウムとを含み酸素の含有量が１５原子％以上５５原子％以下である表面層と、
   を有する放電電極。
2. 前記表面層が、更に、１０原子％以上３０原子％以下の水素を含む請求項１に記載の放電電極。
3. 前記表面層の体積抵抗率が、１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１３Ω・ｃｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の放電電極。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放電電極と、前記放電電極の周囲の一部を囲って配置された筐体と、を備えた放電器。
5. 感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、を備え、
   前記帯電手段が請求項４に記載の放電器であるプロセスカートリッジ。
6. 更に、前記感光体を除電する除電手段を備え、前記除電手段が請求項４に記載の放電器である請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
7. 感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電手段と、
   帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   を備え、
   前記帯電手段が請求項４に記載の放電器である画像形成装置。
8. 更に、前記転写後の前記感光体を除電する除電手段を備え、
   前記除電手段が請求項４に記載の放電器である請求項７に記載の画像形成装置。

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