JP3915688B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式に基づいて画像を形成するプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した画像形成装置にあっては、像担持体である感光体の表面を帯電させる場合にコロナ放電器（帯電器）が広く用いられている。この種の画像形成装置では、コロナ放電器の支持筐体となるシールドケースの開放面を、像担持体である感光体ドラム等の被帯電部材に近接状態で対向させ、上記シールドケース内に張設した帯電ワイヤに放電電流を供給してコロナ放電を発生させることにより、被帯電部材の被帯電面に電荷を付与する。
【０００３】
このようなコロナ放電器には、帯電ワイヤによって付与される電荷量を規制することにより、感光体の表面の帯電電位を制御する制御グリッドが用いられている。コロナ放電器の制御グリッドとしては、主にＳＵＳ（サス）等の板金にエッチング等によって多数の孔（細孔）を形成した板状グリッドを用いたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４０３１６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６６５６９号公報
【０００５】
一方、像担持体である感光体については、安価で製造性及び廃棄性の点で優れた利点を有する有機光導電材料料を用いた電子写真感光体の研究が活発化している。なかでも、露光により電荷を発生する電荷発生層と、この電荷発生層で発生した電荷を輸送する電荷輸送層とを積層してなる機能分離型の有機積層感光体は、感度、帯電性及びその繰り返し安定性等、電子写真特性の点で優れており種々の提案がなされ、実用化されている。特に、電荷輸送層に含有される電荷輸送材料に関しては、例えば、ベンジジン系化合物とトリアリールアミン系化合物を混合して用いることが提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
【特許文献３】
特開平６−７５４０８号公報
【特許文献４】
特開平６−９５４０５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置には次のような欠点があった。すなわち、板状グリッドを用いたコロナ放電器（帯電器）を低湿度環境下で長時間使用すると、帯電器の長手方向で帯電ムラが生じ、それにより濃度ムラ等の画像不良が発生する場合があった。これらの原因を調べたところでは、板状グリッドの表面に部分的に錆状の析出物が発生していた。そこで、その析出物の成分分析を行ったところ、錆状物質の成分としてＦｅ2 Ｏ3 等の他に、ＮｉＮｏ3 等の絶縁性の金属酸化物と推定されるものが発生し、これらの金属酸化物（以下、錆）によって板状グリッドへの電荷の流入量が低下し、像担持体となる感光体方向への電荷が増し、結果として帯電電位にムラが発生していることが分かった。
【０００８】
ＳＵＳは一般的に腐食性が強いものの、活性酸素であるオゾン等がコロナ放電によって発生すると、ＳＵＳに含まれる鉄（Ｆｅ）等がオゾンと反応し、錆（Ｆｅ2 Ｏ3 等）の発生に至ったものと推定される。また、窒素酸化物（ＮＯｘ）がコロナ放電によって発生すると、ＳＵＳに含まれるニッケル（Ｎｉ）がＮＯｘと反応し、錆（ＮｉＮｏ3 等）の発生に至ったものと推定される。こうした錆の発生に関して具体的に実験を行ったところ、コロナ放電電流を−７００μＡ、グリッド電圧を−７２０Ｖとしたときに、新品の板状グリッドでは感光体が−７００Ｖ程度に帯電されるのに対し、錆の発生している部分では感光体の帯電電位が−７１０〜−７２０Ｖとなり、その結果、プリントによって得られた画質、特にハーフトーンに画像斑（画像の濃度ムラ）が発生した。
【０００９】
この対策として従来においては、主に防錆の目的で、板状グリッドのグリッド基材の表面（素地面）に金めっきを施すことが提案されているが、その場合は、金めっきによって板状グリッドの部品単価が大幅に上昇する、ピンホールが発生しやすい、ピンホールの発生によって下地のＮｉがＮＯｘと反応し、金めっきの剥がれによって錆が発生する、などの別の問題を招いてしまう。
【００１０】
したがって本発明の目的は、板状グリッドを用いた帯電器（コロナ放電器）を搭載した場合に、グリッド表面での錆の発生を有効に防止して、帯電ムラによる画像斑の発生を抑えることができる画像形成装置を安価に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、静電荷像が形成される感光体と、この感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に形成された静電荷像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写材に転写させる転写手段と、前記被転写材に前記トナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記帯電手段は、多数の孔が形成された板状グリッドを有し、前記板状グリッドは、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼からなるものである。
【００１２】
上記構成の画像形成装置においては、帯電手段の板状グリッドを、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼で構成しているため、ＮＯｘとニッケルの化学反応による錆（ＮｉＮｏ3 等）の発生が回避される。また、ステンレス鋼の組成として、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上と高濃度にする一方、炭素の含有率を０．０５％以下と低濃度にすることにより、一般的なＳＵＳ材（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）を用いた場合よりも、板状グリッドの材料自体の防錆性が高まる。
【００１３】
また、上記構成の画像形成装置に適用される感光体は、電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の感光層を有し、かつ、前記電荷輸送層は、少なくとも上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものであることが好ましい。
【００１４】
上記感光体を適用した画像形成装置においては、感光体の感光層を電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の構成とし、さらに電荷輸送層を、上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものとしたことにより、コロナ放電によって放電生成物（オゾン、ＮＯｘ等）が発生しても、この放電生成物による感光体の特性劣化（印刷特性、光感度、帯電性、繰り返し安定性などの諸特性の劣化）が有効に抑えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置１０は、感光体１１と、帯電器１２と、レーザー書き込み装置（レーザーＲＯＳ；Laser Raster Output Scanner）１３と、現像器１４と、転写電極１５と、分離電極１６と、搬送機構１７と、定着器１８と、クリーナー１９とを備えて構成されている。
【００１７】
感光体１１は、全体的にドラム状に形成され、画像形成時に所定の速度で回転駆動される。帯電器１２は、画像形成時に感光体１１を帯電させるもので、コロナ放電器を用いて構成されている。レーザー書き込み装置１３は、帯電器１２によって帯電された感光体１１の表面をレーザー光（レーザービーム）によって露光走査することにより、感光体１１の表面に静電荷像を形成するものである。
【００１８】
現像器１４は、レーザー書き込み装置１３によって感光体１１に形成された静電荷像を顕像化してトナー像（可視像）を形成するものである。転写電極１５は、現像器１４によって感光体１１に形成されたトナー像を用紙等の被転写材に転写するものである。分離電極１６は、感光体１１に密着した被転写材を、当該感光体１１から分離するものである。
【００１９】
搬送機構１７は、分離電極１６によって感光体１１から分離した被転写材を搬送するものである。定着器１８は、搬送機構１７によって搬送された被転写材を加熱、加圧することにより、転写電極１５によって被転写材に転写されたトナー像を定着させるものである。クリーナー１９は、転写後に感光体１１に残留している残留トナーを除去するものである。
【００２０】
図２は上記画像形成装置１０に適用される帯電器１２の構成例を示す組立斜視図であり、図３は当該帯電器１２の構成例を示す分解斜視図である。図示した帯電器１２は、支持部材１２１と、帯電ワイヤ１２２と、板状グリッド１２３と、バネ１２４とを用いて構成されている。
【００２１】
支持部材１２１は、電気的なシールド作用をなすもので、一面を開放した細長い箱形に形成されている。この支持部材１２１は、開放面を上記感光体１１の外周面に対向させた状態で配置される。帯電ワイヤ１２２は、コロナ放電を行うもので、支持部材１２１の内部に当該支持部材１２１の長手方向と略平行に張設されている。帯電ワイヤ１２２としては、例えば線径が０．０３ｍｍ（３０μm）のタングステンワイヤに金メッキ処理を施して耐久性を高めたものを用いることが好ましい。
【００２２】
板状グリッド１２３は、感光体１１の表面の帯電電位を制御するもので、支持部材１２１の開放面に取り付けられている。この板状グリッド１２３は、上記感光体１１の外周面に近接して配置される。また板状グリッド１２３には図示しない電圧印加手段によってグリッド電圧が印加される。板状グリッド１２３に印加されるグリッド電圧は、感光体１１の表面の電位を検出する電位検出器（電位センサー等）の検出信号に基づいて制御（フィードバック制御等）される。
【００２３】
バネ１２４は、引っ張りコイルバネからなるもので、支持部材１２１の開放面で板状グリッド１２３を張設するために用いられる。すなわち、支持部材１２１の開放面では、板状グリッド１２３の長手方向の一端側が支持部材１２１の一端部に係止されるとともに、板状グリッド１２３の長手方向の他端側が２つのバネ１２４を介して支持部材１２１の他端部に係止される。
【００２４】
ここで、上記帯電器１２の板状グリッド１２３はステンレス鋼からなる薄板状の板金にエッチング等によって多数の貫通孔を形成したグリッド基材からなるもので、このグリッド基材がニッケルを含まないステンレス鋼で構成されている。
【００２５】
さらに、ニッケルを含まないステンレス鋼の組成として、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上、炭素の含有率を０．０５％以下としたステンレス鋼、さらに好ましくはクロムの含有率を１７％以上、アルミニウムの含有率を２％以上、炭素の含有率を０．０３％以下としたステンレス鋼を採用することとした。
【００２６】
このような要件を満たすステンレス鋼を用いて板状グリッドを構成することにより、ＮＯｘとニッケルの化学反応による錆（ＮｉＮｏ3 等）の発生を回避することができる。また、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上と高濃度にする一方、炭素の含有率を０．０５％以下と低濃度にすることにより、一般的なＳＵＳ材（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）を用いた場合に比較して、板状グリッドの材料自体の防錆性を高めることができる。
【００２７】
次に、帯電器１２に用いられる板状グリッド１２３の具体的な実施例と比較例について、下記表１にしたがって説明する。
【００２８】
【表１】
【００２９】
［実施例１］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、Ｎｉ（ニッケル）を含まず、Ｃｒ（クロム）を１７％、Ａｌ（アルミニウム）を２％、ｃ（炭素）を０．０３％含有する厚さ０．１ｍｍのＮＣＡ１（日新製鋼社製）を採用し、このＮＣＡ１の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３０】
［実施例２］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、Ｎｉを含まず、Ｃｒを１３％、Ａｌを１％、Ｃを０．０５％含有する厚さ０．１ｍｍのＮＣＡ２（日新製鋼社製）を採用し、このＮＣＡ２の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３１】
［比較例１］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、ＮｉとＡｌを含まず、Ｃｒを１８％、Ｃを０．１２％含有する厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ４３０を採用し、このＳＵＳ４３０の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３２】
［比較例２］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、Ａｌを含まず、Ｃｒを１８％、Ｎｉを８％、Ｃを０．０８％含有する厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４を採用し、このＳＵＳ３０４の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３３】
このようにして作成した実施例１、２の板状グリッドと比較例１、２の板状グリッドをそれぞれ帯電器１２に装着するとともに、この帯電器１２をデジタル複合機（DCC500、富士ゼロックス株式会社製）に装着し、錆などの析出物が発生しやすい低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）で、１０万枚プリント相当、３０万枚プリント相当、５０万枚プリント相当の放電実験を行い、その後、同機種のデジタル複合機に所定回数の放電実験を終えた板状グリッドを載せ換えて、感光体の初期の帯電電位と錆発生部分の帯電電位との差を調べた。また、この実験では板状グリッドを清掃部材（詳細は後述）で定期的に清掃した場合と清掃しなかった場合で帯電電位の変化量を調べた。そうしたところ、以下の表２に示すような結果が得られた。
【００３４】
【表２】
【００３５】
上記表２から分かるように、実施例１の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が殆どなく、３０万枚プリント後でも清掃無しの帯電電位の変化量が１１Ｖ、５０万枚プリント後でも清掃無しの帯電電位の変化量が２５Ｖに抑えられている。また、実施例２の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が殆どなく、３０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が２６Ｖ、５０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が５５Ｖとなっている。これに対して、比較例１の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が１１Ｖ、３０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が４５Ｖ、５０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が７０Ｖまで上昇している。また、比較例２の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が５０Ｖ、３０枚枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が７０Ｖ、５０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が８０Ｖまで上昇している。
【００３６】
また、実際に画像形成（プリント）を行って画質を評価（「○；フルカラー（4色）のハーフトーンプリントでも斑が問題無いレベル（具体的には濃度差0.1以下）」、「△；フルカラーでは濃度差０．１を超えるが、白黒ハーフトーンでは濃度差0.1以下」、「×；白黒ハーフトーンでも濃度差０．１を超える」の３段階評価）したところ、実施例１の場合は清掃無しの条件で３０万枚プリント後でも○レベルの画質となり、５０万枚で△レベルとなり、実施例２の場合は清掃無しの条件で１０万枚プリントで○レベル、３０万枚プリント後で△レベルの画質となったのに対し、比較例１の場合は清掃の有り無しにかかわらず３０万枚プリント後で×レベルの画質となり、比較例２の場合は清掃の有り無しにかかわらず１０万枚プリント後で×レベルの画質となった。以上の結果からも、本発明の実施形態に係る板状グリッド１２３を用いた帯電器１２を画像形成装置に搭載することにより、帯電特性を長期にわたって良好に維持できることが確認された。さらに板状グリッドを清掃する清掃部材を設け、この清掃部材で１０万枚ごとに清掃を実施したところ実施例１では５０万枚プリント後でも○レベル、実施例２でも３０万枚プリント後で○レベル、５０万枚プリント後で△レベルとなったが、比較例１，２とも清掃を実施前後で差がなかった。以上の結果からも、本発明の実施形態に係る板状グリッド１２３を用いた帯電器１２を備える画像形成装置にグリッド清掃用の清掃部材を搭載することにより、さらに帯電特性を長期にわたって良好に維持できることが確認された。ちなみに、清掃部材としては、例えば特開平６−４３７３５号公報に記載されているグリッド電極クリーニングパッドのようなパッド状のものや、ブラシ状のものを採用し、この清掃部材（パッド、ブラシ等）を板状グリッドのグリッド面に押し付けて清掃するものとすればよい。
【００３７】
続いて、本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用して好適な感光体の構成について説明する。図４は本発明の実施形態に適用される感光体の構成例を示す断面図である。図示した感光体１１の構成においては、導電性支持体１１１上に下引き層１１２を介して形成される感光層１１３が、少なくとも電荷発生層１１４と電荷輸送層１１５とを含む２層以上の層（多層）に機能分離された層構成としている。
【００３８】
導電性支持体１１１としては、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類、及びアルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等、あるいは導電性付与剤を塗布又は含浸させた紙及びプラスチックフィルム等があげられる。これらの導電性支持体１１１は、ドラム状、シート状、プレート状等適宜の形状のものとして使用されるが、これらに限定されるものではない。さらに必要に応じて導電性支持体１１１の表面は、画質に影響のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、表面の酸化処理や薬品処理、及び着色処理等又は、砂目立て等の乱反射処理等を行うことができる。
【００３９】
下引き層１１２は、必用に応じて導電性支持体１１１と電荷発生層１１４との間に設けられるものである。この下引き層１１２は、感光層１１３を帯電器１２で帯電させるときに、導電性支持体１１１から感光層１１３への電荷の注入を阻止すると共に、感光層１１３を導電性支持体１１１に対して一体的に接着保持させる接着層としての作用、或いは場合によっては導電性支持体１１１の光の反射光防止作用等を示す。下引き層１１２を構成する樹脂及びその他の材料としては、ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ニトロセルロース、カゼイン、ゼラチン、ポリグルタミン酸、澱粉、スターチアセテート、アミノ澱粉、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ジルコニウムキレート化合物、チタニルキレート化合物、チタニルアルコキシド化合物その他の有機チタニル化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。下引き層１１２の膜厚は０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜２μｍが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティイング法、エアーナイフコーティイング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【００４０】
電荷発生層１１４は、電荷発生材料を結着樹脂中に分散して構成される。電荷発生材料としては、非晶質セレン、結晶性セレン−テルル合金、その他セレン化合物及びセレン合金、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機系光導電性材料、フタロシアニン系、スクアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の有機顔料及び染料が用いられる。電荷発生層における結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、部分変性ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコン樹脂、フェノール樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂等を使用できるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００４１】
電荷発生材料と結着樹脂との配合比（質量比）は、１０：１〜１：１０の範囲が好ましい。また、本発明で用いる電荷発生層の厚みは、一般的には、０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜２．０μｍが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコティング法等の方法を用いることができる。電荷発生層を設ける際に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、クロロホルム等の有機溶剤があげられ、これらを単独又は２種以上混合して用いることができる。
【００４２】
電荷輸送層１１５は、少なくとも上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を必須成分として結着樹脂中に含有し、必要に応じて他の膜質改良剤などを添加して構成される。
【００４３】
トリアリールアミン系化合物とベンジジン系化合物との混合割合は、質量比で１０：９０ないし９０：１０の範囲であるが、トリアリールアミン系化合物の比が３０未満の場合は、耐摩耗性、クリーニング性、クリーニング部材との摺動音が問題となることがあるので、３０：７０ないし９０：１０の範囲とすることが望ましい。トリアリールアミン系化合物とベンジジン系化合物との総和と、結着樹脂との混合割合は、質量比で３０：７０ないし６０：４０の範囲が採用できるが、電気特性、耐摩耗性、クリーニング性、クリーニング部材との摺動性等を良好に保つためには、３５：６５ないし５０：５０の範囲で使用することが好ましい。
【００４４】
酸化防止剤としては、一次酸化防止剤であるヒンダードアミン系酸化防止剤又はヒンダードフェノール系酸化防止剤が特に望ましく、それらは単体で、又は２種以上の混合物として用いられる。酸化防止剤の総添加量は、添加される層全体の１質量％以上、１５質量％以下であるが、層の機械的特性を損なわないためには、トリアリールアミン系化合物とベンジジン系化合物と酸化防止剤との総和が、それを含む層全体の６０質量％を越えないように添加することが望ましい。
【００４５】
電荷輸送層１１５に用いる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの公知の樹脂を用いることができる。また、電荷輸送層１１５の上には、必要に応じて保護層（不図示）を設けてもよい。保護層は、感光層１１３の帯電時における電荷輸送層１１５の化学的変質を防止すると共に、感光層１１３の機械的強度を改善するために有用である。この保護層は、導電材料料を適当な結着樹脂中に含有させることにより形成される。
【００４６】
かかる構成の感光体１１を有する画像形成装置では、感光体１１の感光層１１３を電荷発生層１１４と電荷輸送層１１５の２層構成とし、さらに電荷輸送層１１５を、上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものとしたことにより、コロナ放電によって放電生成物（オゾン、ＮＯｘ等）が発生しても、この放電生成物による感光体１１の特性劣化を有効に抑えることができる。これにより、複写操作の繰り返しによって数万枚〜数十万枚のプリントを行った後でも、画像流れやカブリなどの印刷品位の低下を防止し、優れた繰り返し安定性を実現することができる。
【００４７】
続いて、本発明の実施形態に係る画像形成装置で適用される感光体の具体的な実施例と比較例について説明する。
【００４８】
［実施例］
先ず、アルミニウムドラムからなる導電性支持体１１１上に、下記組成の塗布液を浸漬コーティング法により塗布した後、１５０℃で１０分間加熱乾燥することにより、膜厚０．１μｍの下引き層１１２を形成した。
ジルコニウム化合物 １０部
（オルガチックスＺＣ５４０、マツモト製薬社製）
シラン化合物（A1110、日本ユニカー社製） ５部
I-プロパノール ４０部
【００４９】
次に、下記組成の混合物をガラスビーズと共にサンドミルで１時間分散処理し、得られた塗布液を上記下引き層１１２上に浸漬コーティング法で塗布した後、１００℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚２０μｍの電荷発生層１１４を形成した。
Ｘ型無金属フタロシアニン ５部
ポリビニルブチラール樹脂 ５部
（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）
シクロヘキサノン ９０部
【００５０】
次いで、下記組成の塗布液を、上記電荷発生層１１４上に浸漬コーティング法で塗布した後、１２０℃で６０分間加熱乾燥して、膜厚２０μｍの電荷輸送層１１５を形成した。
トリアリールアミン化合物（Ｉ−１９） ４０部
ベンジジン化合物（II−５８） １０部
ヒンダードフェノール系酸化防止剤 ３部
（ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓ、住友化学社製）
下記一般式（III）で示されるポリカーボネート ４７部
（粘度平均分子量：ＭV ＝３０，０００）
ジメチルポリシロキサン ０．１部
クロロベンゼン ４００部
以上のようにして感光体ドラムを作製した。
【００５１】
【化３】
（ｎ′は上記分子量の範囲の重合度を意味する。）
【００５２】
［比較例１］
上記実施例において、電荷輸送層１１５の形成時に酸化防止剤であるヒンダードフェノール系酸化防止剤：ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓを添加しない以外は、全く同様にして感光体ドラムを作製した。
【００５３】
［比較例２］
上記実施例において、酸化防止剤として、ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓの代わりに、有機硫黄系酸化防止剤であるＳｕｍｉｌｉｚｅｒＴＰＭ（住友化学社製）を用いた以外は、全く同様にして感光体ドラムを作製した。
【００５４】
［比較例３］
上記実施例において、電荷輸送材料であるトリアリールアミン化合物及びベンジジン化合物の代わりに、下記一般式（IV）で示されるヒドラゾン系化合物を用いた以外は、全く同様にして電子写真感光体ドラムを作製した。なお、ヒドラゾン化合物の添加量は、トリアリールアミン化合物とベンジジン化合物を合計した量と等しい量にした。
【００５５】
【化４】
【００５６】
上記実施例及び比較例１〜３で作製した感光体ドラムを、本発明の実施形態に係る板状グリッド（ニッケルを含まないステンレス鋼としてＮＣＡ１を用いたもの）を用いた帯電１２器を備えるデジタル複合機（DCC500、富士ゼロックス社製）にそれぞれ搭載し、初期においてレーザー非露光時の表面電位ＶH が−７００Ｖ、レーザー露光時の表面電位ＶL が−３００Ｖになるように、スコロトロン及びレーザー露光条件を設定し、除電後の表面電位ＶR を記録した。その条件で、複写操作を繰り返し行って、３０万枚プリントした後、非露光時の表面電位ＶH 、露光時の表面電位ＶL 、及び除電後の表面電位ＶR を測定し、プリント前後における変化量を調べた。また、ハーフトーンプリントにより、３０万枚プリント後の画像流れを評価した。その評価結果を下記表３に示す。画像流れの評価は、「○；未発生」、「×；発生し１００枚以上プリントしても消えない」、「△；発生し１００枚程度のプリントで消える」の３段階で行った。また、この評価実験は、感光体の劣化が激しいとされる高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）の環境条件で行った。
【００５７】
【表３】
【００５８】
上記表３から明らかなように、実施例の感光体を用いた場合は、高温高湿の環境下で３０万枚プリントしたときでも、カブリや黒点の発生、画像流れの発生などの感光体の劣化に起因する大きな印刷欠陥はなく、感光体表面についた機械的傷による若干の筋が発生する程度であった。これらの評価結果は、本発明の画像形成装置で採用する感光体が、優れた繰り返し安定性を有していることを示している。
【００５９】
一方、酸化防止剤を添加しなかった比較例１の感光体を使用した場合は、３０万枚のプリント後において、ＶL 及びＶR が大幅に上昇しており、印刷にも全面カブリが大量に発生し、画像流れも発生した。比較例２の感光体を使用した場合は、比較例１の場合に比較して酸化防止剤の効果が認められるものの、ヒンダーフェノール系酸化防止剤を用いた実施例のものに比較すると、その効果はかなり小さかった。ヒドラゾン系化合物を電荷輸送材料に用いた比較例３の感光体を使用した場合は、ＶH が低下し、ＶL 及びＶR が大幅に上昇し、３０万枚プリント後は、印刷にかなりのカブリと画像流れが発生した。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼で帯電手段の板状グリッドを構成することにより、コロナ放電によって生じるＮＯｘとの化学反応を回避して錆の発生を防止することができる。さらに、板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼の組成として、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上と高濃度にする一方、炭素の含有率を０．０５％以下と低濃度にすることにより、一般的なＳＵＳ材を用いる場合よりも板状グリッドの材料自体の防錆性を高めることができる。これにより、長期にわたって帯電ムラのない安定した帯電特性を維持し、画像斑の発生を抑えることができる。また、グリッド基材の表面に高価な金めっきを施したり、他の表面処理（皮膜形成等）を施す必要がないため、画像形成装置を安価に提供することができる。
【００６１】
さらに、上記帯電手段によって帯電される感光体の構成として、電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の感光層を有し、かつ、電荷輸送層は、少なくとも上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものとすることにより、コロナ放電によって発生する放電生成物によって感光体の特性が劣化することを有効に抑えることができる。これにより、画像流れやカブリなどの印刷品位の低下を防止し、優れた繰り返し安定性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用される帯電器の構成例を示す組立斜視図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用される帯電器の構成例を示す分解斜視図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用される感光体の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…画像形成装置、１１…感光体、１２…帯電器、１３…レーザー書き込み装置、１４…現像器、１５…転写電極、１６…分離電極、１７…搬送機構、１８…定着器、１９…クリーナー、１１１…導電性支持体、１１２…下引き層、１１３…感光層、１１４…電荷発生層、１１５…電荷輸送層、１２１…支持筐体、１２２…帯電ワイヤ、１２３…板状グリッド、１２４…バネ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式に基づいて画像を形成するプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した画像形成装置にあっては、像担持体である感光体の表面を帯電させる場合にコロナ放電器（帯電器）が広く用いられている。この種の画像形成装置では、コロナ放電器の支持筐体となるシールドケースの開放面を、像担持体である感光体ドラム等の被帯電部材に近接状態で対向させ、上記シールドケース内に張設した帯電ワイヤに放電電流を供給してコロナ放電を発生させることにより、被帯電部材の被帯電面に電荷を付与する。
【０００３】
このようなコロナ放電器には、帯電ワイヤによって付与される電荷量を規制することにより、感光体の表面の帯電電位を制御する制御グリッドが用いられている。コロナ放電器の制御グリッドとしては、主にＳＵＳ（サス）等の板金にエッチング等によって多数の孔（細孔）を形成した板状グリッドを用いたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４０３１６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６６５６９号公報
【０００５】
一方、像担持体である感光体については、安価で製造性及び廃棄性の点で優れた利点を有する有機光導電材料料を用いた電子写真感光体の研究が活発化している。なかでも、露光により電荷を発生する電荷発生層と、この電荷発生層で発生した電荷を輸送する電荷輸送層とを積層してなる機能分離型の有機積層感光体は、感度、帯電性及びその繰り返し安定性等、電子写真特性の点で優れており種々の提案がなされ、実用化されている。特に、電荷輸送層に含有される電荷輸送材料に関しては、例えば、ベンジジン系化合物とトリアリールアミン系化合物を混合して用いることが提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
【特許文献３】
特開平６−７５４０８号公報
【特許文献４】
特開平６−９５４０５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置には次のような欠点があった。すなわち、板状グリッドを用いたコロナ放電器（帯電器）を低湿度環境下で長時間使用すると、帯電器の長手方向で帯電ムラが生じ、それにより濃度ムラ等の画像不良が発生する場合があった。これらの原因を調べたところでは、板状グリッドの表面に部分的に錆状の析出物が発生していた。そこで、その析出物の成分分析を行ったところ、錆状物質の成分としてＦｅ2 Ｏ3 等の他に、ＮｉＮｏ3 等の絶縁性の金属酸化物と推定されるものが発生し、これらの金属酸化物（以下、錆）によって板状グリッドへの電荷の流入量が低下し、像担持体となる感光体方向への電荷が増し、結果として帯電電位にムラが発生していることが分かった。
【０００８】
ＳＵＳは一般的に腐食性が強いものの、活性酸素であるオゾン等がコロナ放電によって発生すると、ＳＵＳに含まれる鉄（Ｆｅ）等がオゾンと反応し、錆（Ｆｅ2 Ｏ3 等）の発生に至ったものと推定される。また、窒素酸化物（ＮＯｘ）がコロナ放電によって発生すると、ＳＵＳに含まれるニッケル（Ｎｉ）がＮＯｘと反応し、錆（ＮｉＮｏ3 等）の発生に至ったものと推定される。こうした錆の発生に関して具体的に実験を行ったところ、コロナ放電電流を−７００μＡ、グリッド電圧を−７２０Ｖとしたときに、新品の板状グリッドでは感光体が−７００Ｖ程度に帯電されるのに対し、錆の発生している部分では感光体の帯電電位が−７１０〜−７２０Ｖとなり、その結果、プリントによって得られた画質、特にハーフトーンに画像斑（画像の濃度ムラ）が発生した。
【０００９】
この対策として従来においては、主に防錆の目的で、板状グリッドのグリッド基材の表面（素地面）に金めっきを施すことが提案されているが、その場合は、金めっきによって板状グリッドの部品単価が大幅に上昇する、ピンホールが発生しやすい、ピンホールの発生によって下地のＮｉがＮＯｘと反応し、金めっきの剥がれによって錆が発生する、などの別の問題を招いてしまう。
【００１０】
したがって本発明の目的は、板状グリッドを用いた帯電器（コロナ放電器）を搭載した場合に、グリッド表面での錆の発生を有効に防止して、帯電ムラによる画像斑の発生を抑えることができる画像形成装置を安価に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、静電荷像が形成される感光体と、この感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に形成された静電荷像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写材に転写させる転写手段と、前記被転写材に前記トナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記帯電手段は、多数の孔が形成された板状グリッドを有し、前記板状グリッドは、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼からなるものである。
【００１２】
上記構成の画像形成装置においては、帯電手段の板状グリッドを、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼で構成しているため、ＮＯｘとニッケルの化学反応による錆（ＮｉＮｏ3 等）の発生が回避される。また、ステンレス鋼の組成として、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上と高濃度にする一方、炭素の含有率を０．０５％以下と低濃度にすることにより、一般的なＳＵＳ材（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）を用いた場合よりも、板状グリッドの材料自体の防錆性が高まる。
【００１３】
また、上記構成の画像形成装置に適用される感光体は、電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の感光層を有し、かつ、前記電荷輸送層は、少なくとも上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものであることが好ましい。
【００１４】
上記感光体を適用した画像形成装置においては、感光体の感光層を電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の構成とし、さらに電荷輸送層を、上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものとしたことにより、コロナ放電によって放電生成物（オゾン、ＮＯｘ等）が発生しても、この放電生成物による感光体の特性劣化（印刷特性、光感度、帯電性、繰り返し安定性などの諸特性の劣化）が有効に抑えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置１０は、感光体１１と、帯電器１２と、レーザー書き込み装置（レーザーＲＯＳ；Laser Raster Output Scanner）１３と、現像器１４と、転写電極１５と、分離電極１６と、搬送機構１７と、定着器１８と、クリーナー１９とを備えて構成されている。
【００１７】
感光体１１は、全体的にドラム状に形成され、画像形成時に所定の速度で回転駆動される。帯電器１２は、画像形成時に感光体１１を帯電させるもので、コロナ放電器を用いて構成されている。レーザー書き込み装置１３は、帯電器１２によって帯電された感光体１１の表面をレーザー光（レーザービーム）によって露光走査することにより、感光体１１の表面に静電荷像を形成するものである。
【００１８】
現像器１４は、レーザー書き込み装置１３によって感光体１１に形成された静電荷像を顕像化してトナー像（可視像）を形成するものである。転写電極１５は、現像器１４によって感光体１１に形成されたトナー像を用紙等の被転写材に転写するものである。分離電極１６は、感光体１１に密着した被転写材を、当該感光体１１から分離するものである。
【００１９】
搬送機構１７は、分離電極１６によって感光体１１から分離した被転写材を搬送するものである。定着器１８は、搬送機構１７によって搬送された被転写材を加熱、加圧することにより、転写電極１５によって被転写材に転写されたトナー像を定着させるものである。クリーナー１９は、転写後に感光体１１に残留している残留トナーを除去するものである。
【００２０】
図２は上記画像形成装置１０に適用される帯電器１２の構成例を示す組立斜視図であり、図３は当該帯電器１２の構成例を示す分解斜視図である。図示した帯電器１２は、支持部材１２１と、帯電ワイヤ１２２と、板状グリッド１２３と、バネ１２４とを用いて構成されている。
【００２１】
支持部材１２１は、電気的なシールド作用をなすもので、一面を開放した細長い箱形に形成されている。この支持部材１２１は、開放面を上記感光体１１の外周面に対向させた状態で配置される。帯電ワイヤ１２２は、コロナ放電を行うもので、支持部材１２１の内部に当該支持部材１２１の長手方向と略平行に張設されている。帯電ワイヤ１２２としては、例えば線径が０．０３ｍｍ（３０μm）のタングステンワイヤに金メッキ処理を施して耐久性を高めたものを用いることが好ましい。
【００２２】
板状グリッド１２３は、感光体１１の表面の帯電電位を制御するもので、支持部材１２１の開放面に取り付けられている。この板状グリッド１２３は、上記感光体１１の外周面に近接して配置される。また板状グリッド１２３には図示しない電圧印加手段によってグリッド電圧が印加される。板状グリッド１２３に印加されるグリッド電圧は、感光体１１の表面の電位を検出する電位検出器（電位センサー等）の検出信号に基づいて制御（フィードバック制御等）される。
【００２３】
バネ１２４は、引っ張りコイルバネからなるもので、支持部材１２１の開放面で板状グリッド１２３を張設するために用いられる。すなわち、支持部材１２１の開放面では、板状グリッド１２３の長手方向の一端側が支持部材１２１の一端部に係止されるとともに、板状グリッド１２３の長手方向の他端側が２つのバネ１２４を介して支持部材１２１の他端部に係止される。
【００２４】
ここで、上記帯電器１２の板状グリッド１２３はステンレス鋼からなる薄板状の板金にエッチング等によって多数の貫通孔を形成したグリッド基材からなるもので、このグリッド基材がニッケルを含まないステンレス鋼で構成されている。
【００２５】
さらに、ニッケルを含まないステンレス鋼の組成として、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上、炭素の含有率を０．０５％以下としたステンレス鋼、さらに好ましくはクロムの含有率を１７％以上、アルミニウムの含有率を２％以上、炭素の含有率を０．０３％以下としたステンレス鋼を採用することとした。
【００２６】
このような要件を満たすステンレス鋼を用いて板状グリッドを構成することにより、ＮＯｘとニッケルの化学反応による錆（ＮｉＮｏ3 等）の発生を回避することができる。また、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上と高濃度にする一方、炭素の含有率を０．０５％以下と低濃度にすることにより、一般的なＳＵＳ材（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）を用いた場合に比較して、板状グリッドの材料自体の防錆性を高めることができる。
【００２７】
次に、帯電器１２に用いられる板状グリッド１２３の具体的な実施例と比較例について、下記表１にしたがって説明する。
【００２８】
【表１】
［実施例１］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、Ｎｉ（ニッケル）を含まず、Ｃｒ（クロム）を１７％、Ａｌ（アルミニウム）を２％、ｃ（炭素）を０．０３％含有する厚さ０．１ｍｍのＮＣＡ１（日新製鋼社製）を採用し、このＮＣＡ１の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３０】
［実施例２］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、Ｎｉを含まず、Ｃｒを１３％、Ａｌを１％、Ｃを０．０５％含有する厚さ０．１ｍｍのＮＣＡ２（日新製鋼社製）を採用し、このＮＣＡ２の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３１】
［比較例１］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、ＮｉとＡｌを含まず、Ｃｒを１８％、Ｃを０．１２％含有する厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ４３０を採用し、このＳＵＳ４３０の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３２】
［比較例２］
板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼として、Ａｌを含まず、Ｃｒを１８％、Ｎｉを８％、Ｃを０．０８％含有する厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４を採用し、このＳＵＳ３０４の薄板にエッチングによって多数の貫通孔を形成することにより、板状グリッドを作製した。
【００３３】
このようにして作成した実施例１、２の板状グリッドと比較例１、２の板状グリッドをそれぞれ帯電器１２に装着するとともに、この帯電器１２をデジタル複合機（DCC500、富士ゼロックス株式会社製）に装着し、錆などの析出物が発生しやすい低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）で、１０万枚プリント相当、３０万枚プリント相当、５０万枚プリント相当の放電実験を行い、その後、同機種のデジタル複合機に所定回数の放電実験を終えた板状グリッドを載せ換えて、感光体の初期の帯電電位と錆発生部分の帯電電位との差を調べた。また、この実験では板状グリッドを清掃部材（詳細は後述）で定期的に清掃した場合と清掃しなかった場合で帯電電位の変化量を調べた。そうしたところ、以下の表２に示すような結果が得られた。
【００３４】
【表２】
上記表２から分かるように、実施例１の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が殆どなく、３０万枚プリント後でも清掃無しの帯電電位の変化量が１１Ｖ、５０万枚プリント後でも清掃無しの帯電電位の変化量が２５Ｖに抑えられている。また、実施例２の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が殆どなく、３０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が２６Ｖ、５０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が５５Ｖとなっている。これに対して、比較例１の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が１１Ｖ、３０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が４５Ｖ、５０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が７０Ｖまで上昇している。また、比較例２の板状グリッドを用いた場合は、１０万枚プリント後で清掃無しの帯電電位の変化量が５０Ｖ、３０枚枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が７０Ｖ、５０万枚プリント後では清掃無しの帯電電位の変化量が８０Ｖまで上昇している。
【００３６】
また、実際に画像形成（プリント）を行って画質を評価（「○；フルカラー（4色）のハーフトーンプリントでも斑が問題無いレベル（具体的には濃度差0.1以下）」、「△；フルカラーでは濃度差０．１を超えるが、白黒ハーフトーンでは濃度差0.1以下」、「×；白黒ハーフトーンでも濃度差０．１を超える」の３段階評価）したところ、実施例１の場合は清掃無しの条件で３０万枚プリント後でも○レベルの画質となり、５０万枚で△レベルとなり、実施例２の場合は清掃無しの条件で１０万枚プリントで○レベル、３０万枚プリント後で△レベルの画質となったのに対し、比較例１の場合は清掃の有り無しにかかわらず３０万枚プリント後で×レベルの画質となり、比較例２の場合は清掃の有り無しにかかわらず１０万枚プリント後で×レベルの画質となった。以上の結果からも、本発明の実施形態に係る板状グリッド１２３を用いた帯電器１２を画像形成装置に搭載することにより、帯電特性を長期にわたって良好に維持できることが確認された。さらに板状グリッドを清掃する清掃部材を設け、この清掃部材で１０万枚ごとに清掃を実施したところ実施例１では５０万枚プリント後でも○レベル、実施例２でも３０万枚プリント後で○レベル、５０万枚プリント後で△レベルとなったが、比較例１，２とも清掃を実施前後で差がなかった。以上の結果からも、本発明の実施形態に係る板状グリッド１２３を用いた帯電器１２を備える画像形成装置にグリッド清掃用の清掃部材を搭載することにより、さらに帯電特性を長期にわたって良好に維持できることが確認された。ちなみに、清掃部材としては、例えば特開平６−４３７３５号公報に記載されているグリッド電極クリーニングパッドのようなパッド状のものや、ブラシ状のものを採用し、この清掃部材（パッド、ブラシ等）を板状グリッドのグリッド面に押し付けて清掃するものとすればよい。
【００３７】
続いて、本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用して好適な感光体の構成について説明する。図４は本発明の実施形態に適用される感光体の構成例を示す断面図である。図示した感光体１１の構成においては、導電性支持体１１１上に下引き層１１２を介して形成される感光層１１３が、少なくとも電荷発生層１１４と電荷輸送層１１５とを含む２層以上の層（多層）に機能分離された層構成としている。
【００３８】
導電性支持体１１１としては、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類、及びアルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等、あるいは導電性付与剤を塗布又は含浸させた紙及びプラスチックフィルム等があげられる。これらの導電性支持体１１１は、ドラム状、シート状、プレート状等適宜の形状のものとして使用されるが、これらに限定されるものではない。さらに必要に応じて導電性支持体１１１の表面は、画質に影響のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、表面の酸化処理や薬品処理、及び着色処理等又は、砂目立て等の乱反射処理等を行うことができる。
【００３９】
下引き層１１２は、必用に応じて導電性支持体１１１と電荷発生層１１４との間に設けられるものである。この下引き層１１２は、感光層１１３を帯電器１２で帯電させるときに、導電性支持体１１１から感光層１１３への電荷の注入を阻止すると共に、感光層１１３を導電性支持体１１１に対して一体的に接着保持させる接着層としての作用、或いは場合によっては導電性支持体１１１の光の反射光防止作用等を示す。下引き層１１２を構成する樹脂及びその他の材料としては、ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ニトロセルロース、カゼイン、ゼラチン、ポリグルタミン酸、澱粉、スターチアセテート、アミノ澱粉、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ジルコニウムキレート化合物、チタニルキレート化合物、チタニルアルコキシド化合物その他の有機チタニル化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。下引き層１１２の膜厚は０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜２μｍが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティイング法、エアーナイフコーティイング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【００４０】
電荷発生層１１４は、電荷発生材料を結着樹脂中に分散して構成される。電荷発生材料としては、非晶質セレン、結晶性セレン−テルル合金、その他セレン化合物及びセレン合金、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機系光導電性材料、フタロシアニン系、スクアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の有機顔料及び染料が用いられる。電荷発生層における結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、部分変性ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコン樹脂、フェノール樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂等を使用できるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００４１】
電荷発生材料と結着樹脂との配合比（質量比）は、１０：１〜１：１０の範囲が好ましい。また、本発明で用いる電荷発生層の厚みは、一般的には、０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜２．０μｍが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコティング法等の方法を用いることができる。電荷発生層を設ける際に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、クロロホルム等の有機溶剤があげられ、これらを単独又は２種以上混合して用いることができる。
【００４２】
電荷輸送層１１５は、少なくとも上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を必須成分として結着樹脂中に含有し、必要に応じて他の膜質改良剤などを添加して構成される。
【００４３】
トリアリールアミン系化合物とベンジジン系化合物との混合割合は、質量比で１０：９０ないし９０：１０の範囲であるが、トリアリールアミン系化合物の比が３０未満の場合は、耐摩耗性、クリーニング性、クリーニング部材との摺動音が問題となることがあるので、３０：７０ないし９０：１０の範囲とすることが望ましい。トリアリールアミン系化合物とベンジジン系化合物との総和と、結着樹脂との混合割合は、質量比で３０：７０ないし６０：４０の範囲が採用できるが、電気特性、耐摩耗性、クリーニング性、クリーニング部材との摺動性等を良好に保つためには、３５：６５ないし５０：５０の範囲で使用することが好ましい。
【００４４】
酸化防止剤としては、一次酸化防止剤であるヒンダードアミン系酸化防止剤又はヒンダードフェノール系酸化防止剤が特に望ましく、それらは単体で、又は２種以上の混合物として用いられる。酸化防止剤の総添加量は、添加される層全体の１質量％以上、１５質量％以下であるが、層の機械的特性を損なわないためには、トリアリールアミン系化合物とベンジジン系化合物と酸化防止剤との総和が、それを含む層全体の６０質量％を越えないように添加することが望ましい。
【００４５】
電荷輸送層１１５に用いる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの公知の樹脂を用いることができる。また、電荷輸送層１１５の上には、必要に応じて保護層（不図示）を設けてもよい。保護層は、感光層１１３の帯電時における電荷輸送層１１５の化学的変質を防止すると共に、感光層１１３の機械的強度を改善するために有用である。この保護層は、導電材料料を適当な結着樹脂中に含有させることにより形成される。
【００４６】
かかる構成の感光体１１を有する画像形成装置では、感光体１１の感光層１１３を電荷発生層１１４と電荷輸送層１１５の２層構成とし、さらに電荷輸送層１１５を、上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものとしたことにより、コロナ放電によって放電生成物（オゾン、ＮＯｘ等）が発生しても、この放電生成物による感光体１１の特性劣化を有効に抑えることができる。これにより、複写操作の繰り返しによって数万枚〜数十万枚のプリントを行った後でも、画像流れやカブリなどの印刷品位の低下を防止し、優れた繰り返し安定性を実現することができる。
【００４７】
続いて、本発明の実施形態に係る画像形成装置で適用される感光体の具体的な実施例と比較例について説明する。
【００４８】
［実施例］
先ず、アルミニウムドラムからなる導電性支持体１１１上に、下記組成の塗布液を浸漬コーティング法により塗布した後、１５０℃で１０分間加熱乾燥することにより、膜厚０．１μｍの下引き層１１２を形成した。
ジルコニウム化合物 １０部
（オルガチックスＺＣ５４０、マツモト製薬社製）
シラン化合物（A1110、日本ユニカー社製） ５部
I-プロパノール ４０部
【００４９】
次に、下記組成の混合物をガラスビーズと共にサンドミルで１時間分散処理し、得られた塗布液を上記下引き層１１２上に浸漬コーティング法で塗布した後、１００℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚２０μｍの電荷発生層１１４を形成した。
Ｘ型無金属フタロシアニン ５部
ポリビニルブチラール樹脂 ５部
（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）
シクロヘキサノン ９０部
【００５０】
次いで、下記組成の塗布液を、上記電荷発生層１１４上に浸漬コーティング法で塗布した後、１２０℃で６０分間加熱乾燥して、膜厚２０μｍの電荷輸送層１１５を形成した。
トリアリールアミン化合物（Ｉ−１９） ４０部
ベンジジン化合物（II−５８） １０部
ヒンダードフェノール系酸化防止剤 ３部
（ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓ、住友化学社製）
下記一般式（III）で示されるポリカーボネート ４７部
（粘度平均分子量：ＭV ＝３０，０００）
ジメチルポリシロキサン ０．１部
クロロベンゼン ４００部
以上のようにして感光体ドラムを作製した。
【００５１】
【化３】
【００５２】
［比較例１］
上記実施例において、電荷輸送層１１５の形成時に酸化防止剤であるヒンダードフェノール系酸化防止剤：ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓを添加しない以外は、全く同様にして感光体ドラムを作製した。
【００５３】
［比較例２］
上記実施例において、酸化防止剤として、ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＭＤＰ−Ｓの代わりに、有機硫黄系酸化防止剤であるＳｕｍｉｌｉｚｅｒＴＰＭ（住友化学社製）を用いた以外は、全く同様にして感光体ドラムを作製した。
【００５４】
［比較例３］
上記実施例において、電荷輸送材料であるトリアリールアミン化合物及びベンジジン化合物の代わりに、下記一般式（IV）で示されるヒドラゾン系化合物を用いた以外は、全く同様にして電子写真感光体ドラムを作製した。なお、ヒドラゾン化合物の添加量は、トリアリールアミン化合物とベンジジン化合物を合計した量と等しい量にした。
【００５５】
【化４】
上記実施例及び比較例１〜３で作製した感光体ドラムを、本発明の実施形態に係る板状グリッド（ニッケルを含まないステンレス鋼としてＮＣＡ１を用いたもの）を用いた帯電１２器を備えるデジタル複合機（DCC500、富士ゼロックス社製）にそれぞれ搭載し、初期においてレーザー非露光時の表面電位ＶH が−７００Ｖ、レーザー露光時の表面電位ＶL が−３００Ｖになるように、スコロトロン及びレーザー露光条件を設定し、除電後の表面電位ＶR を記録した。その条件で、複写操作を繰り返し行って、３０万枚プリントした後、非露光時の表面電位ＶH 、露光時の表面電位ＶL 、及び除電後の表面電位ＶR を測定し、プリント前後における変化量を調べた。また、ハーフトーンプリントにより、３０万枚プリント後の画像流れを評価した。その評価結果を下記表３に示す。画像流れの評価は、「○；未発生」、「×；発生し１００枚以上プリントしても消えない」、「△；発生し１００枚程度のプリントで消える」の３段階で行った。また、この評価実験は、感光体の劣化が激しいとされる高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）の環境条件で行った。
【００５７】
【表３】
上記表３から明らかなように、実施例の感光体を用いた場合は、高温高湿の環境下で３０万枚プリントしたときでも、カブリや黒点の発生、画像流れの発生などの感光体の劣化に起因する大きな印刷欠陥はなく、感光体表面についた機械的傷による若干の筋が発生する程度であった。これらの評価結果は、本発明の画像形成装置で採用する感光体が、優れた繰り返し安定性を有していることを示している。
【００５９】
一方、酸化防止剤を添加しなかった比較例１の感光体を使用した場合は、３０万枚のプリント後において、ＶL 及びＶR が大幅に上昇しており、印刷にも全面カブリが大量に発生し、画像流れも発生した。比較例２の感光体を使用した場合は、比較例１の場合に比較して酸化防止剤の効果が認められるものの、ヒンダーフェノール系酸化防止剤を用いた実施例のものに比較すると、その効果はかなり小さかった。ヒドラゾン系化合物を電荷輸送材料に用いた比較例３の感光体を使用した場合は、ＶH が低下し、ＶL 及びＶR が大幅に上昇し、３０万枚プリント後は、印刷にかなりのカブリと画像流れが発生した。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼で帯電手段の板状グリッドを構成することにより、コロナ放電によって生じるＮＯｘとの化学反応を回避して錆の発生を防止することができる。さらに、板状グリッドの構成材料となるステンレス鋼の組成として、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上と高濃度にする一方、炭素の含有率を０．０５％以下と低濃度にすることにより、一般的なＳＵＳ材を用いる場合よりも板状グリッドの材料自体の防錆性を高めることができる。これにより、長期にわたって帯電ムラのない安定した帯電特性を維持し、画像斑の発生を抑えることができる。また、グリッド基材の表面に高価な金めっきを施したり、他の表面処理（皮膜形成等）を施す必要がないため、画像形成装置を安価に提供することができる。
【００６１】
さらに、上記帯電手段によって帯電される感光体の構成として、電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の感光層を有し、かつ、電荷輸送層は、少なくとも上記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、上記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有するものとすることにより、コロナ放電によって発生する放電生成物によって感光体の特性が劣化することを有効に抑えることができる。これにより、画像流れやカブリなどの印刷品位の低下を防止し、優れた繰り返し安定性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用される帯電器の構成例を示す組立斜視図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用される帯電器の構成例を示す分解斜視図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る画像形成装置に適用される感光体の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…画像形成装置、１１…感光体、１２…帯電器、１３…レーザー書き込み装置、１４…現像器、１５…転写電極、１６…分離電極、１７…搬送機構、１８…定着器、１９…クリーナー、１１１…導電性支持体、１１２…下引き層、１１３…感光層、１１４…電荷発生層、１１５…電荷輸送層、１２１…支持筐体、１２２…帯電ワイヤ、１２３…板状グリッド、１２４…バネ
Claims (6)
- 静電荷像が形成される感光体と、この感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に形成された静電荷像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写材に転写させる転写手段と、前記被転写材に前記トナー像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、
前記帯電手段は、多数の孔が形成された板状グリッドを有し、
前記板状グリッドは、アルミニウムを含み、かつニッケルを含まないステンレス鋼からなることを特徴とする画像形成装置。 - 前記板状グリッドは、クロムの含有率を１３％以上、アルミニウムの含有率を１％以上、炭素の含有率を０．０５％以下としたステンレス鋼からなる
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 前記板状グリッドは、クロムの含有率を１７％以上、アルミニウムの含有率を２％以上、炭素の含有率を０．０３％以下としたステンレス鋼からなる
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 前記板状グリッドを清掃する清掃部材を備える
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 前記感光体は、電荷発生層と電荷輸送層を含む少なくとも２層の感光層を有し、かつ、前記電荷輸送層は、少なくとも下記一般式（Ｉ）で示されるトリアリールアミン系化合物、下記一般式（II）で示されるベンジジン系化合物及び酸化防止剤を含有する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記酸化防止剤がヒンダードアミン系化合物及びヒンダードフェノール系化合物から選択された少なくとも一種である
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
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