JP4522464B2 - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、グリッド電極を用いた非接触型の帯電装置および該帯電装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像手段から供給されかつトナーを含む現像剤により現像して可視像とし、この可視像を紙などの記録材に転写した後、定着ローラによって加熱および加圧し、記録材に定着させることにより、記録紙上に画像が形成される。このような画像形成装置では、感光体表面を帯電させるには、帯電装置が用いられる。帯電装置は、たとえば、感光体に対してコロナ放電を行う電極である帯電ワイヤ（放電ワイヤ）と、適切な電圧が印加され、帯電ワイヤにより感光体表面に付与される電荷量ひいては感光体表面の帯電電位を制御するグリッド電極と、帯電ワイヤおよびグリッド電極を支持する支持部材とを含む。そして、グリッド電極としては、ステンレス鋼、タングステンなどからなるワイヤグリッド電極、ステンレス鋼などからなる金属板（グリッド基材）に多数の貫通孔が形成された多孔性板状グリッド電極などが使用される。なお、多孔性板状グリット電極を製造するに際し、金属板に貫通孔を開けるのには、エッチングなどの方法が採用できる。エッチングにより作製される多孔性板状グリッド電極は、エッチンググリッドと呼ばれる。これらグリッド電極のうち、ワイヤグリッド電極にはトナーなどの汚染物質が付着し易く、汚染物質の付着により、感光体表面の帯電電位を制御する機能が不充分になり、感光体表面の帯電電位が不均一になるという解決すべき課題がある。

特許文献１記載の帯電装置は、多孔性板状グリット電極において、基材の少なくとも一方の面にポリテトラフルオロエチレン粒子を含むニッケルめっき層を形成することで、高い耐久性を有し、錆などが発生することがなく、またトナーなどの汚染物質が多少付着しても、その帯電電位の制御性がほとんど損なわれることがなく、長期間にわたって感光体の帯電電位を適切な範囲に安定的に制御でき、かつ安価な帯電装置を実現している。

また特許文献２記載の帯電装置は、多孔性板状グリット電極において、基材の表面の一部または全面にポリテトラフルオロエチレン含有ニッケル層を形成し、ポリテトラフルオロエチレン含有ニッケル層に含まれるポリテトラフルオロエチレンの２次凝集体の短径長さを、ポリテトラフルオロエチレン含有ニッケル層の層厚の２倍以下とすることで、高い耐久性を有し、錆などが発生することがなく、またトナーなどの汚染物質が多少付着しても、その帯電電位の制御性がほとんど損なわれることがなく、長期間にわたって感光体の帯電電位を適切な範囲に安定的に制御でき、かつ安価な帯電装置を実現している。

特開２００６−１１３５３１号公報 特開２００７−２５６３９７号公報

本発明の目的は、高い耐久性を有し、トナーなどの汚染物質が多少付着しても、その帯電電位の制御性がほとんど損なわれることがなく、長期間にわたって感光体の帯電電位を適切な範囲に安定的に制御でき、かつ安価な帯電装置、および該帯電装置を備え長期間にわたって高画質画像を記録できる画像形成装置を提供することである。

本発明は、感光体を含む電子写真方式の画像形成装置に、感光体表面を臨むように装着される帯電装置において、
感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる電極と、
前記電極と感光体との間に設けられ、多孔性板状基材とその表面の一部または全面に複合めっき層が形成されたグリッド電極とを含み、
前記複合めっき層が、Ｓｎめっき層、Ｓｎ−Ｃｏめっき層、Ｎｉめっき層の三層で構成され、前記多孔性板状基材の表面に最も近い層を下層、多孔性板状基材の表面から最も遠く最外層に当たる層を上層、下層と上層との間にある層を中層としたとき、上層がＳｎめっき層であり、中層がＳｎ−Ｃｏめっき層であり、下層がＮｉめっき層であることを特徴とする帯電装置である。

また本発明は、前記多孔性板状基材が、多孔性ステンレス鋼板であることを特徴とする。
また本発明は、上記の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、多孔性板状基材とその表面の一部または全面に、Ｓｎめっき層、Ｓｎ−Ｃｏめっき層、Ｎｉめっき層の三層で構成される複合めっき層が形成されたグリッド電極を有する。

これにより、高い耐久性を有し、トナーなどの汚染物質が多少付着しても、その帯電電位の制御性がほとんど損なわれることがなく、長期間にわたって感光体の帯電電位を適切な範囲に安定的に制御でき、かつ安価な帯電装置が実現できる。特に、高温高湿環境化での錆などの腐食に対する耐久性がさらに高くなる。

また、上層がＳｎめっき層であり、中層がＳｎ−Ｃｏめっき層であり、下層がＮｉめっき層である。
これにより、高温高湿環境化での錆などの腐食に対する耐久性がより一層高くなる。

また本発明によれば、多孔性ステンレス鋼板を用いることで、感光体表面における帯電電位の制御性が極めて良好であり、また錆などの腐食に対する耐久性がさらに高くなる。

また本発明によれば、上記の帯電装置を備えることで、長期間にわたって高画質画像を記録できる画像形成装置を実現できる。

図１は、本発明の第１の実施形態である帯電装置１の構成を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示す帯電装置１の正面図である。図３は、本発明の第２の実施形態である画像形成装置２０の構成を概略的に示す断面図である。

まず、帯電装置１を備える画像形成装置２０全体について説明する。
画像形成装置２０は、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録紙などの記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置２０においては、コピアモード（複写モード）、プリンタモードおよびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部により、印刷モードが選択される。画像形成装置２０は、トナー像形成手段２１と、転写手段２２と、定着手段２３と、記録媒体供給手段２４と、排出手段２５とを含む。トナー像形成手段２１を構成する各部材および中間転写手段２２に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。

トナー像形成手段２１は、感光体ドラム３０と、帯電装置１と、露光ユニット３１と、現像手段３２と、クリーニングユニット３３とを含む。帯電装置１、現像手段３２およびクリーニングユニット３３は、感光体ドラム３０まわりに、この順序で配置される。帯電装置１はクリーニングユニット３３よりも鉛直方向下方に配置される。

感光体ドラム３０は、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などが挙げられる。これらの中でも円筒状が好ましい。導電性基体は導電性材料によって形成される。導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属、これらの２種以上の合金、合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種または２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子および／または導電性ポリマーを含有する樹脂組成物などが挙げられる。なお、導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。

感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。その際、導電性基体と電荷発生層または電荷輸送層との間には、下引き層を設けるのが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷および凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温および／または低湿環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。

電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着剤樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属および無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などが挙げられる。これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環および／またはフルオレノン環を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るのに適する。電荷発生物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷発生物質の含有量は特に制限はないけれども、電荷発生層中の結着剤樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜５００重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。電荷発生層用の結着剤樹脂としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。結着剤樹脂は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。電荷発生層は、電荷発生物質および結着剤樹脂ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷発生層塗液を調製し、この電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは０．０５〜５μｍ、さらに好ましくは０．１〜２．５μｍである。

電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着剤樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有する。電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などが挙げられる。電荷輸送物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷輸送物質の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは電荷輸送物質中の結着剤樹脂１００重量部に対して１０〜３００重量部、さらに好ましくは３０〜１５０重量部である。電荷輸送層用の結着剤樹脂としては、この分野で常用されかつ電荷輸送物質を均一に分散できるものを使用でき、たとえば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールＺをモノマー成分として含有するポリカーボネート（以後「ビスフェノールＺ型ポリカーボネート」と称す）、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。結着剤樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷輸送層には、電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着剤樹脂と共に、酸化防止剤が含まれるのが好ましい。酸化防止剤としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。酸化防止剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。酸化防止剤の含有量は特に制限されないけれども、電荷輸送層を構成する成分の合計量の０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着剤樹脂ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜４０μｍである。

なお、１つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質および電荷輸送物質の種類、含有量、結着剤樹脂の種類、その他の添加剤などは、電荷発生層および電荷輸送層を別々に形成する場合と同様でよい。本実施の形態では、前述のような、電荷発生物質および電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いるけれども、それに代えて、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いることもできる。現像手段３２は、現像槽３４とトナーホッパ３５とを含む。現像槽３４は感光体ドラム３０表面を臨むように配置され、感光体ドラム３０の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。転写手段２２は、感光体ドラム３０の上方に配置され、転写ベルト３６と、駆動ローラ３７と、従動ローラ３８と、中間転写ローラ３９（ｂ，ｃ，ｍ，ｙ）と、転写ベルトクリーニングユニット４０、転写ローラ４１とを含む。定着手段２３は、転写手段２２よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ４７と加圧ローラ４８とを含み、さらに加熱ローラ４７の加熱源、加熱ローラ４７の温度を検知するセンサ、加熱ローラ４７が所定の温度になるように加熱源の動作を制御する制御部などを含む。記録媒体供給手段２４は、自動給紙トレイ４２と、ピックアップローラ４３と、搬送ローラ４４と、レジストローラ４５、手差給紙トレイ４６とを含む。排出手段２５は、搬送ローラ４４と、排出ローラ４９と、排出トレイ５０とを含む。

帯電装置１は、図１および図２に示す帯電装置１である。帯電装置１は、感光体ドムラ３０を臨み、感光体ドラム３０の長手方向に沿って配置される。

帯電装置１は、トナー像形成手段２１において、感光体ドラム３０を臨み感光体ドラム３０の長手方向に沿って配置され、複数の先鋭状突起部１０を有する針状電極である板状電極２（以後「針状電極２」と称す）と、保持部材３と、清掃部材４ａ，４ｂと、支持部材５と、移動用部材６と、シールドケース７と、グリッド電極８とを含む。なお、帯電装置１は、現像手段３２、クリーニングユニット３３などとともに、感光体ドラム３０の周囲に配置されるけれども、画像形成装置１においては、主に感光体ドラム３０の帯電不良の発生を確実に防止するために、帯電装置１が現像手段３２またはクリーニングユニット３３のいずれか一方または両方よりも鉛直方向下方に位置するように配置されるのが好ましい。本実施の形態では、帯電装置１はクリーニングユニット３３よりも鉛直方向下方に配置される。

針状電極２は、平板部９と、先鋭状突起部１０とを含む薄板状部材である。平板部９は一方向に長く延びるように形成される。先鋭状突起部１０は、平板部９の短手方向の一端面から短手方向に突出するように形成される。針状電極２は、たとえば、ステンレス鋼により形成される。本実施の形態では、平板部９の短手方向の長さＬ１は１０ｍｍ、先鋭状突起部１０の突出方向の長さＬ２は２ｍｍ、先鋭状突起部１０の先端の曲率半径Ｒは４０μｍ、先鋭状突起部１０の形成されるピッチＴＰは２ｍｍである。針状電極２には図示しない電源が接続される。針状電極２は電源からの電圧の印加を受けて、先鋭状突起部１０が感光体ドラム３０表面に向けてコロナ放電を行い、感光体ドラム３０表面を帯電させる。本実施の形態では、針状電極２には５ｋＶの電圧が印加される。

保持部材３は、針状電極２と同様に一方向に長く延び、長手方向に直交する断面が逆Ｔ字状の部材であり、針状電極２を保持する。保持部材３はたとえば合成樹脂により形成される。ねじ部材１１によって、保持部材３の突出部分の一側面に、針状電極２の長手方向の両端部付近がねじ止めされる。

清掃部材４ａ，４ｂは、針状電極２に対して相対的に移動可能に設けられ、移動時に針状電極２を擦過することによって針状電極２の表面を清掃する板状部材である。より詳しくは、清掃部材４ａ，４ｂは、平面投影形状がＴ字状を有し、厚さｔが２０〜４０μｍの金属素材または高分子材料の弾性体からなる。厚さｔが２０μｍ未満では、針状電極２に
当接する際に容易に変形するけれども、変形に伴う反力である針状電極２に対する押圧力が弱くなるので、針状電極２に付着する汚染物質を充分に除去できない。厚さｔが４０μｍを超えると、針状電極２に付着する汚染物質を充分に除去できるけれども、剛性が高くなって針状電極２に対する押圧力が強くなり過ぎるので、針状電極２の突起部１０先端を変形破損するおそれがある。この結果、厚さｔが２０〜４０μｍの範囲を外れると、帯電不良による画像むらなどが発生する可能性がある。清掃部材４ａ，４ｂを構成する金属素材には、りん青銅、普通鋼、ステンレス鋼などを使用できる。これらの中でも、清掃部材４ａ，４ｂがコロナ放電によって発生するオゾン雰囲気中で使用されることを考慮すると、耐酸化性に基づく耐久寿命の観点から、ステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼としては公知のものを使用できるけれども、たとえば、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０５に規定されるオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０などが挙げられる。清掃部材４ａ，４ｂは、針状電極２に対して相対的に移動する方向において間隔Ｌ３を有するように設けられる。間隔Ｌ３は、一方の清掃部材４ａが針状電極２に当接して変形するとき、他方の清掃部材４ｂが変形している清掃部材４ａに当たることのない距離に選ばれ、装着される支持部材５の梁状部分の厚みで調整できる。この間隔Ｌ３は、清掃部材４ａ，４ｂを構成する素材によって変形状態が変化するので、該素材の変形状態を事前に試験して定めるのが望ましい。清掃部材４ａ，４ｂが、たとえば厚さｔ＝３０μｍのステンレス鋼からなるとき、間隔Ｌ３は２ｍｍが好ましい。２枚の清掃部材４ａ，４ｂに間隔Ｌ３を設けることによって、一方の清掃部材４ａが針状電極２を擦過する間中、他方の清掃部材４ｂによってその変形を阻害されることなく好適範囲の押圧力を維持できるので、針状電極２の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃できる。

清掃部材４ａ，４ｂの硬さは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７８５に規定されるロックウェル硬さＭスケールで１１５以上であることが望ましい。ロックウェル硬さが１１５未満では、軟質にすぎるので、針状電極２に当接させて擦過するとき、清掃部材４ａ，４ｂが必要以上に変形し過ぎて清掃効果が得られない。清掃部材４ａ，４ｂの硬さが高くても特に機能上の問題が現出しないので上限を設ける必要がないけれども、ロックウェル硬さＭスケールの上限値が１３０であるので、あえて上限を設けるとすれば１３０である。清掃部材４ａ，４ｂの、針状電極２と当接する部分であるＴ字の縦棒部分における幅寸法ｗ、すなわち清掃部材４ａ，４ｂの移動方向に対して垂直方向かつ突起部１０が延びる方向に対して垂直方向における清掃部材４ａ，４ｂの寸法ｗは、３．５ｍｍ以上に形成するのが望ましい。幅寸法ｗが３．５ｍｍ未満では、針状電極２に押圧されて変形する際に生じる力の単位面積あたりの値が大きくなるので、繰返し変形に対する疲労破壊を起こしやすくなり、耐久寿命が低下する。幅寸法ｗを３．５ｍｍ以上にすることによって、前述した力の単位面積あたりの値を小さくして繰返し変形に対する耐久寿命を長くできるけれども、過度に幅広にすると剛性が強くなり過ぎるとともに、装置が大型化するので、上限は１０ｍｍ程度に設定されるのが望ましい。なお、清掃部材４ａ，４ｂと針状電極２とは、清掃部材４ａ，４ｂに対する針状電極２の突起部１０の食込み量ｄが、０．２〜０．８ｍｍになるように配置されるのが好ましい。ここで、食込み量ｄは、清掃部材４ａ，４ｂと突起部１０とを、清掃部材４ａ，４ｂが針状電極２に対して相対的に移動する方向に垂直な仮想平面に投影させた状態で、清掃部材４ａ，４ｂと突起部１０とが、突起部１０の延びる方向に重なり合う長さを意味する。食込み量ｄが０．２ｍｍ未満では、清掃部材４ａ，４ｂの変形に伴う反力である針状電極２に対する押圧力が弱くなるので、針状電極２に付着する汚染物質を充分に除去できない。食込み量ｄが０．８ｍｍを超えると、針状電極２に付着する汚染物質は充分に除去できるけれども、清掃部材４ａ，４ｂの変形に伴う反力（針状電極２に対する押圧力）が強くなり過ぎるので、針状電極２の突起部１０先端を変形破損するおそれがある。この結果、食込み量ｄが０．２〜０．８ｍｍの範囲を外れると、帯電不良による画像むらなどが発生する可能性が生じる。

支持部材５は、清掃部材４ａ，４ｂを支持する逆Ｌ字状の形状を有する部材であり、その梁状部分に、Ｔ字状を有する清掃部材４ａ，４ｂの腕部分が装着される。支持部材５の柱状部分には、針状電極２の延びる方向と平行に貫通孔１２が形成され、貫通孔１２を挿通して移動用部材６が設けられる。移動用部材６は、貫通孔１２に挿通される部位で支持部材５に固定されるので、移動用部材６を針状電極２の延びる方向に牽引することによって、支持部材５は、溝部１４に対して摺動し、かつ溝部１４に案内されて針状電極２の延びる方向に移動できる。すなわち、支持部材５に支持される清掃部材４ａ，４ｂを針状電極２に当接させて擦過することができる。移動用部材６は糸状またはワイヤ状の部材であり、支持部材５の柱状部分に形成される貫通孔１２を挿通し、針状電極２の延びる方向と平行に設けられ、後述のシールドケース７に形成される孔または隙間からシールドケース７の外方に延び、シールドケース７の外面または画像形成装置１の機体に設けられる滑車１６ａ，１６ｂを介してその端部が垂下される。なお、滑車１６ａ，１６ｂと移動用部材６の端部は、図１では省略される。

移動用部材６の端部は、画像形成装置１の機体外方にまで延長するのが好ましい。これによって、帯電装置１を画像形成装置１から取外すことなくまたは画像形成装置１を開放することなく、針状電極２の清掃を実施できる。移動用部材６の牽引により清掃部材４ａ，４ｂを針状電極２に当接させて清掃するとき、針状電極２に対する清掃部材４ａ，４ｂの押圧力は、１０〜３０ｇｆになるように調整するのが好ましい。押圧力が１０ｇｆ未満では、針状電極２に付着するトナー、紙粉などの汚染物質を充分に除去できないおそれがあり、３０ｇｆを超えると、針状電極２の突起部１０の先端が変形破損するおそれがある。また、移動用部材６によって、針状電極２に対する清掃部材４ａ，４ｂの押圧力を調整できる。移動用部材６の一方の端部に錘を吊り下げた状態で、清掃部材４ａまたは４ｂに負荷される力の大きさを測定する。測定は、たとえば、清掃部材４ａまたは４ｂにばね秤を接続して行われる。そして、清掃部材４ａまたは４ｂに負荷される力が１０〜３０ｇｆになる錘を選定し、針状電極２を清掃するに際して、予め選定した錘を移動用部材６の端部に吊り下げることによって、所定の押圧力で清掃できる。また、移動用部材６の端部に回転トルクを調整した電動機を接続し、所定の押圧力を負荷できるようにしてもよい。

シールドケース７は、たとえばステンレス鋼製であり、その外観形状が直方体で内部空間を有するとともに、前述の感光体ドラム３０を臨む側に開口部を有する容器状の部材である。シールドケース７は、その内部空間に、少なくとも針状電極２、保持部材３、清掃部材４ａ，４ｂおよび支持部材５を収容する。またシールドケース７は、針状電極２と同一方向に長く延び、長手方向に直交する方向の断面形状が略Ｕ字状を有する。シールドケース７の底面１５に保持部材３が装着される。また、シールドケース７の内側面１３と保持部材３とによって形成される溝部１４には、支持部材５の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。

グリッド電極８は針状電極２と感光体ドラム３０との間に設けられ、電圧の印加を受けて、感光体ドラム３０表面の帯電状態のばらつきを調整し、帯電電位を均一化する。グリッド電極８は、多孔性板状基材と、多孔性板状基材の一部または全面に形成される複合めっき層とを含む。多孔性板状基材は、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などの金属から形成される。

複合めっき層は、Ｓｎ（錫）めっき層、Ｓｎ−Ｃｏ（錫−コバルト）めっき層、Ｎｉ（ニッケル）めっき層の三層からなる。さらに、各層の構成順序は、多孔性板状基材の表面に最も近い層を下層、多孔性板状基材の表面から最も遠く最外層に当たる層を上層、下層と上層との間にある層を中層としたとき、上層をＳｎ（錫）めっき層とし、中層をＳｎ−Ｃｏ（錫−コバルト）めっき層とし、下層をＮｉ（ニッケル）めっき層とすることが好ましい。

これらのめっき層は、公知のめっき形成方法で形成され、無電解めっきで形成されても、電解めっきで形成されてもよい。

Ｓｎ（錫）めっき層の層厚みは、１０〜１５μｍである。
Ｓｎ−Ｃｏ（錫−コバルト）めっき層の層厚みは、０．１５μｍである。Ｎｉ（ニッケル）めっき層の層厚みは、０．２〜０．５μｍである。

（実施例）
実施例、比較例ともに、多孔性板状基材として縦１４ｍｍ、横３７５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの多孔性ステンレス鋼板を用い、全面にめっき層を形成した。

実施例１は、多孔性板状基材表面に、上層をＳｎ（錫）めっき層（層厚み５μｍ）とし、中層をＳｎ−Ｃｏ（錫−コバルト）めっき層（層厚み０．５μｍ）とし、下層をＮｉ（ニッケル）めっき層（層厚み０．５μｍ）とする三層からなる複合めっき層を形成した。

実施例２は、多孔性板状基材表面に、上層をＳｎ−Ｃｏ（錫−コバルト）めっき層（層厚み０．５μｍ）とし、中層をＳｎ（錫）めっき層（層厚み５μｍ）とし、下層をＮｉ（ニッケル）めっき層（層厚み０．５μｍ）とする三層からなる複合めっき層を形成した。

比較例１は、上層をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）含有ニッケルめっき層（層厚み３μｍ）とし、下層をＮｉ（ニッケル）めっき層（層厚み０．５μｍ）とする二層からなる複合めっき層を形成した。

比較例２は、多孔性板状基材表面に、上層をＳｎ−Ｃｏ（錫−コバルト）めっき層（層厚み０．５μｍ）とし、中層をＡｕ（金）めっき層（層厚み０．０８μｍ）とし、下層をＮｉ（ニッケル）めっき層（層厚み０．５μｍ）とする三層からなる複合めっき層を形成した。

常温・低湿環境化（ＮＬ）と高温・高湿環境化（ＨＨ）において、グリッド電極表面劣化、画質劣化、表面電位変動について評価した。

なお、環境温度が２５℃、相対湿度が５％の条件を常温・低湿環境化（ＮＬ）とし、環境温度が３５℃、相対湿度が８５％の条件を高温・高湿環境化（ＨＨ）とした。

（グリッド電極表面劣化）
常温・低湿環境化（ＮＬ）および高温・高湿環境化（ＨＨ）において、６０時間の放電を行い、めっき層が形成されたグリット電極表面の錆の発生についてマイクロスコープを用いて５００倍に拡大して確認した。

図４は、グリッド電極表面劣化の結果を示す図である。
比較例１，２は、常温・低湿環境化（ＮＬ）においては、錆の発生は確認されなかったが、高温・高湿環境化（ＨＨ）においては、大量に錆（ニッケルの酸化物）の発生が見られた。

実施例２は、常温・低湿環境化（ＮＬ）においては、錆の発生は確認されなかったが、高温・高湿環境化（ＨＨ）において、極少量の錆（ニッケルの酸化物）の発生が見られた。

実施例１は、常温・低湿環境化（ＮＬ）、高温・高湿環境化（ＨＨ）ともに錆の発生は確認されなかった。

（画質劣化）
実施例１，２および比較例１，２について、常温・低湿環境化（ＮＬ）および高温・高湿環境化（ＨＨ）において、実機により、１００枚連続印刷を行ない目視にて印刷画像を確認したが、実施例１，２および比較例１，２いずれも画質の劣化は見られなかった。

（表面電位変動）
実施例１，２および比較例１について、常温・低湿環境化（ＮＬ）および高温・高湿環境化（ＨＨ）において、４００〜８５０Ｖのグリッドバイアス電圧を印加し、感光体表面電位との差を電位変動量〔Ｖ〕として測定した。

図５は、電位変動量の測定結果を示すグラフである。
横軸は、グリッドバイアス電圧［Ｖ］であり、縦軸は、電位変動量［Ｖ］である。電位変動量は、グリッドバイアス電圧と感光体表面電位との差であるので、小さいほど帯電性能が優れているものといえる。

グラフにおいて、折れ線Ａは、実施例１の常温・低湿環境化の結果を示し、折れ線Ｂは、実施例１の高温・高湿環境化の結果を示し、折れ線Ｃは、実施例２の常温・低湿環境化の結果を示し、折れ線Ｄは、実施例２の高温・高湿環境化の結果を示し、折れ線Ｅは、比較例１の常温・低湿環境化の結果を示し、折れ線Ｆは、比較例１の高温・高湿環境化の結果を示す。

実施例１，２については、電位変動量は小さく抑えられているが、比較例１については、常温・低湿環境化であっても実施例１，２の高温・高湿環境化の結果よりも変動量が大きく、高温・高湿環境化は、さらに変動量が大きい結果となった。

以上の結果より、本発明の三層からなる複合めっき層を形成することで、錆の発生が抑えられ、

本発明の第１の実施形態である帯電装置１の構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す帯電装置１の正面図である。 本発明の第２の実施形態である画像形成装置２０の構成を概略的に示す断面図である。 グリッド電極表面劣化の結果を示す図である。 電位変動量の測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 帯電装置
２ 針状電極
３ 保持部材
４ａ，４ｂ 清掃部材
５ 支持部材
６ 移動用部材
７ シールドケース
８ グリッド電極

Claims (3)

1. 感光体を含む電子写真方式の画像形成装置に、感光体表面を臨むように装着される帯電装置において、
   感光体表面に電圧を印加して該表面を帯電させる電極と、
   前記電極と感光体との間に設けられ、多孔性板状基材とその表面の一部または全面に複合めっき層が形成されたグリッド電極とを含み、
   前記複合めっき層が、Ｓｎめっき層、Ｓｎ−Ｃｏめっき層、Ｎｉめっき層の三層で構成され、前記多孔性板状基材の表面に最も近い層を下層、多孔性板状基材の表面から最も遠く最外層に当たる層を上層、下層と上層との間にある層を中層としたとき、上層がＳｎめっき層であり、中層がＳｎ−Ｃｏめっき層であり、下層がＮｉめっき層であることを特徴とする帯電装置。
2. 前記多孔性板状基材が、多孔性ステンレス鋼板であることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
3. 請求項１または２に記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。