放電装置および画像形成装置
【課題】 劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持できる放電装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 針状電極５０、シールドケース５５の表面に、コロイド法などの固着法によって白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成する。保持部材５１の表面には、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を設ける。絶縁性樹脂としては、たとえば、フッ素樹脂を用いる。
【解決手段】 針状電極５０、シールドケース５５の表面に、コロイド法などの固着法によって白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成する。保持部材５１の表面には、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を設ける。絶縁性樹脂としては、たとえば、フッ素樹脂を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリッド電極を用いた放電装置および該放電装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。画像形成装置において、帯電装置としては、主に、コロナ電極と、グリッド電極と、シールドケースと、支持部材とを含むコロナ放電装置が用いられる。コロナ電極はコロナ放電によって感光体ドラム表面を所定の電位および極性に帯電させる。グリッド電極は、感光体ドラムとコロナ電極との間に設けられ、コロナ電極から感光体ドラム表面に付与される電荷量を調整することによって、感光体ドラム表面の帯電電位を制御する。シールドケースは、コロナ電極と感光体ドラムとの間の空間を除く、コロナ電極の周囲に設けられる。支持部材はコロナ電極とグリッド電極とを支持する。
【０００４】
このコロナ帯電装置は、グリッド電極によって感光体ドラム表面の帯電電位をほぼ正確に制御できる。このコロナ帯電装置において、コロナ電極としては、たとえば、複数の針状部（先鋭状突起部）を有する金属板電極（以後「鋸歯電極」とする）が用いられる。鋸歯電極は、ワイヤ電極などに比べて構成部品が少なく、耐用寿命が長く、オゾン発生量が少なく、断線などの故障が起こり難いといった利点を有する。鋸歯電極は、主にステンレス鋼、ニッケルなどの鉄系金属材料からなる金属板に、エッチングによって複数の針状部を形成することにより製造される。このような鉄系金属材料からなる鋸歯電極は、高い耐久性を有する反面、水分、コロナ電極のコロナ放電により発生するオゾンなどによって酸化され易いという欠点を有する。
【０００５】
鋸歯電極を長期間にわたって使用すると、高湿環境（水分を比較的多く含む環境）下での使用、オゾンとの接触などを避け得ず、空気中の水分、オゾンなどによって錆などの腐蝕が発生し、窒素酸化物がその表面に付着することによって耐久性が低下する。それとともに、針状部からコロナ放電するために鋸歯電極に印加される電圧の制御能力が低下し、感光体ドラム表面の帯電電位が不均一になり、所望の帯電電位を常に安定して感光体ドラム表面に付与できないという課題がある。
【０００６】
このような課題を解決するために、たとえば帯電装置に、オゾンを吸着、分解する構成を設ける技術が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、活性炭と触媒（酸化マグネシウム）を含むオゾン分解プレートをコロナワイヤに対向して配置する帯電装置が開示されており、特許文献２には、活性炭を塗布したオゾン吸着部材をシールドケースの内面に貼り付けた帯電装置が開示されており、特許文献３には、活性炭の表面に、α−ＦｅＯＯＨと５Ｆｅ２Ｏ３・９Ｈ２Ｏからなる鉄触媒を担持したフィルタが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１６９６４号公報
【特許文献２】特開平５−１１５７５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３３７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の技術では、活性炭を使用しているため、オゾンの分解は、活性炭表面の反応活性度に依存する。さらに活性炭によるオゾンの分解は、炭素の消失反応（Ｏ３＋Ｃ→Ｏ２＋ＣＯ）であるため、活性炭によるオゾン分解能力の経時的な劣化が免れない。
【００１０】
本発明の目的は、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持できる放電装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、放電電極と、放電電極と間隔を空けて設けられるグリッド電極とを含む放電装置において、
放電電極またはグリッド電極を少なくとも含む一部の面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成してなることを特徴とする放電装置である。
【００１２】
また本発明は、グリッド電極の放電電極に対向する側の面にコーティング層を形成することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、絶縁部材の一部の面に、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、絶縁部材の一部の面に、絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成し、絶縁層上に白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする。
また本発明は、前記放電装置を、感光体の帯電装置として備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放電電極またはグリッド電極を少なくとも含む一部の面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成する。白金ナノコロイドは、オゾン分解反応の触媒として働くので、オゾンの分解反応により損失することがなく、酸化チタンなどの光触媒に比べ励起エネルギーが不要で、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持することができる。
【００１７】
また本発明によれば、グリッド電極の放電電極に対向する側の面にコーティング層を形成することで、効率よくオゾンを分解することができる。
【００１８】
また本発明によれば、絶縁部材の一部の面には、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成する。
【００１９】
これにより、絶縁部材の絶縁性を保つとともに、白金ナノコロイドによるオゾン分解能を長期にわたって維持することができる。
【００２０】
また本発明によれば、絶縁部材の一部の面に、絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成し、絶縁層上に白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成する。
【００２１】
絶縁層を設けることによって、確実に絶縁性を確保するとともに、絶縁コーティング層の密着性を向上させることができる。
【００２２】
また本発明によれば、コーティング層は、コロイド法によって形成されるので、放電電極やグリッド電極などの表面に強固に固定することができる。
【００２３】
また本発明によれば、上記の放電装置を、感光体の帯電装置として備えることにより、長期にわたって良好な帯電特性を維持することができる画像形成装置を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す断面図である。図２は、本発明の第２実施形態である帯電装置２４の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２５】
画像形成装置１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る。すなわち、画像形成装置１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。
【００２６】
画像形成装置１は、記録媒体を貯留しかつ後述の画像形成部３に記録媒体を送給する給紙ユニット部２と、記録媒体に画像を形成する画像形成部３と、排紙部４と、複写用原稿に記載される画像および／または文字を読み取り、その情報を電気的信号に変換して画像形成部３に伝達する原稿読み取り部５とを含んで構成される。
【００２７】
給紙ユニット部２は、記録紙、ＯＨＰなどの記録媒体を収容する給紙トレイ１０，１１，１２，１３と、給紙トレイ１０〜１３に収容される記録媒体を画像形成部３に搬送するための第１および第２搬送路１４，１５と、給紙トレイ１０〜１３ならびに第１および第２搬送路１４，１５を収容して保護するフレーム１６と、フレーム１６の上部に設けられる手差し部１７とを含んで構成される。
【００２８】
給紙トレイ１０〜１３は、たとえば、トレイ毎に異なるサイズおよび／または種類の記録媒体を収容できる。ここで、サイズとは、たとえば、ＪＩＳ Ｐ ０１３８またはＪＩＳ Ｐ ０２０２に規定されるＡ３，Ａ４，Ｂ４，Ｂ５などのサイズを意味する。また、これらのサイズに限定されず、不定形の記録媒体を収容することもできる。一方、種類とは、普通紙、カラーコピー用紙などの記録紙、ＯＨＰフィルムなどを意味する。勿論、給紙トレイ１０〜１３には、同じサイズおよび同じ種類の記録媒体を収容することもできる。
【００２９】
給紙トレイ１０，１１は互いに並列配置され、これらの下側に給紙トレイ１２が配置され、さらにその下側に給紙トレイ１３が配置される。給紙トレイ１０〜１３への記録媒体の補給は、たとえば、画像形成装置１の正面側（操作側）に、給紙トレイ１０〜１３を引き出して行われる。
【００３０】
第１搬送路１４は、給紙ユニット部２のフレーム１６に沿って、画像形成装置１の設置面１００に対して垂直方向であるほぼ鉛直方向に延びるように設けられ、給紙トレイ１０，１２，１３に収容される記録媒体を画像形成部３に送給する。また、第２搬送路１５は、給紙ユニット部２のフレームに沿って、画像形成装置１の設置面１００に対して平行方向であるほぼ水平方向に延びるように設けられ、給紙トレイ１１に収容される記録媒体を画像形成部３に送給する。
【００３１】
このように、給紙ユニット部２のフレーム１６内には、給紙トレイ１０〜１３ならびに第１および第２搬送路１４，１５が効率良く配置され、省スペース化が実現される。
【００３２】
手差し部１７は、フレーム１６の上方に設けられ、手差しトレイ１８と、手差しトレイ１８に供給される記録媒体を画像形成装置１の内部に取り込むための給紙ローラ１９ａ，１９ｂと、第２搬送路１５に接続するように設けられ、給紙ローラ１９ａ，１９ｂにより画像形成装置１の内部に取り込まれる記録媒体を画像形成部３に送給する手差し送給路２０とを含んで構成される。
【００３３】
手差しトレイ１８は、画像形成装置１の内部において、フレーム１６の上側に固定され、かつその一部が画像形成装置１の側面１ａから外方に向けて突出するように設けられる。また、手差しトレイ１８は、画像形成装置１の内部に収納可能に設けられる。手差しトレイ１８から、画像形成装置１の内部に記録媒体が供給される。
【００３４】
給紙ローラ１９ａ，１９ｂは、互いに圧接し、かつそれぞれ図示しない駆動手段により軸線回りに回転駆動可能に設けられる。手差しトレイ１８から給紙ローラ１９ａ，１９ｂの圧接部に供給される記録媒体は、給紙ローラ１９ａ，１９ｂの回転駆動によって、手差し送給路２０に送られる。
【００３５】
手差し送給路２０は、フレーム１６を貫通して第２搬送路１５に接続するように設けられる。給紙ローラ１９ａ，１９ｂによって手差し送給路２０に送られて来た記録媒体は、第２搬送路１５を通過して画像形成部３に送給される。
【００３６】
手差し部１７によれば、手差しトレイ１８から供給される記録媒体は、給紙ローラ１９ａ，１９ｂによって手差し送給路２０に送られ、さらに第２搬送路１５を介して、画像形成部３に送られる。
【００３７】
給紙ユニット部２においては、記録媒体に画像形成を行う場合に、給紙トレイ１０〜１３の中から、予め指定されるサイズおよび種類の記録媒体が収容されるトレイが選択され、そのトレイから記録媒体が１枚ずつ分離され、分離される記録媒体は、第１搬送路１４および第２搬送路１５のいずれかを介して、画像形成部３に送給され、画像形成が行われる。または、手差し部１７から供給される記録媒体は、同様にして、画像形成部３に送給され、画像形成が行われる。
【００３８】
画像形成部３は、画像データに対応して形成されるトナー像を記録媒体に転写する電子写真プロセス部２１と、電子写真プロセス部２１において記録媒体上に転写されるトナー像を記録媒体に定着させる定着部２２とを含んで構成される。
【００３９】
電子写真プロセス部２１は、感光体ドラム２３と、帯電装置２４と、光走査ユニット２５と、現像ユニット２６と、現像剤貯留ユニット２７と、転写ユニット２８と、クリーニングユニット２９とを含んで構成される。
【００４０】
感光体ドラム２３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、円筒状、円柱状または薄膜シート状、好ましくは円筒状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。
【００４１】
導電性基体の材料にな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。
【００４２】
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の向上させるといった利点が得られる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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を用いることもできる。
【００５２】
図２は帯電装置２４の構成を概略的に示す斜視図である。帯電装置２４は、放電装置であり、複数の先鋭状突起部５８を有する板状の針状電極５０と、針状電極５０を保持する保持部材５１と、針状電極５０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５０を擦過することによって針状電極５０の表面を清掃する２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂと、清掃部材５２ａ，５２ｂを支持する支持部材５３と、清掃部材５２ａ，５２ｂおよび支持部材５３を移動させる移動用部材５４と、針状電極５０、保持部材５１、清掃部材５２ａ，５２ｂおよび支持部材５３を収容するシールドケース５５と、感光体ドラム２３表面の帯電電位を調整する板状グリッド５６とを含む構成である。この帯電装置２４は、電子写真プロセス部２１において、感光体ドラム２３を臨み感光体ドラム２３の長手方向に沿って配置される。
【００５３】
針状電極５０は、たとえばステンレス鋼製の薄板状部材であり、一方向に長く延びる平板部５７と平板部５７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先鋭状の突起部５８とによって構成される放電電極である。
【００５４】
針状電極５０の寸法について例示すると、平板部５７の短手方向の長さＬ１は、１０ｍｍ程度が好ましく、突起部５８の突出方向の長さＬ２は、２ｍｍ程度が好ましく、突起部５８の先端の曲率半径Ｒは、４０μｍ程度が好ましく、突起部５８の形成されるピッチＴＰは、２ｍｍ程度が好ましい。
【００５５】
針状電極５０は、公知の方法に従って製造できる。その一例として、化学研磨工程、水洗工程、酸浸漬工程、水洗工程、純水浸漬工程、ニッケルめっき工程、コーティング工程、水洗処理および乾燥処理を含む製造法が挙げられる。これらの工程のうち、ニッケルめっき工程は必須の工程ではなく、必要に応じて実施される。
【００５６】
化学研磨工程では、板金に複数の先鋭状突起部が形成されるように、マスキングおよびエッチングを行う。マスキングは公知の方法に従って実施できる。エッチングも公知の方法に従って実施でき、たとえば、塩化第２鉄水溶液などのエッチング液を板金に噴霧する方法などが挙げられる。ここで、板金の材料になる金属としては、電圧の印加によりコロナ放電が可能であり、また先鋭状突起部の形成が可能でありかつめっき可能なものであれば特に制限なく使用でき、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などが挙げられる。これらの中でも、ステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼の具体例としては、たとえば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０９，ＳＵＳ３１６などが挙げられ、これらの中でもＳＵＳ３０４が好ましい。板金の厚さは特に制限されないけれども、好ましくは０．０５〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．３ｍｍである。
【００５７】
化学研磨工程で複数の先鋭状突起部が形成される板金は、水洗工程、酸浸漬工程、水洗工程および純水浸漬工程において、水洗、酸洗浄または純水洗浄を施され、その表面から異物が除去され、針状電極基板が得られる。
【００５８】
ニッケルめっきは一般的に実施される方法により行うことができる。また、ニッケルめっき層の層厚も特に制限されないけれども、好ましくは０．０３〜３μｍ、さらに好ましくは０．５〜１．５μｍ、特に好ましくは１μｍ程度である。
【００５９】
コーティング工程は、たとえば、コロイド法などの固着法によって針状電極５０の表面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層（以下では「白金コーティング層」ともいう）を形成する。
【００６０】
コロイド法による白金ナノコロイドの電極表面への固着は、物理現象を利用するため簡便である。より具体的には、ＴｉＯ２などの金属酸化物微粉末または、金属微粉末と白金ナノコロイドを混合攪拌し、さらに、金属酸化物微粉末または、金属微粉末の洗浄を兼ねてコロイド分散を安定させる分散安定剤を洗浄除去すると、白金ナノコロイドがコロイド状で付着した沈澱物を得ることができる。この沈澱物を凍結乾燥等の低温乾燥することにより、乾燥時の水等の分散媒体の蒸発減量による凝集力で安定して強固な付着力を得ることができる。金属コロイドは安定化をするための分散剤（ポリアクリル酸ナトリウムなど）を含んでもよい。
【００６１】
針状電極５０を保持する保持部材５１は、針状電極５０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、たとえば樹脂製である。針状電極５０は、その長手方向の両端部付近において、保持部材５１の突出部分の一側面に、ねじ部材５９によってねじ止めされる。この針状電極５０には、前述の感光体２３を帯電させるべく動作中は、コロナ放電するために５ｋＶ程度の電圧が印加される。
【００６２】
針状電極５０を保持する保持部材５１の表面に白金ナノコロイドをコーティングしてもよい。保持部材５１は上記のように樹脂製絶縁部材であり、絶縁性を備える必要がある。したがって、コロイド法により白金ナノコロイドおよび他の金属粉末などを含む導電性のコーティング層を、保持部材５１表面に形成することはできない。
【００６３】
保持部材５１の表面にコーティングする場合は、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を設けることが好ましい。絶縁性樹脂としては、白金ナノコロイドを適度に分散することが可能で絶縁性を有するものであれば使用可能であるが、たとえば、フッ素樹脂が好ましい。
【００６４】
フッ素樹脂をバインダー樹脂として、白金ナノコロイドが一部露出するように、絶縁コーティング層を形成する。絶縁コーティング層の形成は、以下のように設けることができる。
【００６５】
たとえば、１次粒子径が０．１μｍのＰＴＦＥ（平均分子量１００００）と、１次粒子径が３ｎｍの白金ナノ粒子を、ＰＴＦＥに対して白金ナノ粒子の濃度が所定の量（２〜２５ｍｇ／ｃｍ３）となるように混合攪拌してコーティング液を作製し、このコーティング液をスプレー法にて塗布する。
【００６６】
さらに、白金ナノコロイドを含まないフッ素樹脂のみからなる絶縁層を絶縁部材表面に１層形成し、この絶縁層上に、白金ナノコロイドを分散させた絶縁コーティング層を形成することが好ましい。
【００６７】
このように、絶縁樹脂中に白金ナノコロイドを分散させてコーティングすることにより、保持部材５１などの絶縁部材の表面であっても白金ナノコロイドを保持することができる。また、絶縁層を設けることによって、確実に絶縁性を確保するとともに、絶縁コーティング層の密着性を向上することができる。
【００６８】
清掃部材５２ａ，５２ｂは、板状の形状、より詳しくは平面投影形状が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５０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５０に対する押圧力が弱くなるので、針状電極５０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５０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５０に対する押圧力が強くなり過ぎるので、針状電極５０の突起部５８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５２ａ，５２ｂを構成する金属素材としては、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５２ａ，５２ｂ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、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またはフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０などが代表例として挙げられるけれども、これらに限定されることなく、他のステンレス鋼を用いてもよい。
【００６９】
清掃部材５２ａ，５２ｂ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５０に当接させて擦過するとき、清掃部材５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂ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。
【００７０】
清掃部材５２ａ，５２ｂの、針状電極５０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５２ａ，５２ｂの移動方向に対して垂直方向かつ突起部５８が延びる方向に対して垂直方向における清掃部材５２ａ，５２ｂ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５０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。
【００７１】
支持部材５３は、清掃部材５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂの腕部分が装着される。２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂは、針状電極５０に対して相対的に移動する方向に関して予め定められる間隔Ｌ３を有するように設けられる。間隔Ｌ３は、一方の清掃部材５２ａが針状電極５０に当接して変形するとき、他方の清掃部材５２ｂが変形している清掃部材５２ａに当たることのない距離に選ばれ、装着される支持部材５３の梁状部分の厚みで調整できる。この間隔Ｌ３は、清掃部材５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂが、たとえば厚さｔが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５２ａ，５２ｂに間隔Ｌ３を設けることによって、一方の清掃部材５２ａが針状電極５０を擦過する間中、他方の清掃部材５２ｂ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５０の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃できる。
【００７２】
シールドケース５５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２３を臨む一方の面に開口部を有する容器状の部材である。またシールドケース５５は、針状電極５０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５５の底面６３に保持部材５１が装着される。また、シールドケース５５の内側面６１と保持部材５１とによって形成される溝部６２には、支持部材５３の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。
【００７３】
シールドケース５５の表面、特には内表面に白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を形成してもよい。シールドケース５５表面の白金コーティング層は、針状電極５０表面の白金コーティング層と同様にして形成することができる。
【００７４】
支持部材５３の柱状部分には、針状電極５０の延びる方向と平行に貫通孔６０が形成され、貫通孔６０を挿通して移動用部材５４が設けられる。移動用部材５４は、貫通孔６０に挿通される部位で支持部材５３に固定されるので、移動用部材５４を針状電極５０の延びる方向に牽引することによって、支持部材５３は、溝部６２に対して摺動し、かつ溝部６２に案内されて針状電極５０の延びる方向に移動できる。すなわち、支持部材５３に支持される清掃部材５２ａ，５２ｂを針状電極５０に当接させて擦過することができる。
【００７５】
移動用部材５４は糸状またはワイヤ状の部材であり、シールドケース５５に形成される孔または隙間からシールドケース５５の外方に延び、シールドケース５５の外面または複写機２の機体に設けられる滑車を介してその端部が垂下される。移動用部材５４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２４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５０の清掃を実施できる。
【００７６】
板状グリッド５６は、針状電極５０と感光体ドラム２３との間に設けられ、電圧が印加されることによって、感光体ドラム２３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。板状グリッド５６は、針状電極５０と同様金属素材を含んで構成される。また、板状グリッド５６は、化学研磨工程において多孔状に形成されるようにマスキングおよびエッチングを行う以外は、針状電極５０と同様に作製できる。さらに、板状グリッド５６の表面には、針状電極５０と同様に白金コーティング層を形成することが好ましく、板状グリッド５６の、針状電極５０に対向する側の面に白金コーティング層を形成することが特に好ましい。
【００７７】
板状グリッド５６表面の白金コーティング層は、針状電極５０表面の白金コーティング層と同様にして形成することができる。
【００７８】
帯電装置２４によれば、針状電極５０に電圧が印加されることによりコロナ放電が起こり、感光体ドムラ２３の表面が帯電されるとともに、板状グリッド５６に所定のグリッド電圧が印加されることにより、感光体ドラム２３の表面の帯電状態が均一化されるので、感光体ドラム２３の表面を所定の電位および極性に帯電させることができる。また、移動用部材５４の牽引により、支持部材５３ひいては針状電極５０に当接する清掃部材５２ａ，５２ｂが移動し、針状電極５０に付着するトナーなどの汚染物質が効率良くかつ確実に除去される。
【００７９】
ここで、図１に戻り、光走査ユニット２５は、半導体レーザなどからなり、原稿読み取り部５または外部機器から入力される画像原稿情報に応じて変調されるレーザ光を出射するレーザ光源２５ａと、レーザ光源２５ａから出射されるレーザ光を主走査方向に偏向させるポリゴンミラー２５ｂと、ポリゴンミラー２５ｂにより主走査方向に偏向されるレーザ光を感光体ドラム２３の表面に結像するように収束するレンズ２５ｃと、レンズ２５ｃにより収束されるレーザ光を反射するミラー２５ｄ，２５ｅとを含んで構成される。レーザ光源２５ａから出射されるレーザ光は、ポリゴンミラー２５ｂにより偏向され、さらにレンズ２５ｃにより収束され、ミラー２５ｄ，２５ｅによって反射されて、所定の電位および極性に帯電する感光体ドラム２３の表面に照射され、画像原稿情報に応じた静電潜像が形成される。
【００８０】
現像ユニット２６は、感光体ドラム２３に対向しかつ圧接するように設けられ、感光体ドラム２３表面に形成される静電潜像にトナーを含む現像剤を供給する現像ローラ２６ａと、現像ローラ２６ａに圧接するように設けられ、現像ローラ２６ａにトナーを含む現像剤を供給する供給ローラ２６ｂと、現像ローラ２６ａおよび供給ローラ２６ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間に現像剤を収容するケーシング２６ｃとを含んで構成される。ケーシング２６ｃ中に収容される現像剤は、供給ローラ２６ｂの回転駆動により現像ローラ２６ａの表面に付着し、さらに現像ローラ２６ａの表面から感光体ドラム２３表面の静電潜像に供給され、静電潜像が現像されてトナー像が得られる。
【００８１】
現像剤貯留ユニット２７は、現像ユニット２６に隣接するように設けられる現像剤貯留容器であり、現像ユニット２６内の現像剤残量に応じて、適量の現像剤を現像ユニット２６に供給する。
【００８２】
転写ユニット２８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設けられる駆動ローラ２８ａと、従動ローラ２８ｂ，２８ｃと、駆動ローラ２８ａおよび従動ローラ２８ｂ，２８ｃに張架される無端ベルト２８ｄとを含んで構成される。駆動ローラ２８ａは、回転駆動可能に設けられるだけでなく、無端ベルト２８ｄを介して感光体ドラム２３と対向しかつ感光体ドラム２３、無端ベルト２８ｄおよび駆動ローラ２８ａがこの順番で圧接するように設けられる。転写ユニット２８によれば、記録媒体は給紙ユニット部２から第３搬送路３２を通過して感光体ドラム２３と無端ベルト２８ｄとの間に供給され、駆動ローラ２８ａによる押圧によって記録媒体が感光体ドラム２３表面に圧接し、該表面のトナー像が記録媒体に転写される。このようにトナー像が転写された後、記録媒体は定着部２２に送給される。
【００８３】
クリーニングユニット２９は、転写ユニット２８にて記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム２３の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２３の表面を清浄化する。クリーニングユニット２９には、たとえば、クリーニングブレードが用いられる。なお、本発明の画像形成装置においては、感光体ドラム２３として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体の表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット２９よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。
【００８４】
電子写真プロセス部２１によれば、感光体ドラム２３の回転駆動に伴い、帯電、露光による静電潜像の形成、静電潜像の現像によるトナー像の形成、トナー像の記録媒体への転写、および感光体ドラム２３表面の清浄化という一連の動作を実行することにより、トナー像が記録媒体に転写され、この記録媒体は定着部２２に送給される。
【００８５】
定着部２２は、軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その内部に図示しない加熱手段を有する定着ローラ３０と、定着ローラ３０の表面に圧接し、軸線回りに回転駆動可能に設けられる加圧ローラ３１と、定着ローラ３０の表面に対向するように設けられ、定着ローラ３０の表面温度を検出する温度センサ３２とを含んで構成される。定着ローラ３０の内部に設けられる不図示の加熱手段には、たとえば、ヒータなどが使用できる。また、温度センサ３２による検出結果に応じて、定着ローラ３０の表面温度が所定温度に維持されるように、図示しない制御部によって、ヒータに供給される電力量が制御される。定着部２２によれば、電子写真プロセス部２１において得られる、トナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ３０と加圧ローラ３１との圧接部に供給され、定着ローラ３０および加圧ローラ３１の回転駆動に伴って該圧接部中を通過する際に加圧および加熱を受けることによって、トナー像が記録媒体に固定化され、画像記録済み記録媒体が得られる。
【００８６】
画像形成部３によれば、給紙ユニット部２から送給される記録媒体に、画像原稿情報に応じたトナー像が転写され、さらに加熱加圧してトナー像を記録媒体に固定化することにより、長期的かつ連続的に、高画質画像が形成された記録媒体が得られる。
【００８７】
排紙部４は、画像形成部３の定着部２２において得られる画像記録済み記録媒体を後述の反転ローラ３６ａ，３６ｂに供給する第４搬送路３４と、画像記録済み記録媒体の搬送方向を変更する反転ローラ３６ａ，３６ｂと、画像記録済み記録媒体を画像形成装置１の外部に設けられる図示しない排紙トレイまたは第６搬送路３７に搬送する第５搬送路３５と、画像記録済み記録媒体を再度第３搬送路３３に搬送する第６搬送路３７とを含んで構成される。ここで、反転ローラ３６ａ，３６ｂは、いずれも軸線回りに順逆回転可能に設けられ、かつ圧接するように設けられる。第４搬送路３４を介して反転ローラ３６ａ，３６ｂの圧接部に供給される画像記録済み記録媒体は、その端部が反転ローラ３６ａ，３６ｂの順方向の回転によって反転ローラ３６ａ，３６ｂ間に挟持される。その後、反転ローラ３６ａ，３６ｂの逆方向の回転によって、第５搬送路３５内を搬送される。そして、記録媒体の片面のみに画像が記録される場合には、第５搬送路３５を介して、図示しない切換えゲートの動作によって矢符１０１の方向に、画像形成装置１外部の図示しない排紙トレイに排出される。また、記録媒体の両面に画像が形成される場合には、図示しない切換えゲートの動作によって第５搬送路３５から第６搬送路３７に搬送され、表裏反転された後、第３搬送路を経由して画像形成部３に搬送され、トナー像の転写および定着が行われる。
【００８８】
原稿読み取り部５は、原稿供給部３８と画像読み取り部３９とを含む。
原稿供給部３８は、原稿を載置する原稿トレイ４０と、原稿を送給する原稿規制板４１と、原稿の画像面が反転するように搬送する湾曲搬送路４２と、原料供給部３８と後述する原稿台（プラテンガラス）４４との接触面に設けられる保護マット４３とを含んで構成される。原稿トレイ４０には、原稿の画像面が上方を向くように載置される。原稿規制板４１は、原稿を１枚ずつ湾曲搬送路４２に送給する。湾曲搬送路４２は、原稿の画像面が下方を向くように反転させながら原稿を原稿台４４の真上まで搬送する。また、原稿規制板４１は、主に、プラテンガラスで形成される原稿台４４を保護する。原稿供給部３８によれば、画像形成装置１の外装前面部に配置される図示しない操作パネルにおいて、条件入力キーにより印刷枚数、印刷倍率、用紙サイズなどの印刷条件を入力したのち、スタートキーを押すことにより、コピー動作が開始され、原稿トレイ４０に画像面を上方に向けて載置される原稿が１枚ずつ自動的に搬送され、搬送の途中で画像面が下方を向くように反転処理され、原稿台４５の真上まで搬送される。そして、原稿が原稿台４５の上を通過する間に、原稿の画像原稿情報が後述の画像読み取り部３９により読み取られる。なお、原稿台４５上を通過する原稿は、その後、排出ローラ４９によって、画像形成装置１の外部に設けられる図示しない排出トレイに排出される。
【００８９】
画像読み取り部３９は、自動搬送が不可能な原稿を載置し、その画像原稿情報を読み取るための原稿台４４と、副走査方向において原稿台４４から離間して設けられ、原稿トレイ４０からの自動搬送が可能な原稿を通過させ、通過の際にその画像原稿情報を読み取るための原稿台４５と、原稿台４４，４５の面に平行な方向（副走査方向）に移動可能に設けられる光源ユニット４６と、原稿からの反射光を後述のＣＣＤ読み取りユニット４８に導くミラーユニット４７と、原稿からの反射光を電気信号に変換するＣＣＤ読み取りユニット４８とを含んで構成される。
【００９０】
光源ユニット４６は、光源４６ａと、光源４６ａから出射される読み取り用の照明光を原稿台４４または原稿台４５の所定の読み取り位置に集光する図示しない凹面のレフレクタと、原稿からの反射光のみを選択的に通過させる図示しないスリットと、原稿からの反射光をさらに９０°反射するミラー４６ｂとを含む。光源ユニット４６は、原稿に読み取り用照明光を出射し、原稿から反射される光をミラーユニット４７に供給する。
【００９１】
ミラーユニット４７は、反射面が相互に直交するように配置される一対のミラー４７ａ，４７ｂを含む。光源ユニット４６から供給される原稿からの反射光は、ミラー４７ａ，４７ｂによって、その光路を１８０°変更され、ＣＣＤ読み取りユニット４８に導かれる。
【００９２】
ＣＣＤ読み取りユニット４８は、ミラーユニット４７からの反射光を結像する結像レンズ４８ａと、結像レンズ４８ａにより結像される光に応じる電気信号を出力するＣＣＤイメージセンサ４８ｂとを含む。ミラーユニット４７から結像レンズ４８ａに入射する反射光は結像され、その像がＣＣＤイメージセンサ４８ｂによって電気信号に変換され、図示しない制御部を介して、電気信号としての画像原稿情報が光走査ユニット２５に入力され、それに応じる画像形成が実行される。
【００９３】
画像読み取り部３９によれば、原稿台４４，４５に載置される原稿の画像原稿情報が、光源ユニット４６からの光照射により原稿からの反射光として取り込まれ、さらにこの反射光がミラーユニット４７を介してＣＣＤ読み取りユニット４８に導かれ、電気信号の画像原稿情報に変換される。この情報は、予め設定される条件で画像処理が行われ、画像形成部３の光走査ユニット２５へ送信され、画像形成が実施される。
【００９４】
以下では、白金コーティング層について説明する。
白金コーティング層は、白金ナノコロイドを含み、白金ナノコロイドにより、コロナ放電によって生成したオゾンを分解することができる。
【００９５】
白金ナノコロイドの触媒反応によるオゾンの分解は、Ｐｔ−Ｏ２＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ２で表わされる第１反応と、Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ２＋２Ｏ２で表わされる第２反応との連鎖反応による。
【００９６】
白金ナノコロイドは、分解反応の触媒として働くため、第１反応および第２反応により損失することがなく、酸化チタンなどの光触媒に比べ励起エネルギーが不要で、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持することができる。
【００９７】
さらに、白金ナノコロイドは、粒径が１〜５ｎｍのナノ微粒子であるので、表面積が大きく、高い分解効率を達成できる。
【００９８】
十分なオゾン分解能を達成するための白金ナノコロイドの付着量は、白金ナノコロイドのみを付着したときに、１平方センチメートルあたり１．６×１０−２ｇ以上、１３×１０−２ｇ以下とする。付着量が１．６×１０−２ｇよりも少ないと、オゾン分解能が充分に発揮されず、１３×１０−２ｇを超えると、それ以上付着してもオゾン分解能が向上せず、コストが増加するのみである。
【００９９】
また、フッ素樹脂中に白金ナノコロイドを分散させた絶縁コーティング層の場合、層中の含有量は、２ｍｇ／ｃｍ３以上、２５ｍｇ／ｃｍ３以下とする。
【０１００】
含有量が２ｍｇ／ｃｍ３よりも少ないと、オゾン分解能が充分に発揮されず、２５ｍｇ／ｃｍ３を超えると、フッ素樹脂中に白金ナノコロイドが安定して分散することができない。
【０１０１】
さらに、白金ナノコロイドは、オゾン分解能に加えて、窒素酸化物による腐食防止効果、トナー付着防止効果を有している。
【０１０２】
一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）などの窒素酸化物は、空気中の水分と混ざって化学反応を起こし、硝酸となって金属表面を腐食する。白金は、硝酸腐食に対する耐性が高く、白金コーティング層を形成することで、放電電極などの金属部材の腐食を防止することができる。
【０１０３】
白金コーティング層は、導電性を有しているので、帯電したトナーが白金コーティング層に付着すると、トナーの保持する電荷が除去され静電気力によるトナーの付着を防止することができる。特に、シールドケースや、シールドケース保持部材、放電電極であるチャージワイヤのホルダなどの表面に設けることが好ましい。
【０１０４】
絶縁コーティング層は、絶縁性であるため静電気を帯びやすいが、白金ナノコロイドの導電性により、トナーの保持する電荷が除去され、フッ素樹脂を用いた場合は、表面自由エネルギーが低く、飛散したトナーの付着をさらに防止することができる。
【０１０５】
上記では、針状電極５０、板状グリッド５６、シールドケース５５の表面に白金コーティング層または絶縁コーティング層を設ける構成について説明したが、白金ナノコロイドを含むコーティング層を設ける部位は、これらに限らず、オゾンと接触する部位、飛散トナーが付着する部位であればよく、放電電極であるチャージワイヤの表面にコーティングすることでも効果を発揮する。
【実施例】
【０１０６】
以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
表１に示すように実施例１，２および比較例１〜４を作製した。実施例１，２および比較例１は、絶縁コーティング層を保持部材５１表面に形成した。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
オゾンフィルターＡは、市販のハニカム構造のオゾンフィルター２００ｃｍ２（１０ｃｍ×２０ｃｍ）であり、オゾンフィルターＢは、市販のハニカム構造のオゾンフィルター１００ｃｍ２（１０ｃｍ×１０ｃｍ）である。
【０１０９】
（オゾン濃度測定）
オゾン濃度の測定は、ＢＡＭ規格『ＲＡＬ−ＵＺ６２、ＲＡＬ−ＵＺ８５およびＹＹ１による事務機器へのエコラベル授与の枠内におけるハードコピー機器からのエミッション決定のための試験方法』（２００３年４月版）を参考に行った。
【０１１０】
オゾン濃度は、ＵＶ光度式の連続自動オゾン濃度計（日本サーモエレクトロン社製：ＭＯＤＥＬ４９Ｃ）を用いて、チャンバーの出口から排出される空気をテフロン（登録商標）チューブで吸引し、オゾン濃度を連続モニターした。測定レンジは０〜１００ｐｐｂとし、１５秒毎にデータを記録する。
【０１１１】
［測定条件］
検出限界：１．０ｐｐｂ
応答時間：２０秒
サンプル流量：１〜３Ｌ／分
レンジ：０−０．０５〜２００ｐｐｍ（０−０．１〜４００ｍｇ／ｍ３）
【０１１２】
（オゾン分解能）
オゾンの分解能は、下記のようにエミッション率によって評価した。
【０１１３】
【数１】
【０１１４】
【数２】
【０１１５】
ここで、
ＳＥＲｕ：オゾンのエミッション率 ［μｇ／ｍｉｎ］
ｃｍａｘ ：最大オゾン濃度 ［μｇｍ−３］
ｋ’ ：比例定数 ［ｍｉｎ−１］
Ｈ’ ：試験条件下でのオゾン半値時間 ［ｍｉｎ］
Ｖ ：試験室容積 ［ｍ３］ （ここでは、６．５ｍ３）
Ｐ ：大気圧 ［Ｐａ］ （ここでは、１０１，３２５Ｐａ）
Ｔ ：絶対温度 ［Ｋ］ （ここでは、２７３＋２５Ｋ）
Ｒ ：気体定数 ［ＰａＫ−１］、オゾンに対しては３３９．８ ［ＰａＫ−１］
である。
【０１１６】
エミッション率が小さい程、オゾンを分解、または吸着していると評価することができる。
【０１１７】
画像形成装置（シャープ株式会社製、ＭＸ３５００Ｎ）を用いて、印字を行い、印字前および９５０００（９５Ｋ）枚印字後それぞれのエミッション率を測定した。結果を表２に示す。
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
比較例１は、塗布量が少なかったためにオゾン分解能力が低く、エミッション率が大きくなった。比較例２，３のフィルタでは、印字量が増加するにつれ、エミッション率は、上限値である２ｍｇ／ｈを超える結果となった。これは、フィルタがオゾンの分解ではなく吸着によるため、吸着量が増加するにつれて、エミッション率が上昇したものと考えられる。
【０１２０】
比較例４は、分解、吸着いずれも起こっていないためにエミッション率は非常に大きくなった。
【０１２１】
これに対して実施例１，２は、白金コーティング層を設けることによって、オゾンが分解されエミッション率を低く抑えることができた。印字量が増加しても、エミッション率の上昇は抑えられており、白金コーティング層が劣化に強く、オゾン分解能が長期に亘り維持されることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１実施形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である帯電装置２４の構成を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 画像形成装置
２ 給紙ユニット部
３ 画像形成部
４ 排紙部
５ 原稿読み取り部
２４ 帯電装置
５０ 針状電極
５１ 保持部材
５２ａ，５２ｂ 清掃部材
５３ 支持部材
５４ 移動用部材
５５ シールドケース
５６ 板状グリッド
５７ 平板部
５８ 先鋭状突起部
５９ ねじ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリッド電極を用いた放電装置および該放電装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。画像形成装置において、帯電装置としては、主に、コロナ電極と、グリッド電極と、シールドケースと、支持部材とを含むコロナ放電装置が用いられる。コロナ電極はコロナ放電によって感光体ドラム表面を所定の電位および極性に帯電させる。グリッド電極は、感光体ドラムとコロナ電極との間に設けられ、コロナ電極から感光体ドラム表面に付与される電荷量を調整することによって、感光体ドラム表面の帯電電位を制御する。シールドケースは、コロナ電極と感光体ドラムとの間の空間を除く、コロナ電極の周囲に設けられる。支持部材はコロナ電極とグリッド電極とを支持する。
【０００４】
このコロナ帯電装置は、グリッド電極によって感光体ドラム表面の帯電電位をほぼ正確に制御できる。このコロナ帯電装置において、コロナ電極としては、たとえば、複数の針状部（先鋭状突起部）を有する金属板電極（以後「鋸歯電極」とする）が用いられる。鋸歯電極は、ワイヤ電極などに比べて構成部品が少なく、耐用寿命が長く、オゾン発生量が少なく、断線などの故障が起こり難いといった利点を有する。鋸歯電極は、主にステンレス鋼、ニッケルなどの鉄系金属材料からなる金属板に、エッチングによって複数の針状部を形成することにより製造される。このような鉄系金属材料からなる鋸歯電極は、高い耐久性を有する反面、水分、コロナ電極のコロナ放電により発生するオゾンなどによって酸化され易いという欠点を有する。
【０００５】
鋸歯電極を長期間にわたって使用すると、高湿環境（水分を比較的多く含む環境）下での使用、オゾンとの接触などを避け得ず、空気中の水分、オゾンなどによって錆などの腐蝕が発生し、窒素酸化物がその表面に付着することによって耐久性が低下する。それとともに、針状部からコロナ放電するために鋸歯電極に印加される電圧の制御能力が低下し、感光体ドラム表面の帯電電位が不均一になり、所望の帯電電位を常に安定して感光体ドラム表面に付与できないという課題がある。
【０００６】
このような課題を解決するために、たとえば帯電装置に、オゾンを吸着、分解する構成を設ける技術が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、活性炭と触媒（酸化マグネシウム）を含むオゾン分解プレートをコロナワイヤに対向して配置する帯電装置が開示されており、特許文献２には、活性炭を塗布したオゾン吸着部材をシールドケースの内面に貼り付けた帯電装置が開示されており、特許文献３には、活性炭の表面に、α−ＦｅＯＯＨと５Ｆｅ２Ｏ３・９Ｈ２Ｏからなる鉄触媒を担持したフィルタが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１６９６４号公報
【特許文献２】特開平５−１１５７５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３３７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の技術では、活性炭を使用しているため、オゾンの分解は、活性炭表面の反応活性度に依存する。さらに活性炭によるオゾンの分解は、炭素の消失反応（Ｏ３＋Ｃ→Ｏ２＋ＣＯ）であるため、活性炭によるオゾン分解能力の経時的な劣化が免れない。
【００１０】
本発明の目的は、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持できる放電装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、放電電極と、放電電極と間隔を空けて設けられるグリッド電極とを含む放電装置において、
放電電極またはグリッド電極を少なくとも含む一部の面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成してなることを特徴とする放電装置である。
【００１２】
また本発明は、グリッド電極の放電電極に対向する側の面にコーティング層を形成することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、絶縁部材の一部の面に、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、絶縁部材の一部の面に、絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成し、絶縁層上に白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする。
また本発明は、前記放電装置を、感光体の帯電装置として備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放電電極またはグリッド電極を少なくとも含む一部の面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成する。白金ナノコロイドは、オゾン分解反応の触媒として働くので、オゾンの分解反応により損失することがなく、酸化チタンなどの光触媒に比べ励起エネルギーが不要で、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持することができる。
【００１７】
また本発明によれば、グリッド電極の放電電極に対向する側の面にコーティング層を形成することで、効率よくオゾンを分解することができる。
【００１８】
また本発明によれば、絶縁部材の一部の面には、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成する。
【００１９】
これにより、絶縁部材の絶縁性を保つとともに、白金ナノコロイドによるオゾン分解能を長期にわたって維持することができる。
【００２０】
また本発明によれば、絶縁部材の一部の面に、絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成し、絶縁層上に白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成する。
【００２１】
絶縁層を設けることによって、確実に絶縁性を確保するとともに、絶縁コーティング層の密着性を向上させることができる。
【００２２】
また本発明によれば、コーティング層は、コロイド法によって形成されるので、放電電極やグリッド電極などの表面に強固に固定することができる。
【００２３】
また本発明によれば、上記の放電装置を、感光体の帯電装置として備えることにより、長期にわたって良好な帯電特性を維持することができる画像形成装置を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す断面図である。図２は、本発明の第２実施形態である帯電装置２４の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２５】
画像形成装置１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る。すなわち、画像形成装置１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。
【００２６】
画像形成装置１は、記録媒体を貯留しかつ後述の画像形成部３に記録媒体を送給する給紙ユニット部２と、記録媒体に画像を形成する画像形成部３と、排紙部４と、複写用原稿に記載される画像および／または文字を読み取り、その情報を電気的信号に変換して画像形成部３に伝達する原稿読み取り部５とを含んで構成される。
【００２７】
給紙ユニット部２は、記録紙、ＯＨＰなどの記録媒体を収容する給紙トレイ１０，１１，１２，１３と、給紙トレイ１０〜１３に収容される記録媒体を画像形成部３に搬送するための第１および第２搬送路１４，１５と、給紙トレイ１０〜１３ならびに第１および第２搬送路１４，１５を収容して保護するフレーム１６と、フレーム１６の上部に設けられる手差し部１７とを含んで構成される。
【００２８】
給紙トレイ１０〜１３は、たとえば、トレイ毎に異なるサイズおよび／または種類の記録媒体を収容できる。ここで、サイズとは、たとえば、ＪＩＳ Ｐ ０１３８またはＪＩＳ Ｐ ０２０２に規定されるＡ３，Ａ４，Ｂ４，Ｂ５などのサイズを意味する。また、これらのサイズに限定されず、不定形の記録媒体を収容することもできる。一方、種類とは、普通紙、カラーコピー用紙などの記録紙、ＯＨＰフィルムなどを意味する。勿論、給紙トレイ１０〜１３には、同じサイズおよび同じ種類の記録媒体を収容することもできる。
【００２９】
給紙トレイ１０，１１は互いに並列配置され、これらの下側に給紙トレイ１２が配置され、さらにその下側に給紙トレイ１３が配置される。給紙トレイ１０〜１３への記録媒体の補給は、たとえば、画像形成装置１の正面側（操作側）に、給紙トレイ１０〜１３を引き出して行われる。
【００３０】
第１搬送路１４は、給紙ユニット部２のフレーム１６に沿って、画像形成装置１の設置面１００に対して垂直方向であるほぼ鉛直方向に延びるように設けられ、給紙トレイ１０，１２，１３に収容される記録媒体を画像形成部３に送給する。また、第２搬送路１５は、給紙ユニット部２のフレームに沿って、画像形成装置１の設置面１００に対して平行方向であるほぼ水平方向に延びるように設けられ、給紙トレイ１１に収容される記録媒体を画像形成部３に送給する。
【００３１】
このように、給紙ユニット部２のフレーム１６内には、給紙トレイ１０〜１３ならびに第１および第２搬送路１４，１５が効率良く配置され、省スペース化が実現される。
【００３２】
手差し部１７は、フレーム１６の上方に設けられ、手差しトレイ１８と、手差しトレイ１８に供給される記録媒体を画像形成装置１の内部に取り込むための給紙ローラ１９ａ，１９ｂと、第２搬送路１５に接続するように設けられ、給紙ローラ１９ａ，１９ｂにより画像形成装置１の内部に取り込まれる記録媒体を画像形成部３に送給する手差し送給路２０とを含んで構成される。
【００３３】
手差しトレイ１８は、画像形成装置１の内部において、フレーム１６の上側に固定され、かつその一部が画像形成装置１の側面１ａから外方に向けて突出するように設けられる。また、手差しトレイ１８は、画像形成装置１の内部に収納可能に設けられる。手差しトレイ１８から、画像形成装置１の内部に記録媒体が供給される。
【００３４】
給紙ローラ１９ａ，１９ｂは、互いに圧接し、かつそれぞれ図示しない駆動手段により軸線回りに回転駆動可能に設けられる。手差しトレイ１８から給紙ローラ１９ａ，１９ｂの圧接部に供給される記録媒体は、給紙ローラ１９ａ，１９ｂの回転駆動によって、手差し送給路２０に送られる。
【００３５】
手差し送給路２０は、フレーム１６を貫通して第２搬送路１５に接続するように設けられる。給紙ローラ１９ａ，１９ｂによって手差し送給路２０に送られて来た記録媒体は、第２搬送路１５を通過して画像形成部３に送給される。
【００３６】
手差し部１７によれば、手差しトレイ１８から供給される記録媒体は、給紙ローラ１９ａ，１９ｂによって手差し送給路２０に送られ、さらに第２搬送路１５を介して、画像形成部３に送られる。
【００３７】
給紙ユニット部２においては、記録媒体に画像形成を行う場合に、給紙トレイ１０〜１３の中から、予め指定されるサイズおよび種類の記録媒体が収容されるトレイが選択され、そのトレイから記録媒体が１枚ずつ分離され、分離される記録媒体は、第１搬送路１４および第２搬送路１５のいずれかを介して、画像形成部３に送給され、画像形成が行われる。または、手差し部１７から供給される記録媒体は、同様にして、画像形成部３に送給され、画像形成が行われる。
【００３８】
画像形成部３は、画像データに対応して形成されるトナー像を記録媒体に転写する電子写真プロセス部２１と、電子写真プロセス部２１において記録媒体上に転写されるトナー像を記録媒体に定着させる定着部２２とを含んで構成される。
【００３９】
電子写真プロセス部２１は、感光体ドラム２３と、帯電装置２４と、光走査ユニット２５と、現像ユニット２６と、現像剤貯留ユニット２７と、転写ユニット２８と、クリーニングユニット２９とを含んで構成される。
【００４０】
感光体ドラム２３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、円筒状、円柱状または薄膜シート状、好ましくは円筒状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。
【００４１】
導電性基体の材料にな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。
【００４２】
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の向上させるといった利点が得られる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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を用いることもできる。
【００５２】
図２は帯電装置２４の構成を概略的に示す斜視図である。帯電装置２４は、放電装置であり、複数の先鋭状突起部５８を有する板状の針状電極５０と、針状電極５０を保持する保持部材５１と、針状電極５０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５０を擦過することによって針状電極５０の表面を清掃する２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂと、清掃部材５２ａ，５２ｂを支持する支持部材５３と、清掃部材５２ａ，５２ｂおよび支持部材５３を移動させる移動用部材５４と、針状電極５０、保持部材５１、清掃部材５２ａ，５２ｂおよび支持部材５３を収容するシールドケース５５と、感光体ドラム２３表面の帯電電位を調整する板状グリッド５６とを含む構成である。この帯電装置２４は、電子写真プロセス部２１において、感光体ドラム２３を臨み感光体ドラム２３の長手方向に沿って配置される。
【００５３】
針状電極５０は、たとえばステンレス鋼製の薄板状部材であり、一方向に長く延びる平板部５７と平板部５７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先鋭状の突起部５８とによって構成される放電電極である。
【００５４】
針状電極５０の寸法について例示すると、平板部５７の短手方向の長さＬ１は、１０ｍｍ程度が好ましく、突起部５８の突出方向の長さＬ２は、２ｍｍ程度が好ましく、突起部５８の先端の曲率半径Ｒは、４０μｍ程度が好ましく、突起部５８の形成されるピッチＴＰは、２ｍｍ程度が好ましい。
【００５５】
針状電極５０は、公知の方法に従って製造できる。その一例として、化学研磨工程、水洗工程、酸浸漬工程、水洗工程、純水浸漬工程、ニッケルめっき工程、コーティング工程、水洗処理および乾燥処理を含む製造法が挙げられる。これらの工程のうち、ニッケルめっき工程は必須の工程ではなく、必要に応じて実施される。
【００５６】
化学研磨工程では、板金に複数の先鋭状突起部が形成されるように、マスキングおよびエッチングを行う。マスキングは公知の方法に従って実施できる。エッチングも公知の方法に従って実施でき、たとえば、塩化第２鉄水溶液などのエッチング液を板金に噴霧する方法などが挙げられる。ここで、板金の材料になる金属としては、電圧の印加によりコロナ放電が可能であり、また先鋭状突起部の形成が可能でありかつめっき可能なものであれば特に制限なく使用でき、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などが挙げられる。これらの中でも、ステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼の具体例としては、たとえば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０９，ＳＵＳ３１６などが挙げられ、これらの中でもＳＵＳ３０４が好ましい。板金の厚さは特に制限されないけれども、好ましくは０．０５〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．３ｍｍである。
【００５７】
化学研磨工程で複数の先鋭状突起部が形成される板金は、水洗工程、酸浸漬工程、水洗工程および純水浸漬工程において、水洗、酸洗浄または純水洗浄を施され、その表面から異物が除去され、針状電極基板が得られる。
【００５８】
ニッケルめっきは一般的に実施される方法により行うことができる。また、ニッケルめっき層の層厚も特に制限されないけれども、好ましくは０．０３〜３μｍ、さらに好ましくは０．５〜１．５μｍ、特に好ましくは１μｍ程度である。
【００５９】
コーティング工程は、たとえば、コロイド法などの固着法によって針状電極５０の表面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層（以下では「白金コーティング層」ともいう）を形成する。
【００６０】
コロイド法による白金ナノコロイドの電極表面への固着は、物理現象を利用するため簡便である。より具体的には、ＴｉＯ２などの金属酸化物微粉末または、金属微粉末と白金ナノコロイドを混合攪拌し、さらに、金属酸化物微粉末または、金属微粉末の洗浄を兼ねてコロイド分散を安定させる分散安定剤を洗浄除去すると、白金ナノコロイドがコロイド状で付着した沈澱物を得ることができる。この沈澱物を凍結乾燥等の低温乾燥することにより、乾燥時の水等の分散媒体の蒸発減量による凝集力で安定して強固な付着力を得ることができる。金属コロイドは安定化をするための分散剤（ポリアクリル酸ナトリウムなど）を含んでもよい。
【００６１】
針状電極５０を保持する保持部材５１は、針状電極５０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、たとえば樹脂製である。針状電極５０は、その長手方向の両端部付近において、保持部材５１の突出部分の一側面に、ねじ部材５９によってねじ止めされる。この針状電極５０には、前述の感光体２３を帯電させるべく動作中は、コロナ放電するために５ｋＶ程度の電圧が印加される。
【００６２】
針状電極５０を保持する保持部材５１の表面に白金ナノコロイドをコーティングしてもよい。保持部材５１は上記のように樹脂製絶縁部材であり、絶縁性を備える必要がある。したがって、コロイド法により白金ナノコロイドおよび他の金属粉末などを含む導電性のコーティング層を、保持部材５１表面に形成することはできない。
【００６３】
保持部材５１の表面にコーティングする場合は、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を設けることが好ましい。絶縁性樹脂としては、白金ナノコロイドを適度に分散することが可能で絶縁性を有するものであれば使用可能であるが、たとえば、フッ素樹脂が好ましい。
【００６４】
フッ素樹脂をバインダー樹脂として、白金ナノコロイドが一部露出するように、絶縁コーティング層を形成する。絶縁コーティング層の形成は、以下のように設けることができる。
【００６５】
たとえば、１次粒子径が０．１μｍのＰＴＦＥ（平均分子量１００００）と、１次粒子径が３ｎｍの白金ナノ粒子を、ＰＴＦＥに対して白金ナノ粒子の濃度が所定の量（２〜２５ｍｇ／ｃｍ３）となるように混合攪拌してコーティング液を作製し、このコーティング液をスプレー法にて塗布する。
【００６６】
さらに、白金ナノコロイドを含まないフッ素樹脂のみからなる絶縁層を絶縁部材表面に１層形成し、この絶縁層上に、白金ナノコロイドを分散させた絶縁コーティング層を形成することが好ましい。
【００６７】
このように、絶縁樹脂中に白金ナノコロイドを分散させてコーティングすることにより、保持部材５１などの絶縁部材の表面であっても白金ナノコロイドを保持することができる。また、絶縁層を設けることによって、確実に絶縁性を確保するとともに、絶縁コーティング層の密着性を向上することができる。
【００６８】
清掃部材５２ａ，５２ｂは、板状の形状、より詳しくは平面投影形状が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５０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５０に対する押圧力が弱くなるので、針状電極５０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５０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５０に対する押圧力が強くなり過ぎるので、針状電極５０の突起部５８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５２ａ，５２ｂを構成する金属素材としては、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５２ａ，５２ｂ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、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またはフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０などが代表例として挙げられるけれども、これらに限定されることなく、他のステンレス鋼を用いてもよい。
【００６９】
清掃部材５２ａ，５２ｂ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５０に当接させて擦過するとき、清掃部材５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂ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。
【００７０】
清掃部材５２ａ，５２ｂの、針状電極５０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５２ａ，５２ｂの移動方向に対して垂直方向かつ突起部５８が延びる方向に対して垂直方向における清掃部材５２ａ，５２ｂ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５０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。
【００７１】
支持部材５３は、清掃部材５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂの腕部分が装着される。２枚の清掃部材５２ａ，５２ｂは、針状電極５０に対して相対的に移動する方向に関して予め定められる間隔Ｌ３を有するように設けられる。間隔Ｌ３は、一方の清掃部材５２ａが針状電極５０に当接して変形するとき、他方の清掃部材５２ｂが変形している清掃部材５２ａに当たることのない距離に選ばれ、装着される支持部材５３の梁状部分の厚みで調整できる。この間隔Ｌ３は、清掃部材５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂが、たとえば厚さｔが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５２ａ，５２ｂに間隔Ｌ３を設けることによって、一方の清掃部材５２ａが針状電極５０を擦過する間中、他方の清掃部材５２ｂ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５０の先端部を変形損傷させることなく充分に清掃できる。
【００７２】
シールドケース５５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２３を臨む一方の面に開口部を有する容器状の部材である。またシールドケース５５は、針状電極５０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５５の底面６３に保持部材５１が装着される。また、シールドケース５５の内側面６１と保持部材５１とによって形成される溝部６２には、支持部材５３の柱状部分の端部が摺動可能に挿入される。
【００７３】
シールドケース５５の表面、特には内表面に白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を形成してもよい。シールドケース５５表面の白金コーティング層は、針状電極５０表面の白金コーティング層と同様にして形成することができる。
【００７４】
支持部材５３の柱状部分には、針状電極５０の延びる方向と平行に貫通孔６０が形成され、貫通孔６０を挿通して移動用部材５４が設けられる。移動用部材５４は、貫通孔６０に挿通される部位で支持部材５３に固定されるので、移動用部材５４を針状電極５０の延びる方向に牽引することによって、支持部材５３は、溝部６２に対して摺動し、かつ溝部６２に案内されて針状電極５０の延びる方向に移動できる。すなわち、支持部材５３に支持される清掃部材５２ａ，５２ｂを針状電極５０に当接させて擦過することができる。
【００７５】
移動用部材５４は糸状またはワイヤ状の部材であり、シールドケース５５に形成される孔または隙間からシールドケース５５の外方に延び、シールドケース５５の外面または複写機２の機体に設けられる滑車を介してその端部が垂下される。移動用部材５４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２４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５０の清掃を実施できる。
【００７６】
板状グリッド５６は、針状電極５０と感光体ドラム２３との間に設けられ、電圧が印加されることによって、感光体ドラム２３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。板状グリッド５６は、針状電極５０と同様金属素材を含んで構成される。また、板状グリッド５６は、化学研磨工程において多孔状に形成されるようにマスキングおよびエッチングを行う以外は、針状電極５０と同様に作製できる。さらに、板状グリッド５６の表面には、針状電極５０と同様に白金コーティング層を形成することが好ましく、板状グリッド５６の、針状電極５０に対向する側の面に白金コーティング層を形成することが特に好ましい。
【００７７】
板状グリッド５６表面の白金コーティング層は、針状電極５０表面の白金コーティング層と同様にして形成することができる。
【００７８】
帯電装置２４によれば、針状電極５０に電圧が印加されることによりコロナ放電が起こり、感光体ドムラ２３の表面が帯電されるとともに、板状グリッド５６に所定のグリッド電圧が印加されることにより、感光体ドラム２３の表面の帯電状態が均一化されるので、感光体ドラム２３の表面を所定の電位および極性に帯電させることができる。また、移動用部材５４の牽引により、支持部材５３ひいては針状電極５０に当接する清掃部材５２ａ，５２ｂが移動し、針状電極５０に付着するトナーなどの汚染物質が効率良くかつ確実に除去される。
【００７９】
ここで、図１に戻り、光走査ユニット２５は、半導体レーザなどからなり、原稿読み取り部５または外部機器から入力される画像原稿情報に応じて変調されるレーザ光を出射するレーザ光源２５ａと、レーザ光源２５ａから出射されるレーザ光を主走査方向に偏向させるポリゴンミラー２５ｂと、ポリゴンミラー２５ｂにより主走査方向に偏向されるレーザ光を感光体ドラム２３の表面に結像するように収束するレンズ２５ｃと、レンズ２５ｃにより収束されるレーザ光を反射するミラー２５ｄ，２５ｅとを含んで構成される。レーザ光源２５ａから出射されるレーザ光は、ポリゴンミラー２５ｂにより偏向され、さらにレンズ２５ｃにより収束され、ミラー２５ｄ，２５ｅによって反射されて、所定の電位および極性に帯電する感光体ドラム２３の表面に照射され、画像原稿情報に応じた静電潜像が形成される。
【００８０】
現像ユニット２６は、感光体ドラム２３に対向しかつ圧接するように設けられ、感光体ドラム２３表面に形成される静電潜像にトナーを含む現像剤を供給する現像ローラ２６ａと、現像ローラ２６ａに圧接するように設けられ、現像ローラ２６ａにトナーを含む現像剤を供給する供給ローラ２６ｂと、現像ローラ２６ａおよび供給ローラ２６ｂを回転自在に支持するとともに、その内部空間に現像剤を収容するケーシング２６ｃとを含んで構成される。ケーシング２６ｃ中に収容される現像剤は、供給ローラ２６ｂの回転駆動により現像ローラ２６ａの表面に付着し、さらに現像ローラ２６ａの表面から感光体ドラム２３表面の静電潜像に供給され、静電潜像が現像されてトナー像が得られる。
【００８１】
現像剤貯留ユニット２７は、現像ユニット２６に隣接するように設けられる現像剤貯留容器であり、現像ユニット２６内の現像剤残量に応じて、適量の現像剤を現像ユニット２６に供給する。
【００８２】
転写ユニット２８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設けられる駆動ローラ２８ａと、従動ローラ２８ｂ，２８ｃと、駆動ローラ２８ａおよび従動ローラ２８ｂ，２８ｃに張架される無端ベルト２８ｄとを含んで構成される。駆動ローラ２８ａは、回転駆動可能に設けられるだけでなく、無端ベルト２８ｄを介して感光体ドラム２３と対向しかつ感光体ドラム２３、無端ベルト２８ｄおよび駆動ローラ２８ａがこの順番で圧接するように設けられる。転写ユニット２８によれば、記録媒体は給紙ユニット部２から第３搬送路３２を通過して感光体ドラム２３と無端ベルト２８ｄとの間に供給され、駆動ローラ２８ａによる押圧によって記録媒体が感光体ドラム２３表面に圧接し、該表面のトナー像が記録媒体に転写される。このようにトナー像が転写された後、記録媒体は定着部２２に送給される。
【００８３】
クリーニングユニット２９は、転写ユニット２８にて記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム２３の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２３の表面を清浄化する。クリーニングユニット２９には、たとえば、クリーニングブレードが用いられる。なお、本発明の画像形成装置においては、感光体ドラム２３として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体の表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット２９よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。
【００８４】
電子写真プロセス部２１によれば、感光体ドラム２３の回転駆動に伴い、帯電、露光による静電潜像の形成、静電潜像の現像によるトナー像の形成、トナー像の記録媒体への転写、および感光体ドラム２３表面の清浄化という一連の動作を実行することにより、トナー像が記録媒体に転写され、この記録媒体は定着部２２に送給される。
【００８５】
定着部２２は、軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その内部に図示しない加熱手段を有する定着ローラ３０と、定着ローラ３０の表面に圧接し、軸線回りに回転駆動可能に設けられる加圧ローラ３１と、定着ローラ３０の表面に対向するように設けられ、定着ローラ３０の表面温度を検出する温度センサ３２とを含んで構成される。定着ローラ３０の内部に設けられる不図示の加熱手段には、たとえば、ヒータなどが使用できる。また、温度センサ３２による検出結果に応じて、定着ローラ３０の表面温度が所定温度に維持されるように、図示しない制御部によって、ヒータに供給される電力量が制御される。定着部２２によれば、電子写真プロセス部２１において得られる、トナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ３０と加圧ローラ３１との圧接部に供給され、定着ローラ３０および加圧ローラ３１の回転駆動に伴って該圧接部中を通過する際に加圧および加熱を受けることによって、トナー像が記録媒体に固定化され、画像記録済み記録媒体が得られる。
【００８６】
画像形成部３によれば、給紙ユニット部２から送給される記録媒体に、画像原稿情報に応じたトナー像が転写され、さらに加熱加圧してトナー像を記録媒体に固定化することにより、長期的かつ連続的に、高画質画像が形成された記録媒体が得られる。
【００８７】
排紙部４は、画像形成部３の定着部２２において得られる画像記録済み記録媒体を後述の反転ローラ３６ａ，３６ｂに供給する第４搬送路３４と、画像記録済み記録媒体の搬送方向を変更する反転ローラ３６ａ，３６ｂと、画像記録済み記録媒体を画像形成装置１の外部に設けられる図示しない排紙トレイまたは第６搬送路３７に搬送する第５搬送路３５と、画像記録済み記録媒体を再度第３搬送路３３に搬送する第６搬送路３７とを含んで構成される。ここで、反転ローラ３６ａ，３６ｂは、いずれも軸線回りに順逆回転可能に設けられ、かつ圧接するように設けられる。第４搬送路３４を介して反転ローラ３６ａ，３６ｂの圧接部に供給される画像記録済み記録媒体は、その端部が反転ローラ３６ａ，３６ｂの順方向の回転によって反転ローラ３６ａ，３６ｂ間に挟持される。その後、反転ローラ３６ａ，３６ｂの逆方向の回転によって、第５搬送路３５内を搬送される。そして、記録媒体の片面のみに画像が記録される場合には、第５搬送路３５を介して、図示しない切換えゲートの動作によって矢符１０１の方向に、画像形成装置１外部の図示しない排紙トレイに排出される。また、記録媒体の両面に画像が形成される場合には、図示しない切換えゲートの動作によって第５搬送路３５から第６搬送路３７に搬送され、表裏反転された後、第３搬送路を経由して画像形成部３に搬送され、トナー像の転写および定着が行われる。
【００８８】
原稿読み取り部５は、原稿供給部３８と画像読み取り部３９とを含む。
原稿供給部３８は、原稿を載置する原稿トレイ４０と、原稿を送給する原稿規制板４１と、原稿の画像面が反転するように搬送する湾曲搬送路４２と、原料供給部３８と後述する原稿台（プラテンガラス）４４との接触面に設けられる保護マット４３とを含んで構成される。原稿トレイ４０には、原稿の画像面が上方を向くように載置される。原稿規制板４１は、原稿を１枚ずつ湾曲搬送路４２に送給する。湾曲搬送路４２は、原稿の画像面が下方を向くように反転させながら原稿を原稿台４４の真上まで搬送する。また、原稿規制板４１は、主に、プラテンガラスで形成される原稿台４４を保護する。原稿供給部３８によれば、画像形成装置１の外装前面部に配置される図示しない操作パネルにおいて、条件入力キーにより印刷枚数、印刷倍率、用紙サイズなどの印刷条件を入力したのち、スタートキーを押すことにより、コピー動作が開始され、原稿トレイ４０に画像面を上方に向けて載置される原稿が１枚ずつ自動的に搬送され、搬送の途中で画像面が下方を向くように反転処理され、原稿台４５の真上まで搬送される。そして、原稿が原稿台４５の上を通過する間に、原稿の画像原稿情報が後述の画像読み取り部３９により読み取られる。なお、原稿台４５上を通過する原稿は、その後、排出ローラ４９によって、画像形成装置１の外部に設けられる図示しない排出トレイに排出される。
【００８９】
画像読み取り部３９は、自動搬送が不可能な原稿を載置し、その画像原稿情報を読み取るための原稿台４４と、副走査方向において原稿台４４から離間して設けられ、原稿トレイ４０からの自動搬送が可能な原稿を通過させ、通過の際にその画像原稿情報を読み取るための原稿台４５と、原稿台４４，４５の面に平行な方向（副走査方向）に移動可能に設けられる光源ユニット４６と、原稿からの反射光を後述のＣＣＤ読み取りユニット４８に導くミラーユニット４７と、原稿からの反射光を電気信号に変換するＣＣＤ読み取りユニット４８とを含んで構成される。
【００９０】
光源ユニット４６は、光源４６ａと、光源４６ａから出射される読み取り用の照明光を原稿台４４または原稿台４５の所定の読み取り位置に集光する図示しない凹面のレフレクタと、原稿からの反射光のみを選択的に通過させる図示しないスリットと、原稿からの反射光をさらに９０°反射するミラー４６ｂとを含む。光源ユニット４６は、原稿に読み取り用照明光を出射し、原稿から反射される光をミラーユニット４７に供給する。
【００９１】
ミラーユニット４７は、反射面が相互に直交するように配置される一対のミラー４７ａ，４７ｂを含む。光源ユニット４６から供給される原稿からの反射光は、ミラー４７ａ，４７ｂによって、その光路を１８０°変更され、ＣＣＤ読み取りユニット４８に導かれる。
【００９２】
ＣＣＤ読み取りユニット４８は、ミラーユニット４７からの反射光を結像する結像レンズ４８ａと、結像レンズ４８ａにより結像される光に応じる電気信号を出力するＣＣＤイメージセンサ４８ｂとを含む。ミラーユニット４７から結像レンズ４８ａに入射する反射光は結像され、その像がＣＣＤイメージセンサ４８ｂによって電気信号に変換され、図示しない制御部を介して、電気信号としての画像原稿情報が光走査ユニット２５に入力され、それに応じる画像形成が実行される。
【００９３】
画像読み取り部３９によれば、原稿台４４，４５に載置される原稿の画像原稿情報が、光源ユニット４６からの光照射により原稿からの反射光として取り込まれ、さらにこの反射光がミラーユニット４７を介してＣＣＤ読み取りユニット４８に導かれ、電気信号の画像原稿情報に変換される。この情報は、予め設定される条件で画像処理が行われ、画像形成部３の光走査ユニット２５へ送信され、画像形成が実施される。
【００９４】
以下では、白金コーティング層について説明する。
白金コーティング層は、白金ナノコロイドを含み、白金ナノコロイドにより、コロナ放電によって生成したオゾンを分解することができる。
【００９５】
白金ナノコロイドの触媒反応によるオゾンの分解は、Ｐｔ−Ｏ２＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ２で表わされる第１反応と、Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ２＋２Ｏ２で表わされる第２反応との連鎖反応による。
【００９６】
白金ナノコロイドは、分解反応の触媒として働くため、第１反応および第２反応により損失することがなく、酸化チタンなどの光触媒に比べ励起エネルギーが不要で、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持することができる。
【００９７】
さらに、白金ナノコロイドは、粒径が１〜５ｎｍのナノ微粒子であるので、表面積が大きく、高い分解効率を達成できる。
【００９８】
十分なオゾン分解能を達成するための白金ナノコロイドの付着量は、白金ナノコロイドのみを付着したときに、１平方センチメートルあたり１．６×１０−２ｇ以上、１３×１０−２ｇ以下とする。付着量が１．６×１０−２ｇよりも少ないと、オゾン分解能が充分に発揮されず、１３×１０−２ｇを超えると、それ以上付着してもオゾン分解能が向上せず、コストが増加するのみである。
【００９９】
また、フッ素樹脂中に白金ナノコロイドを分散させた絶縁コーティング層の場合、層中の含有量は、２ｍｇ／ｃｍ３以上、２５ｍｇ／ｃｍ３以下とする。
【０１００】
含有量が２ｍｇ／ｃｍ３よりも少ないと、オゾン分解能が充分に発揮されず、２５ｍｇ／ｃｍ３を超えると、フッ素樹脂中に白金ナノコロイドが安定して分散することができない。
【０１０１】
さらに、白金ナノコロイドは、オゾン分解能に加えて、窒素酸化物による腐食防止効果、トナー付着防止効果を有している。
【０１０２】
一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）などの窒素酸化物は、空気中の水分と混ざって化学反応を起こし、硝酸となって金属表面を腐食する。白金は、硝酸腐食に対する耐性が高く、白金コーティング層を形成することで、放電電極などの金属部材の腐食を防止することができる。
【０１０３】
白金コーティング層は、導電性を有しているので、帯電したトナーが白金コーティング層に付着すると、トナーの保持する電荷が除去され静電気力によるトナーの付着を防止することができる。特に、シールドケースや、シールドケース保持部材、放電電極であるチャージワイヤのホルダなどの表面に設けることが好ましい。
【０１０４】
絶縁コーティング層は、絶縁性であるため静電気を帯びやすいが、白金ナノコロイドの導電性により、トナーの保持する電荷が除去され、フッ素樹脂を用いた場合は、表面自由エネルギーが低く、飛散したトナーの付着をさらに防止することができる。
【０１０５】
上記では、針状電極５０、板状グリッド５６、シールドケース５５の表面に白金コーティング層または絶縁コーティング層を設ける構成について説明したが、白金ナノコロイドを含むコーティング層を設ける部位は、これらに限らず、オゾンと接触する部位、飛散トナーが付着する部位であればよく、放電電極であるチャージワイヤの表面にコーティングすることでも効果を発揮する。
【実施例】
【０１０６】
以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
表１に示すように実施例１，２および比較例１〜４を作製した。実施例１，２および比較例１は、絶縁コーティング層を保持部材５１表面に形成した。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
オゾンフィルターＡは、市販のハニカム構造のオゾンフィルター２００ｃｍ２（１０ｃｍ×２０ｃｍ）であり、オゾンフィルターＢは、市販のハニカム構造のオゾンフィルター１００ｃｍ２（１０ｃｍ×１０ｃｍ）である。
【０１０９】
（オゾン濃度測定）
オゾン濃度の測定は、ＢＡＭ規格『ＲＡＬ−ＵＺ６２、ＲＡＬ−ＵＺ８５およびＹＹ１による事務機器へのエコラベル授与の枠内におけるハードコピー機器からのエミッション決定のための試験方法』（２００３年４月版）を参考に行った。
【０１１０】
オゾン濃度は、ＵＶ光度式の連続自動オゾン濃度計（日本サーモエレクトロン社製：ＭＯＤＥＬ４９Ｃ）を用いて、チャンバーの出口から排出される空気をテフロン（登録商標）チューブで吸引し、オゾン濃度を連続モニターした。測定レンジは０〜１００ｐｐｂとし、１５秒毎にデータを記録する。
【０１１１】
［測定条件］
検出限界：１．０ｐｐｂ
応答時間：２０秒
サンプル流量：１〜３Ｌ／分
レンジ：０−０．０５〜２００ｐｐｍ（０−０．１〜４００ｍｇ／ｍ３）
【０１１２】
（オゾン分解能）
オゾンの分解能は、下記のようにエミッション率によって評価した。
【０１１３】
【数１】
【０１１４】
【数２】
【０１１５】
ここで、
ＳＥＲｕ：オゾンのエミッション率 ［μｇ／ｍｉｎ］
ｃｍａｘ ：最大オゾン濃度 ［μｇｍ−３］
ｋ’ ：比例定数 ［ｍｉｎ−１］
Ｈ’ ：試験条件下でのオゾン半値時間 ［ｍｉｎ］
Ｖ ：試験室容積 ［ｍ３］ （ここでは、６．５ｍ３）
Ｐ ：大気圧 ［Ｐａ］ （ここでは、１０１，３２５Ｐａ）
Ｔ ：絶対温度 ［Ｋ］ （ここでは、２７３＋２５Ｋ）
Ｒ ：気体定数 ［ＰａＫ−１］、オゾンに対しては３３９．８ ［ＰａＫ−１］
である。
【０１１６】
エミッション率が小さい程、オゾンを分解、または吸着していると評価することができる。
【０１１７】
画像形成装置（シャープ株式会社製、ＭＸ３５００Ｎ）を用いて、印字を行い、印字前および９５０００（９５Ｋ）枚印字後それぞれのエミッション率を測定した。結果を表２に示す。
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
比較例１は、塗布量が少なかったためにオゾン分解能力が低く、エミッション率が大きくなった。比較例２，３のフィルタでは、印字量が増加するにつれ、エミッション率は、上限値である２ｍｇ／ｈを超える結果となった。これは、フィルタがオゾンの分解ではなく吸着によるため、吸着量が増加するにつれて、エミッション率が上昇したものと考えられる。
【０１２０】
比較例４は、分解、吸着いずれも起こっていないためにエミッション率は非常に大きくなった。
【０１２１】
これに対して実施例１，２は、白金コーティング層を設けることによって、オゾンが分解されエミッション率を低く抑えることができた。印字量が増加しても、エミッション率の上昇は抑えられており、白金コーティング層が劣化に強く、オゾン分解能が長期に亘り維持されることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１実施形態である画像形成装置１の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である帯電装置２４の構成を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 画像形成装置
２ 給紙ユニット部
３ 画像形成部
４ 排紙部
５ 原稿読み取り部
２４ 帯電装置
５０ 針状電極
５１ 保持部材
５２ａ，５２ｂ 清掃部材
５３ 支持部材
５４ 移動用部材
５５ シールドケース
５６ 板状グリッド
５７ 平板部
５８ 先鋭状突起部
５９ ねじ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と、放電電極と間隔を空けて設けられるグリッド電極とを含む放電装置において、
放電電極またはグリッド電極を少なくとも含む一部の面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成してなることを特徴とする放電装置。
【請求項２】
グリッド電極の放電電極に対向する側の面にコーティング層を形成することを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項３】
絶縁部材の一部の面に、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項４】
絶縁部材の一部の面に、絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成し、絶縁層上に白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項５】
コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の放電装置を、感光体の帯電装置として備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
放電電極と、放電電極と間隔を空けて設けられるグリッド電極とを含む放電装置において、
放電電極またはグリッド電極を少なくとも含む一部の面に、白金ナノコロイドを含むコーティング層を形成してなることを特徴とする放電装置。
【請求項２】
グリッド電極の放電電極に対向する側の面にコーティング層を形成することを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項３】
絶縁部材の一部の面に、白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項４】
絶縁部材の一部の面に、絶縁性樹脂からなる絶縁層を形成し、絶縁層上に白金ナノコロイドと絶縁性樹脂とを含む絶縁コーティング層を形成することを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項５】
コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする請求項１記載の放電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の放電装置を、感光体の帯電装置として備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１１３２５４（Ｐ２０１０−１１３２５４Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８７１９９（Ｐ２００８−２８７１９９）
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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