專利名稱：帶電裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種帶電裝置及圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
在復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等電子照相方式的圖像形成裝置中，作為圖像載體使用在表面上形成含有光導(dǎo)電性物質(zhì)的感光層的感光鼓，向感光鼓表面施加電荷使之平均帶電，之后通過各種成像步驟形成與圖像信息對應(yīng)的靜電潛影，通過由顯影裝置提供且含有色粉的顯影劑將該靜電潛影顯影并做成可視圖像，在將該可視圖像轉(zhuǎn)印到紙等記錄材料后，通過定影輥進(jìn)行加熱、加壓，定影到記錄材料上，從而在記錄紙張上形成圖像。
在這種圖像形成裝置中，為了使感光鼓表面帶電而使用帶電裝置。帶電裝置包括對感光鼓進(jìn)行電暈放電的電極；作為電極的柵格，根據(jù)需要設(shè)置在感光鼓表面和電極之間，通過電極控制施加到感光鼓表面的電荷量、及感光鼓表面的帶電電位；支撐電極及柵格的支撐部件。柵格可基本正確地控制感光鼓表面的帶電電位，因此現(xiàn)階段，設(shè)有柵格的帶電裝置成為主流。柵格使用由不銹鋼、鎢等構(gòu)成的線柵，或在由不銹鋼等構(gòu)成的金屬板(柵格基材)上形成多個貫通孔的多孔板狀柵格等。
作為帶電裝置的電極，使用線狀電極、具有多個針狀部的金屬板電極(以下稱為“針狀電極”)等。其中，優(yōu)選使用具有以下優(yōu)點(diǎn)的針狀電極構(gòu)成配件少、使用壽命長、臭氧生成量小、不產(chǎn)生斷線，故障較少。針狀電極主要通過以下方式制造對由不銹鋼等鐵類金屬材料構(gòu)成的金屬板進(jìn)行蝕刻，形成多個針狀部。通過蝕刻制成的針狀電極也稱作蝕刻加工的電極。該針狀電極的蝕刻加工截面不夠光滑，在針狀部的前端部分存在多個用于進(jìn)行放電的邊沿，并且多個針狀部的前端部分存在的邊沿的形狀不整齊，因此各針狀部的放電不平均。其結(jié)果是，無法充分控制感光鼓表面的帶電電位，感光鼓表面的帶電電位變得不平均。
并且，成為針狀電極的材料的不銹鋼等鐵類金屬材料，雖然具有較高的耐久性，但也具有以下缺點(diǎn)由于高濕環(huán)境下的水分、及進(jìn)行帶電時的電暈放電所產(chǎn)生的臭氧等，易被氧化。并且，當(dāng)長時間使用針狀電極時，無法避免在高濕環(huán)境下的使用、及與臭氧的接觸等。因此，在由不銹鋼等金屬材料構(gòu)成的針狀電極中，因空氣中的水分、臭氧等產(chǎn)生腐蝕，其耐久性降低。與此同時，存在如下應(yīng)解決的問題由于從針狀部進(jìn)行電暈放電，因此施加到針狀電極的高壓的控制能力下降，感光鼓表面的帶電電位變得不均，無法總是穩(wěn)定地將所需的帶電電位施加到感光鼓的表面。
并且，在線狀電極中也存在如下與針狀電極一樣應(yīng)解決的問題因電暈放電生成的臭氧而出現(xiàn)生銹、腐蝕等，感光鼓表面的帶電電位變得不均。
鑒于帶電裝置的上述問題，例如出現(xiàn)了如下所述的帶電裝置(例如參照特開平11-40316號公報)一種帶電裝置，包括線狀電極，架設(shè)在一面開放的防護(hù)箱內(nèi)；和板狀柵格，配置在線狀電極和感光鼓之間，其中，板狀柵格，在不銹鋼制多孔板的表面上形成厚約1μm的鍍鎳層，并進(jìn)一步在其上形成厚約0.3μm的鍍金層。特開平11-40316號公報中的板狀柵格經(jīng)由鍍鎳層形成鍍金層，因此鍍金層難于剝離，耐腐蝕性及感光鼓表面的帶電電位的控制性較為良好。但是，當(dāng)制造該板狀柵格時，必須經(jīng)過鍍鎳及鍍金這二個鍍覆步驟，因此制造步驟復(fù)雜，成本上升。并且，為了使該板狀柵格充分發(fā)揮如上所述的良好特性，需要使鍍金層的厚度為0.3μm以上。并且，由于板狀柵格是具有與感光鼓基本相同尺寸的較大的部件，因此必須加厚鍍層，從而使金的使用量必然增加。但是較多地使用金，必然會提高帶電裝置乃至圖像形成裝置的價格，從而有損于作為圖像形成裝置的優(yōu)點(diǎn)之一的、基于低價格的普遍適用性。因此，要求出現(xiàn)具有不使用金等高價材料、具有良好耐久性及感光鼓表面的帶電電位的控制性的針狀電極、板狀柵格的帶電裝置。
并且，還包括如下所示的帶電裝置方案(例如參照特開2001-166569號公報)，其與特開平11-40316號公報一樣含有線狀電極，其還含有在不銹鋼制金屬板的表面上通過使用脈沖電流的電解鍍法直接形成鍍金層的板狀柵格。該板狀柵格的鍍金層難于剝離，與特開平11-40316號公報的板狀柵格一樣，耐腐蝕性較好，感光鼓表面的帶電電位的控制也同樣良好。但是，在該板狀柵格中也需要使鍍金層的厚度為0.3μm以上，因此存在和特開平11-40316號公報的帶電裝置同樣的缺點(diǎn)。
并且，還提出了線狀電極的至少芯材由鐵-鎢類非晶金屬形成的電暈帶電裝置(例如參照特開昭61-98368號公報)。當(dāng)使用特開昭61-98368號公報的線狀電極時，具有可減少感光鼓表面的帶電不均的優(yōu)點(diǎn)。但是，這種線狀電極的易于被臭氧氧化的缺點(diǎn)并未獲得充分解決。因此，為了使該線狀電極具有長期的耐用性，在由鐵-鎢類非晶金屬構(gòu)成的芯材的表面上必須形成由金等構(gòu)成的被覆層。
并且，特開11-40316號公報、特開2001-166569號公報、特開昭61-98368號公報的帶電裝置均存在以下缺點(diǎn)利用包含表面被含有三甲基硅烷基的聚硅氧烷類進(jìn)行疏水化處理的二氧化硅(以下如無特殊情況稱為“疏水性二氧化硅”)作為添加劑的色粉進(jìn)行圖像形成時，聚硅氧烷附著到板狀柵格或線狀電極上，易引起帶電不良。含有疏水性二氧化硅的色粉在電子照相方式的圖像形成裝置中可實(shí)現(xiàn)圖像形成的高速化，因此現(xiàn)階段是不可缺少的構(gòu)成要素。
另一方面，還提出了向電極被覆金的方案(例如參照特開2004-4334號公報)。特開2004-4334號公報的帶電裝置包括通過鍍覆在其表面上形成由金、白金、銅、鎳或鉻構(gòu)成的被覆層的針狀電極。在特開昭61-98368號公報中，針狀電極的形成使用蝕刻、精密沖壓等方法，但如上所述，通過這些方法獲得的針狀電極的截面不夠光滑，產(chǎn)生細(xì)微的凹凸。因此即使進(jìn)行鍍覆，截面的細(xì)微的凹凸也會原樣殘留，擾亂電暈放電的平衡，成為導(dǎo)致感光鼓表面的帶電電位不均的原因。并且，該微細(xì)的凹凸上，色粉等污染物易于附著。即，特開2004-4334號公報的針狀電極存在以下缺點(diǎn)因長期使用會附著色粉等染污物，從而使感光鼓表面的帶電電位進(jìn)一步不均。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種帶電裝置及含有該帶電裝置的可長期記錄高畫質(zhì)圖像的圖像形成裝置，上述帶電裝置具有較高的耐久性，即使色粉、特別是含有疏水性二氧化硅的色粉等污染物少量附著時，也基本不會損壞其帶電電位的控制性，可長期地將感光鼓的帶電電位穩(wěn)定控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，易于除去附著的污染物，并且價格低廉。
本發(fā)明是一種帶電裝置，其特征在于，包括電極，其具有多個前端尖銳狀的突起部，向感光鼓表面施加電壓以使該表面帶電；和板狀柵格，其被設(shè)置在電極和感光鼓之間，控制感光鼓表面的帶電電位，在電極的至少一個面上形成含鎢的鎳層。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種針狀電極，其包括板狀的針狀電極(以下稱為“針狀電極”)，其具有多個前端尖銳狀的突起部，向感光鼓表面施加電壓，在其表面上形成含鎢的鎳層(以下如無特殊情況稱為“含鎢鎳層”)；和板狀柵格，其被設(shè)置在該針狀電極和感光鼓之間，控制感光鼓表面的帶電電位。該針狀電極具有多個前端尖銳狀的突起部且其表面被含鎢鎳層被覆，通過這一結(jié)構(gòu)特征，對感光鼓表面具有較好的電暈放電性，可將感光鼓表面的帶電電位平均地控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。并且，該針狀電極具有較高的耐久性，可長期穩(wěn)定地發(fā)揮上述帶電電位的控制性。并且，該針狀電極被表面含鎢鎳層被覆，從而可通過一般的清掃裝置去除其表面附著的色粉等污染物。因此，設(shè)有具備該針狀電極的帶電裝置的圖像形成裝置可長期地記錄高畫質(zhì)圖像。特別是，在利用含有疏水性二氧化硅作為添加劑的色粉進(jìn)行圖像形成時，可發(fā)揮較好的耐用性。進(jìn)一步，該針狀電極在基材的表面不形成現(xiàn)有技術(shù)一樣的鍍金層，而僅形成含鎢的鎳鍍層，因此和現(xiàn)有技術(shù)下的針狀電極相比，具有價格低廉的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的帶電裝置對臭氧具有良好的耐久性，因此特別適用于同時驅(qū)動多個帶電裝置而產(chǎn)生大量臭氧的串列式的彩色圖像形成裝置。
本發(fā)明的特征在于，含鎢的鎳層通過非電解鍍覆法形成。
根據(jù)本發(fā)明，通過非電解鍍覆法在針狀電極表面形成含鎢鎳層，因此與通過直流電流的通常的電解鍍法所獲得的含鎢鎳層相比，可獲得組織嚴(yán)密牢固，針孔較少，層厚薄而平均，對針狀電極具有良好粘結(jié)性的含鎢鎳層。因此，針狀電極的粗糙的表面可變得光滑，針狀電極的帶電電位控制性及耐久性進(jìn)一步得以提高。進(jìn)一步，色粉等污染物難于附著。
進(jìn)一步，本發(fā)明的特征在于，含有鎢的鎳層厚度為0.3μm以上。
根據(jù)本發(fā)明，通過使針狀電極板中的含鎢鎳層的層厚為0.3μm以上，可切實(shí)發(fā)揮針狀電極板的帶電電位控制性及耐久性。
進(jìn)一步，本發(fā)明的特征在于，在電極和含鎢的鎳層之間進(jìn)一步形成鎳層。
根據(jù)本發(fā)明，在針狀電極中，在針狀電極基材和含鎢鎳層之間進(jìn)一步形成鎳層，從而可進(jìn)一步防止含鎢鎳層從針狀電極基材剝離，作為針狀電極的耐久性進(jìn)一步得以提高。因此獲得可長期穩(wěn)定控制感光鼓表面的帶電電位的帶電裝置。
進(jìn)一步，本發(fā)明的特征在于，含鎢的鎳層在含有鎢的同時含有磷。
根據(jù)本發(fā)明，在針狀電極中，含鎢鎳層在含有鎢的同時含有磷，從而可提高對該層針狀電極基材的粘結(jié)性，可進(jìn)一步提高作為針狀電極的耐久性。
此外，本發(fā)明是一種圖像形成裝置，其特征在于，包括感光鼓，在其表面形成靜電荷圖像；用于使感光鼓的表面帶電的上述任意一個帶電裝置；曝光單元，向帶電的感光鼓的表面照射基于圖像信息的信號光，形成靜電荷圖像；顯影裝置，對感光鼓的表面上形成的靜電荷圖像進(jìn)行顯影，并形成色粉圖像；轉(zhuǎn)印單元，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上；和定影單元，使轉(zhuǎn)印到記錄材料上的色粉圖像定影。
根據(jù)本發(fā)明，在包括感光鼓、帶電裝置、曝光單元、顯影裝置、轉(zhuǎn)印單元、定影單元的圖像形成裝置中，作為帶電裝置，使用具有表面上形成含鎢鎳層的針狀電極的本發(fā)明的帶電裝置，可將形成靜電潛影時的、感光鼓表面的帶電電位穩(wěn)定地維持在適當(dāng)?shù)姆秶Ｒ虼?，可長期記錄高畫質(zhì)圖像，且不具有現(xiàn)有技術(shù)的鍍金層，因此可獲得價格低廉的圖像形成裝置。
進(jìn)一步，本發(fā)明的特征在于，還包括清潔單元，對通過轉(zhuǎn)印單元在記錄介質(zhì)上轉(zhuǎn)印了色粉圖像后的感光鼓的表面進(jìn)行清潔，顯影裝置及/或清潔單元被配置在帶電裝置的上方。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種還包括清潔感光鼓表面的清潔單元、并且顯影裝置及/或清潔單元被配置在帶電裝置上方的圖像形成裝置。特別是當(dāng)設(shè)計(jì)串列式的彩色圖像形成裝置時，通過將顯影裝置及清潔單元配置在帶電裝置上方，可實(shí)現(xiàn)圖像形成裝置結(jié)構(gòu)的簡單化、小型化等，但這種配置下存在易產(chǎn)生感光鼓表面的帶電不良的缺點(diǎn)。但是，在使用本發(fā)明的帶電裝置的圖像形成裝置中，即使采用將顯影裝置及/或清潔單元配置在帶電裝置上方的結(jié)構(gòu)，也可明顯抑制帶電不良的產(chǎn)生，可長期形成高畫質(zhì)高質(zhì)量的圖像。
進(jìn)一步，本發(fā)明的特征在于，色粉圖像由含有疏水性二氧化硅作為添加劑的色粉形成。
根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明的圖像形成裝置中，為了實(shí)現(xiàn)圖像形成速度的高速化，使用含有疏水性二氧化硅作為添加劑的色粉時，也難于產(chǎn)生帶電裝置劣化引起的帶電不良，可長期形成高畫質(zhì)高質(zhì)量的圖像。
本發(fā)明的目的、特色、及優(yōu)點(diǎn)通過以下說明及附圖可得以明確。


圖1是簡要表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式的帶電裝置的結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖2是圖1所示的帶電裝置的主視圖。
圖3是簡要表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖1是簡要表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式的帶電裝置1的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖2是圖1所示的帶電裝置1的主視圖。帶電裝置1包括板狀的針狀電極2；保持部件3；二個清掃部件4a、4b；支撐部件5；移動用部件6；防護(hù)箱7；和板狀柵格(grid)8。針狀電極2具有多個前端尖銳的突起部10。保持部件3保持針狀電極2。清掃部件4a、4b被設(shè)置為可相對于針狀電極2移動，其在移動時擦過針狀電極2，從而清掃針狀電極2的表面。支撐部件5支撐清掃部件4a、4b。移動用部件6使清掃部件4a、4b及支撐部件5移動。防護(hù)箱7收容針狀電極2、保持部件3、清掃部件4a、4b及支撐部件5。板狀柵格8調(diào)整未圖示的感光鼓表面的帶電電位。該帶電裝置1，面向未圖示的感光鼓，并沿感光鼓的長度方向配置。
針狀電極2例如是不銹鋼制的薄板狀部件，在由平板部9和前端尖銳狀的突起部10構(gòu)成的針狀電極基板的表面上形成有含鎢鎳層，所述平板部9向一個方向較長地延伸，所述突起部10從平板部9的寬度方向的一個端面向?qū)挾确较蛲怀鲂纬伞ｊP(guān)于針狀電極2的尺寸，其中，平板部9的寬度方向長度L1優(yōu)選為10mm左右，突起部10的突出方向的長度L2優(yōu)選為2mm左右，突起部10的前端的曲率半徑R優(yōu)選為40μm左右，突起部10形成的間距TP優(yōu)選為2mm左右。
針狀電極2可通過公知的方法制造。例如包括以下處理的制造方法化學(xué)研磨步驟、水洗步驟、酸浸漬步驟、水洗步驟、純水浸漬步驟、鎳層形成步驟、含鎢鎳層形成步驟、水洗處理及干燥處理。在這些步驟中，鎳層形成步驟不是必須的步驟，可根據(jù)需要實(shí)施。鎳層的形成例如可通過一般的鍍覆法來進(jìn)行。
在化學(xué)研磨步驟中，進(jìn)行掩模(masking)及蝕刻，以在金屬板上形成多個前端尖銳的突起部。掩模可通過公知的方法實(shí)施。蝕刻也可通過公知的方法實(shí)施，例如包括將氯化鐵水溶液等蝕刻液噴霧到金屬板上的方法等。其中，作為構(gòu)成金屬板材料的金屬，只要是可通過施加電壓進(jìn)行電暈放電、并可形成前端尖銳狀的突起部、且可進(jìn)行鍍覆的材料即可，并沒有沒有特別限制，例如可使用不銹鋼、鋁、鎳、銅、鐵等。其中優(yōu)選使用不銹鋼。作為不銹鋼的具體例子，例如包括SUS304、SUS309、SUS316等，其中優(yōu)選使用SUS304。金屬板的厚度沒有特別限制，優(yōu)選為0.05～1mm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.05～0.3mm。
通過化學(xué)研磨步驟形成多個前端尖銳狀突起部的金屬板，在水洗步驟、酸浸漬步驟、水洗步驟及純水浸漬步驟中，實(shí)施水洗、酸洗或純水清洗，從其表面去除異物，獲得針狀電極基板。
在含鎢鎳層形成步驟中，含鎢鎳層例如可通過催化鍍鎳法(鎳合金鍍覆法，Kanigen process)等非電解鍍鎳法來實(shí)施。
其中，作為用于形成含鎢的鎳鍍層的鍍液，可使用公知的鎢-鎳鍍液，例如使用含有鎳鹽、鎢鹽、絡(luò)合劑、還原劑等的鍍液。鎳鹽例如包括硫酸鎳、氯化鎳、乙酸鎳、碳酸鎳等。鎢鹽例如包括鎢酸鈉、鎢酸鈣、鎢酸銨等。并且，鎢也可以細(xì)粉的形態(tài)使用。這種情況下的粒子直徑優(yōu)選為1μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為100～500nm。絡(luò)合劑例如包括檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸等。還原劑例如包括次磷酸、次磷酸鈉、次磷酸鈣、次磷酸鎳等。進(jìn)一步，鎢-鎳鍍液中可添加含硼化合物。含硼化合物例如包括二甲胺基硼烷((CH3)2NHBH3)、硼氫化鈉(NaBH4)、二甲胺基硼、二乙胺基硼等。
鎢-鎳鍍液的pH為3～11左右。鎢-鎳鍍覆所使用的鍍液可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，例如日本旭精工(Asahi Precision)公司生產(chǎn)的“ニウロイ(NIWLOY)96”(商品名)等。在由“NIWLOY 96”形成的含鎢的鎳鍍層中，例如含有94重量％的鎳、5重量％的鎢、及1重量％的硼。
鍍覆條件也沒有特別限定，例如從60～95℃、優(yōu)選從80～95℃左右的液溫范圍中選擇與鍍液種類相對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臏囟确秶纯?。鍍覆方法可利用常用方法，一般情況下，直到形成目標(biāo)膜厚的鍍覆膜為止，將作為被處理物的針狀電極基板浸漬到鍍液中，進(jìn)行非電解鍍覆，從而在該針狀電極基板的表面上形成含鎢的鎳鍍層。
含鎢的鎳鍍層中的鎢含量，優(yōu)選為該鍍層總量的0.5～10重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為3～7重量％，其余為鎳。此外，含鎢的鎳鍍層在含有鎢的同時含有磷，鎢含量與上述相同，磷含量優(yōu)選為該層總量的1～14重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為4～10重量％，其余為鎳。并且，含鎢的鎳鍍層同時含有鎢和硼時，鎢含量與上述相同，硼含量優(yōu)選為該層總量的0.1～5重量％，優(yōu)選為0.5～3重量％。
通過含鎢的鎳的鍍覆步驟獲得的含鎢的鎳鍍層的厚度沒有特別限定，但優(yōu)選為0.3μm以上，進(jìn)一步優(yōu)選0.3～20μm，特別優(yōu)選為4～20μm，更優(yōu)選5～10μm。通過非電解鍍覆形成的含鎢的鎳鍍層中，鍍液的液劑平均地附著到針狀電極基板的表面，因此具有下述優(yōu)異的特性即使當(dāng)鍍層的層厚薄到0.3μm左右時，也不會出現(xiàn)層厚不均，層厚均勻且針孔(pin hole)非常少。進(jìn)一步，鍍覆組織細(xì)密，對針狀電極基板的表面具有較高的粘結(jié)性，即使長期使用也不會產(chǎn)生剝離等。
當(dāng)厚度小于0.3μm時，產(chǎn)生針孔且鍍層變得不均，針狀電極基板的不銹鋼易于經(jīng)由針孔而被腐蝕。其結(jié)果會產(chǎn)生如下問題感光鼓的帶電電位變得部分不穩(wěn)定，產(chǎn)生帶電不良，或因脫模性的劣化而在針狀電極(鋸齒電極)前端部生成附著物，產(chǎn)生帶電不良等。另一方面，當(dāng)大幅超過20μm時，鍍層可能會因應(yīng)變而剝離。并且如上所述，在非電解鍍覆中，由于鍍層的厚度與鍍覆時間的長短基本成比例，因此為了獲得所需厚度的鍍層，只要適當(dāng)改變針狀電極基板浸漬在鍍液中的時間即可。
而為了獲得尖銳的前端部而通過光敏蝕刻制造的針狀電極(鋸齒電極)，在電子顯微鏡下觀察時，蝕刻面變?yōu)橐蚪Y(jié)晶粒界產(chǎn)生微小凹凸的粗糙面。當(dāng)鍍層厚度變?yōu)?～20μm時，吸收該微小凹凸的效果變大，可獲得更光滑的表面。另一方面，當(dāng)使鍍液的溫度為80℃以上時，即使確保鍍層的厚度也會形成具有鐘乳石的墻面那樣的凹凸的表面或粒狀的表面的情況會進(jìn)一步減少。當(dāng)表面有凹凸或表面為粒狀時，當(dāng)因意外事件而在針狀電極(鋸齒電極)的前端附著異物從而引起帶電不良時，存在即使用帶電裝置所具有的清掃器也無法除盡異物，從而無法從帶電不良中恢復(fù)的問題，蓋清掃器為合成樹脂(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯等)制的小片，用于擦拭、清洗針狀電極表面。因此，選擇適當(dāng)?shù)腻兏矖l件而形成為例如10μm厚的鍍層具有非常光滑的表面，即使在前端附著了異物也可用清掃器簡單地去除，可恢復(fù)帶電性能。
并且，含鎢鎳層形成步驟可通過電鍍來實(shí)現(xiàn)。鍍浴可使用與非電解鍍覆的鍍浴相同的物質(zhì)。電鍍的條件與一般的鎳的電鍍相同。在由電鍍進(jìn)行的含鎢的鎳鍍覆中，存在電鍍所特有的傾向，即鍍覆易于到達(dá)邊沿部分的傾向，因此為了使鍍層的層厚平均，需要增大層厚，優(yōu)選層厚為3μm以上。
此外，在形成含鎢鎳層時，選擇非電解鍍覆還是電鍍的哪一個，可根據(jù)各個鍍覆方法的特點(diǎn)及成本來確定。并且，含鎢鎳層不限于鍍覆法，也可例如通過金屬沉積法等來形成。
保持針狀電極2的保持部件3，是如針狀電極2那樣向一個方向延伸、且與長度方向垂直的截面為倒T字狀的部件，例如由樹脂制成。針狀電極2，在其長度方向的兩端附近通過螺釘部件11固定到保持部件3的突出部分的一個側(cè)面上。在用于使上述感光鼓19帶電的動作中，為了進(jìn)行電暈放電，在該針狀電極2上施加了5kV左右的電壓。
清掃部件4a、4b具有板狀的形狀，具體而言平面投影形狀為T字狀，由厚度t為20～40μm的金屬材料或高分子材料的彈性體構(gòu)成。當(dāng)厚度t小于20μm時，雖然與針狀電極2抵接時容易變形，但作為伴隨變形的反作用力的對針狀電極2的壓力變小，因此無法充分去除附著在針狀電極2上的污染物。當(dāng)厚度t超過40μm時，雖然可充分去除附著到針狀電極2的污染物，但剛性變大，對針狀電極2的壓力變得過大，因此存在使針狀電極2的突起部10的前端變形破損的危險。其結(jié)果是，當(dāng)厚度t為20～40μm的范圍以外時，有可能產(chǎn)生帶電不良引起圖像不均等。作為構(gòu)成清掃部件4a、4b的金屬材料，可使用磷青銅、普通鋼、不銹鋼等。其中，如果考慮清掃部件4a、4b在電暈放電產(chǎn)生的臭氧氛圍中使用的情況，從基于耐氧化性的耐久壽命的角度出發(fā)，優(yōu)選使用不銹鋼。不銹鋼的代表例包括日本工業(yè)規(guī)格(JIS)G4305規(guī)定的作為奧氏體類不銹鋼的SUS304、或作為鐵素體類不銹鋼的SUS430等，但不限于此，也可使用其他不銹鋼。
清掃部件4a、4b的硬度，優(yōu)選在美國材料試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)規(guī)格D785中規(guī)定的洛氏硬度(Rockwell hardness)M等級中為115以上。當(dāng)洛氏硬度小于115時，過于質(zhì)軟，因此當(dāng)與針狀電極2抵接并擦過時，清掃部件4a、4b變形至需要以上，無法獲得清掃效果。即使增高清掃部件4a、4b的硬度在功能上也不會出現(xiàn)問題，因此無需設(shè)置上限，但洛氏硬度M等級的上限值為130，因此如果設(shè)定上限的話為130。
清掃部件4a、4b的與針狀電極2抵接的部分、即T字的縱棒部分中的寬度尺寸w，即清掃部件4a、4b在與其移動方向垂直且與突起部10的延伸方向垂直的方向上的尺寸w，優(yōu)選形成為3.5mm以上。當(dāng)寬度w小于3.5mm時，被針狀電極2擠壓并變形時所產(chǎn)生的力在單位面積上的值變大，因此易于產(chǎn)生反復(fù)變形下的疲勞破損，耐久壽命下降。當(dāng)寬度w為3.5mm以上時，上述力在單位面積上的值變小，可使反復(fù)變形下的耐久壽命延長，但當(dāng)過寬時，剛性變得過大，且裝置會大型化，因此上限優(yōu)選設(shè)定為10mm左右。
此外，優(yōu)選的是，清掃部件4a、4b和針狀電極2被配置為，使針狀電極2的突起部10相對于清掃部件4a、4b的咬入量d為0.2～0.8mm。其中，咬入量d是指在將清掃部件4a、4b和突起部10投影到和清掃部件4a、4b相對于針狀電極2移動的方向垂直的假相平面上的狀態(tài)下，清掃部件4a、4b和突起部10在突起部10的延伸方向上重合的長度。當(dāng)咬入量d小于0.2mm時，伴隨清掃部件4a、4b的變形所產(chǎn)生的反作用力、即對針狀電極2的壓力變小，因此無法充分去除附著到針狀電極2上的污染物。當(dāng)咬入量d超過0.8mm時，雖然可充分去除附著到針狀電極2的污染物，但伴隨清掃部件4a、4b的變形而產(chǎn)生的反作用力(對針狀電極2的壓力)變得過大，因此存在使針狀電極2的突起部10的前端變形破損的危險。其結(jié)果是，當(dāng)咬入量d為0.2～0.8mm的范圍以外時，有可能產(chǎn)生帶電不良引起圖像不均等。
支撐部件5是支撐清掃部件4a、4b的具有倒L字狀的部件，其梁狀部分安裝了具有T字狀的清掃部件4a、4b的腕部。二個清掃部件4a、4b被設(shè)置為在相對于針狀電極2移動的方向上，具有預(yù)先確定的間隔L3。間隔L3被選定為當(dāng)一個清掃部件4a與針狀電極2抵接而變形時、另一個清掃部件4b不會與變形的清掃部件4a抵接的距離，其可通過安裝的支撐部件5的梁狀部分的厚度來調(diào)整。由于隨著構(gòu)成清掃部件4a、4b的材料不同變形狀態(tài)也發(fā)生變化，因此優(yōu)選預(yù)先對該材料的變形狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)來確定該間隔L3。清掃部件4a、4b例如由厚度t為30μm的不銹鋼構(gòu)成時，間隔L3優(yōu)選為2mm。通過對二個清掃部件4a、4b設(shè)置間隔L3，當(dāng)一個清掃部件4a擦過針狀電極2時，不會被另一個清掃部件4b妨礙其變形，可保持適當(dāng)范圍的壓力，因此不會使針狀電極2的前端部變形破損，可充分清掃。
防護(hù)箱7例如由不銹鋼制成，其外觀形狀為立方體，具有內(nèi)部空間，并且在面向未圖示的感光鼓的一側(cè)的面上具有開口部。并且防護(hù)箱7與針狀電極2在同一方向上較長地延伸，與長度方向垂直的方向的截面形狀大致為U字狀。防護(hù)箱7的底面15上安裝有保持部件3。并且，在由防護(hù)箱7的內(nèi)側(cè)面13和保持部件3形成的溝槽部14中，可滑動地插入支撐部件5的柱狀部分的端部。
在支撐部件5的柱狀部分上，形成與針狀電極2的延伸方向平行的貫通孔12，插通貫通孔12設(shè)有移動用部件6。移動用部件6在插通貫通孔12的部位被固定到支撐部件5上，因此通過將移動用部件6向針狀電極2延伸方向牽引，支撐部件5相對于溝槽部14滑動，且被引導(dǎo)到溝槽部14，可在針狀電極2的延伸方向上移動。即，可以使被支撐部件5支撐的清掃部件4a、4b與針狀電極2抵接并擦過。
移動用部件6是絲狀或線狀的部件，從防護(hù)箱7上形成的孔或間隙向防護(hù)箱7的外部延伸，經(jīng)由在防護(hù)箱7的外面或復(fù)印機(jī)的機(jī)體上設(shè)置的滑輪16a、16b，其端部下垂。此外，滑輪16a、16b和移動用部件6的端部在圖2中被省略。移動用部件6的端部，優(yōu)選延長到圖像形成裝置的機(jī)體外部。這樣一來，不用將帶電裝置1從圖像形成裝置取下或打開圖像形成裝置即可實(shí)施針狀電極2的清掃。
通過移動用部件6的牽引使清掃部件4a、4b與針狀電極2抵接并進(jìn)行清掃時，優(yōu)選將清掃部件4a、4b對針狀電極2的壓力調(diào)整到10～30gf。當(dāng)壓力小于10gf時，存在無法充分去除附著到針狀電極2的色粉、紙粉等污染物的危險，當(dāng)超過30gf時，針狀電極2的突起部10的前端有變形破損的危險。
清掃部件4a、4b對針狀電極2的壓力例如可如下進(jìn)行調(diào)整。在將錘子吊在移動用部件6的一個端部的狀態(tài)下，測定清掃部件4a或清掃部件4b負(fù)荷的力的大小。測定例如通過將彈簧秤連接到清掃部件4a或清掃部件4b來進(jìn)行。并且，選定使清掃部件4a或清掃部件4b負(fù)荷的力為10～30gf的錘子，在清掃針狀電極2時，將預(yù)先選定的錘子吊在移動用部件6的端部，從而能以預(yù)定的壓力進(jìn)行清掃。并且，將調(diào)整了旋轉(zhuǎn)扭矩的電動機(jī)連接到移動用部件6的端部，可負(fù)荷預(yù)定的壓力。
板狀柵格8被設(shè)置在針狀電極2和未圖示的感光鼓之間，通過向其施加電壓，調(diào)整未圖示的感光鼓表面的帶電狀態(tài)的波動，使帶電電位平均化。板狀柵格8含有與針狀電極2同樣的金屬材料。并且，板狀柵格8，除了以在化學(xué)研磨步驟中形成為多孔狀的方式進(jìn)行掩模及蝕刻外，可與針狀電極2同樣的方法來制造。進(jìn)一步，也可向板狀柵格8實(shí)施與針狀電極2相同的鍍鎳、含鎢的鎳的鍍覆等。
根據(jù)帶電裝置1，通過向針狀電極2施加電壓而產(chǎn)生電暈放電，使未圖示的感光鼓的表面帶電，并且通過向板狀柵格8施加預(yù)定的柵壓(grid voltage)，可使感光鼓的表面帶電狀態(tài)平均化，因此可使未圖示的感光鼓的表面以預(yù)定的電位及極性帶電。并且，通過移動用部件6的牽引，與支撐部件5及針狀電極2抵接的清掃部件4a、4b移動，可高效且切實(shí)地去除附著到針狀電極2的色粉等污染物。
圖3是簡要表示作為本發(fā)明的其他實(shí)施方式的圖像形成裝置61的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖像形成裝置61是同時具有復(fù)印功能、打印功能及傳真功能的復(fù)合機(jī)，根據(jù)傳送的圖像信息，在記錄紙張等記錄介質(zhì)上形成全彩或黑白圖像。即，在圖像形成裝置61中，具有復(fù)印模式、打印模式及傳真模式這三種印刷模式，根據(jù)來自未圖示的操作部的操作輸入、來自個人計(jì)算機(jī)等外部主機(jī)裝置的印刷任務(wù)的接收等，通過未圖示的控制部選擇印刷模式。
圖像形成裝置61包括感光鼓19、帶電裝置1、曝光單元63、顯影裝置20、清潔單元64、轉(zhuǎn)印單元65、定影單元66、紙張傳送路徑S、自動送紙盤67、手動送紙盤68、排紙部69。即，圖像形成裝置61的特征在于包括本發(fā)明的帶電裝置1。
該圖像形成裝置61是全彩打印機(jī)，圖像信息對應(yīng)于使用黑(b)、青(c)、品紅(m)、黃(y)各色的彩色圖像。因此，感光鼓19、帶電裝置1、顯影裝置20、清潔單元64及轉(zhuǎn)印單元65所具有的轉(zhuǎn)印輥71對應(yīng)于各色而分別設(shè)有四個。其中，對應(yīng)于各色各設(shè)置四個的各個部件，在參照標(biāo)號的末尾附上表示各顏色的字母以進(jìn)行區(qū)別，在總稱時僅用參照標(biāo)號表示。此外，曝光單元63在單元內(nèi)使圖像信息分支為b、c、m、y的各色信息的光，并將各色信息的光照射到形成了各色的靜電潛影的感光鼓19上以進(jìn)行曝光。因此，曝光單元63設(shè)有一個例如具有激光照射部及多個反射鏡的激光掃描單元。
帶電裝置1、顯影裝置20、轉(zhuǎn)印輥71、清潔單元64依次配置在感光鼓19的周圍。帶電裝置1在豎直方向上被配置在顯影裝置20及清潔單元64的下方。即，顯影裝置20及清潔單元64在豎直方向上被配置在帶電裝置1的上方。曝光單元63被配置為使從曝光單元63射出的各色信息的光經(jīng)過帶電裝置1和顯影裝置20之間，并照射到感光鼓19的表面。
感光鼓19被支撐為可由未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動而繞軸線旋轉(zhuǎn)，包括圓筒狀、圓柱狀或薄膜狀、優(yōu)選為圓筒狀的未圖示的導(dǎo)電性基體；以及在導(dǎo)電性基體的表面上形成的感光層。
作為成為導(dǎo)電性基體的材料的導(dǎo)電性材料可使用本領(lǐng)域中常用的材料，例如包括鋁、銅、黃銅、鋅、鎳、不銹鋼、鉻、鉬、釩、銦、鈦、金、白金等金屬；二種以上的上述金屬的合金；在合成樹脂薄膜、金屬薄膜、紙等薄膜狀基體上形成由鋁、鋁合金、氧化錫、金、氧化銦等的一種或二種以上構(gòu)成的導(dǎo)電層的導(dǎo)電性薄膜；含有導(dǎo)電性粒子及/或?qū)щ娦跃酆衔锏臉渲M成物等。并且，導(dǎo)電性薄膜所使用的薄膜狀基體優(yōu)選合成樹脂薄膜，特別優(yōu)選聚酯薄膜。并且，導(dǎo)電性薄膜中的導(dǎo)電層的形成方法優(yōu)選汽相沉積、涂敷等。
感光層，例如通過層疊含有電荷產(chǎn)生物質(zhì)的電荷產(chǎn)生層、及含有電荷傳送物質(zhì)的電荷傳送層而形成。此時，優(yōu)選在導(dǎo)電性基體和電荷產(chǎn)生層或電荷傳送層之間，設(shè)置底涂層。通過設(shè)置底涂層可獲得以下優(yōu)點(diǎn)覆蓋導(dǎo)電性基體的表面存在的傷口或凹凸，使感光層表面平滑；防止反復(fù)使用時的感光層的帶電性劣化；提高低溫及/或低濕環(huán)境下感光層的帶電特性。
電荷產(chǎn)生層，以通過光照射產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生物質(zhì)為主成分，根據(jù)需要含有公知的粘結(jié)劑樹脂、增塑劑、增感劑等。電荷產(chǎn)生物質(zhì)可使用該領(lǐng)域常用的物質(zhì)，例如包括二萘嵌苯酰亞胺、二萘嵌苯酸酐等二萘嵌苯系顏料，喹吖啶酮、蒽醌等多核醌系顏料，金屬及非金屬酞菁、鹵化非金屬酞菁等酞菁系顏料，Squalilium染料，Azulenium染料，Thiapylirium染料，具有咔唑骨架、strylstylbene骨架、三苯胺骨架、二苯并噻吩骨架、噁二唑骨架、芴酮骨架、bisstylbene骨架、二苯乙烯基噁二唑骨架或二苯乙烯基咔唑骨架的偶氮系顏料等。其中，非金屬酞菁顏料、oxotitanyl酞菁顏料、、含芴環(huán)和/或芴酮環(huán)的雙偶氮系顏料、含芳族胺的雙偶氮系顏料、三偶氮系顏料等，具有較高的電荷產(chǎn)生能力，適于獲得高靈敏度感光層。電荷產(chǎn)生物質(zhì)可單獨(dú)使用一種或同時使用二種以上。電荷產(chǎn)生物質(zhì)的含量沒有特別限定，相對于電荷產(chǎn)生層中的粘結(jié)劑樹脂100重量份，優(yōu)選為5～500重量份，進(jìn)一步優(yōu)選10～200重量份。
電荷產(chǎn)生層用的粘結(jié)劑樹脂也可使用本領(lǐng)域常用的樹脂，例如包括三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂、聚碳酸酯、苯氧基樹脂、聚乙烯基丁縮醛、聚烯丙基化物酯(polyallylate)、聚酰胺、聚酯等。粘結(jié)劑樹脂可單獨(dú)使用一種或可根據(jù)需要同時使用二種以上。
電荷產(chǎn)生層可如下形成將適量的電荷產(chǎn)生物質(zhì)、粘結(jié)劑樹脂、及視需要可添加的增塑劑、增感劑等溶解或分散到可溶解或分散這些成分的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，調(diào)制電荷產(chǎn)生層涂液，并將該電荷產(chǎn)生層涂液涂敷到導(dǎo)電性基體表面，并干燥。這樣獲得的電荷產(chǎn)生層的膜厚沒有特別限定，優(yōu)選0.05～5μm，進(jìn)一步優(yōu)選0.1～2.5μm。
層疊在電荷產(chǎn)生層上的電荷傳送層，以具有接收由電荷產(chǎn)生物質(zhì)產(chǎn)生的電荷并進(jìn)行傳送的能力的電荷傳送物質(zhì)、及電荷傳送層用粘結(jié)劑樹脂為必要成分，根據(jù)需要可含有公知的防氧化劑、增塑劑、增感劑、潤滑劑等。電荷傳送物質(zhì)可使用本領(lǐng)域常用的物質(zhì)，例如諸如聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸酯及其衍生物、嵌二萘-甲醛縮合物及其衍生物、聚乙烯基嵌二萘、聚乙烯基菲、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(對-二乙基氨基苯乙烯基)蒽、1，1-雙(4-二芐基氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯基腙、腙衍生物、三苯基胺化合物、四苯基二胺化合物、三苯基甲烷化合物、stylbene化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉環(huán)的吖嗪化合物等給電子物質(zhì)；諸如芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲醌衍生物、茚并吡啶衍生物、thioquisantone衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、葉枯凈衍生物、四氰基乙烯、四氰基醌二甲烷、Promanyl、chloranyl、苯醌等收電子物質(zhì)等。電荷傳送物質(zhì)可單獨(dú)使用一種或同時使用二種以上。電荷傳送物質(zhì)的含量沒有特別限定，相對于電荷傳送物質(zhì)中的粘結(jié)劑樹脂100重量份，優(yōu)選為10～300重量份、進(jìn)一步優(yōu)選為30～150重量份。
電荷傳送層用的粘結(jié)劑樹脂可使用本領(lǐng)域常用的、且可使電荷傳送物質(zhì)平均分散的樹脂，例如包括聚碳酸酯、聚烯丙基化物酯、聚乙烯基丁縮醛、聚酰胺、聚酯、聚酮、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚乙烯基酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、酚醛樹脂、苯氧基樹脂、聚砜樹脂、它們的共聚樹脂等。其中，考慮到成膜性、獲得的電荷傳送層的耐磨損性、電子特性等，優(yōu)選單體成分含有雙酚Z的聚碳酸酯(以下稱為“雙酚Z型聚碳酸酯”)、雙酚Z型聚碳酸酯和其他聚碳酸酯的混合物等。粘結(jié)劑樹脂可單獨(dú)使用一種或同時使用二種以上。
電荷傳送層優(yōu)選含有電荷傳送物質(zhì)及電荷傳送層用粘結(jié)劑樹脂的同時含有防氧化劑。防氧化劑可使用本領(lǐng)域常用的，例如包括維他命E、氫醌、受阻胺、受阻苯酚、對苯二胺、芳氧基鏈烷及它們的衍生物、有機(jī)硫黃化合物、有機(jī)磷化合物等。防氧化劑可單獨(dú)使用一種或同時使用二種以上。防氧化劑的含量沒有特別限定，可以是構(gòu)成電荷傳送層的成分的總量的0.01～10重量％，優(yōu)選為0.05～5重量％。
電荷傳送層可如下形成將適量的電荷傳送物質(zhì)、粘結(jié)劑樹脂、及視需要可添加的增塑劑、增感劑等溶解或分散到可溶解或分散這些成分的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，調(diào)制電荷傳送層涂液，并將該電荷傳送層涂液涂敷到電荷產(chǎn)生層表面，并干燥。這樣獲得的電荷傳送層的膜厚沒有特別限定，優(yōu)選10～50μm，進(jìn)一步優(yōu)選15～40μm。
此外，也可在一個層中形成存在電荷產(chǎn)生物質(zhì)和電荷傳送物質(zhì)的感光層。此時，電荷產(chǎn)生物質(zhì)及電荷傳送物質(zhì)的種類、含量、粘結(jié)劑樹脂的種類、其他添加劑等也可與分別形成電荷產(chǎn)生層及電荷傳送層時一樣。
在本實(shí)施方式中，使用感光鼓，該感光鼓由如上所述的使用電荷產(chǎn)生物質(zhì)及電荷傳送物質(zhì)的有機(jī)感光層形成，也可用如下感光鼓來替代由使用二氧化硅等的無機(jī)感光層形成的感光鼓。
帶電裝置1是圖1及圖2所示的帶電裝置1。帶電裝置1面向感光鼓19，沿感光鼓19的長度方向配置。曝光單元63，根據(jù)各色圖像信息將通過帶電裝置1以均勻電位帶電的感光鼓19的表面曝光，并在其表面上形成靜電潛影。
顯影裝置20含有顯影槽17和色粉箱18。顯影槽17面向感光鼓19的表面進(jìn)行配置，向形成于感光鼓19的表面上的靜電潛影提供色粉并顯影，形成作為可視圖像的色粉圖像。在顯影槽17的內(nèi)部，在顯影槽的開口部中面向感光鼓19的位置上可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動地設(shè)有顯影輥。顯影輥是用于向感光鼓19上的靜電潛影提供色粉的輥狀部件。并且與顯影輥一起還設(shè)有供給輥及攪拌輥。供給輥是面向顯影輥可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動地設(shè)置的輥狀部件，向顯影輥的周邊提供色粉。攪拌輥是面向供給輥可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動地設(shè)置的輥狀部件，將從色粉箱18新提供到顯影槽17內(nèi)的色粉傳送到供給輥周邊。色粉箱18，被設(shè)置為使設(shè)在其豎直方向下部的色粉補(bǔ)給口(未圖示)和設(shè)在顯影槽17的豎直方向上部的色粉接收口(未圖示)連通，根據(jù)顯影槽17的色粉消耗情況而補(bǔ)給色粉。
這里使用的色粉可使用本領(lǐng)域常用的色粉。例如可使用包括粘接樹脂、著色劑、電荷控制劑、脫模劑等的色粉。
粘接樹脂可使用本領(lǐng)域常用的，例如包括苯乙烯系共聚物、聚氯乙烯、酚醛樹脂、天然改性的酚醛樹脂、天然改性的馬來樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚乙酸乙烯酯、硅樹脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺樹脂、呋喃樹脂、環(huán)氧樹脂、二甲苯樹脂、聚乙烯基丁縮醛、萜烯樹脂、香豆酮-茚樹脂、石油樹脂等。
著色劑可使用本領(lǐng)域常用的，例如包括黃色色粉用著色劑、品紅色色粉用著色劑、青色色粉用著色劑、黑色色粉用著色劑等。黃色色粉用著色劑例如包括根據(jù)《染料索引》分類的C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃5、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃17等偶氮顏料；黃色氧化鐵、黃土等無機(jī)顏料；C.I.酸性黃1等硝基染料；C.I.溶劑黃2、C.I.溶劑黃6、C.I.溶劑黃14、C.I.溶劑黃15、C.I.溶劑黃19、C.I.溶劑黃21等油溶性染料等。品紅色色粉用著色劑例如包括根據(jù)《染料索引》分類的C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅57、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅122、C.I.溶劑紅19、C.I.溶劑紅49、C.I.溶劑紅52、C.I.堿性紅10、C.I.分散紅15等。青色色粉用著色劑例如包括根據(jù)《染料索引》分類的C.I.顏料藍(lán)15、C.I.顏料藍(lán)16、C.I.溶劑藍(lán)55、C.I.溶劑藍(lán)70、C.I.直接藍(lán)25、C.I.直接藍(lán)86等。黑色色粉用著色劑例如包括槽法炭黑、輥筒炭黑、盤黑、天然氣爐黑、油爐黑、熱炭黑、乙炔黑等炭黑。從這些炭黑中，根據(jù)要獲得的色粉的設(shè)計(jì)特性適當(dāng)選擇合適的炭黑即可。
著色劑可單獨(dú)使用一種也可同時使用二種以上。并且，可使用二種以上同色系的，也可分別使用一種或二種以上異色系的。
著色劑的用量沒有特別限定，相對于粘接樹脂100重量份，優(yōu)選為5～20重量份。通過在該范圍下使用著色劑，不會損壞色粉的各種物理特性，可形成具有高圖像濃度、畫質(zhì)良好的圖像。
電荷控制劑可使用本領(lǐng)域常用的正電荷控制用及負(fù)電荷控制用控制劑。正電荷控制用的電荷控制劑例如包括堿性染料、季銨、aminopyrine、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料等。負(fù)電荷控制用的電荷控制劑例如包括油溶黑、Spiron black等溶劑染料，含金屬的偶氮化合物，環(huán)烷酸金屬鹽，水楊酸金屬鹽，脂肪酸皂，樹脂酸皂等。電荷控制劑可單獨(dú)使用一種也可根據(jù)需要同時使用二種以上。電荷控制劑的使用量沒有特別限定，可在較大范圍內(nèi)選擇，但優(yōu)選相對于粘接樹脂100重量份為0.5～3重量份。
脫模劑可使用本領(lǐng)域常用的，例如包括石蠟及其衍生物、微晶蠟及其衍生物等石油蠟，費(fèi)-托蠟及其衍生物、聚烯烴蠟及其衍生物、低分子量聚丙烯蠟及其衍生物、低分子量聚乙烯蠟及其衍生物等烴合成蠟，巴西棕櫚蠟及其衍生物、米糠蠟及其衍生物、小燭樹蠟及其衍生物、濁蠟(haze wax)等植物系蠟，蜜蠟、鯨蠟等動物系蠟，脂肪酸酰胺、酚類脂肪酸酯等油脂系合成蠟，長鏈羧酸及其衍生物，長鏈醇及其衍生物等。此外，衍生物包括氧化物，乙烯基單體和蠟的嵌段共聚物，以及接枝改性物等。蠟的使用量沒有特別限定，可在較大范圍內(nèi)適當(dāng)選擇，但優(yōu)選相對于粘接樹脂100重量份為0.2～20重量份。
進(jìn)一步，添加劑也可包括流動性改進(jìn)劑。流動性改進(jìn)劑，例如通過附著到色粉表面上來發(fā)揮作用。流動性改進(jìn)劑可使用本領(lǐng)域常用的，例如二氧化硅、氧化鈦、碳化硅、氧化鋁等。流動性改進(jìn)劑例如也可以是通過具有三甲基硅烷基的聚硅氧烷等對其表面進(jìn)行疏水化處理的改進(jìn)劑。疏水化處理例如優(yōu)選實(shí)施到二氧化硅。被疏水化處理的流動性改進(jìn)劑、特別是疏水化處理的二氧化硅，一般附著到帶電裝置的電極等柵，使感光鼓帶電能力下降，產(chǎn)生帶電不良。但是如果使用本發(fā)明的帶電裝置1，即使用含有被疏水化處理的二氧化硅進(jìn)行圖像形成，也不會發(fā)生帶電不良及圖像不良。流動性改進(jìn)劑可單獨(dú)使用一種或使用二種以上。流動性改進(jìn)劑的使用量沒有特別限定，優(yōu)選相對于100重量份的色粉粒子為0.1～3.0重量份。
在通過轉(zhuǎn)印單元65將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)后，清潔單元64去除感光鼓19表面上殘留的色粉，清潔感光鼓19的表面。清潔單元64例如可使用清潔板等板狀部件。此外，在本發(fā)明的圖像形成裝置中，感光鼓19主要使用有機(jī)感光鼓，有機(jī)感光鼓的表面以樹脂成分為主體，因此在帶電裝置的電暈放電所產(chǎn)生的臭氧的化學(xué)作用下，表面易于劣化。但劣化的表面部分通過清潔單元64的磨擦作用，緩慢地、但切實(shí)地被去除。因此臭氧等引起的表面劣化問題可得到實(shí)際性解決，可長期穩(wěn)定地維持帶電動作的帶電電位。
轉(zhuǎn)印單元65被配置在感光鼓19的上方，包括轉(zhuǎn)印帶72、轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73、轉(zhuǎn)印帶從動輥74、轉(zhuǎn)印輥71(b，c，m，y)、及轉(zhuǎn)印帶清潔單元75。轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73、轉(zhuǎn)印帶從動輥74、及轉(zhuǎn)印輥71張架轉(zhuǎn)印帶72，通過轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使轉(zhuǎn)印帶72向箭頭B方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
向箭頭B方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的轉(zhuǎn)印帶72是中間轉(zhuǎn)印帶，被設(shè)置為與各感光鼓19接觸。轉(zhuǎn)印帶72與感光鼓19接觸的同時通過感光鼓19時，從隔著轉(zhuǎn)印帶72與感光鼓19相對配置的轉(zhuǎn)印輥71施加與感光鼓19表面的色粉帶電極性相反的轉(zhuǎn)印偏壓，感光鼓19的表面上形成的色粉圖像被轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶72上。在全彩圖像的情況下，各感光鼓19上形成的各色色粉圖像依次重疊轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶72上并轉(zhuǎn)印，從而形成為全彩色。
轉(zhuǎn)印帶清潔單元75被設(shè)置為與轉(zhuǎn)印帶從動輥74相對，與轉(zhuǎn)印帶從動輥74上架設(shè)的轉(zhuǎn)印帶72的外周面接觸。通過與感光鼓19的接觸而附著到轉(zhuǎn)印帶72上的色粉成為污染記錄介質(zhì)背面的原因，因此轉(zhuǎn)印帶清潔單元75去除并回收轉(zhuǎn)印帶72表面的色粉。
記錄了色粉圖像的記錄介質(zhì)、例如記錄紙張被存放在自動送紙盤67中。在本實(shí)施方式的圖像形成裝置61中，自動送紙盤67被設(shè)置在裝置下部。存放在自動送紙盤67中的記錄紙張通過拾取輥78一張張從自動送紙盤67中取出，并被傳送到紙張傳送路徑S。傳送到紙張傳送路徑S的記錄紙張由在紙張傳送路徑S的各處設(shè)置的多個傳送輥81傳送，與在轉(zhuǎn)印單元65中轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶72上的圖像的形成位置同步，傳送到轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73及記錄紙張轉(zhuǎn)印輥79之間的夾持部，該記錄紙張轉(zhuǎn)印輥79被設(shè)置為與轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73相對并擠壓轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73。對通過上述夾持部的記錄紙張從記錄紙張轉(zhuǎn)印輥79施加轉(zhuǎn)印偏壓，從而使色粉圖像從轉(zhuǎn)印帶72轉(zhuǎn)印到記錄紙張上。此外，記錄紙張不限于從自動送紙盤67傳送，也可以從手動送紙盤68經(jīng)過另一個紙張傳送路徑S來傳送。
定影單元66被設(shè)置在比轉(zhuǎn)印單元65靠近記錄紙張傳送方向下游一側(cè)，包括加熱輥76及加壓輥77；檢測加熱輥76的加熱源、加熱輥76的溫度的傳感器、及控制加熱源的動作以使加熱輥76達(dá)到預(yù)定溫度的控制部等。加熱輥76和加壓輥77在互相擠壓的狀態(tài)下可夾持傳送記錄紙張。定影單元66，在記錄紙張通過加熱輥76和加壓輥77形成的夾持部時，對色粉圖像進(jìn)行加熱及加壓并定影到記錄紙張上，使之成為牢固的記錄圖像。
由定影單元66定影了色粉圖像的記錄紙張，由設(shè)于定影單元66輸出側(cè)的排紙輥80和傳送輥81排出到排紙部69。
以下對圖像形成裝置61中的圖像形成動作進(jìn)行說明。在圖像形成部中，通過帶電裝置1使感光鼓19表面以均勻電位帶電，在曝光單元63中根據(jù)圖像信息進(jìn)行曝光并形成靜電潛影，通過顯影裝置20將靜電潛影顯影并形成色粉圖像。將各感光鼓19的表面上形成的各色色粉圖像依次重疊轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶72上成為全彩圖像。
轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶72上的色粉圖像被轉(zhuǎn)印到記錄紙張上，該記錄紙張由拾取輥78從自動送紙盤67拾取，并在紙張傳送路徑S中被傳送，被傳送至轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥73和記錄紙張轉(zhuǎn)印輥79的夾持部。轉(zhuǎn)印了色粉圖像的記錄紙張被傳送到定影單元66，在定影單元66中進(jìn)行定影處理，成為牢固的記錄圖像，并被排出到排紙部69，結(jié)束一系列的圖像形成動作。
圖像形成裝置61中具有帶電裝置1。從而可防止感光鼓19的帶電不良，可長期形成高畫質(zhì)的圖像。
實(shí)施例以下列舉實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
(實(shí)施例1)對由不銹鋼(SUS304)構(gòu)成的金屬板(尺寸20mm×310mm×厚0.1mm)進(jìn)行掩模處理及蝕刻處理，制造針狀電極基材。通過在液溫90℃下將30重量％的氯化鐵水溶液噴霧到不銹鋼的金屬板上兩個小時來進(jìn)行蝕刻。蝕刻后，將針狀電極基材從蝕刻液中取出，進(jìn)行水洗及純水的清洗，制造成針狀電極基材。
在上述獲得的針狀電極基材的表面上通過電鍍形成厚0.5μm的鍍鎳層。接著將形成了該鍍鎳層的針狀電極基材在含鎢的鎳的鍍液(液溫90℃)中浸漬60分鐘，制造出表面上形成厚3μm的含鎢的鎳鍍層的針狀電極。含鎢的鎳鍍層含有94重量％鎳、5重量％鎢、及1重量％硼。電鍍結(jié)束后，將針狀電極從鍍浴中取出，進(jìn)行水洗及純水的清洗并干燥。用電子顯微鏡觀察鍍層的表面，可確認(rèn)其是非常光滑的表面。
將該針狀電極(鋸齒電極)與市場銷售的圖像形成裝置(商品名AR625，日本夏普公司制造)中的帶電裝置的針狀電極交換，制造本發(fā)明的帶電裝置及圖像形成裝置。使用該針狀電極、帶電裝置及圖像形成裝置進(jìn)行以下試驗(yàn)。
(放電試驗(yàn))作為苛刻條件下的試驗(yàn)，在低濕條件(10％以下)下進(jìn)行不通過紙張的陳化測試。AR625為70頁機(jī)器，因此71小時相當(dāng)于復(fù)印頁數(shù)(300K壽命)。該測試中感光鼓表面的帶電電位在初期設(shè)定為-630V。
(氧化氮及銹的檢測)銹、氧化氮的檢測通過顯微鏡觀察放電后的針狀電極來進(jìn)行。
其結(jié)果是，相對于在不銹鋼材料的針狀電極中發(fā)現(xiàn)銹等的析出，在本發(fā)明的實(shí)施了鍍覆的針狀電極中沒有發(fā)現(xiàn)銹等的析出。
此外，在實(shí)際的復(fù)印測試中，在印刷了300000頁后，在不清潔不銹鋼材料的針狀電極時，在半色調(diào)圖像中發(fā)現(xiàn)白條、黑條，與此相對，在本發(fā)明的實(shí)施了鍍覆的針狀電極中半色調(diào)畫質(zhì)平均，未產(chǎn)生不均。
(異物附著測試)在容積約1m3的加速測試用的腔室內(nèi)將疏水性二氧化硅加熱到120℃以上，使腔室內(nèi)為染污狀態(tài)，將本發(fā)明的帶電裝置放入其中，進(jìn)行二小時連續(xù)放電，在針狀電極(鋸齒電極)前端強(qiáng)制附著異物，使之為帶電不良狀態(tài)。之后將本發(fā)明的帶電裝置從腔室中取出，用帶電裝置具有的清潔器進(jìn)行擦拭清潔，從針狀電極的前端去除異物，從而使帶電裝置恢復(fù)良好的帶電特性。將該帶電裝置組裝到市場銷售的圖像形成裝置(商品名AR625，夏普公司制造)進(jìn)行圖像形成時，可獲得沒有帶電不均的良好畫質(zhì)的圖像。
替代含鎢的鎳鍍層將形成鍍金層的針狀電極(鋸齒電極)安裝到帶電裝置上，和上述一樣強(qiáng)制附著異物(疏水性二氧化硅)后，即使進(jìn)行清潔也無法恢復(fù)帶電特性，形成了有帶電不均的圖像。
因此，通過作為含鎢的鎳的鍍覆特征的、表面的光滑度，空氣中的塵埃等附著物和不銹鋼材料的針狀電極相比較少，并且清掃時可簡單去除。與之相對，在鍍鎳層中由于無法充分清掃污染，因此清掃后半色調(diào)畫質(zhì)沒有恢復(fù)平均。
并且，比含鎢的鎳的鍍覆廉價的含聚四氟乙烯粉末的非電解鍍鎳，比含鎢的鎳的鍍覆的耐熱溫度低，但通過適當(dāng)選擇鍍覆條件，例如進(jìn)行厚10μm的鍍覆，可獲得光滑的鍍層表面，可確保清潔性能。
本發(fā)明在不脫離其主旨和主要特征的條件下可用其他各種方式實(shí)施。因此上述實(shí)施方式從各方面而言僅是單純的示例，本發(fā)明的范圍如權(quán)利要求范圍所示，不受說明書正文的任何約束。進(jìn)一步，屬于權(quán)利要求范圍內(nèi)的變形、變更均屬本發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶電裝置(1)，其特征在于，包括電極(2)，其具有多個前端尖銳狀的突起部(10)，向感光鼓(19)的表面施加電壓使該表面帶電；和板狀柵格(8)，其被設(shè)置在電極(2)和感光鼓(19)之間，控制感光鼓(19)表面的帶電電位，在電極(2)的至少一個面上形成含鎢的鎳層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置(1)，其特征在于，含鎢的鎳層通過非電解鍍覆法形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置(1)，其特征在于，含鎢的鎳層的厚度為0.3μm以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置(1)，其特征在于，在電極(2)和含鎢的鎳層之間進(jìn)一步形成鎳層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電裝置(1)，其特征在于，含鎢的鎳層在含有鎢的同時還含有磷。
6.一種圖像形成裝置(61)，其特征在于，包括感光鼓(19)，在其表面形成靜電荷圖像；用于使感光鼓(19)的表面帶電的權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的帶電裝置(1)；曝光單元(63)，向帶電的感光鼓(19)表面照射基于圖像信息的信號光，形成靜電荷圖像；顯影裝置(20)，對感光鼓(19)的表面上形成的靜電荷圖像進(jìn)行顯影，并形成色粉圖像；轉(zhuǎn)印單元(65)，將色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料上；和定影單元(66)，使轉(zhuǎn)印到記錄材料上的色粉圖像定影。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像形成裝置(61)，其特征在于，還包括清潔單元(64)，對通過轉(zhuǎn)印單元(65)在記錄介質(zhì)上轉(zhuǎn)印了色粉圖像后的感光鼓(19)表面進(jìn)行清潔，顯影裝置(20)及/或清潔單元(64)被配置在帶電裝置(1)的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像形成裝置(61)，其特征在于，色粉圖像由含有疏水性二氧化硅作為添加劑的色粉形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶電裝置，其具有較高的耐久性，不會生銹，并且即使附著色粉等污染物時，也基本不會損壞其帶電電位的控制性，可長期地將感光鼓的帶電電位穩(wěn)定控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并且價格低廉。其中，帶電裝置(1)包括針狀電極(2)、保持部件(3)、二個清掃部件(4a、4b)、支撐部件(5)、移動用部件(6)、防護(hù)箱(7)、和板狀柵格(8)。在針狀電極(2)的表面形成含鎢的鎳層。
文檔編號G03G15/00GK1983054SQ200610162550
公開日2007年6月20日 申請日期2006年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者井野利昭 申請人:夏普株式會社