JP3693806B2

JP3693806B2 - 帯電装置及びそれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP3693806B2
Application number: JP02704498A
Authority: JP
Inventors: 公二神谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: JPH11223978A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる帯電装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カールソンプロセスに代表される電子写真方式の画像形成装置では、感光体表面を一様に帯電させるために、非接触帯電方式であるコロナ放電方式が多く用いられている。この非接触コロナ放電方式は、コロナワイヤと呼ばれる太さが３０〜１００μｍ程度のタングステンワイヤに高電圧を印加して放電を行うものである。このコロナ放電方式では、コロナワイヤ周辺の空気がイオン化され、オゾンなどの好ましくないガスが発生されることが知られている。このオゾンなどは高濃度になると人体に有害であるばかりでなく、感光体の特性やその構成部品などに対しても悪影響を与える。
【０００３】
近年は、この感光体として、画質向上の目的からマイナス帯電用の有機感光体（ＯＰＣ）の使用が増加してきている。有機感光体を用いたコロナ放電方式では、オゾンの発生量はさらに増大する。一方、機外へ排出されるオゾン濃度の安全規格は、内外国において厳しく規制されてきている。このような状況下で、非接触コロナ放電方式でのオゾン発生量の低減には限界がある。
【０００４】
非接触コロナ放電方式に対して、感光体表面に帯電部材、例えば帯電ローラ、帯電ブレード、帯電ブラシなどを接触させて帯電処理を行う接触帯電方式が知られている。この接触帯電方式では、帯電部材に印加される電圧が１〜２ＫＶ程度と小さく、また、オゾン発生量が少なくできるという利点がある。とくに、帯電ブレードや帯電ブラシを用いた場合に比較して、帯電ローラを用いた場合には、感光体に対する接触状態が安定しオゾンの発生量が低減される。これを、非接触コロナ放電方式におけるオゾンの発生量と比較すると、１／１００以下に抑えることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この帯電ローラ方式の画像形成装置を用いても０．０１ppm程度のオゾンの発生は避けられず、さらなる改良が望まれる。
【０００６】
また、一般的な画像形成装置では、帯電ローラによる帯電処理は、クリーニング手段によるクリーニング工程の直後に配置されている。それ故、このクリーニング手段をすり抜けるトナーがある場合、このすり抜けてきたトナーに曝されて帯電ローラの表面がそのトナーによって汚染されてしまうことが多い。
【０００７】
また、画像形成装置では、装置が作動されていない状態や待機時には、感光体ドラムの回転は停止されている。この停止状態で、感光体ドラムの表面と帯電ローラの表面とは長時間接触されることになる。弾性層してのゴム等の弾性素材は一般に粘着性を有しているものが多く、ローラ表面とドラム表面とが長時間接触していると、感光体が弾性素材に貼り付いてしまうことがある。このような画像形成装置では、記録紙などに転写された画像に白スジなどの画像欠陥が認められることがある。この白スジは、全面がオレンジ色などのハーフトーン原稿の複写をした場合に敏感に反映される。
【０００８】
例えば、均一なオレンジ色のハーフトーンは、図９（ａ）に示すように、通常、記録紙１上にハーフトーン画像１ａとして均一に複写される。しかしながら、感光体と帯電ローラとの間で貼り付きが起きると、図９（ｂ）に示すように、記録紙１の横幅全体に亘って白スジ２が発生する。この白スジ２ピッチＰは３１．４ｍｍであり、このピッチＰは感光体ドラムの外周に相当する。この白スジ２は、画像形成装置の型式によっては、反転して、黒スジとなる場合がある。
【０００９】
この白スジを起こす他の原因は、帯電部材を構成する表面層や下地弾性層中に含まれる低分子量成分、軟化剤などのオイル分などが表面層を透過し表面に滲み出ることによるとも考えられている。この表面に滲み出た滲出物は、感光体と長時間接触して、その接触部位の感光体の性能を変化させることが考えられる。また、このような滲出物は、帯電ローラへのトナーの汚染を助長する。
【００１０】
このような状況下で、画像形成装置は、種々の部材構成を改良することによりこれらの課題点を解決する試みがなされている。
【００１１】
例えば、弾性層の表面離型性を改良するために、フッ素樹脂などのコーティング被膜が用いられている。また、表面層としてのポリアミド樹脂層は、下地となる弾性層に対するバリヤー性が高く、かつ、感光体ドラムへの物質の移行が少ない材料として多く用いられている。
【００１２】
また、特開平８−６９１２０号公報によれば、感光体の表面をフッ素原子含有化合物によって表面処理された導電性粒子と結着樹脂を含有させることにより、画像ムラなどの画像欠陥を改良している。
【００１３】
さらに、帯電部材の汚染を改良する目的で、トナーに金属酸化物などの外添剤を用いる例が例えば特開平８−６３５９号公報に開示されている。
【００１４】
また、特開平７−７２７１０号公報によれば、表面平滑性に優れた帯電ローラを得るために水系の高分子化合物を含む機能層を設けることが開示されている。また、この公報には、芯金の周囲に中抵抗弾性材料を被覆して、その表面に抵抗体層を被覆したソリッドタイプの帯電ローラが開示され、その抵抗体層は、カーボンブラックや金属酸化物（ＴｉＯ２，ＳｎＯ２など）などの導電性微粉体を分散した塗料を塗工して形成されている。
【００１５】
さらに、特開平７−２４８６６６号公報によれば、弾性層として半導電性のポリウレタンを用い、表面層として熱可塑性樹脂とイソシアネート樹脂とを混合した表面層を用い、高湿度環境下で熟成することによりオゾン発生量の少なく、かつ、汚染の少ない帯電ローラが開示されている。
【００１６】
本発明は、このような実情を背景としてなされたもので、オゾンの発生の少ない帯電装置を提供することを第１の目的とする。そして、本発明の別の目的は、感光体への貼り付き及びトナー汚染がない帯電装置を提供することである。そして本発明の他の目的は、この帯電装置を用い、オゾンの消臭ができ、かつ、白スジなどの画像欠陥のない画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、帯電部材と被帯電体とが接触可能に配置され、前記帯電部材と前記被帯電体との間に帯電用の電圧を印加して放電を伴って前記被帯電体を帯電させる帯電装置において、前記帯電部材は、結晶構造がアナターゼ型である光触媒作用を有する酸化チタンを含有する表層部を有することを特徴とする帯電装置である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記表層部は表面に露出した層であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置である。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記表層部は、表面側に紫外光を透過可能な表面層を有することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置である。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、前記表層部は弾性を有する弾性体層の表面に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電装置である。
【００２１】
請求項５の発明は、前記酸化チタンには、アナターゼ型酸化チタンに加えて結晶構造がルチル型である酸化チタンが９５重量％以下の範囲で含まれていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の帯電装置である。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、前記帯電部材は、円筒型のローラ形状であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の帯電装置である。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、前記帯電部材に向けて紫外線を照射させる紫外線照射手段を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の帯電装置である。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の帯電装置を搭載した画像形成装置である。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、感光体と、該感光体を被帯電体として該被帯電体を帯電させる帯電装置と、前記感光体に画像形成光を露光させる露光手段と、を備えた画像形成装置において、前記帯電装置は請求項７に記載の帯電装置であり、前記露光手段と干渉しない位置に前記帯電部材に向けて紫外線を照射させる紫外線照射手段を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
【作用】
請求項１に記載の帯電装置によれば、帯電部材の表層部には結晶構造がアナターゼ型である光触媒作用を有する酸化チタンが含有されている。この帯電部材と被帯電体との間には帯電用の電圧が印加されることにより放電を伴って感光体が帯電される。このとき、帯電に伴い少量のオゾンが発生するが、このオゾンは帯電に伴い発生する紫外光とアナターゼ型の光触媒作用を有する酸化チタンとの光触媒作用により分解される。これにより、オゾンの発生の少ない帯電部材が提供される。
【００２８】
請求項２に記載の帯電装置によれば、アナターゼ型酸化チタンが含有されている層は表面側に露出されているのでアナターゼ型酸化チタンの光触媒作用が効率的に進行される。これにより、請求項１の作用効果に加え、白スジの発生も抑制される。
【００２９】
請求項３に記載の帯電装置によれば、放電により発生した紫外光は表面側に設けられた表面層を透過して、アナターゼ型酸化チタンが含有される表層部にその紫外光が到達される。これにより、アナターゼ型酸化チタンの光触媒作用が進行される。また、この表面層を設けることにより、例えば表面層の離型性を向上させるなどの帯電部材の高機能化や表層部の保護を行うことができる。
【００３０】
請求項４に記載の帯電装置によれば、表層部は弾性を有する弾性体層の表面に形成されるので、帯電部材と被帯電体との接触が良好となり、良好な帯電を維持することができる。
【００３１】
請求項５に記載の帯電装置によれば、アナターゼ型酸化チタンに加えてルチル型酸化チタンが混合されて使用されている。このルチル型酸化チタンは単独ではオゾンの分解効果は確認できないが、アナターゼ型酸化チタンと混合されて使用される場合には、オゾンの分解促進効果が確認される。また、このルチル型酸化チタンは分散性が良好であるので、アナターゼ型の酸化チタンと混合されて用いられることにより、酸化チタンの分散性が改良される。
【００３２】
請求項６に記載の帯電装置によれば、帯電部材は円筒型のローラ形状であるので、感光体などの被帯電体に対する接触状態が安定しオゾンの発生量が低減される。
【００３４】
請求項７に記載の帯電装置によれば、紫外線照射手段から帯電部材に向けて紫外線が照射される。このように、紫外線を積極的に照射させることにより、この紫外光とアナターゼ型の酸化チタンとの光触媒作用により帯電部材に付着したトナー汚染物質などが分解され、これにより、トナーによる汚染が改善でき、セルフクリーング効果が得られる。
【００３５】
請求項８に記載の画像形成装置によれば、請求項１〜７のいずれかに記載の帯電装置が搭載された画像形成装置が提供される。この画像形成装置は、各請求項に記載の効果を奏することができる。
【００３６】
請求項９に記載の画像形成装置によれば、帯電部材に向けて紫外線を照射する紫外線照射手段の配置が、露光手段と干渉しない位置に限定されている。このように、露光手段と干渉しない配置に紫外線照射手段を配置すれば、画像形成光により正確な画像形成が可能であり、かつ、オゾンの消臭ができる画像形成装置が提供される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
図１は、一般的な接触帯電方式による画像形成装置１０の主要構成の一例を示す説明図である。図１において、符号１１は感光体としての感光体ドラムを示し、これに静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１は、図示を略す軸受け部材により軸支され、矢印Ａで示す回転方向に回転可能とされている。この感光体ドラム１１の図面上方には、この感光体ドラム１１と接触されて回転する帯電部材としての帯電ローラ１２が配置されている。この帯電ローラ１２には、図２に示すように、帯電ローラ１２に直流または交流電圧を印加するための電源１３が配置されている。
【００３９】
また、この感光体ドラム１１の周囲には矢印Ａで示す回転方向に沿って、順次、レーザ光あるいは原稿の反射光などの画像形成光１４ａを照射する露光手段１４と、静電潜像にトナーを付着させる現像手段２５と、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルトや記録紙などへ転写させて分離する転写分離手段１６と、残留されている電荷を取り除く除電手段１７と、感光体ドラム１表面の残留トナーの除去および回収を行うクリーニング手段１８とが配置されている。なお、図１では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは省略してある。また、除電手段１７の配置はクリーニング手段１７の下流側であったり、また、簡易な画像形成装置ではこの除電手段１７は省略されていることがある。
【００４０】
この画像形成装置１０における基本的な作像動作について説明する。図示を略す駆動系により感光体ドラム１１は矢印Ａ方向に回転する。この感光体ドラム１２の回転に従動されて帯電ローラ１２が回転される。帯電ローラ１２に対して、例えば直流電圧を電源１３から給電することによって、この帯電ローラ１２に接触された感光体ドラム１１の表面１１ａは、一様に高電位に帯電される。その直後、その表面１１ａに向かって、露光手段１４から画像形成光１４ａが照射される。この照射された部分の電位が低下する。画像形成光１４ａは、画像の光量分布であるため、画像形成光１４ａの照射によって感光体ドラム１１の表面１１ａに記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が現像手段１５を通過すると、その電位の高低に応じてトナー（現像剤）が付着され、静電潜像を可視像化したトナー像が形成される。この形成されたトナー像は、転写分離手段１６により記録紙や中間転写ベルトなどへ転写され、感光体ドラム１１から分離される。この転写された記録紙は定着ユニット（図示せず）によって熱と圧力により定着された画像が形成される。また、転写終了後の感光体ドラム１１の表面は、除電手段１７により残留電荷が消去され、クリーニング手段１８によりクリーニング処理され、次回の作像処理に備えるために再び帯電ローラ１２による帯電が行われる。
【００４１】
ここで、この帯電ローラ１２としては、図３に示す構成のものが一般によく用いられている。図３において、符号１２１は通電性の芯金を示し、その芯金１２１の周囲には弾性層１２２が被覆されている。この弾性層１２２は、被帯電体としての感光体ドラム１１と帯電ローラ１２との接触を確実にするためのものである。通常、この弾性層１２２の材料としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴム材料が用いられるが、これに限定されない。この弾性層１２２の表面離型性や物質移行性を改良するために、フッ素樹脂やポリアミド樹脂などのコーティング被膜がこの弾性層１２２の上に表面層１２３として設けられている。
【００４２】
この実施の形態では、結晶構造がアナターゼ型である酸化チタンを表層部に含有する帯電ローラ１２が用いられている。ここで表層部とは、図４に示すように、表面に露出した層はもとより、図５に示すように表面付近にある層を包含する。
【００４３】
図４に示す帯電ローラ１２では、本発明のアナターゼ型酸化チタンを含有する酸化チタン含有層１２４は、この弾性層１２２の表面に最外層として被覆されている。また、図５に示す帯電ローラ１２では、アナターゼ型酸化チタンを含有する酸化チタン含有層１２４の表面には、さらに表面層１２３が被覆されている。
【００４４】
一般に酸化チタン（二酸化チタン）は、白色顔料中最大の隠蔽力を有し、各種の塗料に含有されている。この酸化チタンには、その結晶構造によりアナターゼ型の酸化チタンとルチル型の酸化チタンが主なものとして挙げることができる。ここで、アナターゼ型の酸化チタンは、古くから知られていたが、塗料等に配合するとチョーキングを起こし、塗装面が白墨状となる欠点があるとされている。一方、ルチル型の酸化チタンは、塗料としてのこの欠点を改良したものであり、価格も廉価であるので現在広く利用されている。このルチル型の酸化チタンは誘電率が著しく大きい特徴を有する。
【００４５】
この発明では、アナターゼ（Anatase）型の酸化チタンが必須成分として用いられる。ルチル型酸化チタンはアナターゼ型酸化チタンに含有されていてもよいが、ルチル型酸化チタンは単独ではこの発明の効果を奏しない。また、以下の実施例で明らかなように、アナターゼ型の酸化チタンであれば、そのメーカは問わない。
【００４６】
また、この発明において、このアナターゼ型の酸化チタンは、帯電に伴う紫外光と共に光触媒作用として作用される。それ故この発明では、この酸化チタンは、紫外光が到達される表層部に含まれることが必須となる。
【００４７】
また、このアナターゼ型酸化チタンには、ルチル型酸化チタンが混合されて使用されていてもよい。このルチル型酸化チタンは単独ではオゾンの分解効果は確認できないが、アナターゼ型酸化チタンと混合されて使用される場合には、オゾンの分解促進効果が確認される。また、このルチル型酸化チタンは分散性が良好であるので、アナターゼ型の酸化チタンと混合されて用いられることにより、酸化チタンの分散性が改良される。このようなルチル型酸化チタンの混合割合は、特には限定されないが、通常９５重量％以下の量で含有される。
【００４８】
この発明において、表層部に含まれる酸化チタンの含有率は限定されない。この酸化チタンは、触媒として作用されるので、微量でも効果を発揮する。例えば、各種樹脂、塗料等に混ぜてこの酸化チタンを含有する層を形成する場合、アナターゼ型酸化チタンはこれらの結着剤としての樹脂、塗料成分中、０．０１重量％程度の含有率であれば、効果を認めることができる。
【００４９】
一方、この場合、酸化チタンの含有率が多すぎると、表面層としての形態保持性や塗膜性能が低下するので、一般的には酸化チタン含有量の上限は９０重量％程度とされる。ここで、表面層としての機能の付与には通常、５μｍ〜２０μｍ程度の厚さの層が付与されている。
【００５０】
しかしながら、例えば、酸化チタンの粉体を直接溶射したり、また、酸化チタンのゾルを塗布したり浸漬により付与後に乾燥を行えば、実質的に結着剤などのバインダーなしの酸化チタン薄膜を形成することができる。この薄膜に対してさらに図５に示すように表面層１２３を付与してこの酸化チタン含有層１２４を保護すれば、実用的な耐久性を有する帯電部材を得ることもできる。この場合、この酸化チタン含有層１２４には、アナターゼ型の酸化チタンが十分に含有されることになるので、結着剤を含有させた場合に比較して更に薄く構成できる。また、この表面層１２３を設けることにより、酸化チタン含有層１２４の保護に加え、例えば帯電部材の表面の離型性を向上させるなどの機能の付与を行うことができる。
【００５１】
このような結着剤または表面層を形成するための樹脂としては、各種樹脂、塗料素材を挙げることができる。例えばウレタンエラストマー、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂などが例示される。帯電用部材の表面層として好適な他の樹脂、またはそれらの混合物を用いてもよい。また、これらの結着剤または表面層中には、導電性を調整・改良したりその他の特性を改良するための他の添加剤が併用されていてもよい。
【００５２】
この帯電部材としての帯電ローラ１２は、一般に半導電性（１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ）であるのがよい。このため、この発明の帯電ローラ１２も、弾性層１２２や表面層１２３に用いる材料、例えば樹脂やゴム等の弾性素材を選択したり、また、それらに含まれる各種添加剤を選択することにより半導電性に調整されている。これらの調整方法は公知であるので詳細な説明は省略する。
【００５３】
本発明の帯電部材では、被帯電体との間には帯電用の電圧が印加されることにより放電を伴って感光体が帯電される。このとき、帯電に伴い少量のオゾンが発生するが、このオゾンは帯電に伴い発生する紫外光とアナターゼ型の酸化チタンとの光触媒作用により分解される。これにより、オゾンの発生の少ない帯電部材が提供される。
【００５４】
なお、帯電部材としては、帯電ブレードや帯電ブラシなどの形状でもよいが、この実施の形態のように、導電性の芯金１２１とその上に被覆された弾性層１２２を含む円筒型のローラ形状であるのがよい。このように構成すると、感光体ドラム１１などの被帯電体に対する接触状態が安定してオゾンの発生量が一層低減される。
【００５５】
また、この光触媒作用は同様に、有機低分子物質を分解させることができる。これにより、白スジの発生や帯電部材へのトナー汚染を起こす原因物質（トナー汚染物質）が存在する場合、これらの有機低分子物質も同様に分解される。
【００５６】
放電により発生する紫外光のみならず、積極的に紫外光を帯電部材の表面に照射することにより、このような有機低分子物質を効率的に分解させることができる。このため、例えば、図６に示すように、図１の画像形成装置１０の構成に加えて、帯電部材に向けて紫外光１９ａを照射するために、紫外線光源などの紫外線照射手段１９を設けた画像形成装置１０´としてもよい。
【００５７】
この図６において、紫外線照射手段１９は帯電ローラ１２に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側に配置されている。この場合、感光体ドラム１１には、紫外光により変質し易いものもあるので、この紫外光１９ａは感光体ドラム１２に照射されないように紫外線照射手段１９と感光体ドラム１２との間に遮蔽手段（図示せず）を設けるのがよい。
【００５８】
このように構成された画像形成装置１０´では、紫外光１９ａと画像形成光１４ａとは干渉されない。このように、露光側の画像形成光１４ａと干渉しない配置に紫外線照射手段１９を配置すれば、画像形成光１４ａによる画像形成が正確に行える。また、帯電ローラ１２の表面１２ａは紫外光１９ａにより一様に照射されるので、表面１２ａに滲出されたトナー汚染物質は分解されて、帯電部材の汚染が消失する。これにより、いわゆるセルフクリーニング効果が期待され、併せて、白スジの発生も抑制される。
【００５９】
なお、この場合の紫外光の光量は、広い範囲から選択される。例えば、１０μＷ／ｃｍ²程度の白色蛍光灯程度の弱い紫外光から１０Ｗ／ｃｍ²程度の高圧水銀灯程度の強い紫外光を照射してもよい。３ｍＷ／ｃｍ²程度の太陽光（自然光）を用いてもよい。また、この照射は、稼働時に常時照射されても、また、必要に応じて自然光に曝すなどして照射される構成とされていてもよい。
【００６０】
以下、実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、ステンレスからなる芯軸１２１の上に、ダイソー株式会社製のエピクロルヒドリンゴムであるエピクローマＣＧ１０２からなる弾性層１２２を被覆したゴムローラを帯電ローラ１２の基材ロールとして用いた。
【００６１】
［実施例１］
旭硝子株式会社製のフッ素樹脂塗料であるルミフロンＬＦ−６０１Ｃとエピクロルヒドリンゴムを溶剤に溶解したダイソー株式会社製のエピクロマーＣＧを固形分比で１：１になるように混合した。この混合液にアナターゼ型の結晶構造を有している酸化チタンを固形分濃度で１０重量％になるように投入した。この混合液を攪拌し、基材ローラ上にスプレー塗装してから１５０°Ｃで３０分加熱乾燥して図４に示す断面構造のローラを得た。
【００６２】
このローラの酸化チタン含有層（樹脂表面層）１２４の膜厚は５μｍ〜２０μｍの範囲であった。
【００６３】
このローラを帯電ローラ１２として図１に示す画像形成装置１０により画像形成を行った。帯電ローラ１２は−１．６ＫＶの直流電圧が印加されハーフトーン画像について評価が行われた。図３に示す帯電ローラを用いた場合には、０．０１ppmと僅かに発生していたオゾンは、実質的に濃度測定できない程に減少されていた。
【００６４】
このアナターゼ型酸化チタンとしては、石原テクノ株式会社製のＳＴシリーズ、チタン工業株式会社製のＰＣシリーズ、堺化学工業株式会社製のＳＳＰシリーズ、テイカ株式会社製のＡＭＴシリーズ、ＳＴシリーズ、多木化学株式会社製のタイノックシリーズ、昭和タイタニウム株式会社製のスーパータイタニアシリーズ、古河機械金属株式会社製のＤＮシリーズ、株式会社神戸製鋼所製のＳＰＡＲＫＴなど全て有効であった。
【００６５】
また、この帯電ローラ１２では、表面樹脂層１２３としてのフッ素樹脂を用いていないが、白スジ（ＯＰＣピッチ）も改善されていることが確認され、また、感光体ドラム１１との貼り付きも生じなかった。
【００６６】
［変形例１］
実施例１において、結着剤中のアナターゼ型酸化チタンの含有率は１０重量％であったが、この含有率を種々変更して帯電ローラを作成し、実施例１と同様にして画像形成装置１０に組み込み画像形成を行った。結果を図７に示したが、アナターゼ型酸化チタンの含有率が０．０１重量％とごく少量の含有によりオゾン発生の抑制が確認されており、実質的にオゾン臭のない画像形成装置が提供されることが理解される。
【００６７】
一方、このアナターゼ型酸化チタンの含有率を多くすることにより、このオゾン臭は低下する。しかしながら、酸化チタンの含有率が９０重量％を越えた場合には、酸化チタン含有層１２４の成膜性が低下し、帯電ローラ１２を画像形成装置１０に組み込んで評価することができない。
【００６８】
［変形例２］
実施例１のフッ素樹脂塗料とエピクロルヒドリンゴムとの１：１混合樹脂に代えて、ウレタンエラストマー、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂など広範囲に変更してローラを作成したが、いずれも同様の効果が確認された。
【００６９】
［比較例１］
実施例１のアナターゼ型酸化チタンに代えて、ルチル型の結晶構造を有する酸化チタンを用いた以外は実施例１と同様にしてローラを作成した。このローラを帯電ローラ１２として実施例１と同様にして評価したところ、オゾンの発生が認められ、オゾン発生抑制効果は十分には確認できなかった。
【００７０】
［実施例２］
実施例１により得られたローラを図６に示す画像形成装置１０´の帯電ローラ１２として組み込み画像形成を行った。帯電ローラ１２は−１．６ＫＶの直流電圧が印加されハーフトーン画像について評価が行われた。オゾンは、実質的に濃度測定できない程に減少されていた。
【００７１】
一般に、画像形成装置を長期間運転すると、クリーニング部からすり抜けてきたトナーに曝されて、帯電ローラの表面がトナーによって汚染させてしまうことが多いが、この実施例２による画像形成装置１０´では、帯電ローラ１２の寿命を延ばすことができた。これは、紫外線照射により、酸化チタン含有層１２４に含まれるアナターゼ型酸化チタンの光触媒作用によりトナー汚染物質が分解されるなどして、帯電ローラ１２がトナーによる汚染から防止されて、防汚効果（セルフクリーニング効果）が発現したためと考えられる。
【００７２】
［実施例３］
旭硝子株式会社製のフッ素樹脂塗料であるルミフロンＬＦ−６０１Ｃとエピクロルヒドリンゴムを溶剤に溶解したダイソー株式会社製のエピクロマーＣＧを固形分比で１：１になるように混合した。
【００７３】
アナターゼ型の結晶構造を有している酸化チタンを基材ローラ上に溶射したり、また、アナターゼ型酸化チタンのゾル中に浸漬後引き上げて乾燥して、酸化チタン粉体層からなる薄膜を成膜した。ついで、その薄膜上に上記の混合液をスプレー塗装してから１５０°Ｃで３０分加熱乾燥し、表面層１２３の膜厚が５μｍ〜２０μｍの範囲にある図５に示す断面構造のローラを得た。
【００７４】
このローラを帯電ローラ１２として図１に示す画像形成装置１０により画像形成を行ったところ、オゾンは、実質的に濃度測定できない程に減少されていた。
【００７５】
［実施例４］
実施例１のアナターゼ型酸化チタンに代えて、アナターゼ型酸化チタンとルチル型酸化チタンの混合割合を種々変更させたものを用いた以外は実施例１と同様にして画像形成装置１０としての性能評価を行い、結果を図８に示した。なお、オゾンの発生量は、オゾン濃度が低い領域であるので、評価は官能試験により行った。アナターゼ型チタンの混合割合が５重量％以上であれば、消臭効果を認めることができた。
【００７６】
これにより、ルチル型酸化チタンのみでは、オゾンの消臭効果は認められないが、アナターゼ型酸化チタンを混合することで、アナターゼ型酸化チタン１００％のものと実質的に同様の消臭効果が得られることが確認される。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の帯電装置によれば、発生したオゾンは帯電に伴い発生する紫外光とアナターゼ型の光触媒作用を有する酸化チタンとの光触媒作用により分解されるので、オゾンの発生の少ない帯電装置が提供される。
【００７８】
請求項２に記載の帯電装置によれば、アナターゼ型酸化チタンが含有されている層は表面側に露出されているのでアナターゼ型酸化チタンの光触媒作用が効率的に進行され、これにより、請求項１の作用効果に加え、白スジの発生も抑制される。
【００７９】
請求項３に記載の帯電装置によれば、表面層を設けても、アナターゼ型酸化チタンの光触媒作用が進行されるので、この表面層を設けることにより、例えば表面層の離型性を向上させるなどの帯電部材の高機能化や表層部の保護を行うことができる。
【００８０】
請求項４に記載の帯電装置によれば、表層部は弾性を有する弾性体層の表面に形成されるので、帯電部材と被帯電体との接触が良好となり、良好な帯電を維持することができる。
【００８１】
請求項５に記載の帯電装置によれば、アナターゼ型酸化チタンに加えてルチル型酸化チタンが混合されて使用され場合には、オゾンの分解促進効果が確認される。
【００８２】
請求項６に記載の帯電装置によれば、帯電部材は円筒型のローラ形状であるので、感光体などの被帯電体に対する接触状態が安定しオゾンの発生量が低減される。
【００８４】
請求項７に記載の帯電装置によれば、紫外線を積極的に照射させることにより、この紫外光とアナターゼ型の酸化チタンとの光触媒作用により帯電部材に付着したトナー汚染物質などが分解され、これにより、トナーによる汚染が改善でき、セルフクリーング効果が得られる。
【００８５】
請求項８に記載の画像形成装置によれば、請求項１〜７のいずれかに記載の帯電装置が搭載された画像形成装置が提供される。この画像形成装置は、各請求項に記載の効果を奏することができる。
【００８６】
請求項９に記載の画像形成装置によれば、露光手段と干渉しない配置に紫外線照射手段が配置されるので、画像形成光により正確な画像形成が可能であり、かつ、オゾンの消臭ができる画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の主要部を示す説明図である。
【図２】図１の帯電装置を説明する図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】図２の帯電ローラを説明する図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は断面構造を示す断面図である。
【図４】本発明に係る帯電ローラの構造を示す断面図である。
【図５】本発明に係る別の帯電ローラの構造を示す断面図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の主要部を示す説明図である。
【図７】結着剤中のアナターゼ型酸化チタンの含有率とオゾン発生量との関係を示す図である。
【図８】結着剤中のアナターゼ型酸化チタンの配合割合とオゾン発生量との関係を示す図である。
【図９】図９は、ハーフトーン原稿の複写を行った場合の記録紙を示し、図９（ａ）は正常状体の図を示し、図９（ｂ）は白スジ２などの画像欠陥が認められた例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０´ 画像形成装置
１１感光体ドラム（被帯電体）
１２帯電ローラ（帯電部材）
１２１芯金
１２２弾性層
１２３表面層
１２４チタン含有層（表層部）
１４露光手段
１５現像手段
１６転写・分離手段
１８クリーニング手段
１９紫外線照射手段

Claims

帯電部材と被帯電体とが接触可能に配置され、前記帯電部材と前記被帯電体との間に帯電用の電圧を印加して放電を伴って前記被帯電体を帯電させる帯電装置において、
前記帯電部材は、結晶構造がアナターゼ型である光触媒作用を有する酸化チタンを含有する表層部を有することを特徴とする帯電装置。
前記表層部は表面に露出した層であることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
前記表層部の表面側に紫外光を透過可能な表面層を有することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
前記表層部は弾性を有する弾性体層の表面に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の帯電装置。
前記酸化チタンには、アナターゼ型酸化チタンに加えて結晶構造がルチル型である酸化チタンが９５重量％以下の範囲で含まれていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の帯電装置。
前記帯電部材は、円筒型のローラ形状であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の帯電装置。
前記帯電部材に向けて紫外線を照射させる紫外線照射手段を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の帯電装置。
請求項１〜７のいずれかに記載の帯電装置を搭載した画像形成装置。
感光体と、該感光体を被帯電体として該被帯電体を帯電させる帯電装置と、前記感光体に画像形成光を露光させる露光手段と、を備えた画像形成装置において、前記帯電装置は請求項１に記載の帯電装置であり、前記露光手段と干渉しない位置に前記帯電部材に向けて紫外線を照射させる紫外線照射手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。