JP2002229307A

JP2002229307A - 帯電装置及びその帯電装置を備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP2002229307A
Application number: JP2001023989A
Authority: JP
Inventors: Yukiko Iwasaki; 有貴子岩▲崎▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】オゾンを発生させることなしに被帯電体を確
実に帯電させることができ、帯電ムラに起因して生じる
濃度ムラができないようにする。【解決手段】帯電装置２は、感光体ドラム１の表面に
対して帯電ローラ８を帯電領域内で所定のギャップを形
成するように近接して設けている。その帯電ローラ８の
芯金１１には、電源ユニット１２から定電圧制御された
ＤＣバイアスと定電圧制御のＡＣバイアスが供給され、
それにより感光体ドラム１の表面が一様に帯電される。
帯電ローラ８に印加される交流成分の電圧は、帯電ロー
ラ８と感光体ドラム１との間の最大ギャップにおける帯
電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有するよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被帯電体を帯電
する帯電装置、及びその帯電装置を備えた画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
には被帯電体である感光体を帯電させる帯電装置が設け
られている。その帯電装置としては、例えば非接触型の
帯電装置として帯電チャージャ方式が一般的である。し
かしながら、この帯電チャージャ方式の場合には帯電の
均一性が図れるため帯電性能が良いという利点はある
が、人体に対して影響のあるオゾン（Ｏ_３）を発生させ
てしまうという欠点があった。そのため、近年ではオゾ
ンレスの帯電装置として、帯電部材を感光体に接触させ
た状態で帯電を行う接触帯電方式の帯電装置や、帯電部
材を感光体に非接触に近接させた状態で帯電を行う近接
帯電方式の帯電装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触帯
電方式の場合には、帯電ローラ等の帯電部材を直接感光
体等の被帯電体に接触させるため、次に掲げるような問
題点があった。すなわち、帯電部材から汚れが感光体に
転移して、それにより感光体が汚れて異常画像が発生し
てしまうことがあった。また、感光体にクラックが入っ
てしまう恐れもあった。さらに、帯電部材自身も感光体
上に付着したトナー等により汚れやすくなるため、それ
が限界以上に汚れたときには帯電性能（帯電電位の均一
性）が低下してしまうということがあった。さらにま
た、被帯電体が感光体であるときには、そこに接する帯
電部材により感光体に膜削れが生じて、それにより帯電
電位が低下してしまう恐れもあった。また、感光体にピ
ンホールがあった場合のリークに対する余裕度も少なく
なってしまうということもあった。

【０００４】ところで、このような接触帯電方式の帯電
装置では、例えば帯電部材が帯電ローラであるときに
は、そのローラ表面の微視的な凹凸に対応するために帯
電開始電圧の２倍のピーク間電圧を帯電ローラに印加す
るとよいことが知られている。また、従来の帯電部材と
被帯電体との間に微小な間隙（ギャップ）を形成する非
接触の近接帯電方式の帯電装置（以下、微小ギャップ帯
電とも云う）でも、帯電開始電圧の２倍のピーク間電圧
の交流電圧を帯電部材に印加するとよいことが知られて
いる。ところが、従来の微小ギャップ帯電において、帯
電部材が被帯電体に接触した状態での放電開始電圧の２
倍のピーク間電圧の交流電圧を帯電部材に印加しても帯
電むらが生じることが判った。以下、その点について説
明する。まず最初に、帯電部材を被帯電体に接触させた
状態での放電開始電圧について考察を行った。図１３に
示すモデル図の帯電ローラ４８と感光体４１との間の微
視的なギャップ（空隙）Ｚにかかる電圧Ｖｇは、数１で
表される。

【０００５】

【数１】Ｖｇ＝｛（Ｖａ−Ｖｃ）×Ｚ｝／｛（Ｌｓ／Ｋ
ｓ）＋Ｚ｝ここでＶａ：帯電ローラへの印加電圧Ｖｃ：感光体の感光体層４１ａの表面の表面電位Ｚ：帯電ローラと感光体との間のギャップＬｓ：感光体の感光体層４１ａの厚さＫｓ：感光体の感光体層比誘電率

【０００６】一方、ギャップＺにおける放電現象の放電
破壊電圧Ｖｂは、パッシェンの法則によりＺ＝８μｍ以
上では数２のように近似される。

【数２】Ｖｂ＝３１２＋６．２Ｚパッシェンの法則の式と数１をグラフ化すると図１４に
示すようになる。この図１４において横軸はギャップ
Ｚ、縦軸は空隙破壊電圧を示しており、曲線がパッシ
ェンの曲線、曲線、、がそれぞれ（Ｖａ−Ｖ
ｃ）、すなわち帯電ローラへの印加電圧と感光体の表面
電位との差をパラメータとしたときの空隙電圧Ｖｇの特
性を示している。ここで、パッシェンの曲線は、ある
ギャップにおいて放電が開始するための放電破壊電圧を
示した曲線であるので、曲線が曲線〜とそれぞれ
交点を有するときに放電が生じるものである。

【０００７】帯電ローラへの印加電圧と感光体表面電位
との差が曲線、のグラフに相当するぐらい大きけれ
ば、それらの曲線、にパッシェンの曲線が交差す
るので、そこで放電が生じる。このように、放電が開始
する点においては、パッシェンの曲線と数１から得ら
れる曲線（グラフ）が接する（）ため、Ｖｇ＝Ｖｂと
おいたギャップＺの二次式で判別式が０になる。よっ
て、Ｖｇ＝Ｖｂとなる。ここで、ＶｇとＶｂはＶｇ＝Ｖ
ｂの関係から置き換えられるので、数１と数２から数３
の関係が得られる。そして、その数３を変形すると数４
となる。さらに、前述したギャップＺに関する二次式の
判別式＝０より数５が得られ、その数５をＶｃについて
解くと数６となる。その数６で、Ｌｓ／Ｋｓは感光体に
よって決まる定数であり、帯電開始電圧Ｖｔｈは数７と
なるので、その帯電開始電圧Ｖｔｈは数８となる。

【０００８】

【数３】

【０００９】

【数４】

【００１０】

【数５】

【００１１】

【数６】

【００１２】

【数７】

【００１３】

【数８】Ｖｔｈ＝Ｖａ−Ｖｃつまり、接触帯電の場合に、帯電部材へ直流電圧を印加
し、その際に印加電圧を少しずつ上げていったときに帯
電部材への印加電圧と感光体の表面電位との差が感光体
の膜厚と比誘電率で決まるある値(帯電開始電圧Ｖｔｈ)
を超えたところで放電が開始する。そして、さらに帯電
部材に印加する電圧をＶｔｈよりも上げると、放電によ
って感光体が帯電されてその感光体の表面電位Ｖｃが上
昇するため、ＶａとＶｃとの差が減少し、Ｖｃ＝Ｖａ−
Ｖｔｈまで感光体の表面が帯電すると、それ以上の放電
はしなくなる。よって、感光体の表面電位はＶａに比例
し、その傾きは１となるため、帯電部材への印加電圧と
感光体の表面電位との関係は、図１５に理論式で得た線
図を示すようになる。

【００１４】そして、この線図に実験で得た数値を黒四
角印で記入すると、それらは非常によく一致する。な
お、図１５は、感光体の感光体層の厚さＬｓが２７μｍ
で、感光体層比誘電率Ｋｓが３の場合の例を示してい
る。これが、いわゆる接触帯電方式の帯電装置における
直流電圧印加の特性を示したものであり、この時のＶｔ
ｈを接触帯電における帯電開始電圧という。このような
接触帯電の場合には、帯電部材である帯電ローラの材質
やローラの表面粗さなどによっては、その帯電ローラに
直流電圧のみを印加しても感光体を均一に帯電すること
ができるものもある。しかしながら、帯電ローラによっ
てはそこに直流電圧のみを印加しただけでは斑点状のむ
らが発生する場合がある。これは、帯電ローラの表面性
の部分的な差によって、ある部分のみ抵抗が低くなるこ
とによってその部分が放電し易くなったり、ローラ表面
の凹凸の凸部に電界が集中することによって放電が不均
一になったりすることが原因と考えられている。

【００１５】このような直流電圧のみを印加しただけで
は不均一な帯電になってしまうような材質や表面粗さを
持った帯電ローラであるときでも、感光体を均一に帯電
することができるようにする帯電方法として、直流電圧
に交流電圧を重畳する方式が、例えば特公平３−５２０
５８号公報に記載されている。この帯電方法は、感光体
ドラムの表面に所定圧力をもって接触させた帯電部材で
ある導電性ローラと感光体ドラムとの間に、感光体ドラ
ムに対する帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧値
を有する電圧を、直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧
で印加することにより、導電性ローラ（帯電ローラ）と
感光体ドラムとの間に振動電界を形成するものである。
そこで、この帯電方法を、感光体の感光体層の厚さＬｓ
と感光体の感光体層比誘電率Ｋｓとの関係がＬｓ／Ｋｓ
＝９であって、帯電ローラが感光体の表面に接触状態に
ある接触帯電における帯電開始電圧Ｖｔｈが、Ｖｔｈ＝
−６３０Ｖである系の帯電装置に適用した場合について
考えてみる。この帯電装置の帯電ローラに、直流電圧＝
−６００Ｖに交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．３ｋ
Ｖを重畳した電圧を印加したとする。

【００１６】すると、この系にはＡＣの周期で−１２５
０Ｖ〜＋５０Ｖまでの電圧が印加されることになる。感
光体の帯電電位は−１２５０Ｖが印加された瞬間には−
６２０Ｖ（−１２５０−（−６３０）＝−６２０Ｖ）に
帯電する。すると、この−６２０Ｖに帯電された感光体
表面は＋５０Ｖとの間に６７０Ｖの電位差があるため、
次の瞬間−５８０Ｖに帯電される。この間、部分的な表
面欠陥によって−６２０Ｖより−側(絶対値で６２０Ｖ
以上、たとえば−６５０Ｖ)に帯電した部分があっても
＋５０Ｖがかかったときに、逆放電により−５８０Ｖに
帯電される。また、−５８０Ｖよりも＋側(絶対値が５
８０Ｖ以下、例えば−５５０Ｖ)に帯電された部分があ
っても−１２５０Ｖが印加されることによって−６２０
Ｖに帯電されることになる。このようにＡＣの周期によ
って帯電電位が少しずつ変動していく。

【００１７】そして、帯電ローラと感光体との間のギャ
ップが徐々に広がっていくと、数２でＺの値が徐々に大
きくなっていくことにより放電破壊電圧Ｖｂが大きくな
るため、必要とされる空隙電界が高くなる。つまり、感
光体が回転することによって、その感光体の帯電ローラ
と接していた部分が帯電ローラとの当接部から離れてい
く過程において、そのギャップでの放電開始電圧が高く
なる。そのため、ギャップが広がることにより帯電開始
電圧Ｖｔｈ＝−６５０Ｖになるギャップとなったとき
に、帯電電位が−６００Ｖより−側に帯電したところは
＋５０Ｖによって−６００ｖに収束するし、−６００Ｖ
よりも＋側に帯電した部分は−１２５０Ｖによって−６
００Ｖに収束する。このように、接触帯電では、帯電開
始電圧の２倍以上のピーク間電圧を帯電ローラと感光体
ドラムとの間に印加することにより、感光体の部分的に
高く帯電した部分や低く帯電した部分を、正逆いずれか
の放電によって、最終的に直流電圧成分と同じ電位に帯
電させることができる。以上が、接触帯電において直流
電圧と交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラと感光体ド
ラムとの間に印加した場合の効果説明である。

【００１８】次に、帯電部材を被帯電体に非接触に近接
させる近接帯電方式の帯電装置で、帯電部材を被帯電体
に接触させた状態での帯電開始電圧の２倍のピーク間電
位に相当する交流電圧を帯電部材と被帯電体との間に印
加した場合に生じる現象について説明する。図１４に示
したパッシェンの曲線から明らかなように、帯電部材
を被帯電体に接触させた状態のときであっても、帯電開
始電圧を帯電部材と被帯電体との間に印加したときに放
電が生じるのはギャップＺが０となる帯電部材と被帯電
体との接触点ではなく、その間にある程度の微小なギャ
ップ（ギャップ）が形成される位置においてである（例
えば曲線と曲線が交差する接点に相当するギャップ
Ｚの位置で放電が生じる）。このギャップは、数４の二
次方程式の解であり、かつ判別式が０になっているのだ
から、Ｚ＝−｛３１２＋６．２×（Ｌｓ／Ｋｓ）−Ｖａ＋Ｖｃ｝／（２×６．２）＝｛（Ｖａ−Ｖｃ）-３１２−６．２×（Ｌｓ／Ｋｓ）｝／１２．４ここで数７により数９が得られるから、数１０となる。

【００１９】

【数９】

【００２０】

【数１０】

【００２１】ここで、例えば被帯電体である感光体が、
感光体層の厚さ（膜厚）が２７μｍで、感光体層比誘電
率が３であるとすると、ギャップＺは約２１μｍとな
る。これは、接触帯電の帯電ローラであっても、上記の
ような特性値を持った感光体であれば、直流電圧を印加
した場合、２１μｍのギャップＺで最大の帯電電位とな
り、それよりもギャップが狭くなっていく過程ではそれ
以上の放電が生じないことを意味している。逆に言え
ば、帯電部材が感光体に対して非接触の近接帯電方式の
帯電装置であってもギャップＺが２１μｍ以下であれ
ば、接触帯電方式の帯電装置と全く同じ帯電電位を持っ
てして、均一な帯電ができることを意味している（感光
体層の厚さが２７μｍで、感光体層の比誘電率が３のと
き）。そのため、非接触の近接帯電方式の帯電装置であ
っても、感光体のＫｓ／Ｌｓの値によって閾値は変わる
が、ある程度の近接したギャップＺであれば、帯電部材
を被帯電体に接触させた状態での帯電開始電圧の２倍以
上のピーク間電圧を有する交流電圧を直流電圧に重畳し
ていれば、感光体を均一に帯電することができる。

【００２２】ところが、上述した例のような感光体層の
厚さＬｓを２７μｍとし、感光体層の比誘電率Ｋｓが３
であるときには、帯電部材と被帯電体との間のギャップ
Ｚが２１μｍ以上になると、上述した接触状態での帯電
開始電圧の２倍のピーク間電圧でも逆放電が生じなくな
る。すなわち、Ｌｓ／Ｋｓ＝９の場合における接触帯電
での帯電開始電圧は前述したように−６３０Ｖになるの
で、１２６０Ｖのピーク間電圧を印加すれば理論上は正
逆の放電によって帯電電位は収束するはずである。しか
しながら、帯電部材と感光体との間のギャップＺが例え
ば２５μｍある場合には、ギャップ２５μｍでの放電開
始電圧は数４にＺ＝２５、Ｌｓ／Ｋｓ＝９を代入したと
きのＶａ−Ｖｃより数１１となる。このため、ピーク間
電圧が１２６０Ｖでは若干電圧が足りないため（１２７
０Ｖ必要）、逆放電が発生しない。

【００２３】

【数１１】

【００２４】例えば、ＤＣ＝−６００Ｖでピーク間電圧
１２６０Ｖとすると、−１２３０Ｖ〜＋３０Ｖの電圧が
帯電ローラに印加される。しかし、ギャップが２５μｍ
なので帯電電位は±５９５Ｖまでしか帯電しない。する
と＋３０Ｖとの電位差は６２５Ｖしかなく、帯電開始電
圧は６３５Ｖであるため、−５９５Ｖはそのまま−５９
５Ｖのままとなる。これでは、非接触帯電であっても、
接触帯電における帯電開始電圧−６３５Ｖの系に対して
ＤＣ＝−１２３０Ｖを印加した場合と同じことになって
しまい、交流電圧を印加する効果が得られない。このよ
うに、上述した条件の非接触帯電においては、帯電部材
と被帯電体との間のギャップがある程度以上広い場合に
は、帯電部材を被帯電体に接触させた状態での帯電開始
電圧の２倍のピーク間電圧でも印加電圧が足りなくな
る。

【００２５】この場合、上記ギャップが２５μｍに固定
されているのであれば、帯電部材を被帯電体に接触させ
た状態において直流を印加した際に放電ムラが発生しな
い材質及び表面粗さの条件を満たす帯電ローラを使用す
れば、理論上は帯電ムラが発生しないことになる。しか
しながら、帯電部材を被帯電体に非接触で近接させる非
接触帯電の場合には、帯電部材と被帯電体との間のギャ
ップの大きさは機械的要因によって変化することが多
い。例えば、帯電部材である帯電ローラや被帯電体であ
る感光体の真直度の影響で、それらの回転時に帯電ロー
ラと感光体との間のギャップが最小１０μｍから最大４
０μｍまで変動したとし、その際に使用した感光体のＫ
ｓ／Ｌｓが９であったとすると、ギャップ１０μｍのと
ころでは接触と同じで放電開始電圧は約−６３０Ｖとな
り、ギャップ４０μｍのところでの放電開始電圧は約−
６８６Ｖとなる。

【００２６】そのため、たとえ直流電圧を印加した際に
帯電ムラが発生しない材料及び精度に製作された帯電ロ
ーラを使用したとしても、交流ピーク間電圧が１２６０
Ｖの電圧を帯電ローラと感光体との間に印加すると、ギ
ャップが２１μｍ以下のところと４０μｍのところと
で、それぞれのギャップに対応する放電開始電圧の差に
相当する５６Ｖの帯電電位差が感光体上で発生する。こ
のように、帯電部材を被帯電体に対して非接触に近接さ
せた状態で帯電を行う近接帯電方式の帯電装置の場合に
は、接触帯電方式の帯電では帯電ムラが発生しないよう
な帯電ローラを使用しても、帯電部材と被帯電体との間
のギャップの大きさの変動という要因により被帯電体を
均一に帯電できないことがある。特に、帯電部材と被帯
電体との間のギャップの変動により、帯電部材を被帯電
体に接触させた状態における帯電開始電圧よりも高い放
電開始電圧となるようなギャップのしきい値（上記の例
の場合は２１μｍ）よりも大きなギャップを帯電部材と
被帯電体との間に有する系では、そのギャップの大小関
係がそのまま帯電電位の低高関係に直結する。このよう
に、近接帯電方式の帯電装置の場合には、帯電部材と被
帯電体との間のギャップの大きさの変動により帯電ムラ
が発生しやすいという問題点があった。

【００２７】この点に関しては、帯電部材が帯電ローラ
であるときには、それを金属製のローラにすれば、帯電
ローラの真直度の寸法管理がゴム製のローラの場合に比
べて容易になるので、ギャップのバラツキ範囲を狭める
ことによって帯電ムラが起きにくいようにすることがで
きるが、このようにした場合には金属製のローラと被帯
電体との間に異物が入り込んでしまうと、その異物によ
り被帯電体の表面が傷付きやすくなる。したがって、こ
のような被帯電体の表面の傷付きを防止するためには、
帯電ローラの被帯電体に対向するローラ部分には弾性ロ
ーラを使用する必要があるが、そのようにすれば、その
帯電ローラと被帯電体との間の微少なギャップを帯電ム
ラが起きない量に保てるまでに弾性ローラ部の部品精度
を高めるのは非常に困難であり、それが仮にできたとし
てもコスト面で非常に高価なものになってしまうという
ことがあった。この発明は、上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、帯電部材を被帯電体に非接触に近接さ
せた状態で帯電を行う帯電方式であるために、帯電部材
と被帯電体との間のギャップに変動が生じやすいことに
より帯電ムラが発生しやすい近接帯電方式の帯電装置に
おいても、被帯電体を均一に帯電することができるよう
にすることを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、被帯電体に対して少なくとも帯電領域内
で所定のギャップを形成するように近接して設けられた
帯電部材を備え、その帯電部材には電源から直流定電圧
に交流電圧を重畳した電圧を印加することにより上記被
帯電体を帯電する帯電装置において、上記帯電部材に印
加する電圧の交流成分は、上記所定のギャップの最大ギ
ャップにおける帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電
圧値を有するようにしたものである。上記被帯電体と帯
電部材とのギャップは、位置によって不均一であって偏
差があるようにしてもよい。また、上記被帯電体と帯電
部材とのギャップは変動するものであってもよい。さら
に、上記帯電部材は回転するローラであるとよい。ま
た、上記被帯電体は回転あるいは回動する部材であると
よい。そして、上記被帯電体と帯電部材とのギャップ
は、ギャップが０のときの帯電開始電圧と異なる帯電開
始電圧になる大きさのギャップにするとよい。

【００２９】さらに、被帯電体に対して少なくとも帯電
領域内で所定のギャップを形成するように近接して設け
られた帯電部材を備え、その帯電部材には電源から定電
圧制御された直流電圧と、交流電圧が印加されることに
より被帯電体が帯電し、上記帯電領域内の帯電部材の長
手方向及び短手方向の各位置における上記ギャップの平
均値が１０μｍ以上であり、そのギャップのバラツキが
平均値に対して１０μｍ以上である帯電装置を、次のよ
うに構成するとよい。すなわち、帯電装置を、帯電部材
に印加する電圧は、交流成分を有する電圧が上記所定の
ギャップの最大ギャップにおける帯電開始電圧値の２倍
以上のピーク間電圧値を有するように構成するとよい。

【００３０】また、被帯電体に対して帯電領域内で接触
する部分と非接触の部分とが混在するように設けられた
帯電部材を備えた帯電装置においても、上記帯電部材に
印加する電圧は、交流成分を有する電圧が上記ギャップ
の最大ギャップにおける帯電開始電圧値の２倍以上のピ
ーク間電圧値を有するようにするとよい。そして、上記
帯電部材は、回転自在な弾性ローラにするとよい。ま
た、上記いずれかの帯電装置において、上記被帯電体と
帯電部材との間にギャップ管理部材を介在させることに
より上記ギャップを形成し、その最大ギャップはギャッ
プ管理部材の厚さで決定されるようにするとよい。さら
に、上記いずれかの帯電装置を備えた画像形成装置を提
供する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明による帯電装置
を備えた画像形成装置の一実施形態例の作像部を示す概
略構成図、図２は同じくその画像形成装置全体を示す概
略構成図である。図２に示す画像形成装置は、装置本体
内の下部に給紙部２２を、その上方に感光体ドラム１等
を有する作像部を、さらにその上方に排紙部となる対の
排紙ローラ２６，２７をそれぞれ設けて、給紙部２２か
ら給紙した転写紙Ｐの同図で左側の面に作像部で画像を
形成し、その転写紙Ｐを排紙ローラ２６，２７によりビ
ントレイ２０あるいは排紙トレイ２１に排出するように
している。給紙部２２には、上下２段にトレイ２８，２
９が設けられていて、その各給紙段には給紙ローラ３０
がそれぞれ配設されている。図２で２３は書込みユニッ
トであり、そこから感光体ドラム１の一様に帯電された
表面に光を照射して、そこに画像を書き込む。また、そ
の感光体ドラム１に対して転写紙搬送方向上流側には、
転写紙のスキューを補正すると共に感光体ドラム１上の
画像と転写紙の搬送タイミングを合わせるためのレジス
トローラ対１３を設けている。さらに、感光体ドラム１
に対して転写紙搬送方向下流側には、定着ユニット２５
を設けている。

【００３２】作像部には、図１に示すように前述した感
光体ドラム１が矢示Ａ方向に回転可能に設けられてお
り、その周囲には帯電装置２と、その帯電装置２により
帯電された面に書込みユニット２３により書込まれた感
光体ドラム１上の静電潜像を顕像化してトナー像とする
現像装置４と、そのトナー像を転写紙Ｐに転写する転写
搬送ベルト５と、そのトナー像の転写後に感光体ドラム
１上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置６
と、感光体ドラム１上の不要な電荷を除電する除電ラン
プ７とを、それぞれ配設している。この画像形成装置
は、画像形成動作を開始させると、図１に示した感光体
ドラム１が矢印Ａ方向に回転し、その表面が除電ランプ
７により除電されて基準電位に平均化される。次に、そ
の感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ８により一様に
帯電され、その帯電面は、書込みユニット２３から画像
情報に応じた光Ｌａの照射を受け、そこに静電潜像が形
成される。その潜像は、感光体ドラム１が矢示Ａ方向に
回転することにより現像装置４の位置まで移動される
と、そこで現像スリーブ１０によりトナーが付着されて
トナー像（顕像）となる。

【００３３】一方、図２に示した給紙部２２のトレイ２
８，２９の何れかから給紙ローラ３０により転写紙Ｐが
給紙され、それがレジストローラ対１３で一旦停止され
て、その転写紙Ｐの先端と感光体ドラム１上の画像の先
端とが一致する正確なタイミングで搬送され、その転写
紙Ｐに転写搬送ベルト５により感光体ドラム１上のトナ
ー像が転写される。その転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５
により搬送され、駆動ローラ部５ａで転写紙Ｐの腰によ
る曲率分離で、その転写搬送ベルト５から分離されて、
定着ユニット２５へ搬送され、そこで熱と圧力が加えら
れることによりトナーが転写紙Ｐに融着され、それが指
定された排紙場所、すなわち排紙トレイ２１あるいはビ
ントレイ２０の何れかに排出される。その後、感光体ド
ラム１上に残った残留トナーは、次工程であるクリーニ
ング位置まで回転移動し、図１に示したクリーニング装
置６のクリーニングブレード６ａにより掻き取られ、再
び次の作像工程に移る。

【００３４】帯電装置２は、感光体ドラム１の表面に対
して帯電領域内で所定のギャップを形成するように近接
して設けられた帯電部材である帯電ローラ８と、その帯
電ローラ８の表面に常時圧接して、その帯電ローラ８を
クリーニングする例えばスポンジからなる帯電ローラク
リーニング部材９とを備えている。そして、この帯電装
置２は、帯電ローラ８の芯金１１に電源ユニット１２か
ら、定電圧制御されたＤＣバイアス（直流電圧）と定電
圧制御のＡＣバイアス（交流電圧であり、後述するよう
に定電流制御されたＡＣバイアスであってもよい）を供
給して、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。感光
体ドラム１は、アルミニウム(Ａｌ)素管にＵＬ層とＣＧ
Ｌ層とＣＴＬ層をそれぞれコートした多層構成になって
おり、それが図示しないメインモータにより矢示Ａ方向
に一定の速度で回転駆動される。帯電ローラ８は、両端
部の芯金１１，１１がそれぞれ軸受により回転自在に支
持された弾性ローラであり、その弾性ローラ部８ａの両
端部に、図３に示すようにギャップ管理部材であるテフ
ロン（登録商標）チューブ１４，１４を密着させて取り
付けている。

【００３５】そして、その両側のテフロンチューブ１
４，１４の部分が感光体ドラム１の表面に接触すること
により、そのテフロンチューブ１４の厚さ分だけ微少ギ
ャップが、帯電領域内において感光体ドラム１の表面と
帯電ローラ８の弾性ローラ部８ａとの間に形成されるよ
うにしている。すなわち、この帯電装置では、この感光
体ドラム１と帯電ローラ８の弾性ローラ部８ａとの間に
介在させるテフロンチューブ１４の厚さで、感光体ドラ
ム１と帯電ローラ８との間の最大ギャップが決定され
る。その最大ギャップとは、次のように定義する。すな
わち、上述したようにテフロンチューブ１４の厚さ分に
相当する微少ギャップを設けて互いに対向する感光体ド
ラム１の表面と帯電ローラ８の弾性ローラ部８ａとの図
４に示す最接近部ａでのある瞬間における最大ギャップ
Ｇｍａｘを指すものとする。

【００３６】しかも、この最接近部ａにおける感光体ド
ラム１の表面と帯電ローラ８の弾性ローラ部８ａとのギ
ャップは、同じ最接近部ａであっても図４で手前側と奥
側の各位置では感光体ドラム１と帯電ローラ８の双方の
部品精度により異なるのが普通であるため、その最接近
部ａにおいて奥行き方向（帯電ローラ８の長手方向）の
各位置で最も大きなギャップ量となる位置でのギャップ
を、最接近部ａでの最大ギャップと定義する。これを、
図６及び図７を参照して説明すると、感光体ドラム１の
表面と帯電ローラ８の弾性ローラ部８ａとの間のギャッ
プは、図６及び図７（説明の都合上誇張して図示してい
る）に示すように、帯電ローラ８の回転や真直度のバラ
ツキにより、ある瞬間には図６に示す位置ｂが最大ギャ
ップＧｍａｘのできる位置になり、別のある瞬間には図
７に示す位置ｃが最大ギャップＧｍａｘのできる位置に
なったりするため、その最大ギャップＧｍａｘができる
位置は帯電ローラ８の長手方向で変化する。

【００３７】このように、最大ギャップは定義するもの
であり、図５に示すように感光体ドラム１と帯電ローラ
８との間に形成される放電領域Ａｄｃの両側の領域端部
における各ギャップＧｃを、最大ギャップとするもので
はない。次に、最大ギャップが現われる位置の変化を調
べるために実際に最大ギャップの発生位置を測定した結
果について表１及び表２を参照して説明する。この感光
体ドラムの表面と帯電ローラの表面との間のギャップの
測定は、２組について行い、その１組目の測定データを
表１に、２組目の測定データを表２にそれぞれ示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】このギャップの測定には、直径が３０ｍｍ
で周長が９４ｍｍの感光体ドラムと、それに対向配置さ
せた直径が１２ｍｍで周長が３７．６ｍｍの帯電ローラ
をそれぞれ使用し、ギャップの測定点は感光体ドラムの
長手方向に間隔を置いて５点、回転方向に感光体ドラム
の周方向に６０°ずつとした。表１の測定結果をみる
と、感光体ドラムの直径３０ｍｍと帯電ローラの直径１
２ｍｍとの最小公倍数である直径６０ｍｍ相当（周長で
１８８ｍｍ）を基本パターンとして、ほぼそのパターン
が繰り返し現われるギャップになっていることがわか
る。そして、表１の測定結果では、感光体ドラムが２周
（１８８ｍｍ）する間、すなわち帯電ローラが５周する
間に、非常に似たパータンで近似するギャップが５回現
われている。したがって、この場合には帯電ローラの真
直度がギャップに大きな影響を与えているということが
いえる。

【００４１】一方、表２の場合には、感光体ドラムが２
周（１８８ｍｍ）する間に、非常に似たパータンで近似
するギャップが２回現われているので、この場合には感
光体ドラムの真直度がギャップに大きな影響を与えてい
るということがいえる。なお、表１，表２に示したギャ
ップの測定は、レーザ変位計を用いて行ったため、その
レーザ変位計の発光部と受光部の位置がギャップに対し
て少しでもずれると値が小さくなるため、微小なギャッ
プは０μｍと表示される。したがって、測定結果が０μ
ｍとなった位置でも、実際には若干のギャップが形成さ
れている場合が多い。ここでは、上述したように感光体
ドラムと帯電ローラが回転する間に、非常に近似するパ
ータンでギャップが周期的に現われる点を示すために、
あえてこのようなデータを示した。

【００４２】また、実際には感光体ドラムの表面や帯電
ローラの弾性ローラ部の表面は、それらの面の長手方向
の中央部が両端部に比べて膨出した状態になってバナナ
状にひずんでいたり、長手方向の中央部が両端部に比べ
てくびれた状態の鼓状になっていたりするため、感光体
ドラムと帯電ローラの組合せにより、その時々の最大ギ
ャップの大きさ、及びそれが現われる位置は異なる。こ
のように、感光体ドラムの表面と帯電ローラの表面との
間のギャップは、突発的な振動の影響を除けば、感光体
ドラムと帯電ローラのそれぞれの真直度の影響を大きく
受ける。ところで、この帯電装置では、帯電領域内にお
いて図３に示した帯電ローラ８の長手方向（矢示Ｂ方
向）及び短手方向（矢示Ｃ方向）の各位置における上記
ギャップの平均値が１０μｍ以上であり、そのギャップ
のバラツキが上記平均値に対して１０μｍ以上になるよ
うにしている。また、この帯電装置では、帯電ローラ８
と感光体ドラム１との間に交流成分を有する電圧を印加
するが、その交流成分を有する電圧は後述する実験結果
から、帯電ローラ８と感光体ドラム１との間の最大ギャ
ップ（図４のＧｍａｘ）における帯電開始電圧値の２倍
以上のピーク間電圧値（ピークピーク値）を有するよう
にしている。

【００４３】次に、帯電ローラ８と感光体ドラム１との
間に微少ギャップを形成する非接触タイプ（近接帯電方
式）の帯電装置の好ましい例について、図８以降をも参
照して説明する。図８に、印加電圧と感光体表面の帯電
電位との関係を示した帯電特性を示す。この帯電特性
は、感光体ドラムを線速２３０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動
させ、その表面に帯電ローラを接触させた場合と、その
間に微少ギャップを形成するようにした場合の特性を示
すものであり、帯電ローラにはＤＣバイアス（ＤＣ定電
圧）を印加した時のものである。なお、以下に順次示す
実験結果は、その都度特記したもの以外は、下記の実験
条件で全て行ったものである。作像プロセス線速：２３０ｍｍ／ｓｅｃ感光体ドラム（ＯＰＣ）の径：φ６０帯電ローラの径：φ１６帯電ローラのローラ抵抗：１×１０^５Ω 帯電開始電圧（接触の場合）：−６５１Ｖ（ギャップ５３μｍの場合）：−７４５Ｖ（ギャップ８７μｍの場合）：−８７５Ｖ（ギャップ１０６μｍの場合）：−９１６Ｖ

【００４４】この帯電特性から明らかなように、感光体
は、しきい値となる各帯電開始電圧（−６５１Ｖ，−７
４５Ｖ，−８７５Ｖ，−９１６Ｖ）以上で帯電するが、
その帯電開始電圧よりも絶対値で小さな印加電圧では帯
電しない。そして、その帯電開始電圧以上の電圧を印加
した場合の感光体表面の帯電電位は、帯電ローラの感光
体ドラムに対する接触あるいは非接触の如何に係らず、
印加電圧に対し略１の傾きを持つ直線関係になってい
る。次に、帯電ローラを感光体ドラムから徐々に離間さ
せるようにしたときの帯電特性の変化について、図９を
参照して説明する。この測定に際しては、帯電ローラと
感光体ドラムとの間に微少ギャップを形成するために、
図３で説明したように帯電ローラの両端部にテフロンチ
ューブを巻き、そのテフロンチューブを介して帯電ロー
ラを感光体ドラムの表面に押し当てるようにした。

【００４５】すなわち、帯電ローラと感光体ドラムとの
間のギャップの最大値が、テフロンチューブの厚さに相
当するようにした。そして、実験では５３μｍ，８７μ
ｍ，１０６μｍと、厚みの異なる３種類のテフロンチュ
ーブを用意し、それぞれの場合について、ＤＣ定電圧バ
イアスを帯電ローラに印加した時の帯電特性を測定し、
その測定結果を先に図８で説明した接触帯電の場合のデ
ータ（ギャップ０のデータ）に付け加えた。この実験結
果によれば、上記ギャップを拡げていくと、それにした
がって略一定（≒１）の傾きで帯電開始電圧が絶対値で
大きくなっていくことがわかる。そして、そのギャップ
が非常に小さい領域（５３μｍ付近以下）では、ギャッ
プ増分に対する帯電開始電圧の変化は比較的小さいが、
ギャップが５３μｍ程度よりも大きくなると、そのギャ
ップと帯電開始電圧との関係はある傾きを持った直線関
係になる。

【００４６】このことは、パッシェンの放電則がギャッ
プ８μｍ以上の場合に、ほぼ直線近似できる事（帯電開
始電圧＝３１２＋６.２ ×ギャップ）、またギャップが
０の場合の接触帯電でも、実際の放電現象は感光体ニッ
プからある程度離れた場所（ギャップが８μｍ以上とな
る場所）で起こっていることからも推測できるものであ
る。また、前述した図８の帯電特性から、次のことも言
える。すなわち、ある固定のＤＣ電圧条件下では、感光
体の帯電電位は帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャ
ップに依存する。そして、この帯電電位が上記ギャップ
に依存する性質については、パッシェンの放電則からも
判る。

【００４７】帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャッ
プと感光体の帯電電位との関係を計算により求めたシミ
ュレーション結果と、実際に行った実験結果とを図１０
に示す。図１０には、印加するＤＣ印加電圧（ＤＣバイ
アス）を−１６００Ｖに固定した場合のものを示すが、
シミュレーション結果と実験結果とは非常によく一致し
ている。この線図から、ＤＣ定電圧制御を行った場合に
は、帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャップが２０
μｍ以上では、ギャップと感光体表面の帯電電位との関
係は約６Ｖ／μｍの変化率をもつことがわかる。帯電ロ
ーラを、このように感光体ドラムに対して微少ギャップ
を介して対向させる近接帯電方式の帯電装置を画像形成
装置の実機に搭載した場合に許容される電位ムラは、モ
ノクロ機の場合で±３０Ｖ，カラー機の場合では±１０
Ｖである。

【００４８】これを帯電ローラと感光体ドラムとの間の
ギャップ値に換算すると、許容されるギャップの振れ幅
はモノクロ機の場合で１０μｍ、カラー機の場合で３．
３μｍとなる。このように、帯電ローラを感光体ドラム
に対して非常に微少のギャップを設けて配設するために
は、帯電ローラをギャップ偏差に関して非常に高精度で
配置しなければならないので、帯電ローラと感光体ドラ
ムの長手方向のたわみ、さらにはそれらの表面粗さや、
うねり等々の許容公差を組み合わせて考えると、現実的
には困難であると思われる。

【００４９】そこで、次にこのような近接帯電方式の帯
電装置の場合に、印加する電圧をＤＣバイアスに加え、
ＡＣバイアスを重畳する場合について検討する。図１１
は微少ギャップによる近接帯電方式の帯電装置で、印加
する電圧をＤＣ定電圧＋ＡＣ定電圧重畳にした場合の実
験結果を示す線図（帯電特性）である。この実験では、
ＤＣ定電圧として−７００Ｖを印加している。この実験
結果によれば、ＤＣ定電圧にＡＣ定電圧を重畳した場合
には、感光体表面の帯電電位は、帯電ローラと感光体ド
ラムとの間の各ギャップ、すなわちギャップ０μｍ，５
３μｍ，８７μｍ，１０６μｍのいずれの場合において
も、ＤＣ定電圧印加時における帯電開始電圧（各ギャッ
プの帯電開始電圧は図８を参照）の略２倍のＡＣピーク
間電圧を帯電ローラに印加することにより、ＤＣ印加電
圧（−７００Ｖ）とほぼ等しい帯電電位が得られること
がわかる。

【００５０】次に、ＤＣ定電圧（ＤＣバイアス）に重畳
するＡＣバイアスを定電流制御した場合の実験結果を図
１２に示す。この実験結果によれば、ＤＣ定電圧に重畳
するＡＣバイアスを定電流制御することにより、帯電ロ
ーラと感光体ドラムとの間のギャップの大小に係らず、
総電流と感光体表面の帯電電位との関係は略一定になる
ことがわかった。次に、帯電ムラに伴う濃度ムラを確認
するために行ったハーフトーン画像の出力の実験結果に
ついて説明する。その結果を、表３〜表５に示す。表３
は、帯電ローラと感光体ドラムとが対向する各位置にお
いて、その間にギャップ偏差が全く無い状態のもので確
認した場合の画像評価結果を示すものである。

【００５１】

【表３】

【００５２】この実験結果によれば、ＤＣ定電圧のみを
印加して制御した場合には、帯電ローラと感光体ドラム
との間のギャップが５３μｍ以上の場合に、またＡＣバ
イアスを重畳した場合（ＡＣ定電圧制御とＡＣ定電流制
御のいずれの場合についても）にはギャップが１０６μ
ｍ以上の条件で異常放電による白ポチが発生（表３中に
×で表示）してしまい、ＮＧ画像になっている。このこ
とから、近接帯電方式においては、ＤＣ定電圧印加にＡ
Ｃバイアスを重畳することによる効果が表われている。
次に、実使用の場合を考慮し、帯電ローラが感光体ドラ
ムとの間でギャップ偏差を持つ場合について検討した結
果を説明する。表４に、帯電ローラの長手方向の各位置
において感光体ドラムとの間のギャップに偏差を持たせ
た条件でＡＣバイアスを変えていった場合の画像評価結
果を示す。

【００５３】

【表４】

【００５４】この実験では、帯電ローラの弾性ローラ部
の長手方向で右側の端部（表４中にＲで表示）の感光体
ドラムとの間のギャップを０μｍ（接触状態）にし、左
側の端部（表４中にＬで表示）の感光体ドラムとの間の
ギャップを、ギャップ最大値（５３μｍ，８７μｍ，１
０６μｍの３種を作成）とすることにより、ギャップに
偏差を持たせている。この実験結果によれば、ＤＣバイ
アスにギャップ最大値での帯電開始電圧値（図８参照）
の２倍以上のＡＣピーク間電圧を重畳することにより良
好なる画像が得られた。なお、表４において△印は、多
少濃度ムラは見られたが許容範囲のものであるため、使
用可能との評価をした。また、○印は濃度ムラの全くな
い良好な画像を示している。

【００５５】これらの結果から、ほぼ狙いとするバイア
ス条件が求められたので、最後に３つの電流制御条件に
ついてそれぞれ画像出しの実験を行い、その評価結果を
表５にまとめた。ＤＣバイアスのみを印加した場合に
は、先のシミュレーションの結果でも示したとおり、帯
電電位のギャップ依存性が非常に大きいために、ギャッ
プに偏差があると許容できない画像ムラ（×印で表示）
が発生した。

【００５６】

【表５】

【００５７】シミュレーションの結果からは許容できる
ギャップ偏差は約１０μｍ以下であったので、ギャップ
勾配を持つ方向に対しギャップ量の測定を精密に行い、
ギャップ偏差量と画像ムラとの対応を調べた。その結果
を表６に示すように、ＤＣバイアスのみを印加した条件
では、シミュレーション結果から予測された通り、ギャ
ップ偏差の許容限界値は１０μｍ程度であり、それ以上
の偏差を持つ場合には画像ムラが現われてＮＧ（×印で
表示）との評価結果になった。

【００５８】

【表６】

【００５９】これに対しＤＣバイアスにＡＣバイアスを
重畳した条件では、ギャップ最大値の帯電開始電圧値の
２倍以上のＡＣピーク間バイアスを定電圧制御で重畳し
た場合と、ギャップ最大値の帯電開始電圧値の２倍以上
のピーク間電圧値が得られる電流値にて定電流制御をし
たいずれの場合においても、ギャップ偏差の限界値は、
ギャップ偏差が全くない条件下での白ポチによる異常画
像ギャップ限界値にほぼ等しく、約１００μｍ以下の条
件で、ギャップ偏差の大きさによらず、常に良好なる画
像が得られた。このように、図１に示した帯電装置２
は、帯電ローラ８と感光体ドラム１との間に交流成分を
有する電圧（ＤＣ定電圧にＡＣを重畳した電圧）を印加
して、その交流成分を帯電ローラ８と感光体ドラム１と
の最大ギャップにおける帯電開始電圧値の２倍以上のピ
ーク間電圧値を有するようにすることにより、帯電ムラ
に起因して生じる濃度ムラの発生を防止して、良好な画
像を得ることができる。

【００６０】したがって、帯電ローラと感光体ドラムと
の間のギャップが変化する非接触の近接帯電方式の帯電
装置においても、上述した値の交流成分を有する電圧を
帯電ローラと感光体ドラムとの間に印加することによ
り、帯電ムラのない良好な帯電ができる。この点につい
て、もう少し詳しく説明すると、数１１に示したように
帯電ローラと感光体との間のギャップＺと、そのギャッ
プＺでの放電開始電圧Ｖｔｈとの間には相関があり、ギ
ャップＺが広ければ広いほど放電開始電圧Ｖｔｈは高く
なる。したがって、最大ギャップ（図４のＧｍａｘとな
る）における帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧値
を有するＡＣバイアスを帯電ローラと感光体ドラムとの
間に印加すれば、ギャップによる変動があったとして
も、帯電ムラを解消することができる。

【００６１】具体例を挙げて説明すると、ギャップＺが
１０μｍから４０μｍまで変動する系の場合には、その
最大ギャップとなるギャップ４０μｍでの帯電開始電圧
（＝−６８６Ｖ）の２倍以上のピーク間電圧値を有する
ＡＣバイアスを帯電ローラと感光体ドラムとの間に印加
するようにする。そこで、印加するバイアスをＤＣ＝−
６００Ｖ、ＡＣのピーク間電圧値Ｖｐｐ＝１３８０Ｖと
すると、バイアスは−１２９０Ｖ〜＋９０Ｖまで変動す
る。ギャップが２１μｍ以下まで狭くなる個所では、接
触での帯電開始電圧−６３０Ｖとの差分に応じて、−６
６０Ｖ〜−５４０ＶまでＡＣの交番電界に応じて表面電
位は変動する。そして、接触の場合と同様ギャップが離
れていく過程で電位は収束していく。また、最大ギャッ
プの個所では、回転方向最近接部（図４のＧｍａｘとな
る）でギャップが４０μｍになったときにＡＣの周期で
−６０４〜−５９６Ｖまで変動する。そして、感光体と
帯電ローラの回転によりギャップが離れていく過程で−
６００Ｖに収束する。したがって、ＤＣ印加バイアスと
同じ−６００Ｖに感光体を帯電させることができる。

【００６２】このように、この実施の形態による帯電装
置は、ギャップに変動がある場合であっても、感光体を
帯電ムラなく帯電することができるが、その際に上述し
た例の場合には、本来はピーク間電圧が１２６０Ｖでも
十分に帯電ができるような領域に対しても、１３８０Ｖ
のピーク間電圧を印加するようになるため、やや帯電過
剰になりやすい。そのため、最大ギャップにおける帯電
開始電圧の２倍以上のピーク間電圧値を有するＡＣバイ
アスを印加して均一帯電を可能にする際には、最大ギャ
ップの２倍よりもあまり大きなバイアスをかけると、今
度は狭いギャップ部分での帯電過剰が増えるようになる
ため、印加するバイアス（電圧）は最大ギャップの丁度
２倍のピーク間電圧にするのが望ましい。以上、非接触
の近接帯電方式の帯電装置において、最大ギャップにお
ける帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧値を有する
ＡＣバイアスを印加することによる効果について説明し
たが、このような非接触の帯電装置によれば、以下に示
すような従来の接触帯電方式の帯電装置で課題となって
いた事項についても解決することができる。

【００６３】すなわち、図４に示したように帯電ローラ
８を感光体ドラム１に対して非接触にすることにより、
感光体ドラム１が帯電ローラ８により汚染されるのを防
止することができる。また、帯電ローラ８が非接触であ
れば、その他に感光体ドラム１の膜削れや、感光体ドラ
ム１のピンホールに対するリーク余裕度、さらには帯電
ローラ８を感光体ドラム１に接触させることにより生じ
るバンディングも防止することができる。なお、この発
明による帯電装置は、帯電部材（帯電ローラ）の全領域
が非接触状態にある場合の他に、その帯電部材の一部が
感光体に接触していて他の一部が非接触状態にあるよう
に、接触と非接触とが混在するような場合であっても同
様に適用することができる点については、表５の結果か
ら言うまでもない。

【００６４】また、上述した実験において、ＤＣバイア
スのみを印加した実験では、そのＤＣバイアスを−１３
００Ｖに、現像バイアスを−６５０Ｖに、それぞれして
いる。さらに、ＤＣ定電圧＋ＡＣ定電圧制御の実験にお
いては、ＤＣバイアスを−６００Ｖに、ＡＣバイアスを
２ｋＶ（最大ギャップ１０６μｍ時の帯電開始電圧の２
倍以上）に、それぞれしている。さらにまた、ＤＣ定電
圧＋ＡＣ定電流制御の実験においては、ＤＣバイアスを
−６００Ｖに、ＡＣバイアスを帯電開始電圧の２倍以上
のピーク間電圧値が得られる電流値２．５ｍＡ（ｆ＝２
ｋＨｚ）にしている。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次に記載する効果を奏する。請求項１乃至１０の帯
電装置及び請求項１１の画像形成装置によれば、帯電部
材を被帯電体に対して少なくとも帯電領域内でその間に
所定のギャップを設けて非接触にしたので、オゾンの発
生を抑えることができると共に、帯電部材から汚れが被
帯電体に転移するのを防止することができる。したがっ
て、被帯電体が汚れることによる異常画像の発生を防止
することができる。そして、帯電部材と被帯電体との間
には交流成分を有する電圧を印加し、その交流成分は帯
電部材と被帯電体との最大ギャップにおける帯電開始電
圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有するようにしたの
で、上記ギャップに変動があっても帯電ムラに起因して
生じる濃度ムラが発生しない良好な画像が得られる。

【００６６】また、請求項８の帯電装置によれば、帯電
部材が被帯電体に対して帯電領域内で接触する部分と非
接触の部分とが混在するように設けられている帯電装置
の場合には、一般的に帯電部材の表面抵抗が低いと帯電
部材と被帯電体との間のギャップに場所により偏差があ
ると帯電部材の表面に規定の電位を維持することができ
ないために帯電ムラになりやすいが、帯電部材と被帯電
体との間には交流成分を有する電圧が印加され、その交
流成分は帯電部材と被帯電体との最大ギャップにおける
帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有するよ
うにしたので、帯電ムラに起因して生じる濃度ムラが発
生しない良好な画像が得られる。さらに、請求項４及び
９の帯電装置によれば、帯電部材と被帯電体との間のギ
ャップの管理を比較的容易に行うことができる。請求項
１０の帯電装置によれば、最大ギャップ値をギャップ管
理部材の厚みで管理することができるので、ギャップ管
理が更に容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による帯電装置を備えた画像形成装置
の一実施形態例の作像部を示す概略構成図である。

【図２】同じくその画像形成装置全体を示す概略構成図
である。

【図３】図１の帯電装置に設けられている帯電ローラの
両端部にテフロンチューブを密着状態に取り付けた状態
を示す斜視図である。

【図４】感光体ドラムの表面と帯電ローラの弾性ローラ
部との間の最大ギャップＧｍａｘを説明するための概略
図である。

【図５】感光体ドラムと帯電ローラとの間に形成される
放電領域の両側の領域端部におけるギャップＧｃは最大
ギャップでないことを説明するための概略図である。

【図６】帯電ローラの回転や真直度のバラツキによって
ある瞬間に位置ｂに最大ギャップＧｍａｘができた状態
を示す概略図である。

【図７】同じくその最大ギャップＧｍａｘが位置ｃにで
きた状態を示す概略図である。

【図８】印加電圧と帯電電位との関係を示した帯電特性
を示す線図である。

【図９】帯電ローラを感光体ドラムから徐々に離間させ
るようにしたときの帯電特性の変化を示す線図である。

【図１０】帯電ローラと感光体ドラムとの間のギャップ
と感光体表面の帯電電位との関係を計算により求めたシ
ミュレーション結果と実験結果とを合わせて示した線図
である。

【図１１】微少ギャップによる近接帯電方式の帯電装置
で印加する電圧をＤＣ定電圧＋ＡＣ定電圧重畳にした場
合の帯電特性を示す線図である。

【図１２】ＤＣ定電圧に重畳するＡＣバイアスを定電流
制御した場合の実験結果を示す線図である。

【図１３】帯電ローラと感光体との間の微視的なギャッ
プにかかる電圧を説明するために使用するモデル図であ
る。

【図１４】パッシェンの法則の式と数１をグラフ化した
線図である。

【図１５】帯電部材への印加電圧と感光体の表面電位と
の関係を示す線図である。

【符号の説明】

１：感光体ドラム（被帯電体）２：帯電装置８：帯電ローラ（帯電部材）１２：電源ユニット（電源）１４：テフロンチューブ（ギャップ管理部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に対して少なくとも帯電領域内
で所定のギャップを形成するように近接して設けられた
帯電部材を備え、該帯電部材には電源から直流定電圧に
交流電圧を重畳した電圧を印加することにより前記被帯
電体を帯電する帯電装置において、前記帯電部材に印加する電圧の交流成分は、前記所定の
ギャップの最大ギャップにおける帯電開始電圧値の２倍
以上のピーク間電圧値を有するようにしたことを特徴と
する帯電装置。
【請求項２】前記被帯電体と前記帯電部材とのギャッ
プは位置によって不均一であって偏差があることを特徴
とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】前記被帯電体と前記帯電部材とのギャッ
プは変動するものであることを特徴とする請求項１記載
の帯電装置。
【請求項４】前記帯電部材は回転するローラであるこ
とを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
【請求項５】前記被帯電体は回転あるいは回動する部
材であることを特徴とする請求項３記載の帯電装置。
【請求項６】前記被帯電体と前記帯電部材とのギャッ
プは、ギャップが０のときの帯電開始電圧と異なる帯電
開始電圧になる大きさのギャップとしたことを特徴とす
る請求項１記載の帯電装置。
【請求項７】被帯電体に対して少なくとも帯電領域内
で所定のギャップを形成するように近接して設けられた
帯電部材を備え、該帯電部材には電源から定電圧制御さ
れた直流電圧と、交流電圧が印加されることにより前記
被帯電体が帯電し、前記帯電領域内の前記帯電部材の長
手方向及び短手方向の各位置における前記ギャップの平
均値が１０μｍ以上であり、該ギャップのバラツキが前
記平均値に対して１０μｍ以上である帯電装置におい
て、前記帯電部材に印加する電圧は、交流成分を有する電圧
が前記所定のギャップの最大ギャップにおける帯電開始
電圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有するようにした
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項８】被帯電体に対して帯電領域内で接触する
部分と非接触の部分とが混在するように設けられた帯電
部材を備え、該帯電部材には電源から定電圧制御された
直流電圧と、交流電圧が印加されることにより前記被帯
電体が帯電し、前記帯電領域内の前記非接触の部分の前
記帯電部材の長手方向及び短手方向の各位置における前
記被帯電体と前記帯電部材とのギャップの平均値が１０
μｍ以上であり、該ギャップのバラツキが前記平均値に
対して１０μｍ以上である帯電装置において、前記帯電部材に印加する電圧は、交流成分を有する電圧
が前記ギャップの最大ギャップにおける帯電開始電圧値
の２倍以上のピーク間電圧値を有するようにしたことを
特徴とする帯電装置。
【請求項９】請求項７又は８記載の帯電装置におい
て、前記帯電部材は回転自在な弾性ローラであることを
特徴とする帯電装置。
【請求項１０】請求項７乃至９のいずれか一項に記載
の帯電装置において、前記被帯電体と前記帯電部材との
間にギャップ管理部材を介在させることにより前記ギャ
ップを形成し、前記最大ギャップは前記ギャップ管理部
材の厚さで決定されることを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか一項に記
載の帯電装置を備えた画像形成装置。