JP3583253B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真技術を利用した複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、一般に、感光体ドラム、感光体ベルトなどの感光体からなる静電像担持体上に帯電装置により均一な処理帯電を行った後に、露光装置により静電像担持体に画像信号に応じた露光を行って静電像担持体の帯電を消去することで、静電荷のパターン（静電潜像）を形成し、この静電荷のパターンを現像装置でトナーにより現像して転写手段により記録紙などの記録部材に転写するという作像プロセスを行っている。
【０００３】
この画像形成装置では、作像プロセスには静電像担持体を帯電装置により帯電させる帯電プロセスが存在し、この帯電プロセスは従来は帯電装置として非接触で帯電安定性にも優れているコロナチャージャを用いて行われていた。しかし、コロナチャージャはオゾンを多く発生するので、最近では接触帯電方式の帯電装置が検討されており、例えば特開昭６３ー１４９６６９号公報に記載されているような接触帯電方法や、特開平６ー１７５４６９号公報に記載されているようなブラシ帯電装置が実用化されてきている。
【０００４】
ここに、特開昭６３ー１４９６６９号公報には、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳して帯電ローラに印加する接触帯電方法が記載されている。また、特開平６ー１７５４６９号公報には、導電性ブラシとその芯金との間に低抵抗の中間導電部材を設けて帯電の環境依存性を無くすようにしたブラシ帯電装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記コロナチャージャでは、オゾンを多く発生するという不具合がある。また、上記接触帯電方式の帯電装置では、帯電部材が静電像担持体に接触するので、帯電部材がトナーなどで汚れやすく、その結果、帯電ムラ等の帯電性能の劣化が生じて静電像担持体を十分に帯電させることができなくなってしまう。
本発明は、オゾンを発生せず、静電像担持体を十分に帯電させることができる非接触方式の帯電装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、移動する静電像担持体上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体の表面に沿って前記静電像担持体の移動方向と垂直な方向に配置された複数の電磁波照射装置からなり電磁波照射孔から前記静電像担持体上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体に対して略垂直に照射して付着させるための電界を形成する電界形成手段とを備え、前記複数の電磁波照射装置と前記電磁波照射孔とが１対１に対応し、前記電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置の電磁波照射孔に電圧を印加し、前記個々の電磁波照射装置の間の空間に前記電磁波照射孔と平行で電圧が印加される電極を設けたものであり、効率良く帯電電界を形成することができると共に、帯電の均一性を向上させることができ、更に印加電圧の極性により帯電極性を任意に決めることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明による非接触帯電方式の帯電装置の原理について述べる。電磁波が空気中に照射されると、その電磁波が照射された領域の空気が電離され、正負両極性のイオンが生成される。したがって、静電像担持体（例えば感光体）上の空間に電磁波照射装置により電磁波を照射して空気を電離させ、その空間に電界を作用させることで、所望の極性のイオンのみを静電像担持体に付着させることができる。本発明による非接触帯電方式の帯電装置は、このような原理により静電像担持体を非接触で帯電させることができる。本発明における電磁波としては、紫外線、軟Ｘ線、Ｘ線、γ線等を使用できるが、電離効率や安全性の面を考慮すると、軟Ｘ線かＸ線が好ましい。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態の概略を示す。図１において、１は帯電可能な感光体などからなる静電像担持体、２_１，２_２・・・は電磁波照射装置、３はグリッドからなる電界形成手段、４_１，４_２・・・は電磁波照射装置２_１，２_２・・・の電磁波照射孔、５は直流電源である。グリッド３は、静電像担持体１と電磁波照射装置２_１，２_２・・・との間に配置され、直流電源５から直流電圧が印加される。静電像担持体１は、裏側が接地され、駆動部により駆動されて図示矢印方向へ移動する。
【００１９】
電磁波照射装置２_１，２_２・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンはグリッド３と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられ、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。図１に示すように電磁波照射装置２_１，２_２・・・を静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の移動方向に複数配置して電磁波照射装置群を構成すると、イオンの発生量が増加するために静電像担持体１の高速帯電が可能となる。
【００２０】
本発明の第２実施形態では、上記第１実施形態において、図２に示すように電磁波照射装置２_１，２_２・・・の電磁波照射孔４_１，４_２・・・を形成する部材が接地され、静電像担持体１の裏側に直流電源５から直流電圧が印加されることにより、グリッド３と静電像担持体１との間の空間に電界が形成されてこの電界によりイオンが静電像担持体１の表面に引き付けられる。
【００２１】
本発明の第３実施形態では、上記第１実施形態において、図３に示すように電磁波照射装置２_１，２_２・・・の電磁波照射孔４_１，４_２・・・を形成する部材に直流電源５から直流電圧が印加され、静電像担持体１の裏側が接地されることにより、グリッド３と静電像担持体１との間の空間に電界が形成されてこの電界によりイオンが静電像担持体１の表面に引き付けられる。
【００２２】
このように、第１実施形態〜第３実施形態は、移動する静電像担持体１上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体１の移動方向に複数設けられた電磁波照射装置２_１，２_２・・・からなり前記静電像担持体１上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体１に付着させるための電界を形成する電界形成手段としてのグリッド３とを備えたので、オゾンを発生せず、静電像担持体の移動方向に電磁波照射密度が増加し、電磁波によって生成されるイオンが増加することにより、高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができる。
【００２３】
図４は本発明の第４実施形態の概略を示す。この第４実施形態は、円筒状の静電像担持体１を帯電する帯電装置の実施形態である。静電像担持体１は駆動部により回転駆動され、静電像担持体１の上には静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の長手方向（静電像担持体１の移動方向と垂直な幅方向）に複数個の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・が一列に配置される。
【００２４】
また、静電像担持体１と電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・との間にはグリッド３が配置される。静電像担持体１は中心部分が接地され、グリッド３には直流電源５から直流電圧が印加される。電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンはグリッド３と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００２５】
図４に示すように電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の移動方向と垂直な幅方向に複数配置して電磁波照射装置群を構成すると、静電像担持体１の帯電幅を大きくすることができるだけでなく、各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から照射された電磁波が重なり合うことにより静電像担持体１上の空間の電磁波照射密度が増加し、かつ、静電像担持体１の長手方向についての帯電の一様性が増加する。また、イオンの発生量が増加し、高速帯電が可能となる。
【００２６】
静電像担持体１の長手方向に配置する電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の数は、静電像担持体１の帯電幅あるいは静電像担持体１の長さにもよるが、静電像担持体１の全幅Ｌを帯電させるためには、
ｎ・（Ｄ＋Ｇ）＞Ｌ・・・（１）
但し、Ｇ：電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔
Ｄ：電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・の直径
ｎ：静電像担持体１の長手方向に配置する電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の数
を満たす個数ｎだけ電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の長手方向に配置する必要がある。
【００２７】
また、各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔Ｇは、小さくすることが好ましく、望むらくは図５に示すように
Ｇ≦Ｄ＋２・ｈ・ｔａｎ（θ／２）・・・（２）
但し、ｈ：電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・と静電像担持体１との距離
θ：電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射角
という条件を満たすことが好ましい。
【００２８】
この条件を外れると、静電像担持体１上の空間で電磁波が照射されない部分が出てしまい、静電像担持体１の帯電ムラの原因になる。本実施形態においては、上式（２）を満たすように電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の長手方向に並べることで、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からの電磁波が静電像担持体１上の空間に、静電像担持体１の全幅にわたって照射され、静電像担持体１の均一な帯電が可能となる。また、Ｇを更に小さくすることによって各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から照射される電磁波の重なり合いが多くなり、イオンがより多く発生するようになる。したがって、静電像担持体１の帯電効率が向上し、帯電速度が向上する。
【００２９】
この第４実施形態は、移動する静電像担持体１上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体１の表面に沿って前記静電像担持体１の移動方向と垂直な方向に複数設けられた電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からなり前記静電像担持体１上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体１に付着させるための電界を形成する電界形成手段としてのグリッド３とを備えたので、オゾンを発生せず、幅の広い静電像担持体の一様な帯電を可能にすると共に、静電像担持体の表面に沿って静電像担持体の移動方向と垂直な方向に電磁波照射密度が増加し、電磁波によって生成されるイオンが増加することにより、高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができる。
【００３０】
また、第４実施形態は、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は電磁波を前記静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射する構成とし、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・の直径をＤ、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・と前記静電像担持体１との距離をｈ、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射角をθとしたとき、前記電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔Ｇが、
Ｇ≦Ｄ＋２・ｈ・ｔａｎ（θ／２）
を満たすので、オゾンを発生せず、電磁波によって生成されるイオンが増加し、高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができ、更に帯電の均一性を向上させることができる。
【００３１】
図６は本発明の第５実施形態の概略を示す。この第５実施形態は、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の移動方向に複数設けると共に、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から電磁波を静電像担持体１に対して略平行に照射する帯電装置の実施形態であり、静電像担持体１は駆動部により駆動されて図示矢印方向へ移動する。
【００３２】
静電像担持体１の上には静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の移動方向に複数個の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からなる電磁波照射装置群が一列に配置される。この電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は電磁波を静電像担持体１に対して略平行に照射するように配置され、帯電電界を形成するための電極６_１，６_２，６_３・・・は電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・が電磁波を照射する空間において静電像担持体１と対向するように配置される。
【００３３】
この電極６_１，６_２，６_３・・・は接地され、静電像担持体１は裏側に直流電源５から直流電圧が印加される。電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を静電像担持体１に対して略平行に照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンは電極６_１，６_２，６_３・・・と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００３４】
この第５実施形態では、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を電磁波を静電像担持体１に対して略平行に照射するように配置した構成により、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からの電磁波の静電像担持体１への直射を軽減することができ、この構成は静電像担持体１の材料が電磁波の照射によって劣化する材料である場合には有効な手段となる。このような構成は静電像担持体１に対する電磁波の直射を軽減することが目的であるので、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射方向は静電像担持体１に対して略平行、又はやや上向きが好適である。
【００３５】
また、本発明の第６実施形態は、上記第５実施形態において、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射角が大きい場合であって、図７に示すように電磁波遮蔽部材７_１，７_２，７_３・・・が各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射角をそれぞれ絞るように設けられ、この電磁波遮蔽部材７_１，７_２，７_３・・・により電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から静電像担持体１へ直射される電磁波が遮断される。この電磁波遮蔽部材７_１，７_２，７_３・・・の材質は、電磁波の波長によって異なるが、例えば電磁波としてＸ線や軟Ｘ線を用いる場合には鉛板、鋼板アルミニウム板、塩化ビニル板、アクリル板等のＸ線や軟Ｘ線を効果的に吸収する元素を多量に含むものが好適である。
【００３６】
このように、第５実施形態及び第６実施形態は、電磁波照射装置群２_１，２_２，２_３・・・は電磁波を前記静電像担持体１の帯電面に対して略平行に照射するので、オゾンを発生せず、電磁波照射密度が増加し、電磁波によって生成されるイオンが増加することにより、高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができると共に、静電像担持体の電磁波による劣化を軽減乃至は防止することができ、装置の長寿命化を実現することができる。
【００３７】
図８は本発明の第７実施形態の概略を示す。この第７実施形態は、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からなる電磁波照射装置群と、電磁波照射装置８_１，８_２，８_３・・・からなる電磁波照射装置群とをその電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・、９_１，９_２，９_３・・・（電磁波照射面）が向き合うように配置し、かつ、各々の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・、８_１，８_２，８_３・・・を電磁波を静電像担持体１の帯電面に対して略平行に照射するように配置した帯電装置の実施形態である。
【００３８】
この第７実施形態では、上記第５実施形態において、一方の電磁波照射装置群は静電像担持体１の上に静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の長手方向（静電像担持体１の移動方向と垂直な幅方向）に一列に配置された複数の磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からなり、他方の電磁波照射装置群は静電像担持体１の上に静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の長手方向（静電像担持体１の移動方向と垂直な幅方向）に一列に配置されると共に電磁波照射孔９_１，９_２，９_３・・・が磁波照射装置群２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・とそれぞれ向き合うように配置された複数の磁波照射装置８_１，８_２，８_３・・・からなる。
【００３９】
電極６_１，６_２，６_３・・・はそれぞれ電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・と電磁波照射装置８_１，８_２，８_３・・・の電磁波照射孔９_１，９_２，９_３・・・との各間の空間を介して静電像担持体１の帯電面と対向するように配置される。電極６_１，６_２，６_３・・・は直流電源５から直流電圧が印加され、静電像担持体１は裏側が接地される。
【００４０】
電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・と電磁波照射装置８_１，８_２，８_３・・・とは、静電像担持体１上の互いに向い合う空間に電磁波を静電像担持体１に対して略平行に照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンは電極６_１，６_２，６_３・・・と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００４１】
この第７実施形態では、一対の電磁波照射装置群２_１，２_２，２_３・・・、８_１，８_２，８_３・・・をその電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・、９_１，９_２，９_３・・・が向き合うように配置したことにより、帯電装置全体をコンパクトにすることができる。また、転写電界を形成するための電極６_１，６_２，６_３・・・は一対の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・、８_１，８_２，８_３・・・毎に一つあればよいので、数を減らすことができる。さらに、外部に対する電磁波の遮蔽効果が得られる。
【００４２】
このように、第７実施形態は、第５実施形態において、電磁波照射装置群２_１，２_２，２_３・・・、８_１，８_２，８_３・・・は電磁波を前記静電像担持体１の帯電面に対して略平行に照射するので、オゾンを発生せず、電磁波照射密度が増加し、電磁波によって生成されるイオンが増加することにより、高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができると共に、静電像担持体の電磁波による劣化を軽減ないしは防止することができ、装置の長寿命化を実現することができる。
【００４３】
また、第７実施形態は、移動する静電像担持体１上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体１の表面に沿って前記静電像担持体１の移動方向と垂直な方向に複数設けられた電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からなり前記静電像担持体１上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる第１の電磁波照射装置群と、この第１の電磁波照射装置群と電磁波照射面が向い合うように配置されて前記静電像担持体１の表面に沿って前記静電像担持体１の移動方向と垂直な方向に複数設けられた電磁波照射装置８_１，８_２，８_３・・・からなり前記静電像担持体１上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる第２の電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体１に付着させるための電界を前記第１の電磁波照射装置群と前記第２の電磁波照射装置群との間に形成する手段としての電極６_１，６_２，６_３・・・とを備えたので、オゾンを発生せず、幅の広い静電像担持体の一様な帯電を可能にすると共に、コンパクトな構成で、電磁波によって生成されるイオンが増加して高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができ、更に静電像担持体の電磁波による劣化を防止することができる。
【００４４】
図９は本発明の第８実施形態の概略を示す。この第８実施形態では、上記第４実施形態において、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は電磁波を静電像担持体１の帯電面と略平行に照射するように静電像担持体１の長手方向に複数配置され、グリッド３の代りに電極６が用いられる。この電極６は電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・が電磁波を照射する空間において静電像担持体１と対向するように配置される。
【００４５】
電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を静電像担持体１に対して略平行に照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンは電極６_１，６_２，６_３・・・と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００４６】
この第８実施形態では、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の長手方向に複数配置したことにより、静電像担持体１の帯電幅を大きくすることができ、各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から照射された電磁波が重なり合うことにより静電像担持体１上の空間の電磁波照射密度が増加し、帯電効率が向上する。
【００４７】
また、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射方向が静電像担持体１に略平行であるので、静電像担持体の電磁波直射による劣化を防止することができる。なお、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射方向が静電像担持体１に略平行である場合にも、各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔は小さくすることが好ましい。
【００４８】
図２４は第８実施形態の帯電装置を静電像担持体１端面側から見た図である。第８実施形態においては、図２４に示すように電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射方向に測った電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・と電極６の終端との間の距離をＷとすると、電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔ｇが、
ｇ≦Ｄ＋２・Ｗ・ｔａｎ（θ／２）・・・（３）
であるという条件を満たすことが好ましい。
【００４９】
この条件を外れると、静電像担持体１上方の空間部分に電磁波が照射されなくて静電像担持体１に帯電されない部分が出てしまい、静電像担持体１の帯電ムラの原因になる。本実施形態においては、上式（３）を満たすように電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の長手方向に並べることで、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からの電磁波が静電像担持体１上の空間に、静電像担持体１の全幅にわたって照射され、静電像担持体１の均一な帯電が可能となる。また、ｇを更に小さくすることによって各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から照射される電磁波の重なり合いが多くなり、イオンがより多く発生するようになる。したがって、静電像担持体１の帯電効率が向上し、帯電速度が上がる。
【００５０】
このように、第８実施形態は、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は電磁波を前記静電像担持体１の帯電面に対して略平行に照射する構成とし、前記電界形成手段は電極６からなり、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・の直径をＤ、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・と前記電極６との電磁波照射方向の距離をＷ、前記電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射角をθとしたとき、前記電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔ｇが、
ｇ≦Ｄ＋２・Ｗ・ｔａｎ（θ／２）
を満たすので、オゾンを発生せず、電磁波によって生成されるイオンが増加して高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができ、帯電の均一性を向上させることができ、更に静電像担持体の電磁波による劣化を防止することができる。
【００５１】
図１０は本発明の第９実施形態の概略を示す。高速で回転する幅の広い静電像担持体１の帯電を実現するには、静電像担持体１の移動方向及び幅方向の両方向に電磁波照射装置を並べればよい。第９実施形態では、上記第４実施形態において、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は静電像担持体１の移動方向及び幅方向の両方向に並べられる。電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・と静電像担持体１との間には、グリッド３が帯電面に平行に設けられる。
【００５２】
静電像担持体１は中心部分に直流電源５から直流電圧が印加され、グリッド３は接地される。電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンはグリッド３と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００５３】
図１１は本発明の第１０実施形態の概略を示す。この第１０実施形態では、上記第４実施形態において、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１の移動方向及び幅方向の両方向に並べられ、かつ、静電像担持体１の移動方向に向い合うように配置される。また、グリッド３の代りに電極６が用いられ、この電極６は電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・が静電像担持体１の移動方向に向い合って形成される空間を介して静電像担持体１の帯電面と対向するように配置される。
【００５４】
電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンは電極６と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００５５】
これらの第９実施形態及び第１０実施形態は、上記第１実施形態乃至第４実施形態と同様に高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができ、幅の広い静電像担持体の一様な帯電が可能になる。
【００５６】
静電像担持体１の移動方向及び幅方向の両方向に電磁波照射装置を並べる場合には、電磁波照射装置を千鳥状に配置することが好ましい。図１２は本発明の第１１実施形態の概略を示す。この第１１実施形態は、上記第１０実施形態において、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の幅方向に千鳥状に配置したものであり、静電像担持体１の長手方向の帯電をより均一化することができる。
【００５７】
図１３は本発明の第１２実施形態の概略を示す。この第１２実施形態では、上記第１１実施形態において、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は電磁波照射方向が静電像担持体１の帯電面に略垂直になるように千鳥状に配置される。静電像担持体１は中心部分に直流電源５から直流電圧が印加され、電極６の代りにグリッド３が用いられる。このグリッド３は、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・と静電像担持体１との間に配置され、接地される。この第１２実施形態では、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を集積しやすくなり、帯電装置を小型化することができる。
【００５８】
これらの第１１実施形態及び第１２実施形態は、移動する静電像担持体１上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体１の表面に沿って前記静電像担持体１の移動方向と垂直な方向に千鳥状に配列された複数の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・からなり前記静電像担持体１上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体１に付着させるための電界を形成する電界形成手段としての電極６又はグリッド３とを備えたので、オゾンを発生せず、幅の広い静電像担持体の一様な帯電を可能にすると共に、コンパクトな構成で、電磁波によって生成されるイオンが増加して高速に移動する静電像担持体を十分な電位に帯電させることができ、更に帯電の均一性を向上させることができる。
【００５９】
これまで説明してきたように本発明の実施形態は、帯電電界を形成する電界形成手段として、グリッド３を用いるものと、電極６を用いるものとがある。まず、グリッド３としては、開口率の大きな網状の導電板か、電磁波の透過性に優れている導電板であることが好ましい。電磁波の透過性に優れている導電板の材料としては、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）、カーボン等がある。
【００６０】
これらの材料を単体でグリッド３に用いることはもちろんのこと、これらの材料を塗布した絶縁体フィルムや合金、化合物等でも十分にグリッド３を形成することができる。いずれの材料でグリッド３を形成するにせよ、グリッド３の厚さは薄い方が帯電効率が高くなる。また、電磁波照射領域に一様な帯電電界が形成されることが好ましいため、グリッド３は静電像担持体１上の電離領域の静電像担持体１に対する投影面積よりも広いことが好ましい。
【００６１】
一方、電極６に用いる材料としては、基本的に導電体であればよいが、望むらくは電磁波を吸収する材料であることが好ましい。このような材料を電極６に用いることにより、電極６を透過する電磁波が減少し、帯電装置の安全性を高めることができる。したがって、電極６の材料としては、前に列挙した電磁波の透過性に優れた材料以外の金属板であることが好ましく、また、金属を塗布した樹脂、セラミックス等でもよい。この電極６は、電磁波の吸収を多くした方が良いため、厚くした方がよい。
【００６２】
図１４は本発明の第１３実施形態の概略を示す。上記第２実施形態、上記第３実施形態のように電磁波照射装置の電磁波照射孔を構成する部材に電圧を印加して帯電電界を形成する方式の場合は、電磁波照射装置群を構成する各電磁波照射装置の間隔が比較的大きい場合には、一様な帯電電界ができない。
【００６３】
そこで、第１３実施形態では、上記第３実施形態において、静電像担持体１上における各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間の空間及び電磁波照射装置群の外側の空間に電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・を構成する部材と平行に補助電極１０_１，１０_２，１０_３・・・を設け、この補助電極１０_１，１０_２，１０_３・・・に直流電源５から直流電圧を印加することにより、静電像担持体１と電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・を構成する部材及び補助電極１０_１，１０_２，１０_３・・・との間に一様な帯電電界を形成する。
【００６４】
このように、第１３実施形態は、上記第３実施形態において、前記電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・に電圧を印加する構成とし、前記個々の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間の空間に前記電磁波照射孔４_１，４_２，４_３・・・と平行で電圧が印加される電極としての補助電極１０_１，１０_２，１０_３・・・を設けたので、オゾンを発生せず、効率良く帯電電界を形成することができると共に、帯電の均一性を向上させることができ、更に印加電圧の極性により帯電極性を任意に決めることが可能になる。
【００６５】
図２５は、本発明の第１４実施形態の概略を示す。この第１４実施形態は、電磁波照射装置２_１と電磁波照射装置２_２とが対となり、電磁波照射中心が静電像担持体１側で交差するように傾いて静電像担持体１の移動方向に並べて設けられた帯電装置の実施形態である。静電像担持体１の裏面には直流電源５が接続され、電磁波照射孔４_１，４_２は接地されている。したがって、静電像担持体１と電磁波照射装置２_１，２_２との間の空間には帯電電界が形成される。この空間に電磁波が電磁波照射装置２_１、２_２から照射されると、空気が電離して正負のイオンが発生し、帯電電界に引かれて所望の極性のイオンだけが静電像担持体１に移動するため、静電像担持体１が帯電する。この第１４実施形態の場合には、静電像担持体１が負極性に帯電する。
【００６６】
この第１４実施形態では、一対の電磁波照射装置２_１，２_２の電磁波照射中心が静電像担持体１側で交差するように傾けて設けられるので、例えば図２のような構成のものに比べて電磁波の重なり合う部分を大きくすることができる。したがって、静電像担持体１上の空間の電磁波照射密度が増大し、電磁波照射量を損なわずに照射領域を狭くすることができる。このように電磁波照射中心を静電像担持体１側で交差させる構成は、静電像担持体１として小径の感光体を用いる場合等には、特に有効である。
【００６７】
以下、本発明の実施例について説明する。
まず、本発明の第１実施例を図２に基づいて説明する。この第１実施例は請求項１に係る発明の実施例である。この第１実施例では、上記第２実施形態において、静電像担持体１にはベルト状の有機感光体（ＯＰＣ）を用い、電磁波照射装置２_１，２_２・・・としてはピークエネルギーが約１．５［ｋｅＶ］の軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線源を用いた。
【００６８】
感光体１と電磁波照射装置２_１，２_２・・・の電磁波照射孔４_１，４_２・・・との距離は１０［ｍｍ］とし、感光体１の裏側に直流電源５から印加する直流電圧を３［ｋＶ］にして感光体１を駆動部により移動させながら感光体１の帯電を行ない、その帯電量の評価を行なった。この評価は、感光体１を−５００［Ｖ］に帯電することのできる感光体線速の最大値（以後、この値を最大帯電速度と称する）の比較で行った。
【００６９】
電磁波照射装置２_１，２_２・・・の個数と最大帯電速度との関係を調べた結果が図１５である。図１５より感光体１の移動方向に配置した電磁波照射装置２_１，２_２・・・の数が多いほど、帯電速度が向上する結果となり、電磁波照射装置２_１，２_２・・・の複数配置の有効性が確認できた。
【００７０】
次に、本発明の第２実施例を図１６に基づいて説明する。この第２実施例では、上記第４実施形態において、静電像担持体１にはプラス帯電する直径１００［ｍｍ］、長さ３２０［ｍｍ］のＳｅからなる感光体を用い、電磁波照射装置２_１，２_２・・・には波長が１０のマイナス１０乗［ｍ］程度のＸ線を照射するＸ線照射装置を使用した。このＸ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・のＸ線照射角は１１０度である。
【００７１】
このようなＸ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・は感光体１の長手方向に等間隔で配置した。グリッド３は、厚さが１００［μｍ］のベリリウム（Ｂｅ）板を用い、感光体１から５［ｍｍ］離して配置して直流電源５から２［ｋＶ］の電圧を印加した。なお、Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・とグリッド３との間の距離は５［ｍｍ］にした。
【００７２】
このような構成の第２実施例の帯電装置において、Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・の設置間隔Ｇと最大帯電速度との関係を調べることで、帯電性能を評価した。間隔Ｇを５［ｍｍ］刻みに４５［ｍｍ］〜７５［ｍｍ］の範囲で第２実施例の帯電性能を評価した結果が図１７である。図１７より設置間隔Ｇが小さくなるほど最大帯電速度が大きくなり、帯電性能が向上する結果が得られた。
【００７３】
次に、第２実施例において、感光体１をＯＰＣにし、グリッド３へ直流電源５から印加する電圧を−２［ｋＶ］にした本発明の第３実施例について同様の評価を行なった。この第３実施例では、Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・の間隔と帯電性能との関係は、感光体１としてＳｅ感光体を用いた第３実施例の場合と同傾向の結果が得られたが、感光体１の多数回帯電を繰り返すと、感光体１の除電性能が低下する問題が生じた。これは、Ｘ線の多数回にわたる直射により感光体１が劣化し、感光体１中に残留電荷が残ってしまうためと考えられる。
【００７４】
そこで、本発明の第４実施例では、第３実施例において、図１８に示すように感光体１の帯電面に対してＸ線が平行に照射されるようにＸ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・の向きを変更した。また、帯電電界を形成するために、グリッド３の代りに厚さ１［ｍｍ］の黄銅板からなる電極６を用いてこれをＸ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・のＸ線照射孔の上端より約５［ｍｍ］上方の位置からＸ線照射方向に設け、直流電源５から電極６に−５［ｋＶ］を印加した。
【００７５】
さらに、Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・のＸ線照射孔の下端には厚さ３［ｍｍ］のアクリル板を電磁波遮蔽分材７として設けた。
このような構成の第４実施例により感光体１の帯電を行なったところ、多数回の帯電に対しても感光体１が劣化することがなく、感光体１の全幅に良好な帯電状態を得ることができた。
【００７６】
次に、本発明の第５実施例について説明する。この第５実施例では、上記第８実施形態において、図１９に示すように静電像担持体としてのＯＰＣからなる感光体１の上方に、電磁波照射装置としての軟Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・を感光体１の長手方向へ、電磁波を感光体１の帯電面と略平行に照射するような向きに複数個配置した。軟Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・としては、軟Ｘ線照射孔の直径が約３０［ｍｍ］で、ピークエネルギーが約６［ｋｅＶ］の軟Ｘ線を１１０度の角度で照射する軟Ｘ線源を用いた。電極６としては、直流電源５から−５［ｋＶ］の電圧が印加される厚さ１［ｍｍ］、幅２０［ｍｍ］の黄銅板を軟Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・の軟Ｘ線照射孔の上端より約１５［ｍｍ］上方の位置から軟Ｘ線照射方向に設けた。
【００７７】
このような構成の第５実施例の帯電装置において、軟Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・の設置間隔ｇと最大帯電速度との関係を調べ、帯電性能を評価した。設置間隔ｇを５［ｍｍ］刻みに６５［ｍｍ］〜９５［ｍｍ］の範囲で第５実施例の帯電性能を評価した結果が図２０である。図２０から分かるように設置間隔ｇが９０［ｍｍ］の場合と設置間隔ｇが９５［ｍｍ］の場合とでは感光体１の長手方向に帯電ムラが発生したが、設置間隔ｇが６５［ｍｍ］〜８５［ｍｍ］の範囲では感光体１の全幅にわたってむらなく帯電することができた。また、設置間隔ｇが小さくなるほど最大帯電速度が大きくなり、帯電性能が向上する結果が得られた。
【００７８】
次に、第５実施例において、図２１に示すように感光体１の長手方向に並べた軟Ｘ線照射装置２_１，２_２，２_３・・・を電極６と感光体１との間の空間を挾んで２列に向い合わせて本発明の第６実施例を構成した。この第６実施例では、ｇ＝８０［ｍｍ］とし、２つの軟Ｘ線照射装置群２_１，２_２，２_３・・・、２_１１，２_１２，２_１３・・・を感光体１の長手方向に０〜ｇ／２（４０［ｍｍ］）の範囲で１０［ｍｍ］づつずらしながら感光体１を帯電する実験を行なった。
【００７９】
その結果、２つの軟Ｘ線照射装置群２_１，２_２，２_３・・・、２_１１，２_１２，２_１３・・・の感光体長手方向のずれ量ａと最大帯電速度との関係は図２２に示すようになった。図２０と図２２を比較して明らかなように、第６実施例では、軟Ｘ線照射装置群２_１，２_２，２_３・・・、２_１１，２_１２，２_１３・・・を２列設けたために、イオンの発生量が増加し、全体的に帯電性能が向上した。また、ａの値が大きいほど感光体１の帯電が感光体長手方向に均一に行なわれやすくなり、ａ＝ｇ／２の時に最も良好な結果が得られた。
【００８０】
次に、本発明の第７実施例について説明する。この第７実施例では、上記第１２実施形態において、図２３に示すように静電像担持体１には、直径１００［ｍｍ］、長さ３２０［ｍｍ］のＯＰＣを用い、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・としてはピークエネルギーが約１．５［ｋｅＶ］の軟Ｘ線源を用いた。この軟Ｘ線源２_１，２_２，２_３・・・は、軟Ｘ線照射孔の直径が４０［ｍｍ］で、軟Ｘ線照射角が１１０度である。
【００８１】
この軟Ｘ線源２_１，２_２，２_３・・・は８０［ｍｍ］間隔で感光体１の長手方向及び感光体１の回転方向に複数個千鳥状に配列してコンパクトな構成とした。軟Ｘ線源２_１，２_２，２_３・・・の軟Ｘ線照射孔は感光体１と平行にし、感光体１の表面からの距離を１０［ｍｍ］とした。また、軟Ｘ線源２_１，２_２，２_３・・・の軟Ｘ線照射孔を構成する部材には−３［ｋＶ］の電圧を印加して帯電電界を形成した。
このような構成の第７実施例は、感光体１を駆動部により線速１５０［ｍｍ／ｓ］で回転させながら感光体１の帯電を行なったところ、帯電ムラが発生することなく感光体１の全体を−５００［Ｖ］以上に帯電させることができた。
【００８２】
次に、第７実施例において、図１４のように軟Ｘ線源２_１，２_２，２_３・・・の間及び外側の空間に軟Ｘ線源２_１，２_２，２_３・・・の軟Ｘ線照射孔と平行かつ同じ高さに補助電極１０_１，１０_２，１０_３・・・として厚さ１［ｍｍ］の黄銅板を設け、この黄銅板１０_１，１０_２，１０_３・・・に直流電源５から−３［ｋＶ］を印加するようにした本発明の第８実施例にて感光体１の帯電を行なった。その結果、この第８実施例では、感光体１の帯電電位が補助電極１０_１，１０_２，１０_３・・・を設けない第７実施例より約１０［％］向上した。
【００８３】
次に、本発明の第９実施例について説明する。図２６に示すように直径が１５［ｍｍ］の電磁波照射孔を有する電磁波照射装置２_１，２_２を直径１００［ｍｍ］の感光体１の上方１５［ｍｍ］の位置に感光体１の回転方向に水平に２つ並べ、線速５０［ｍｍ／Ｓ］で感光体１を回転させながら帯電を行った。電磁波としては、ピークエネルギーが約１．５［ｋｅＶ］の軟Ｘ線を使用し、感光体１の裏側に＋２．５［ｋＶ］を印加し、電磁波照射孔４_１，４_２は接地電位にした。
【００８４】
電磁波照射装置２_１，２_２の両側面には電磁波遮蔽部材７を設け、２つの電磁波遮蔽部材７の距離ｘを１００［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］に変位させた場合の感光体１の帯電量の変化を調べたところ、ｘ＞６０［ｍｍ］では帯電電位は変化しなかったが、ｘを更に小さくした場合にはｘの減少に伴って帯電電位は減少し、ｘ＝３０［ｍｍ］の時には約３０［％］帯電電位が小さくなった。
【００８５】
次に、図２７のように電磁波照射装置２_１，２_２を電磁波照射孔４_１，４_２が向き合う向きにそれぞれ約１５度傾け、同様の実験を行ったところ、ｘ＜５０［ｍｍ］あたりから帯電電位の減少が始まった。ｘ＝３０［ｍｍ］で帯電電位が最少になったが、帯電電位の減少率は２０［％］程度であった。図２７のように電磁波照射孔４_１，４_２を帯電領域の中心に向けたことにより、帯電領域の電磁波照射密度が増加し、上記のように帯電幅が減少した場合の帯電量の減少が軽減されたものと考えられる。この効果は、記録装置の小形化により感光体１を小径化した場合には、帯電幅が小さくなるので、大きな効果である。
【００８６】
ところで、帯電装置を用いる複写機等の画像形成装置では、様々なサイズの記録部材に対応するため、静電像担持体の大きさ、特に静電像担持体の移動方向と垂直な方向の長さはＡ３サイズの記録部材の幅（短辺）以上となっていることが多い。上記各実施形態及び実施例では、電磁波照射装置から照射される電磁波はその強度が如何に微小であっても人体への影響が懸念されるので、可能な限り不必要な電磁波を照射しないようにすべきである。上記各実施形態及び実施例を用いた画像形成装置においては、記録紙などの記録部材の幅（搬送方向と垂直な方向の長さ）が小さい場合には、静電像担持体を移動方向と垂直な方向について記録部材の幅よりも大きな領域まで帯電させるため、電磁波照射装置から画像形成に不必要な電磁波が照射されることになり、また、電磁波照射装置から電磁波を照射するために消費電力が大きくなる。
【００８７】
そこで、本発明の第１５実施形態は、記録部材のサイズに対応して複数の電磁波照射装置を選択的に動作させることにより静電像担持体の移動方向と垂直な方向について静電像担持体上の略静電潜像形成領域を帯電させる制御手段を設け、画像形成に必要な最小限の電磁波照射で静電像担持体を帯電させ、消費電力を低減させるようにしたものである。
【００８８】
この第１５実施形態においては、図２８に示すように、駆動部により回転駆動される感光体、例えば感光体ドラムからなる静電像担持体１と、静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の移動方向と垂直な方向（静電像担持体１の軸方向）に一列に配置された電磁波照射孔４_１，４_２・・・を有する電磁波照射装置２_１，２_２・・・と、グリッドからなる電界形成手段３と、直流電源５とを有する。グリッド３は、静電像担持体１と電磁波照射装置２_１，２_２・・・との間に配置され、直流電源５から直流電圧が印加される。静電像担持体１は、裏側が接地され、駆動部により駆動されて図示矢印方向へ移動する（回転する）。
【００８９】
電磁波照射装置２_１，２_２・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンはグリッド３と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられ、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。電磁波照射装置２_１，２_２・・・を静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の移動方向と垂直な方向に複数配置して電磁波照射装置群を構成したことにより、イオンの発生量が増加するため、静電像担持体１の高速帯電が可能となる。
【００９０】
この第１５実施形態を用いた画像形成装置の一実施形態は、電子写真方式画像形成装置である。この電子写真方式画像形成装置は、静電像担持体１上に第１５実施形態の帯電装置により均一な帯電処理を行った後に、露光手段により静電像担持体１に画像信号に応じた露光を行って静電像担持体１の帯電を消去することで、静電荷のパターン（静電潜像）を形成し、この静電荷のパターンを現像手段でトナーにより現像して転写手段により記録部材供給手段としての給紙装置からの記録紙、ＯＨＰシートなどの記録部材に転写するという画像形成プロセス（作像プロセス）を行う。
【００９１】
給紙装置は複数の異なるサイズの記録部材をそれぞれ収納した複数の給紙装置からなり、図示しない制御装置は操作部で選択されたサイズ又は自動的に選択したサイズの記録部材を給紙装置から給紙させ、あるいは操作部で選択された給紙装置又は自動的に選択した給紙装置から記録部材を給紙させる。この記録部材は、上記転写手段により静電像担持体上のトナー像が転写されて定着装置によりトナー像が定着され、外部へ排出される。
【００９２】
本発明の第１６実施形態では、上記第１５実施形態において、図２９に示すように電磁波照射装置２_１，２_２・・・の電磁波照射孔４_１，４_２・・・を形成する部材が接地され、静電像担持体１の中心部に直流電源５から直流電圧が印加されることにより、電磁波照射孔４_１，４_２・・・と静電像担持体１との間の空間に電界が形成されてこの電界によりイオンが静電像担持体１の表面に引き付けられる。
【００９３】
本発明の第１７実施形態では、上記第１５実施形態において、図３０に示すように電磁波照射装置２_１，２_２・・・の電磁波照射孔４_１，４_２・・・を形成する部材に直流電源５から直流電圧が印加され、静電像担持体１の中心部が接地されることにより、電磁波照射孔４_１，４_２・・・と静電像担持体１との間の空間に電界が形成されてこの電界によりイオンが静電像担持体１の表面に引き付けられる。
【００９４】
本発明の第１８実施形態では、上記第１５実施形態において、図３１に示すように静電像担持体１の上には静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の長手方向（静電像担持体１の移動方向と垂直な幅方向）に複数個の電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・が一列に配置される。静電像担持体１と電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・との間にはグリッド３が配置され、静電像担持体１は中心部分が接地される。グリッド３は直流電源５から直流電圧が印加される。
【００９５】
電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンはグリッド３と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【００９６】
この第１８実施形態では、電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・を静電像担持体１の表面に沿って静電像担持体１の移動方向と垂直な長手方向に複数配置して電磁波照射装置群を構成したことにより、静電像担持体１の帯電幅を大きくすることができるだけでなく、各電磁波照射装置２_１，２_２，２_３・・・から照射される電磁波が重なり合うので、電磁波照射密度が増加し、かつ、静電像担持体１の長手方向に帯電の一様性が増加する。さらに、イオンの発生量が増加して高速帯電が可能となる。
【００９７】
上記第１６実施形態乃至第１８実施形態は、上記第１５実施形態を用いた電子写真方式画像形成装置と同様な電子写真方式画像形成装置に用いられる。これらの画像形成装置において、図３２に示すように静電像担持体１上の画像形成領域（静電潜像を形成する領域）１ａが小さい場合には、静電像担持体１上の非画像形成領域（静電潜像を形成しない領域）１ｂを帯電する必要はない。
【００９８】
静電像担持体１上の非画像形成領域１ｂ上にて第１５実施形態乃至第１８実施形態の電磁波照射装置２_１，２_２・・・により電磁波を照射すると、不要な電磁波が照射されることになり、無駄であると共に、消費電力が増大して不都合である。例えば第１８実施形態では、図３２に示すように電磁波照射装置２_１〜２_５のうち静電像担持体１上の画像形成領域１ａに対応した電磁波照射装置２_２〜２_４から電磁波を照射すれば静電像担持体１上の画像形成領域１ａを十分に帯電させることができ、電磁波照射装置２_１、２_５は電磁波を照射しない方がよいことになる。
【００９９】
そこで、第１８実施形態では、上記制御手段は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズを示す信号を上記制御装置から受け取り、その信号により、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて電磁波照射装置２_１〜２_５のうちの静電像担持体１上の画像形成領域１ａを十分に帯電させるものだけを動作させるように電磁波照射装置２_１〜２_５を制御して静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について静電像担持体１上のほぼ画像形成領域１ａのみ帯電させる。
【０１００】
従って、電磁波照射装置２_１〜２_５は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて、静電像担持体１上の画像形成領域１ａの帯電に必要でないものが不動作となり、画像形成に必要な最小限の電磁波照射で静電像担持体１を帯電させることができ、消費電力を低減させることができる。
【０１０１】
また、上記第１６実施形態乃至第１８実施形態では、同様に上記制御手段は、それぞれ、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズを示す信号を上記制御装置から受け取り、その信号により、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて電磁波照射装置２_１，２_２・・・のうちの静電像担持体１上の画像形成領域を十分に帯電させるものだけを動作させるように電磁波照射装置２_１，２_２・・・を制御して静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について静電像担持体１上のほぼ画像形成領域のみ帯電させる。
【０１０２】
第１８実施形態は５個の電磁波照射装置２_１〜２_５を有するが、電磁波照射装置の個数がそれより多い場合には、上記制御手段は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズを示す信号を上記制御装置から受け取ってその信号により、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて多数の電磁波照射装置のうちの静電像担持体１上の画像形成領域を十分に帯電させるものだけを動作させるように多数の電磁波照射装置を細かく制御して静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について静電像担持体１上のほぼ画像形成領域のみ帯電させることが可能になり、必要最小限の個数の電磁波照射装置で効率良く静電像担持体１の必要な領域を帯電させることが可能となる。
【０１０３】
図３３は本発明の第１９実施形態の概略を示す。この第１９実施形態では、上記第１７実施形態において、電磁波照射装置２_１〜２_１６が静電像担持体１の移動方向及び幅方向の両方向に並べられる。グリッド３は省略され、電磁波照射装置２_１〜２_１６は個々に電磁波照射孔４_１，４_２・・・が電極により形成される。これらの電極はそれぞれ直流電源から直流電圧が印加される。
【０１０４】
電磁波照射装置２_１〜２_１６は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンは、電磁波照射装置２_１〜２_１６の各電極と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【０１０５】
この第１９実施形態は上記第１５実施形態を用いた電子写真方式画像形成装置と同様な電子写真方式画像形成装置に用いられる。上記制御手段は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズを示す信号を上記制御装置から受け取ってその信号により、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて多数の電磁波照射装置２_１〜２_１６のうちの静電像担持体１上の画像形成領域を十分に帯電させるもの及びこれらに付属する電極だけを動作させるように電磁波照射装置２_１〜２_１６と、直流電源から電磁波照射装置２_１〜２_１６の各電極への直流電圧を制御して静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について静電像担持体１上のほぼ画像形成領域のみ帯電させる。
【０１０６】
例えば静電像担持体１上の画像形成領域１ａを帯電させる場合には、上記制御手段は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズを示す信号を上記制御装置から受け取ってその信号により、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに対応する画像形成領域１ａに応じて電磁波照射装置２_１〜２_１６のうちの静電像担持体１上の画像形成領域１ａを十分に帯電させるもの２_５〜２_１２だけを動作させるように電磁波照射装置２_１〜２_１６と、直流電源から電磁波照射装置２_１〜２_１６の各電極への直流電圧を制御して静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について静電像担持体１上のほぼ画像形成領域１ａのみを帯電させる。
【０１０７】
電磁波照射装置２_１〜２_１６は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて、静電像担持体１上の画像形成領域１ａの帯電に必要でないものが非駆動となり、画像形成に必要な最小限の電磁波照射で静電像担持体１を帯電させることができ、消費電力を低減させることができる。
【０１０８】
上記第１５実施形態乃至第１９実施形態は電磁波照射装置が静電像担持体１と対向する構成となっているが、本発明の第２０実施形態では、図３４に示すように電磁波照射装置２_１〜２_５、２_１１〜２_１５が静電像担持体１と対向しない構成となっている。この第２０実施形態では、上記第１５実施形態において、電磁波照射装置２_１〜２_５、２_１１〜２_１５は、静電像担持体１の幅方向に千鳥状に配置され、かつ、静電像担持体１の移動方向に向い合うように配置される。また、グリッド３の代りに電極６が用いられ、この電極６は電磁波照射装置２_１〜２_５、２_１１〜２_１５が静電像担持体１の移動方向に向い合って形成される空間を介して静電像担持体１の帯電面と対向するように配置される。
【０１０９】
電磁波照射装置２_１〜２_５、２_１１〜２_１５は、静電像担持体１上の空間に電磁波を照射して空気を電離させることにより、空気中に正負両極性のイオンを多数生成させる。このイオンは電極６と静電像担持体１との間の空間に形成される電界によって静電像担持体１に引き付けられて静電像担持体１の帯電面に対して略垂直に照射され、静電像担持体１の表面が均一に帯電される。
【０１１０】
この第２０実施形態は上記第１５実施形態を用いた電子写真方式画像形成装置と同様な電子写真方式画像形成装置に用いられる。上記制御手段は、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズを示す信号を上記制御装置から受け取ってその信号により、複数の給紙装置から選択的に給紙される記録部材のサイズに応じて多数の電磁波照射装置２_１〜２_５、２_１１〜２_１５のうちの静電像担持体１上の画像形成領域を十分に帯電させるものだけを動作させるように電磁波照射装置２_１〜２_５、２_１１〜２_１５を制御して静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について静電像担持体１上のほぼ画像形成領域のみ帯電させる。
【０１１１】
上記第１５実施形態乃至第２０実施形態は、移動する静電像担持体１に対して均一な初期帯電を行った後に露光手段により露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により現像して転写手段により記録部材に転写する画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体１の移動方向と垂直な方向に前記静電像担持体１に沿って複数設けられた電磁波照射装置２_１，２_２・・・からなり前記静電像担持体１上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体１に付着させるための電界を形成する電界形成手段としてのグリッド３又は電極６と、前記記録部材のサイズに対応して前記複数の電磁波照射装置２_１，２_２・・・を選択的に動作させることにより前記静電像担持体１の移動方向と垂直な方向について前記静電像担持体上の略静電潜像形成領域を帯電させる制御手段とを備えたので、画像形成に必要な最小限の電磁波照射で静電像担持体を帯電させることができ、消費電力を低減させることができる。
【０１１２】
上記第１５実施形態乃至第２０実施形態では、静電像担持体１の非画像形成領域を帯電させないので、第１５実施形態乃至第２０実施形態を使用する画像形成装置の現像手段がネガーポジ現像方式である場合には、静電像担持体１の非画像形成領域は現像手段によりトナーが多数付着してしまい、不要なトナー消費をしてしまって排トナーが増大する。
【０１１３】
そこで、本発明の他の実施形態は、上記第１５実施形態乃至第２０実施形態をそれぞれ、現像手段がポジーポジ現像方式である画像形成装置に用いるようにしたものである。この画像形成装置は、例えば上述した電子写真方式画像形成装置において、現像手段としてポジーポジ現像方式の現像手段を備えたものである。従って、静電像担持体１の非画像形成領域は現像手段によるトナー付着がなくなり、不要なトナー消費が無くなって排トナーが減少する。
【０１１４】
このように、この実施形態は、上記第１５実施形態乃至第２０実施形態において、前記現像手段は前記静電像担持体上の前記静電潜像をポジーポジ現像方式で現像するので、不要なトナー消費を防止することができる。
【０１１５】
図３５は、上記第１９実施形態において、電磁波照射装置２_１〜２_１６のうちの駆動する電磁波照射装置の数を変えて静電像担持体１の長軸方向（移動方向と垂直な方向）の電位分布を測定した結果を示す。ここに、電磁波照射装置２_１〜２_１６としてはピークエネルギーが約１．５［ｋｅＶ］の軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線源を用い、静電像担持体１と電磁波照射装置２_１〜２_１６の電磁波照射孔との距離を１０［ｍｍ］とし、各電磁波照射装置２_１〜２_１６の電極には−３［ＫＶ］の電圧を印加した。
【０１１６】
静電像担持体１は、半径４０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのＯＰＣを用いた。静電像担持体１は２００ｍｍ／ｓの線速で移動させながら帯電し、途中で静電像担持体１を停止させて静電像担持体１上の電位を測定した。この測定の条件１は電磁波照射装置２_１〜２_１６全て及びこれらに付属する電極全てを駆動した場合である。測定の条件２は、電磁波照射装置２_１〜２_１６のうち４つの電磁波照射装置２_１，２_２，２_１５，２_１６を非駆動とし、かつ、これらの電磁波照射装置２_１，２_２，２_１５，２_１６に付属する電極を非駆動とした。稼動した電磁波照射装置は１２個の電磁波照射装置２_３〜２_１４である。
【０１１７】
測定の条件３は、電磁波照射装置２_１〜２_１６のうち８つの電磁波照射装置２_１〜２_４，２_１３〜２_１６を非駆動とし、かつ、これらの電磁波照射装置２_１〜２_４，２_１３〜２_１６に付属する電極を非駆動とした。これらの測定では、トレック社の表面電位計（ｍｏｄｅｌ３４４）を用い、静電像担持体１の長軸方向に１ｃｍのピッチで移動させながら静電像担持体１上の電位を測定した。
【０１１８】
図３５から分かるようにＯＰＣが４５０Ｖ以上に帯電する幅は、条件１では約３００ｍｍ、条件２では２３０ｍｍ、条件３では１３０ｍｍとなった。例えば記録部材として葉書（１００×１５０ｍｍ）程度のサイズのものを用いる場合には、条件２又は条件３で十分であることが分かる。この場合、条件２を用いるか、条件３を用いるかは記録部材の通紙方向によって（短辺と長辺のいずれを搬送方向とするかによって）決まる。消費電力に関しては、条件１に比較して、条件２では３／４、条件３では１／２となり、かなりの省エネルギー化ができた。
【０１１９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、移動する静電像担持体上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体の表面に沿って前記静電像担持体の移動方向と垂直な方向に配置された複数の電磁波照射装置からなり電磁波照射孔から前記静電像担持体上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体に対して略垂直に照射して付着させるための電界を形成する電界形成手段とを備え、前記複数の電磁波照射装置と前記電磁波照射孔とが１対１に対応し、前記電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置の電磁波照射孔に電圧を印加し、前記個々の電磁波照射装置の間の空間に前記電磁波照射孔と平行で電圧が印加される電極を設けたので、オゾンを発生せず、効率良く帯電電界を形成することができると共に、帯電の均一性を向上させることができ、更に印加電圧の極性により帯電極性を任意に決めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明の第４実施形態を示す概略図である。
【図５】同第４実施形態の一部を示す概略図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明の第６実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明の第７実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明の第８実施形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の第９実施形態を示す概略図である。
【図１１】本発明の第１０実施形態を示す概略図である。
【図１２】本発明の第１１実施形態を示す概略図である。
【図１３】本発明の第１２実施形態を示す概略図である。
【図１４】本発明の第１３実施形態を示す概略図である。
【図１５】本発明の第１実施例における電磁波照射装置の個数と最大帯電速度との関係を調べた結果を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施例を示す概略図である。
【図１７】同第２実施例の帯電性能を評価した結果を示す図である。
【図１８】本発明の第４実施例を示す概略図である。
【図１９】本発明の第５実施例を示す概略図である。
【図２０】同第５実施例の帯電性能を評価した結果を示す図である。
【図２１】本発明の第６実施例を示す概略図である。
【図２２】同第６実施例における２つの軟Ｘ線照射装置群の感光体長手方向のずれ量と最大帯電速度との関係を示す図である。
【図２３】本発明の第７実施例を示す概略図である。
【図２４】上記第８実施形態を静電像担持体１端面側から見た概略図である。
【図２５】本発明の第９実施例を示す概略図である。
【図２６】同第９実施例を説明するための図である。
【図２７】同第９実施例を説明するための図である。
【図２８】本発明の第１５実施形態を示す概略図である。
【図２９】本発明の第１６実施形態を示す概略図である。
【図３０】本発明の第１７実施形態を示す概略図である。
【図３１】本発明の第１８実施形態を示す概略図である。
【図３２】同第１８実施形態を説明するための図である。
【図３３】本発明の第１９実施形態を示す概略図である。
【図３４】本発明の第２０実施形態を示す概略図である。
【図３５】上記第１９実施形態において電磁波照射装置の駆動数を変えて静電像担持体長軸方向の電位分布を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 静電像担持体
１ａ 画像形成領域
１ｂ 非画像形成領域
２_１，２_２，２_３・・・、８_１，８_２，８_３・・・ 電磁波照射装置
３ グリッド
４_１，４_２，４_３・・・、９_１，９_２，９_３・・・ 電磁波照射孔
５ 直流電源
６、６_１，６_２，６_３・・・ 電極
７、７_１，７_２，７_３・・・ 電磁波遮蔽部材
１０_１，１０_２，１０_３・・・ 補助電極

Claims (1)

1. 移動する静電像担持体上に均一な帯電を行う画像形成装置の帯電装置であって、前記静電像担持体の表面に沿って前記静電像担持体の移動方向と垂直な方向に配置された複数の電磁波照射装置からなり電磁波照射孔から前記静電像担持体上の空間に電磁波を照射してイオンを生成させる電磁波照射装置群と、前記イオンを前記静電像担持体に対して略垂直に照射して付着させるための電界を形成する電界形成手段とを備え、前記複数の電磁波照射装置と前記電磁波照射孔とが１対１に対応し、前記電磁波照射装置群を構成する個々の電磁波照射装置の電磁波照射孔に電圧を印加し、前記個々の電磁波照射装置の間の空間に前記電磁波照射孔と平行で電圧が印加される電極を設けたことを特徴とする帯電装置。

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