(57)【要約】【課題】  カーボンナノチューブ等のカーボンナノ材料を利用してパッシェンの放電則に則った放電を発生させずに潜像担持体表面を帯電することができ、かつ、フィルミング現象を抑制し得る画像形成装置を提供する。【解決手段】  表面移動する潜像担持体１の表面に、帯電バイアスが印加される多数のカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体４ｂを対向させて、潜像担持体表面を帯電する。このカーボンナノチューブ集合体は、潜像担持体表面との間に微小な空隙Ｇｐが形成されるように配置されている。帯電バイアスは、カーボンナノチューブ集合体と潜像担持体表面との電位差がパッシェンの放電則に基づく放電開始電圧よりも小さくなるようなバイアス値に設定されている。【選択図】  図１
2005316395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する潜像担持体と、
帯電バイアスが印加される多数のカーボンナノ材料が集合したカーボンナノ材料集合体を該潜像担持体の表面に対向させて該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、
該帯電手段により帯電された該潜像担持体表面上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像に像形成物質を付着させ可視像化する現像手段とを備え、
該潜像担持体表面上の像形成物質を最終的に記録材上に転移させて画像を形成する画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体は、上記潜像担持体表面と対向する部分に多数の微小突起が形成されるように多数のカーボンナノ材料が集合したものであって、該潜像担持体表面との間に微小な空隙が形成されるように配置されており、
上記帯電バイアスは、該カーボンナノ材料集合体と該潜像担持体表面との電位差がパッシェンの放電則に基づく放電開始電圧よりも小さくなるようなバイアス値に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料はグラフェンシート構造を有するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料はカーボンナノチューブであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料はグラファイトナノファイバーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記帯電バイアスは、上記帯電手段により帯電される直前の潜像担持体表面電位から該帯電バイアスを差し引いた値の絶対値が３００Ｖ以下となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体は、１つの潜像担持体の表面に対して複数設置されており、各カーボンナノ材料集合体に印加する帯電バイアスが互いに独立して設定可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記複数のカーボンナノ材料集合体は、上記１つの潜像担持体の表面移動方向に並べて配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記複数のカーボンナノ材料集合体が上記１つの潜像担持体の表面に対して互いに等しい電荷量を付与するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体と上記潜像担持体表面とが対向する対向領域において発生したパッシェンの放電則に則った放電を検知する放電検知手段と、
該放電検知手段による検知結果に基づいて上記帯電バイアスの設定を変更する帯電バイアス変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体により帯電される直前の潜像担持体表面電位を検知する表面電位検知手段と、
該表面電位検知手段による検知結果に基づいて上記帯電バイアスの設定を変更する帯電バイアス変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体は、多数のカーボンナノ材料が互いに絡まった状態のものであり、導電性支持体上に支持されて上記潜像担持体表面に対向するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体は、板状の導電性支持体面に支持されて上記潜像担持体表面に対向するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体は、ローラ状の導電性支持体面に支持されて上記潜像担持体表面に対向するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置において、
上記導電性支持体は回転可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４の画像形成装置において、
上記導電性支持体は、上記潜像担持体の表面移動方向に対して連れ回り方向に回転するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５の画像形成装置において、
上記カーボンナノ材料集合体は、導電性支持体における上記潜像担持体表面の画像領域に対向する部分に支持されており、上記潜像担持体表面の非画像領域と、該非画像領域に対向する該導電性支持体の部分との間に介在し、上記微小な空隙を保持する空隙保持部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電バイアスが印加されたカーボンナノ材料を感光体等の潜像担持体表面に近接配置して、潜像担持体表面の帯電処理を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体等の潜像担持体表面を帯電装置を用いて一様に帯電した後、その潜像担持体表面に静電潜像を形成し、これを現像して得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成する画像形成装置が知られている。この帯電装置としては、潜像担持体表面に対して帯電部材を近接配置し、これらの間に存在する微小な空隙にパッシェンの放電則に則った放電を発生させて、潜像担持体表面を所望の帯電電位に帯電するという非接触方式が広く知られている。この非接触方式では、パッシェンの放電則に則った放電を発生させるべく、所望の帯電電位に対して放電開始電圧分だけ大きい電位差を潜像担持体表面と帯電部材との間に形成する必要がある。この非接触方式においては、パッシェンの放電則に則った放電によって、Ｏ3、ＮＯｘ等の放電生成物が発生する結果、親水性の高い付着物が潜像担持体表面上に付着する。このような付着物が潜像担持体表面上に存在すると、静電潜像を形成している電荷が潜像担持体表面に沿って移動してしまい、いわゆる像流れと呼ばれる現象が発生する。この像流れ現象が発生すると、画像がボケてしまう。なお、パッシェンの放電則に則った放電により発生するＮＯｘ量と像流れとは強い相関関係があることは実験で確認されている。この像流れを抑制するため、従来から、潜像担持体表面から転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード等を利用して、潜像担持体表面を微小に削り取る方策がとられている。しかし、このように潜像担持体表面を削ることは、潜像担持体の劣化を促進し、寿命を短くしてしまうという欠点がある。このように、非接触方式の帯電処理を行う場合、像流れの抑制と潜像担持体の長寿命化はトレードオフの関係にあり、両者を同時に達成することはできなかった。
【０００３】
また、特許文献１や特許文献２には、帯電部材としてカーボンナノ材料であるカーボンナノチューブを利用した画像形成装置が開示されている。カーボンナノチューブは、グラファイト状炭素原子群を円筒状にした構造をもつもので、その円筒が数個〜数１０個の入れ子状に配列された繊維構造を有し、その直径がナノメートルオーダの物質である。カーボンナノチューブは、その構造によって金属から半導体までの幅広い電気的特性を発揮することが可能であり、アスペクト比が大きく、中空であるといった独特の特徴がある。そのため、近年様々な用途が検討されている物質である。また、カーボンナノチューブには、高い電子放出能を有するという特徴がある。この特徴は、カーボンナノチューブの高いアスペクト比と繊維方向の高い電気伝導性による電界集中とに起因するものと考えられている。この高い電子放出能を有するカーボンナノチューブを画像形成装置の帯電部材として応用したものが、上記特許文献１や上記特許文献２である。
【０００４】
上記特許文献１には、非接触方式の帯電処理を行う帯電部材としてカーボンナノチューブを利用した画像形成装置が記載されている。この画像形成装置で利用するカーボンナノチューブの先端部分は、特定の物質で被覆されたり、その先端部分に特定の物質が含有されていたりしている。これにより、カーボンナノチューブの先端部分で放電が発生することによるカーボンナノチューブの劣化を抑制している。この画像形成装置における帯電条件は、上記特許文献１の記載によると、帯電バイアスが−７００Ｖの直流バイアスであり、潜像担持体表面とカーボンナノチューブとの間隔が１００μｍである。この帯電条件からすると、この画像形成装置は、カーボンナノチューブと潜像担持体表面との間で、パッシェンの放電則に従った空気絶縁破壊による放電を発生させ、この放電により潜像担持体表面を帯電処理しているものと推測される。よって、この画像形成装置においても、Ｏ3、ＮＯｘ等の放電生成物が発生し、上述したように、像流れ現象及び潜像担持体の短寿命のいずれかの不具合が生じるものと考えられる。
【０００５】
また、特許文献２には、接触方式の帯電処理を行う帯電部材としてカーボンナノチューブを利用した画像形成装置が記載されている。この画像形成装置においては、ブラシローラの各ブラシ表面にカーボンナノチューブからなる多数の微小突起物を形成し、このブラシを潜像担持体表面に接触させて帯電処理を行う。この帯電処理においては、潜像担持体表面と接触するカーボンナノチューブによる電荷注入現象と、潜像担持体表面と接触せずに僅かに離間したカーボンナノチューブによる電界放出現象とが併用されている。前者の電荷注入現象とは、パッシェンの放電則に則った放電を起こさずに、カーボンナノチューブとの接触部分から潜像担持体へ直接電荷を注入するものである。後者の電界放電現象とは、上述した高い電子放出能を有するカーボンナノチューブの特性を生かし、カーボンナノチューブと潜像担持体表面との間の電位差がパッシェンの放電則の放電開始電圧よりも低い状態で帯電処理を行うものである。前者の電荷注入現象も、後者の電界放出現象も、パッシェンの放電則に則った放電が発生しないので、Ｏ3、ＮＯｘ等の放電生成物が発生しない。したがって、上記特許文献２に記載の画像形成装置によれば、親水性の高い付着物が潜像担持体表面に付着することに起因した像流れ現象の発生を抑制することができる。その結果、クリーニングブレード等により潜像担持体表面を削り取る必要がなくなり、潜像担持体の長寿命化を図ることも可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５０４６７号公報（段落００１８及び図３等）
【特許文献２】特開２００１−３５６５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献２に記載の画像形成装置では、ブラシが潜像担持体表面に接触することで、そのブラシ表面のカーボンナノチューブが潜像担持体表面に押し当てられた状態になる。そして、この状態で潜像担持体表面がブラシに対して相対移動するため、潜像担持体表面がカーボンナノチューブによって摺擦される。カーボンナノチューブは、その構造上、その繊維方向に非常に強固な物質であるので、このカーボンナノチューブによる摺擦を受けた潜像担持体表面には非常に細かい傷が付く。この傷は非常に細かいので、この傷が画像上に現れることはほとんどないが、本発明者らによる鋭意研究の結果、トナーが潜像担持体表面にフィルム状に固着してしまうフィルミング現象が助長されることが判明した。このようなフィルミング現象は、転写率の減少などの様々な画質劣化を引き起こす原因となる。なお、このフィルミング現象が助長される原因は、カーボンナノチューブによる摺擦により潜像担持体表面に生じた微細な傷によって、潜像担持体表面の表面エネルギーが変化したためと考えられる。
【０００８】
なお、高い電子放出能を有するカーボンナノ材料としては、上述したカーボンナノチューブのようなグラフェンシート構造を持つカーボンナノ材料が特に有用である。このグラフェンシート構造を持つ他のカーボンナノ材料としては、例えばグラファイトナノファイバーがある。グラファイトナノファイバーは、カーボンナノチューブ（繊維径が１ｎｍ〜数十ｎｍ）と炭素繊維（繊維径が数十μｍ）との中間の繊維径をもつものであり、グラフェンシートの繊維方向に対する向きによって３種類に大別される。１つ目は、グラフェンシートが繊維方向に対して直交する向きに成長した構造をもつプレートレット型、２つ目は、菱形触媒金属を中心にグレフェンシートが繊維方向に対して傾斜する向きに成長した構造をもつへリングボーン型、３つ目は、触媒金属に対してグレフェンシートが繊維方向と平行な向きに成長した構造のチューブラー型である。このようなグラファイトナノファイバーのようなグラフェンシート構造を持つカーボンナノ材料も、グレフェンシート端面ではアスペクト比が高いエッジを有し、高い電子放出能を有する。よって、これを画像形成装置の帯電部材として応用した場合、上記特許文献２に記載の画像形成装置（カーボンナノチューブを用いたもの）と同様に、パッシェンの放電則に則った放電が発生しないような帯電処理が可能である。したがって、潜像担持体の長寿命化を図ることも可能となるが、上記特許文献２に記載の画像形成装置と同様に、フィルミング現象が助長される。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、カーボンナノ材料を利用してパッシェンの放電則に則った放電を発生させずに潜像担持体表面を帯電することができ、かつ、フィルミング現象を抑制し得る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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する潜像担持体と、帯電バイアスが印加される多数のカーボンナノ材料が集合したカーボンナノ材料集合体を該潜像担持体の表面に対向させて該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された該潜像担持体表面上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像に像形成物質を付着させ可視像化する現像手段とを備え、該潜像担持体表面上の像形成物質を最終的に記録材上に転移させて画像を形成する画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体は、上記潜像担持体表面と対向する部分に多数の微小突起が形成されるように多数のカーボンナノ材料が集合したものであって、該潜像担持体表面との間に微小な空隙が形成されるように配置されており、上記帯電バイアスは、該カーボンナノ材料集合体と該潜像担持体表面との電位差がパッシェンの放電則に基づく放電開始電圧よりも小さくなるようなバイアス値に設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料はグラフェンシート構造を有するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料はカーボンナノチューブであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料はグラファイトナノファイバーであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記帯電バイアスは、上記帯電手段により帯電される直前の潜像担持体表面電位から該帯電バイアスを差し引いた値の絶対値が３００Ｖ以下となるように設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体は、１つの潜像担持体の表面に対して複数設置されており、各カーボンナノ材料集合体に印加する帯電バイアスが互いに独立して設定可能に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記複数のカーボンナノ材料集合体は、上記１つの潜像担持体の表面移動方向に並べて配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記複数のカーボンナノ材料集合体が上記１つの潜像担持体の表面に対して互いに等しい電荷量を付与するように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体と上記潜像担持体表面とが対向する対向領域において発生したパッシェンの放電則に則った放電を検知する放電検知手段と、該放電検知手段による検知結果に基づいて上記帯電バイアスの設定を変更する帯電バイアス変更手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体により帯電される直前の潜像担持体表面電位を検知する表面電位検知手段と、該表面電位検知手段による検知結果に基づいて上記帯電バイアスの設定を変更する帯電バイアス変更手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体は、多数のカーボンナノ材料が互いに絡まった状態のものであり、導電性支持体上に支持されて上記潜像担持体表面に対向するように配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体は、板状の導電性支持体面に支持されて上記潜像担持体表面に対向するように配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体は、ローラ状の導電性支持体面に支持されて上記潜像担持体表面に対向するように配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記導電性支持体は回転可能に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１４の画像形成装置において、上記導電性支持体は、上記潜像担持体の表面移動方向に対して連れ回り方向に回転するように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５の画像形成装置において、上記カーボンナノ材料集合体は、導電性支持体における上記潜像担持体表面の画像領域に対向する部分に支持されており、上記潜像担持体表面の非画像領域と、該非画像領域に対向する該導電性支持体の部分との間に介在し、上記微小な空隙を保持する空隙保持部材を有することを特徴とするものである。
【００１１】
上記請求項１乃至１６の画像形成装置においては、カーボンナノ材料集合体と潜像担持体表面との電位差がパッシェンの放電則に基づく放電開始電圧よりも小さくなるように帯電バイアス値に設定されている。このカーボンナノ材料集合体は、上記潜像担持体表面と対向する部分に多数の微小な突起又は突辺が形成されるように多数のカーボンナノ材料が集合したものであるので、帯電対象の潜像担持体表面との電位差が放電開始電圧より小さくても、その多数の微小な突起又は突辺から潜像担持体表面へ電子を放出することができる。したがって、パッシェンの放電則に則った放電を発生させない状態で、潜像担持体表面に対する帯電処理を行うことができる。しかも、カーボンナノ材料集合体と潜像担持体表面との間に微小な空隙を有するので、このカーボンナノ材料集合体によって潜像担持体表面が傷つくことはない。
【発明の効果】
【００１２】
以上、請求項１乃至１６の発明によれば、カーボンナノ材料集合体によって潜像担持体表面が傷つくことがないため、カーボンナノ材料を利用してパッシェンの放電則に則った放電を発生させずに潜像担持体表面を帯電する従来の画像形成装置において発生していたフィルミング現象を抑制できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、画像形成装置としてのプリンタに適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、複数の潜像担持体と中間転写体を備えた中間転写方式のタンデム型画像形成装置について説明するが、これに限られない。
図２は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタは、潜像担持体としての感光体１を備え、その周囲に、帯電手段としての帯電装置４、現像手段としての現像装置３、中間転写体としての中間転写ベルト７、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置が配置されている。なお、感光体クリーニング装置は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード５を有し、図２ではこのクリーニングブレード５のみ図示している。中間転写ベルト７は、複数のローラに張架されており、感光体１の回転と連れ回り方向に表面移動する。この中間転写ベルト７を介して感光体１と対向する部分には、１次転写手段としての１次転写ローラ６が設けられている。また、記録材である記録紙８の搬送経路上に位置する中間転写ベルト７の表面部分には２次転写ローラ９が当接されている。なお、図２では、感光体１が１つしか示されていないが、図示の感光体１の図中左側には、中間転写ベルト７の表面移動方向に沿って３つの感光体が配置されている。これらの３つの感光体の周囲の構成は、現像装置３で用いるトナーの色が異なることを除いて、図示の感光体１と同様である。
【００１４】
画像形成を行う場合、感光体１が図中矢印Ａの方向に回転し、帯電装置４により感光体１の表面を一様に帯電させる。その後、感光体１の表面には、画像信号に従って図示しない静電潜像形成手段としての光書込装置からの書込光２が照射され、静電潜像が形成される。この感光体１の表面上の静電潜像には、現像装置３内の像形成物質であるトナーが現像電界により付着し、可視像化される。感光体１と中間転写ベルト７とが対向する１次転写領域には、図示しない電源から１次転写ローラ６に印加された１次転写バイアスにより１次転写電界が形成される。これにより、感光体１上のトナー像が１次転写領域に到達すると、そのトナー像は１次転写電界により感光体１から中間転写ベルト７上に１次転写される。一方、感光体１から中間転写ベルト７へのトナー転写率は１００％ではなく、１次転写後にはいくらかのトナーが感光体１上に残存する。この転写残トナーは、クリーニングブレード５によって掻き取られ、感光体１上から除去される。他方、中間転写ベルト７上に１次転写されたトナー像は、図中矢印Ｂの方向への中間転写ベルト７の無端移動に伴って、図示しない他の感光体１の１次転写領域を通過する。この際、各感光体１上のトナー像は、互いに重なり合うように中間転写ベルト７上に１次転写される。これにより、最終的には中間転写ベルト７上に複数色のトナー像が重なった合成トナー像が形成される。図示しない電源から２次転写ローラ９に印加された２次転写バイアスにより、この２次転写ローラ９と中間転写ベルト７とが対向する２次転写領域には２次転写電界が形成される。中間転写ベルト７上の合成トナー像が２次転写領域に到達すると、その到達タイミングにあわせて図中矢印Ｃの方向へ搬送される記録紙８上に、合成トナー像が２次転写される。その後、合成トナー像は図示しない定着装置を経て記録紙８上に定着される。そして、その記録紙８は機外に排出される。このようにして、本実施形態のプリンタは、カラー画像を形成する。
【００１５】
次に、本発明の特徴部分である帯電装置４について説明する。
図１は、帯電装置４を感光体１の径方向外方から見たときの正面図である。
本実施形態における帯電装置４は、導電性支持体であるステンレス製の支持板４ａの片面に、多数のカーボンナノチューブ（以下、「カーボンナノチューブ集合体」という。）４ｂを付着させた帯電部材を有する。なお、以下の説明では、カーボンナノ材料としてカーボンナノチューブを用いる場合について説明するが、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料（例えばグラファイトナノファイバー）などの他のカーボンナノ材料を用いても同様である。グラファイトナノファイバーを用いる場合には、例えば、上記ステンレス製の支持板４ａの片面に、多数のグラファイトナノファイバーの集合体が付着したシリコン基板を固定するようにして、帯電部材を形成してもよい。支持板４ａには、図示しない帯電バイアス印加手段としての電源から帯電バイアスが印加される。各カーボンナノチューブは、その先端が半球状に閉じているもの、解放状態のものなどが知られている。この帯電装置４は、カーボンナノチューブ集合体４ｂが感光体１の表面と対向するように配置されており、カーボンナノチューブ集合体４ｂの感光体１の表面と対向する部分には多数の微小突起が形成されている。本実施形態では、このカーボンナノチューブ集合体４ｂと感光体１の表面との間に空隙（帯電ギャップ）Ｇｐが形成されるように、帯電装置４を配置している。詳しく説明すると、感光体１上の両端にある非画像領域とこの非画像領域に対向する支持板４ａの端部領域との間には空隙保持部材４ｃが介在している。この空隙保持部材４ｃは、支持板４ａ上に固着されており、その高さは、感光体１上の中央部分にある画像領域と対向する支持板４ａの中央領域に付着したカーボンナノチューブ集合体４ｂよりも高い。帯電装置４は、この空隙保持部材４ｃが感光体１上の非画像領域に当接するように配置されている。これにより、カーボンナノチューブ集合体４ｂと感光体１の表面との間に所望の帯電ギャップＧｐが保持される。
【００１６】
本実施形態で使用するカーボンナノチューブ集合体４ｂは、アーク放電法で作成されたものであり、精製工程を経ずとも高純度のカーボンナノチューブが得られ、これを支持板４ａの片面に固定したものである。カーボンナノチューブの製法としては、ＣＶＤ法等があるが、精製が必要な場合、精製によるストレスでカーボンナノチューブが短くなる可能性がある。高アスペクト比を得るためには、精製工程がないことが望ましい。また、カーボンナノチューブには、シングルウォール型とマルチウォール型と呼ばれる種類がある。
【００１７】
なお、図１に示した帯電装置４は、支持板４ａにカーボンナノチューブ集合体４ｂを付着させた構成であるが、他の構成をもった帯電装置を用いてもよい。例えば、ブレード状の導電性支持体の先端（感光体対向部分）にカーボンナノチューブ集合体を設けた帯電装置であってもよい。また、例えば、図３に示すように、ローラ状の導電性支持体（以下、「ローラ状支持体」という。）１４ａの表面のうち少なくとも感光体１と対向し得る部分にカーボンナノチューブ集合体１４ｂを付着させた帯電部材である帯電ローラを備える帯電装置１４を用いてもよい。この帯電装置１４においては、図１に示した帯電装置４に比べて、感光体１に対向する面の平行度が簡易な加工で得られるという利点があり、低コスト化が可能となる。特に、図３に示すように、回転するローラ状支持体１４ａの表面全体にカーボンナノチューブ集合体１４ｂを設ければ、感光体１の表面を帯電処理している間に、帯電に寄与する感光体対向部分のカーボンナノチューブ集合体１４ｂを順次入れ替えることができる。これにより、感光体１の表面に対して帯電処理をしていないカーボンナノチューブ集合体部分について、クリーニング処理を施すことができ、安定した帯電性を長期的に維持することが可能になる。特に、帯電の均一性の向上を図る上では、ローラ状支持体１４ａを図３に示すように感光体１に対して連れ回り方向Ｄに回転するように構成するのが好ましい。
【００１８】
図３に示す帯電装置１４において、感光体１上の任意の点Ｐは、帯電装置１４の帯電ローラと対向する帯電領域Ｌ１中を移動する間に帯電処理を受ける。帯電ローラの線速と感光体１の線速とが互いに同じで、かつ、互いに連れ回り方向に回転する場合、帯電領域Ｌ１中で感光体１上の点Ｐが対向する帯電ローラ部分は常に点Ｑとなる。したがって、感光体１上の点Ｐは、帯電ローラ上の点Ｑにおけるカーボンナノチューブ集合体１４ｂの電子放出能力をそのまま反映した帯電状態になる。この場合、帯電ローラ上のカーボンナノチューブ集合体１４ｂの電子放出能力にバラツキがあると、感光体１を均一に帯電することができない。これに対し、帯電ローラと感光体１とが相対速度をもつように回転させれば、感光体１上の点Ｐは、帯電領域Ｌ１を通過する間に帯電ローラ上の複数の点と対向することになる。よって、感光体１上の点Ｐを帯電ローラ上の複数の点で帯電処理することになり、帯電ローラ上の点Ｑのみで帯電処理する場合に比べて帯電の均一性が向上する。例えば、帯電ローラの線速が感光体１の線速の２倍であって互いに連れ回り方向に回転する場合、帯電領域Ｌ１中で感光体１上の点Ｐが対向する部分は、図３中符号Ｌ２で示す帯電ローラ上の斜線部分となる。この場合、感光体１上の点Ｐは、この斜線部分のカーボンナノチューブ集合体１４ｂによって帯電処理される。なお、帯電ローラと感光体１とを互いにカウンター方向に回転させても、上記と同様に、帯電の均一性向上を図ることができる。これは、カーボンナノチューブにおいては、電子の移動方向の抵抗値が非常に低いため、充電時間を考慮する必要がないからである。しかし、図３に示す帯電装置１４も、図１に示した帯電装置４と同様に、図示しない空隙保持部材を感光体１の表面（非画像領域）に当接させてカーボンナノチューブ集合体１４ｂと感光体１の表面との間の帯電ギャップＧｐを保持している。そのため、上述のようにカウンター方向に回転させると、その当接部分が摩耗しやすく、所望の帯電ギャップＧｐを長期的に維持することが困難となる。よって、帯電ローラと感光体１は、互いに連れ回り方向に回転する方が好ましい。
【００１９】
本実施形態では、上述した帯電装置４，１４をパッシェンの放電則に則った放電（以下、「パッシェン放電」という。）を生じさせない範囲で使用して、感光体１の表面に対する帯電処理を行う。そのためには、帯電バイアス値を、帯電ギャップＧｐの距離及び帯電直前の感光体表面電位などを考慮して適切に調節する必要がある。カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、非常にアスペクト比が大きく、径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であるのに対し、その長さが１〜数μｍ程度である。また、繊維方向への抵抗値は、カーボンナノチューブの種類やその製造方法等によって、半導体的な性質を持つもの、導体としての性質を持つものが存在する。しかし、本実施形態のように電子放出能を利用する場合には後者の性質を持つものを用いる必要があるので、抵抗値が非常に低いカーボンナノチューブを使用することになる。そのため、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂの電位は、帯電バイアスの値とほぼ等しくなる。個々のカーボンナノチューブの先端部分の電界強度は、カーボンナノチューブの高いアスペクト比により非常に複雑な状態であり、その先端部分の近傍では非常に高い電界強度となる。しかし、パッシェン放電は、帯電ギャップＧｐにおける空気の絶縁破壊を問題とするため、局部的の電界はあまり問題とならない。よって、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂと感光体１の表面との電位差をコントロールするだけで、パッシェン放電を生させないことが可能である。ここで、パッシェン放電による空気中の放電開始電圧Ｖｔは、帯電ギャップＧｐの距離をｄμｍとし、そのギャップ幅が８μｍ以上の場合、Ｖｔ＝３１２＋６．２ｄから求めることができる。よって、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂと感光体１の表面との電位差がこの放電開始電圧Ｖｔを越えると、帯電ギャップＧｐにおいてパッシェン放電が発生してしまう。本実施形態では、帯電ギャップＧｐが最も小さい場合でもパッシェン放電が発生しない値として、帯電直前の感光体表面電位をＶとしたとき、Ｖ−Ｖｔの絶対値が３００Ｖを越えないように設定した。この設定により、パッシェン放電が生じない条件での帯電処理が容易に行うことができる。
【００２０】
なお、カーボンナノチューブに代えて、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料（例えばグラファイトナノファイバー）を用いた場合でも、帯電バイアス値を、帯電ギャップＧｐの距離及び帯電直前の感光体表面電位などを考慮して適切に調節する必要がある点は同様である。特に、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料は、グラフェンシート面方向の抵抗値は、炭素原子のＳＰ２結合によるもので非常に高い導電性を有する。そのため、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料の集合体の電位は、上記カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂの場合と同様に、帯電バイアスの値とほぼ等しくなる。したがって、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料の集合体についても、上記カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂの場合と同様に、感光体１の表面との電位差をコントロールするだけで、パッシェン放電を生させないことが可能である。
【００２１】
ここで、カーボンナノチューブ集合体４ｂは、グラファイト構造を持つ繊維方向に非常に安定な物質で強固である。そのため、カーボンナノチューブ集合体４ｂが感光体１の表面に接触すると、感光体１の回転によって感光体表面がカーボンナノチューブ集合体４ｂで摺擦され、その感光体表面に傷ついてしまう。この傷は、非常に細かいので、画像中に現れることはほとんどないが、上述したようにフィルミング現象を助長する原因となる。
また、本実施形態では、感光体１上に残存した転写残トナーをクリーニングブレード５によって除去する。クリーニングブレード５以外のクリーニング部材を用いて転写残トナーを除去する構成としてもよいが、転写残トナーの除去性能が高く、かつ、構成が簡素であるという利点から、クリーニングブレードが最も広く使用されている。パッシェン放電により帯電処理を行う従来構成においては、クリーニングブレードで転写残トナーを除去する際に、感光体表面も微少に削り取ることで、Ｏ3、ＮＯｘ等の放電生成物によって感光体表面に付着した親水性の高い付着物を除去していた。これを膜削れというが、この膜削れ量が多くなるほど、感光体１の耐久性が低下し、寿命が短くなる。
【００２２】
本実施形態の帯電装置４，１４によれば、パッシェン放電を生じさせずに感光体１の表面を帯電処理することができるので、Ｏ3、ＮＯｘ等の放電生成物が発生せず、感光体表面に親水性の高い付着物が付着することはほとんどない。したがって、像流れの発生を抑制することができる。また、この付着物を感光体表面から除去する必要がないので、転写残トナーを除去するのに必要な力以上の力でクリーニングブレード５を感光体表面に当接させる必要がなくなる。その結果、感光体１の膜削れ量を少なくでき、感光体１の長寿命化を図ることもできる。更に、本実施形態の帯電装置４，１４においては、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂと感光体表面との間に帯電ギャップＧｐが存在するので、カーボンナノチューブが感光体表面に接触していない。よって、感光体表面がカーボンナノチューブで摺擦されることはなく、感光体表面に細かい傷がつくこともない。よって、上述したフィルミング現象の発生を抑制することができる。
【００２３】
〔変形例〕
次に、上記実施形態における帯電装置の変形例について説明する。
本変形例は、１つの感光体１に対して複数の帯電部材を備え、各帯電部材に印加する帯電バイアスを互いに独立して設定可能な帯電装置に関するものである。
図４は、本変形例に係る帯電装置の概略構成図である。この帯電装置１１４は、３つの帯電部材としての帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃを有する。各帯電ローラの構成は、図３に示したものと同様である。各帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃには、それぞれ帯電バイアス印加手段としての電源１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃが接続されている。また、各帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃにおける感光体表面移動方向Ａの上流側近傍には、それぞれ表面電位検知手段としての表面電位センサ１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃが感光体表面に対向するように設けられている。
【００２４】
図５は、各電源１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃから供給される供給電圧を決定するための制御を説明するためのブロック図である。表面電位センサ１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃからの電位を示す検知信号は、帯電バイアス変更手段としての供給電圧制御部１１７に入力される。この供給電圧制御部１１７では、検知信号に基づき、データテーブルを参照することで、各電源１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃから供給する供給電圧（帯電バイアス）を決定する。具体的には、上記実施形態と同様に、表面電位センサ１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃの検出値Ｖから帯電バイアスＶｔを差し引いた値の絶対値が３００Ｖを越えないような帯電バイアスＶｔが設定される。そして、その決定結果を示す制御信号が各電源１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃに入力されることで、各帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃに適切な帯電バイアスが供給される。
【００２５】
なお、パッシェン放電の発生を検知するための放電検知手段を設けてもよい。この放電検知手段としては、例えば、パッシェン放電が生じた場合に急激に増加するＮＯｘ量を検知するためのＮＯｘセンサを利用することができる。このような放電検知手段を設ければ、その検知結果から上記データテーブルを使用環境等に応じた最適なものに修正することが可能となる。この場合、使用環境等が変化しても、安定してパッシェン放電が生じないような帯電バイアスを設定することが可能となる。なお、装置レイアウトの関係で、このような放電検知手段を配置することが困難な場合もある。このような場合には、本変形例のように、実験による推測値から帯電バイアスを決定するデータテーブルを用意すればよい。
【００２６】
図６は、帯電ローラ１１４Ａに印加する帯電バイアスと、この帯電ローラ１１４Ａによる帯電処理直後の感光体表面電位（帯電電位）との関係を示すグラフである。なお、他の帯電ローラ１１４Ｂ，１１４Ｃについても同様である。また、カーボンナノチューブに代えて、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料（例えばグラファイトナノファイバー）を用いた場合も、同様の結果が得られることは確認済みである。以下、このグラフの結果と、各表面電位センサ１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃの検知結果Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とから、各帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃに印加する帯電バイアス値を決定する場合について説明する。なお、以下の説明では、帯電電位として最終的に−４５０Ｖの電位が必要であるとする。
【００２７】
表面電位センサ１１４Ａの検知結果Ｖ１、すなわち、帯電直前の感光体表面電位が−９０Ｖであった。このとき、３つの帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃで最終的に−４５０Ｖの帯電電位を得ればよいので、ここでは、各帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃで同量ずつ帯電を行うようにすべく、各帯電ローラの帯電バイアス値と感光体表面電位との電位差がそれぞれ−２５０Ｖとなるように帯電バイアス値を設定した。具体的には、表面電位センサ１１４Ａの検知結果Ｖ１が−９０Ｖであるので、帯電ローラ１１４Ａの印加電圧は−３４０Ｖに設定される。このとき、表面電位センサ１１４Ｂの検知結果Ｖ２は−２１０Ｖであったので、帯電ローラ１１４Ｂの印加電圧は−４６０Ｖに設定される。また、このときの表面電位センサ１１４Ｃの検知結果Ｖ３は−３３０Ｖであったので、帯電ローラ１１４Ｃの印加電圧は−５８０Ｖに設定される。このような設定の結果、最終的な帯電直後の感光体表面電位は、−４５０Ｖとなった。このような設定を行うためのデータテーブルによって実験装置を動作させたところ、所望の帯電電位を得ることができた。
【００２８】
なお、本変形例では、３つの帯電ローラ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃを用いて帯電処理を行う場合について説明したが、所望の帯電電位が低い場合には、２つあるいは上記実施形態のように１つの帯電部材であっても十分に帯電処理を行うことはできる。
また、本変形例のように、表面電位センサ１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ等の表面電位検知手段の検知結果に基づき、供給電圧制御部１１７等の帯電バイアス変更手段で帯電バイアスの設定変更を行う構成を、上述した実施形態の構成に適用してもよい。また、パッシェン放電の発生を検知するための放電検知手段を、上述した実施形態の構成に適用してもよい。
【００２９】
〔比較実験１〕
次に、上述した実施形態で用いた図３に示した帯電装置１４と、金属ローラからなる帯電ローラを用いてパッシェン放電により帯電処理を行う従来装置との比較実験（以下、本比較実験を「比較実験１」という。）について説明する。この比較実験１では、両装置を用いて、感光体１の表面を互いに同じ電位に帯電させ、通紙枚数に応じた感光体１の膜削れ量を測定した。この膜削れ量は、感光体の耐久性について評価するための１つの指標であるため、その膜削れ量から感光体１の耐久性を評価することができる。なお、主な実験条件は、次の通りである。上記帯電装置１４については、φ８ｍｍのＳＵＳ製支持体１４ａの片面にカーボンナノチューブ集合体１４ｂを付着させた帯電ローラを用い、帯電ギャップＧｐを２５０μｍとした。一方、従来装置については、φ１２の金属製帯電ローラを用い、帯電ギャップＧｐを４００μｍとし、直流バイアスに交流バイアスを重畳した帯電バイアスを用いた。両装置のプロセス線速は１００ｍｍ／ｓとし、感光体１の帯電電位は−２００Ｖに設定した。
【００３０】
図７は、本比較実験１における実験結果を示すグラフである。図中丸印で示すグラフが上記帯電装置１４の実験結果であり、菱形印で示すグラフが従来装置の実験結果である。本比較実験１の結果、上記帯電装置１４の方が明らかに従来装置に比べて膜削れ量が少ないことがわかる。これは、感光体１の膜削れ量がパッシェン放電を受けることで助長される結果、この放電が発生しない上記帯電装置１４においては膜削れ量を非常に少なく抑えることができたものと考えられる。この比較実験１の結果は、カーボンナノチューブに代えて、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料（例えばグラファイトナノファイバー）を用いた場合でも、同様の結果が得られることが確認されている。
【００３１】
〔比較実験２〕
次に、上記比較実験１と同じ装置を用いて、像流れの評価を行うための比較実験（以下、本比較実験を「比較実験２」という。）について説明する。本比較実験２では、クリーニングブレード５によるクリーニングを行わずに常温常湿下において帯電処理のみを所定時間行った後、高温高湿下において画像形成を行った。そして、その帯電処理時間に応じた画像の像流れ指数を求めた。ここで、像流れ指数とは、帯電処理がなされた感光体１上に細線の静電潜像を書き込んで、これを現像した後記録紙上に転写したとき、全く細線が現れていない場合を１とし、完全に再現しているものを０としたものである。なお、実験条件は、上記比較実験１と同じである。
【００３２】
図８は、本比較実験２における実験結果を示すグラフである。図中丸印で示すグラフが上記帯電装置１４の実験結果であり、菱形印で示すグラフが従来装置の実験結果である。本比較実験２結果、上記帯電装置１４の方が明らかに従来装置に比べて膜削れ量が少ないことがわかる。これは、感光体１の膜削れ量がパッシェン放電を受けることで助長される結果、この放電が発生しない上記帯電装置１４においては膜削れ量を非常に少なく抑えることができたものと考えられる。この比較実験２の結果は、カーボンナノチューブに代えて、グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料（例えばグラファイトナノファイバー）を用いた場合でも、同様の結果が得られることが確認されている。
【００３３】
〔比較実験３〕
次に、上述した実施形態で用いた図１に示した帯電装置４のカーボンナノチューブ集合体４ｂとして、下記の４つのサンプルを用いたときの比較実験（以下、本比較実験を「比較実験１」という。）について説明する。本比較実験３では、各サンプルのカーボンナノチューブ集合体４ｂを備えた帯電装置４をそれぞれ用いて感光体１の表面の帯電処理を行った直後の感光体表面電位（帯電電位）を測定し、各サンプルの帯電能力について評価した。なお、主な実験条件は、帯電加バイアスが−３００Ｖであり、感光体１の線速が１００ｍｍ／ｓである。
【表１】
2005316395.tif 000003
【００３４】
図９は、Ａ４横の通紙枚数に応じた帯電電位を示す本比較実験３における実験結果を示すグラフである。サンプル（２）とサンプル（４）とを比較すると、シングルウォールＣＮＴに比べて、マルチウォールＣＮＴの方が帯電電位が高いことがわかり、帯電能力が高いことが確認された。これは、シングルウォールＣＮＴがマルチウォールＣＮＴに比較して電界放出開始電圧が高いことに起因するものと考えられる。
また、サンプル（３）とサンプル（４）との違いについて検討するため、ＳＥＭ観察を行った。サンプル（３）は、約１μｍ間隔でＣＮＴが部分的に樹脂層から突出した形状であった。一方、サンプル（４）は、図１０に示すように、全体的にＣＮＴが互いに絡まっていて、部分的に突出した部分のある形状であった。その突出した部分間の間隔は１〜数μｍであった。本比較実験３を終えた後、サンプル（３）とサンプル（４）の形状を観察したところ、サンプル（４）ではほとんど形状変化は見られなかったのに対し、サンプル（３）では樹脂層から突出した部分が消失していた。この形状変化（劣化）のメカニズムは明らかではないが、その突出部分で局部的に大気中に電子放出を行ったためと考えられる。以上からすると、サンプル（４）の場合、電子放出に寄与する突出部分が経時的に多数残存する結果、帯電能力の低下が起きなかったものと考えられる。
また、サンプル（１）の帯電能力が低いのは、ＣＮＴが密に存在し、配向しているため、電界が集中し難いためと考えられる。ここで、「配向している」とは、カーボンナノチューブ集合体を構成する各カーボンナノチューブが一定方向に配列していることを意味する。
本比較実験３の結果、カーボンナノチューブ集合体の構成としては、互いに絡み合って、特に配向していないものが経時的な帯電能力の安定性の観点で好ましい。
【００３５】
以上、本実施形態（上記変形例を含む。以下同じ。）の画像形成装置であるプリンタは、表面移動する潜像担持体としての感光体１と、帯電バイアスが印加される多数のカーボンナノ材料としてのカーボンナノチューブが集合したカーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂを感光体表面に対向させてその感光体表面を帯電する帯電手段としての帯電装置４，１４と、この帯電装置により帯電された感光体表面上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての光書込装置と、静電潜像に像形成物質としてのトナーを付着させ可視像化する現像手段としての現像装置３とを備え、感光体表面上のトナーを最終的に記録材としての記録紙８上に転移させて画像を形成する。そして、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂは、感光体表面と対向する部分に多数の微小突起が形成されるように多数のカーボンナノチューブが集合したものであって、感光体表面との間に微小な空隙である帯電ギャップＧｐが形成されるように配置されており、帯電バイアスは、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂと感光体表面との電位差がパッシェンの放電則に基づく放電開始電圧よりも小さくなるようなバイアス値に設定されている。このような構成により、上述したように、像流れの発生を抑制することができるとともに、感光体１の長寿命化を図ることができることに加え、フィルミング現象の発生を抑制することもできる。
上記カーボンナノ材料としては、高い電子放出能を有する点で、特にグラフェンシート構造を有するものが好ましい。グラフェンシート構造を有するカーボンナノ材料としては、カーボンナノチューブのほか、グラファイトナノファイバー等を用いることができる。特に、グラファイトナノファイバーを用いれば、より高効率でより安定した帯電処理が可能になる。
特に、上記実施形態においては、帯電バイアスＶｔを、帯電装置４，１４により帯電される直前の感光体表面電位Ｖから帯電バイアスＶｔを差し引いた値の絶対値が３００Ｖ以下となるように設定しているため、帯電ギャップＧｐが狭くても、安定してパッシェン放電の発生を防止することができる。
また、上記変形例においては、カーボンナノチューブ集合体１４ｂは、１つの感光体１の表面に対して３つ設置されており、各カーボンナノチューブ集合体１４ｂに印加する帯電バイアスが互いに独立して設定可能に構成されている。これにより、感光体１の表面に対して複数箇所で異なる帯電処理を行うことができる。特に、上記変形例においては、３つのカーボンナノチューブ集合体１４ｂを１つの感光体１の表面移動方向に並べて配置されているので、感光体１の同一表面部分を複数のカーボンナノチューブ集合体１４ｂに分けて帯電処理することができる。これにより、個々のカーボンナノチューブ集合体１４ｂによる帯電処理能力が低くても、感光体１の表面を所望の帯電電位とすることができる。特に、上記変形例のように、３つのカーボンナノチューブ集合体１４ｂが１つの感光体１の表面に対して互いに等しい電荷量を付与するように構成されていれば、各カーボンナノチューブ集合体１４ｂの寿命が同時期に到来する結果、メンテナンスが容易になる。
また、上記変形例で説明したように、カーボンナノチューブ集合体１４ｂと感光体表面とが対向する対向領域（帯電領域）において発生したパッシェン放電を検知するＮＯｘセンサ等の放電検知手段と、この放電検知手段による検知結果に基づいて帯電バイアスの設定を変更する帯電バイアス変更手段とを設ければ、使用環境等が変化してもパッシェン放電が生じないような帯電バイアスに設定可能となり、安定してパッシェン放電の発生を防止することができる。
また、上記変形例においては、カーボンナノチューブ集合体１４ｂにより帯電される直前の感光体表面電位を検知する表面電位検知手段としての表面電位センサ１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃと、その表面電位センサによる検知結果Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に基づいて帯電バイアスの設定を変更する帯電バイアス変更手段としての供給電圧制御部１１７とが設けられている。これにより、帯電される直前の感光体表面電位が一定でなくても、パッシェン放電が生じないような帯電バイアスに設定可能となり、安定してパッシェン放電の発生を防止することができる。
また、上記比較実験３で説明したように、カーボンナノチューブ集合体４ｂは、多数のカーボンナノチューブが互いに絡まった状態のものであり、導電性支持体４ａ上に支持されて感光体表面に対向するように配置されているのが望ましい。この場合、経時的な帯電能力の低下が少なく、長期的に安定した帯電処理を実現することができる。
また、上記カーボンナノチューブ集合体として、図１に示したように、板状の導電性支持体４ａの面に支持されて感光体表面に対向するように配置されたカーボンナノチューブ集合体４ｂを利用すれば、低コストで簡単に製造するができる。
また、カーボンナノチューブ集合体として、図３に示したように、ローラ状の導電性支持体１４ａの面に支持されて感光体表面に対向するように配置されたカーボンナノチューブ集合体１４ｂを利用すれば、感光体１に対向する面の平行度が簡易な加工で得られるという利点があり、低コスト化が可能となる。特に、導電性支持体１４ａが回転可能に構成されていれば、上述したようにカーボンナノチューブ集合体１４ｂをクリーニングしながら帯電処理を行うことが可能となるので、安定した帯電性を長期的に維持することが可能になる。特に、導電性支持体１４ａが感光体１の表面移動方向に対して連れ回り方向に回転するように構成されていれば、帯電ギャップＧｐを保持するための構成として上記空隙保持部材４ｃを利用した簡易な構成を採用することができる。
また、上記実施形態においては、カーボンナノチューブ集合体４ｂ，１４ｂが、導電性支持体４ａ，１４ａにおける感光体表面の画像領域に対向する部分に支持されている。そして、感光体表面の非画像領域とこの非画像領域に対向する導電性支持体部分との間には、帯電ギャップＧｐを保持する空隙保持部材４ｃが介在している。これにより、簡易な構成で帯電ギャップＧｐを保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態に係るプリンタの帯電装置を感光体径方向外方から見たときの正面図。
【図２】同プリンタの要部を示す概略構成図。
【図３】他の構成に係る帯電装置を感光体軸方向から見たときの側面図。
【図４】変形例に係る帯電装置の概略構成図。
【図５】同帯電装置の各電源から供給される供給電圧を決定するための制御を説明するためのブロック図。
【図６】同帯電装置の帯電ローラに印加する帯電バイアスと、この帯電ローラによる帯電処理直後の感光体表面電位（帯電電位）との関係を示すグラフ。
【図７】比較実験１における実験結果を示すグラフ。
【図８】比較実験２１における実験結果を示すグラフ。
【図９】比較実験３における実験結果を示すグラフ。
【図１０】多数のカーボンナノチューブが互いに絡み合った状態を撮影した撮影画像を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１  感光体
２  書込光
３  現像装置
４，１４，１１４  帯電装置
４ａ，１４ａ  導電性支持体
４ｂ，１４ｂ  カーボンナノチューブ集合体
４ｃ  空隙保持部材
５  クリーニングブレード
７  中間転写ベルト
８  記録紙
１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ  帯電ローラ
１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ  電源
１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ  表面電位センサ
１１７  供給電圧制御部
【図１】
2005316395.tif 000004
【図２】
2005316395.tif 000005
【図３】
2005316395.tif 000006
【図４】
2005316395.tif 000007
【図５】
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【図６】
2005316395.tif 000009
【図７】
2005316395.tif 000010
【図８】
2005316395.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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