(57)【要約】【課題】  放電部材や帯電部材の表面が放電によって凹凸になり、放電集中で像担持体にピンホールが発生して、安定した帯電を行えなくなることを防止する。【解決手段】  帯電ローラ２の導電性基体（芯金）２１外周に設ける抵抗層２２の表面に、フッ素系の樹脂等を塗布して薄い保護層２３を設ける。帯電ローラ２へのフッ素系の樹脂等供給は、連続的でも間欠的でもよい。帯電ローラ２の表面で放電を行う部分に保護層２３を設けることによって、放電部材の表面が放電により凹凸になることを防ぎ、放電の集中によって感光体１にピンホールが発生することをなくす。【選択図】        図３
2005181650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触もしくは近接させた帯電部材により、前記像担持体を近接放電により帯電させる帯電装置において、前記帯電部材の表面で放電を行う部分に保護材を設けてなることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１の帯電装置において、前記保護材の抵抗値が１×１０３Ω〜１×１０１３Ωであることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１または２の帯電装置において、前記帯電部材の表面で放電を行う部分に保護材を常に供給する手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの帯電装置において、前記保護材を適時、前記帯電部材の表面へ供給する手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材表面の保護材を均一にする手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材表面の保護材を除去する手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材の材料に環境による硬度変化の小さい材料を用い、該帯電部材表面を前記像担持体表面に対して一定のギャップを形成する部材を設けて前記帯電部材表面と前記像担持体表面とを近接配置し、形成された近接空間で像担持体を帯電させるための放電を可能としてなることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかの帯電装置において、前記ギャップを形成する部材が電気絶縁体からなるスペーサ部材であることを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材と前記像担持体の近接ギャップを、使用するトナーの粒径よりも大きくすることを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材と前記像担持体の近接ギャップを、使用するキャリアの粒径よりも大きくすることを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材と前記像担持体の近接ギャップを１００μｍ以下とすることを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材が電子伝導性からなる表面層を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項１３】
請求項１２の帯電装置において、前記表面層の抵抗を、前記帯電部材の抵抗より高くすることを特徴とする帯電装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の帯電装置において、前記帯電部材を前記像担持体方向へ加圧付勢する手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材がローラ形状でかつその軸心周りで回転可能であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかの帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１５のいずれかの帯電装置を用いるとともに、少なくとも像担持体及びクリーニング手段を有する画像形成装置であって、前記クリーニング手段が、前記像担持体に接する導電性を有する繊維からなるファーブラシと、該ファーブラシに接する回収ローラと、該回収ローラの外周面に接するスクレーパ部材を備え、前記ファーブラシ及び回収ローラの双方または一方に電圧を印加することにより形成する電界を用いて前記像担持体からトナーの回収を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７の画像形成装置において、使用するトナーの円形度を０．９６以上としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１６ないし１８のいずれかの画像形成装置において、前記像担持体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１６ないし１９のいずれかの画像形成装置において、前記像担持体が、表層にフィラーを分散し強化した有機感光体を用いてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１６ないし２０のいずれかの画像形成装置において、トナーを複数回重ね合わせて画像形成を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項１６ないし２１のいずれかの画像形成装置に用いるプロセスカートリッジであって、請求項１ないし１５のいずれかの帯電装置を少なくとも前記像担持体と共に支持し、かつ前記画像形成装置の装置本体に対して着脱自在としてなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２３】
請求項２２のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体に接触する部材を前記帯電装置と共に支持し、前記画像形成装置の装置本体に着脱自在としてなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーまたはモノクロ画像形成に用いる電子写真システムプロセスの放電を利用した帯電装置、プロセスカートリッジ、及びこれを用いた複写機、プリンタ、ファックシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成にかかわる帯電装置、プロセスについては種々提案され、実用化されているが、まずコロナ帯電器の課題について説明する。
【０００３】
電子写真プロセスは、感光体を一様に帯電させる帯電部等各部でコロナ放電を利用する場合が多いが、このコロナ放電により生成物が発生する。例えば、オゾン、窒素酸化物があげられる。オゾンは、高濃度で画像形成装置内に滞留すると、感光体表面を酸化し、感光体光感度の低下や帯電能の劣化を生じさせ、形成画像が悪化する（非特許文献１参照）。また、感光体以外の部材の劣化が促進され、部品寿命が低下する等の不具合もある。画像流れ物質の原因は窒素酸化物と考えられているが、窒素酸化物は、以下のよう不具合を生じる。
【０００４】
放電により、窒素酸化物が発生することが知られているが、窒素酸化物は空気中の水分と反応して硝酸が、また金属等と反応して金属硝酸塩が生成される。さらに、放電領域中では、アンモニウムイオンも同時に形成されており、このアンモニウムイオンが窒素酸化物と反応し、化合物が生成される。これらの生成物は低湿環境下では高抵抗であるが、高湿環境下では空気中の水と反応し、低抵抗となる。よって、感光体表面に硝酸または硝酸塩による薄い膜が形成されると、画像が流れたような異常画像が発生する。これは硝酸、硝酸塩が吸湿することで低抵抗となり、感光体表面の静電潜像が壊れてしまうためである。さらに、窒素酸化物は放電後も空気中に分解されずにその場に留まっているため、窒素酸化物から生成された化合物の感光体表面への付着は、帯電を行っていないとき、すなわち、プロセスの休止期間中にも生じる。
【０００５】
そして、この化合物は、時間が経過するにつれて、感光体の表面から内部に浸透していく。このため、静電潜像の劣化の一因となっている。感光体表面の付着物は、クリーニング時に感光体を少しずつ削りとることで除去するといった方法が取られている。しかしながら、コスト上昇や経時による劣化問題が起こり、本質的な解決策とはなっていない。
【０００６】
次に接触ローラ帯電器の課題について説明する。帯電部材を感光体に接触させて感光体を帯電させる接触帯電装置が提案、実用化されている。例えば、ローラ状の帯電部材を感光体上に接触従動させて感光体の帯電を行うものが知られている（例えば特許文献１参照）。この接触帯電方式は、従来用いられているコロナ帯電方式に比べて、放電生成物の発生量が極めて少なく、印加電圧が低いため電源のコストが小さくなり、電気絶縁の設計が行いやすい等の利点を有している。もちろん、上記のオゾン、窒素酸化物等による不具合も低減する。
【０００７】
ところで接触タイプの帯電装置では、帯電部材がゴム材であるため、長期間にわたって複写機を停止させた場合、感光体に接した状態にあるローラが変形する可能性がある。また、ゴムは吸水しやすい材料であるため環境の変化に伴う電気抵抗変動が大きい。さらに、ゴムはその弾性を発揮させるためや劣化防止のため数種の可塑剤や活性剤を必要としており、導電性顔料を分散させるためには分散補助剤を用いることも少なくない。つまり、感光体の表面はポリカーボネートやアクリルといった非晶性樹脂であるため、上述の可塑剤や活性剤および分散補助剤に対し非常に弱い。また、帯電部材と感光体との間に異物を巻き込み、帯電部材が汚染されて帯電不良が発生したり、直接感光体にローラが触れているために長期保存した場合に感光体が汚染されて横スジ等の画像不良を生じることがある。
【０００８】
また接触帯電方式における印加バイアス方式には、ＤＣ電圧とＡＣ重畳タイプがある。ＤＣ電圧を印加する方式は、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつき、放電の安定性等の問題により、実用化の上で難しい。このため、ＡＣ重畳タイプが、非接触の場合には、適した方式だと考えられる。しかし、ＡＣ重畳方式も、ＤＣ電圧方式に比べ、微小ギャップ変動に対して帯電電位の安定性、放電の安定性に関して強いとはいえ、変動が大きくなりすぎると、安定性がなくなり、異常画像の原因となってしまう。
【０００９】
次に非接触ローラ帯電の課題について説明する。この方式は、スペーサ部材を用いて帯電部材と感光体表面の間に一定のギャップを設けかつ近接配置させる方法である。例えば、帯電ローラの弾性部材の両端部にフィルム材を周方向に巻き付けて貼着し、帯電ローラと感光体の間に一定の微少ギャップを形成し、加圧プリングによる帯電ローラの加圧付勢で帯電ローラの弾性部材が圧縮変形することによって、その外周面の形状に沿って変形するフィルム材の帯電ローラ径方向の最大変形量が、フィルム材の厚さよりも小さくなるようにし、それにより帯電ローラの弾性部材と感光体ドラムの表面との間にはギャップを形成し、弾性部材の両端部を除いた部分となる画像形成領域に対応する部分は、感光体ドラムの表面に接触しないようにするものがある（例えば特許文献２参照）。また、帯電ローラの非画像形成領域にスペーサ部材を装着する段差もしくは溝を設け、形成した段差もしくは溝にスペーサ部材を装着し、感光体と帯電部材間の画像形成領域に一定の空隙が得られるように構成しているものがある（例えば特許文献３参照）。しかし、これらの場合、放電により帯電部材の表面に凹凸になり、帯電部材と感光体の間でリークしてしまう課題がある。
【００１０】
次に、帯電部材に潤滑油添加剤を塗布するときに帯電部材が像担持体に接触している方式の課題を説明する。この方式では、帯電ローラのトナー汚れを防止し、かつ、横スジ状の異常画像を防止するために、帯電ローラ表面にステアリン酸亜鉛を塗布し、帯電ローラを加圧して感光体表面に接触させている。この場合、帯電ローラが感光体に押しつけられているため、帯電ローラと感光体が接触している部分で、帯電ローラ表面のステアリン酸亜鉛が剥れてしまうことがある。ステアリン酸亜鉛が剥れた部分は、帯電ローラ表面が直接に放電に曝される。このため、帯電ローラ表面に凹凸が発生してしまう可能性がある。また、帯電ローラ表面と感光体表面の速度を完全に一致させることは難しく、必ず多少の速度差が両者の間にできてしまう。すると、両者の接触部分で、帯電ローラ表面のステアリン酸亜鉛が剥れてしまい、上記のようにリークが発生してしまうのである。すなわち帯電部材は感光体に接触してもよいが、好ましくは感光体から離れていたほうがいいことが分かる。
【特許文献１】特開昭６３−７３８０号公報
【特許文献２】特開２００１−１９４８６８号公報
【特許文献３】特開２００２−５５５０８号公報
【特許文献１】特開平６−３４２２３４号公報、
【非特許文献１】明珍寿史他著、「オゾンによる感光体劣化軽減のためのコロナチャージャの開発」、電子写真学会誌、第３１巻、第１号、１９９２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで帯電部材と感光体等の像担持体を接触または近接させたシステムであって、ローラ帯電を用いた画像形成装置では、帯電ローラと感光体間のリーク（電気絶縁破壊）が問題となる。このリークが発生すると、感光体にピンホールが発生し、正常な帯電を行うことができないからである。このとき、出力画像には紙搬送方向に垂直にブラックラインが現われる。これは、電流がピンホールに集中し、帯電用の電源がオーバロードしてしまい、像担持体のピンホール位置は、帯電ローラに平行に電荷が付与されないため、現在の複写機の主流であるネガポジ現像方式では、ブラックラインとなってしまうのである。
【００１２】
このリークの発生原因について述べる。帯電部材が放電を起こすと、放電により帯電部材表面の平滑性が失われ、凹凸が形成される。凹凸部分があると、放電がその部分に集中してしまい、その場合、感光体にダメージを与えてしまう。このダメージが大きくなり、感光体がこの放電のエネルギーに耐えられなくなると、感光体にピンホールが発生してしまうのである。一方、帯電部材表面の保護部材の抵抗が高い場合には放電が生じにくくなり、感光体を均一に帯電することができなくなることがあり、低い場合には上述のように放電の集中が発生し、ピンホールができるということになる。
【００１３】
また帯電部材と像担持体を接触または近接させたシステムにおいて、トナーが像担持体上を帯電部材の場所までやってきたときを考えると、帯電部材と像担持体の近接ギャップがトナーの粒径より狭いため、トナーは無理やり帯電部を通過するので、トナーにストレスが発生する。トナーは、そのほとんどがガラス転位点の樹脂からなるため、ストレスにより発生する熱で変形してしまう。このとき、トナーが帯電部材に融着してしまう。そして帯電部材のトナーが融着した部分は、異常放電を起こしやすくなる。一方、キャリアが像担持体上を帯電部材の場所までやってきたときを考えると、帯電部材と像担持体の近接ギャップがキャリアの粒径より狭いため、キャリアも無理やり帯電部を通過する。キャリアは鉄粉等の非常に硬い材質からなるため、キャリアが帯電部材、もしくは像担持体を傷つけてしまうことがある。そして帯電部材が傷付くと、その傷が異常放電の原因となる。また、像担持体が傷付くと、傷が画像上に現われて品質問題となってしまうし、像担持体側に傷があると、その傷の部分に電界が集中し、異常放電の原因になってしまう。
【００１４】
また帯電部材と像担持体の近接ギャップの距離が大きくなると、例えば微小であってもギャップが１００μｍ以上のときには異常放電が発生してしまうことがある。この原因は、帯電部材と像担持体の近接ギャップが広いと、放電のパスが長くなり、放電のエネルギーが大きくなりすぎるためであると考えられる。
【００１５】
また帯電部材の表面層の抵抗が低いと、電流経路が表面にも形成され、帯電部材に放電サイトが形成される。このため、放電が疎になり、放電エネルギーが空間に均一化されず、放電集中が発生し、異常放電が発生しやすくなる。
【００１６】
また例えばＤＣバイアス印加方式の場合、像担持体と帯電ローラの微小ギャップが変化すると、帯電電位が変化してしまう。これは、帯電は放電現象であり、放電現象は印加バイアスだけでなく、像担持体と帯電ローラの微小ギャップに依存しているためである。例えば微小ギャップが広くなりすぎると、異常放電により画像ムラを生じてしまう。異常放電は、一般的に放電エネルギーが大きいことが知られているが、そのため異常放電が生じると、帯電部で生じる放電が像担持体を傷つけてしまい、感光耐寿命を短くしてしまうこともある。ＡＣバイアス重畳方式においては、ＤＣバイアス印加方式と異なり、帯電電位は基本的に微小ギャップに依存しないが、微小ギャップが広くなると、ＤＣ方式と同様に異常放電を生じてしまい、これが画像ムラとなってしまう。
【００１７】
つまり、非接触方式の場合には異物固着等によって微小ギャップが変動する（広くする）と、帯電電位が変化して異常放電を生じること等により画像ムラを生じさせてしまう。このため微小ギャップの変動を抑制する必要がある。
【００１８】
また放電にさらされている面や放電領域近傍にある部材は、電界、放電によるエネルギー等で非常に強いストレスにさらされる。このため、放電面が常に特定の場所で起きていると、保護膜があったとしても帯電部材の劣化が急激に進み、帯電部材の表面に凹凸ができてしまう。凹凸が生じた場合の問題は既述の通りである。
【００１９】
さらに球形度が低いトナーを用いると、転写率が悪い場合がある（最悪値で８５％の転写率）。この場合、像担持体上に未転写トナーに覆われた部分が存在してしまい、像担持体上に多量のトナーがあると、帯電を行ったときに放電によって生成された電荷が像担持体ではなくトナーに付着するため、像担持体に帯電ムラが発生してしまうことになる。カラー画像形成装置の場合、単色の画像形成装置より像担持体の帯電均一性が重要になる。
【００２０】
本発明は、上述した従来の諸問題にかんがみ、放電部材や帯電部材の表面が放電によって凹凸になり、これに起因する放電の集中によって像担持体にピンホールが発生して、安定した帯電を行えなくなることを防止できる帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の請求項１に係る帯電装置は、像担持体に接触もしくは近接させた帯電部材により、前記像担持体を近接放電により帯電させる帯電装置において、前記帯電部材の表面で放電を行う部分に保護材を設けてなることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に係るものは、請求項１の帯電装置において、前記保護材の抵抗値が１×１０３Ω〜１×１０１３Ωであることを特徴とする。
【００２３】
請求項３に係るものは、請求項１または２の帯電装置において、前記帯電部材の表面で放電を行う部分に保護材を常に供給する手段を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかの帯電装置において、前記保護材を適時、前記帯電部材の表面へ供給する手段を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項５に係るものは、請求項１ないし４のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材表面の保護材を均一にする手段を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項６に係るものは、請求項１ないし５のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材表面の保護材を除去する手段を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項７に係るものは、請求項１ないし６のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材の材料に環境による硬度変化の小さい材料を用い、該帯電部材表面を前記像担持体表面に対して一定のギャップを形成する部材を設けて前記帯電部材表面と前記像担持体表面とを近接配置し、形成された近接空間で像担持体を帯電させるための放電を可能としてなることを特徴とする。
【００２８】
請求項８に係るものは、請求項１ないし７のいずれかの帯電装置において、前記ギャップを形成する部材が電気絶縁体からなるスペーサ部材であることを特徴とする。
【００２９】
請求項９に係るものは、請求項１ないし８のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材と前記像担持体の近接ギャップを、使用するトナーの粒径よりも大きくすることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に係るものは、請求項１ないし９のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材と前記像担持体の近接ギャップを、使用するキャリアの粒径よりも大きくすることを特徴とする。
【００３１】
請求項１１に係るものは、請求項１ないし１０のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材と前記像担持体の近接ギャップを１００μｍ以下とすることを特徴とする。
【００３２】
請求項１２に係るものは、請求項１ないし１１のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材が電子伝導性からなる表面層を有することを特徴とする。
【００３３】
請求項１３に係るものは、請求項１２の帯電装置において、前記表面層の抵抗を、前記帯電部材の抵抗より高くすることを特徴とする。
【００３４】
請求項１４に係るものは、請求項１ないし１３の帯電装置において、前記帯電部材を前記像担持体方向へ加圧付勢する手段を有することを特徴とする。
【００３５】
請求１５に係るものは、請求項１ないし１４のいずれかの帯電装置において、前記帯電部材がローラ形状でかつその軸心周りで回転可能であることを特徴とする。
【００３６】
請求項１６に係るものは、請求項１ないし１５のいずれかの帯電装置を用いたことを特徴とする。
【００３７】
請求項１７に係る画像形成装置は、請求項１ないし１５のいずれかの帯電装置を用いるとともに、少なくとも像担持体及びクリーニング手段を有する画像形成装置であって、前記クリーニング手段が、前記像担持体に接する導電性を有する繊維からなるファーブラシと、該ファーブラシに接する回収ローラと、該回収ローラの外周面に接するスクレーパ部材を備え、前記ファーブラシ及び回収ローラの双方または一方に電圧を印加することにより形成する電界を用いて前記像担持体からトナーの回収を行うものであることを特徴とする。
【００３８】
請求項１８に係るものは、請求項１６または１７の画像形成装置において、使用するトナーの円形度を０．９６以上としたことを特徴とする。
【００３９】
請求項１９に係るものは、請求項１６ないし１８のいずれかの画像形成装置において、前記像担持体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする。
【００４０】
請求項２０に係るものは、請求項１６ないし１９のいずれかの画像形成装置において、前記像担持体が、表層にフィラーを分散し強化した有機感光体を用いてなることを特徴とする。
【００４１】
請求項２１に係るものは、請求項１６ないし２０のいずれかの画像形成装置において、トナーを複数回重ね合わせて画像形成を行うものであることを特徴とする。
【００４２】
請求項２２に係るプロセスカートリッジは、請求項１６ないし２１のいずれかの画像形成装置に用いるものであって、請求項１ないし１５のいずれかの帯電装置を少なくとも前記像担持体と共に支持し、かつ前記画像形成装置の装置本体に対して着脱自在としてなることを特徴とする。
【００４３】
請求項２３に係るものは、請求項２２のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体に接触する部材を前記帯電装置と共に支持し、前記画像形成装置の装置本体に着脱自在としてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、放電部材や帯電部材の表面が放電により凹凸になることを防ぎ、放電の集中によって像担持体にピンホールが発生しにくくし、安定した帯電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例】
【００４６】
図１は、本発明に係る帯電装置を備える対象となる画像形成装置の一実施例の概略断面図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）である。図中１は感光ドラム等の像担持体、２は帯電手段たる帯電ローラ、３は書込部、４は現像装置、５は転写装置を構成する転写ローラ、６はクリーニング装置、６ａはそれを構成する像担持体クリーニングブレード、７は除電装置である。また図中８は記録紙Ｐを収納する給紙部、９は給紙ローラ、１０はレジストローラ対、１１は定着装置、１２は排紙部、１３は画像形成装置本体を示す。また図中Ｌは書込部３からの露光を示す。
【００４７】
像担持体１は、画像形成装置本体１３内に図中で時計方向に回転駆動可能に収納してあり、帯電ローラ２、書込部３からの露光３、現像装置４、転写ローラ５、図示しない紙分離手段、クリーニング装置６及び除電装置７等が像担持体１の周囲に配してある。
【００４８】
この画像形成装置は、給紙部８内の記録紙Ｐを給紙ローラ９により１枚ずつレジストローラ対１０でタイミング調整して転写ローラ５と像担持体１の間に送り出す。そして像担持体１を図中時計方向に回転駆動して帯電ローラ２で表面を一様に帯電させた後、書込部３により画像データで変調されたレーザを照射して像担持体１に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された像担持体１に現像装置４でトナーを付着させて現像する。そして、現像装置４でトナーを付着させて形成したトナー画像を、転写ローラ５で像担持体１と転写ローラ５との間に搬送されてきた記録紙に転写し、トナー画像の転写された記録紙Ｐを定着装置１１に搬送する。定着装置１１は、内蔵ヒータにより所定の定着温度に加熱する定着ローラと、定着ローラに所定圧力で押圧される加圧ローラとを備え、転写ローラ５から搬送されてきた記録紙Ｐを加熱、加圧付勢して、記録紙Ｐ上のトナー画像を記録紙Ｐに定着させた後、排紙部１２上に排出する。
【００４９】
一方、転写ローラ５でトナー画像を記録紙Ｐに転写した像担持体１をさらに回転駆動し、クリーニング装置６で像担持体１の表面に残留するトナーを像担持体クリーニングブレード６ａにより掻き落として除去した後、除電装置７で除電する。そして、除電装置７で除電した像担持体１を帯電ローラ２で再び一様に帯電させた後、上記と同様に次の画像形成を行う。なお、クリーニング装置６は図示のようにブレードで像担持体１上の残留トナーを掻き落とすものに限るものではなく、例えばファーブラシで像担持体１上の残留トナーを掻き落とすものであってもよい。
【００５０】
図２は、本発明に係る帯電装置を備える対象となる画像形成装置の他の例を示し、図２（Ａ）の例はタンデム型のフルカラー画像形成装置、図２（Ｂ）の例はリボルバタイプのフルカラー画像形成装置の要部断面図である。
【００５１】
図２（Ａ）の例のフルカラー画像形成装置は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色分だけ図１と同様の構成の画像形成部を備えている。一方、図２（Ｂ）のリボルバタイプのフルカラー画像形成装置は、現像装置がＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色分だけ現像部４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋを備えており、これらの動作を切り替えることによって１つの像担持体１上に順次複数色のトナーを現像していく。そしていずれも、ベルトを用いた中間転写体１４上のカラートナー像を転写部１５において記録紙Ｐに転写する。その他の構成、動作は図１の例と同様である。なお、帯電ローラ２は像担持体１に対して微小なギャップを設けて配置した硬質の導電性ローラからなる。
【００５２】
図３は、本発明に係る帯電装置の一実施例におけるローラ形状例を示す断面図である。導電性ローラの構成及びギャップ保持方法は、適宜公知の例を用いればよいので図示及び説明を省略する。
【００５３】
帯電ローラ２は、導電性基体（芯金）２１とその周囲の抵抗層２２を備えている。芯金２１は、例えば直径が８〜２０ｍｍのステンレス綱（以下、ＳＵＳと呼ぶ場合もある）の円筒部材である。なお芯金２１に、アルミニウムや抵抗値が１０２Ω・ｃｍ以下の導電性樹脂を用いて軽量化を図ってもよい。また、抵抗層２２は、導電性材料をＡＢＳ樹脂等に練り込んだ高分子材料からなり、その表面にはフッ素系の樹脂等で薄い保護層２３を設ける。導電性材料としては、金属イオン錯体、カーボンブラック、イオン系分子等がある。もちろんその他、均一な帯電を行うことが可能な材料を用いてもよい。
【００５４】
帯電ローラ２は、その表面が像担持体１の表面にと同じ方向移動するように回転駆動するが、像担持体１と共に回転しないで静止しているように構成してもよい。また帯電ローラ２は、その長手方向（軸方向、図の紙面垂直方向）の寸法が最大画像幅（例えばＡ４横サイズ：約２９０ｍｍ）よりも少し長くなるように設定する。
【００５５】
また図示は省略してあるが、帯電ローラ２の長手方向両端部にはスペーサが設けてあり、これらスペーサを像担持体１両端部の非画像形成領域に当接させることで、像担持体１表面の被帯電面と帯電ローラ２表面の帯電面との間の空隙（微小ギャップ）Ｈを、その最近接部での距離が例えば５〜１００μｍになるように保持してある。この最近接距離は、さらに好ましくは３０〜６５μｍで、以下では５５μｍに設定したものとして説明する。
【００５６】
さらに帯電ローラ２には、帯電用の電源２４が接続してある。これにより、像担持体１表面の被帯電面と帯電ローラ２表面の帯電面との間の微小ギャップＨにおける放電により、像担持体１表面の被帯電面を均一に帯電する。印加電圧バイアスは、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧波形を用い、ＡＣ電圧のピーク間電圧は帯電開始電圧の２倍以上にするのがよい。また、必要に応じて、ＤＣ電圧、好ましくは定電流方式の電圧を用いてもよい。
【００５７】
図４は、微小ギャップの維持方法の一例を示す側面図である。この例は、フィルム材等からなる一対のスペーサ部材３２を帯電ローラ２の両端部に巻きつけてスペーサとしてある。このスペーサ部材３２は、像担持体１の感光面に接触させ、帯電ローラ２と像担持体１の画像領域に、一定の微小ギャップＨを形成する。そして帯電ローラ２の軸をスプリング３３等で加圧付勢することで、微小ギャップＨの維持精度を向上させている。ギャップ部材を帯電ローラ２と一体成型にしてもよい。このとき、ギャップ部分は、少なくともその表面を絶縁体にするのがよい。このようにすることにより、ギャップ部分での放電をなくし、ギャップ部分に放電生成物が堆積し、その粘着性によってトナーがギャップ部分に固着し、これによってギャップが広がってしまう、ということをなくせる。
【００５８】
また、ギャップ部材は、熱収縮チューブを用いてもよく、この方法が現時点では最も好ましいとされている。熱収縮チューブには、例えば１０５℃用のスミチューブ（商品名：Ｆ１０５℃、住友化学株式会社製）等がある。このチューブの厚さは３００μｍで、装着する帯電部材の直径にもよるが、熱収縮チューブは５０〜６０％程度の収縮率を示し、熱収縮により０〜２００μｍ程度増厚するため、帯電部材は増加分を加味した切削加工が必要となる。例えば、φ１２ｍｍの帯電部材にスペーサ部材を装着する場合には、切削深さを３５０μｍとし、内径１５ｍｍ程度の熱収縮チューブを使用すればよい。帯電部材端部の切削部に熱収縮チューブを装着した後、帯電部材を回転させて端面より内側に向かって１２０〜１３０℃の熱源で加熱しながら均一に熱収縮させることによって、帯電部材と像担持体間の空隙を約５０μｍ程度に設定できる。熱融着して固定した熱収縮チューブは、使用中に外れることは無いが、予防のためには、端部にシアノアクリレート樹脂（例えば、アロンアルファ（商品名）、シアノボンド（商品名））等の液体状の接着剤を少量流し込み、固定させればよい。
【００５９】
なお熱収縮チューブは厚みがあるので、スペーサ部材として用いる場合は、図５に示すように段差４１を取ってスペーサ部材を装着するか、図６に示すように抵抗層２２の端部を一部残して溝５１を形成し、この溝５１にエンドレスの伸縮性を有する角形リング状のスペーサ部材を装着するか、図７に示すように底に丸みを持たせて切削した溝６１を形成し、丸形のリング状（通常Ｏリング等と称する）のスペーサ部材を装着するようにしてもよい。これらの場合、芯金２１の端部を削り細目にして、スペーサ部材を挿入しやすくするのが望ましく、また完全にカットして、接着剤で固定することも可能である。スペーサ部材を切削部もしくは溝を形成した部位に装着、固定する場合には、前述の液体状接着剤のほか、２液性のエポキシ樹脂等の接着剤を用いるのが望ましい。またスペーサ部材は、後から帯電ローラより径の太いものを差し込んでコロ部材としてもよい。
【００６０】
また帯電ローラ２に塗布する保護材料としては、粉末状、固形状、フィルム状の形態のフッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、シリコーンオイルやふっ素系オイル、天然ワックス等の液状の材料、ガス状にした材料を外添法として作用させる方法等がある。例えば、フィルム状のフッ素系樹脂を使用する場合、１００〜４００μｍ程度の厚さのフッ素系樹脂（例えばＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン）フィルムで帯電ローラにソフトに当接させるための弾性部材を併用した部材を作製し、その部材を被覆層表面に均一に押し当てることによって、保護材料を塗布することができる。前記部材を帯電ローラ２へ押し当てる場合、押圧力、態様によっては帯電ローラ２に摺擦傷を生じさせる可能性があるが、軽く当接させれば問題はない。また、フッ素樹系脂やステアリン酸亜鉛等の保護材料を使用する場合には、ブラシやスポンジパッド等の塗布部材に一旦保護材料を付着させた後に、塗布部材から帯電ローラ２に供給することができる。さらにまた、粉末状のフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）を像担持体に供給する場合には、羽毛や綿状のもの等に付着させ、それを少しずつ帯電ローラ２のスペーサ部材もしくは像担持体に供給することができる。
【００６１】
帯電ローラ２への供給は、連続的に供給する方法と一定間隔をおいて供給する間欠法があるが、供給過剰を防ぐため、軽く補給するか、５０ないし１００枚の画像形成動作に１度作用させるような間欠的な方法で行う方が望ましい。
【００６２】
図８〜図１６に、帯電ローラ２に保護膜を形成するための方法を示す。
【００６３】
（例１）
図８は、帯電ローラ２の表面に直接に保護材料８１を塗布する場合で、帯電ローラ２は像担持体１に接触している例である。
【００６４】
（例２）
図９は、帯電ローラ２の表面に直接に保護材料８１を塗布する場合で、帯電ローラ２が像担持体１に近接している例である。図８の例の場合、帯電ローラ２と像担持体１の接触部分で帯電ローラ２の表面の保護部材８１が剥れてしまう可能性があるが、図９の例の場合は、帯電ローラ２と像担持体１が接触していないため、保護部材８１が両者の接触で剥れることはない。このため、帯電ローラ２の表面が帯電にさらされることがないので、帯電ローラ２の表面に凹凸ができることがない。
【００６５】
（例３）
図１０は、帯電ローラ２の表面にブラシ８２（例えばファーブラシ）を介して保護材料８１を帯電ローラ２の表面に塗布する例である。
【００６６】
（例４）
図１１は、帯電ローラ２の表面に直接に保護材料８１を塗布する場合において、帯電ローラ２上の保護部材８１を均一に塗布するためにブレード状の塗布部材８３を設置した例である。このような塗布部材８３を用いることで塗布ムラをなくせる。
【００６７】
（例５）
図１２は、図１１の例にブラシ８２を加え、ブラシ８２を介して帯電ローラ２の表面に保護材料８１を塗布するようにした例である。
【００６８】
（例６）
図１３は、帯電ローラ２の表面に直接に保護材料８１を塗布する場合において、帯電ローラ２上の保護部材８１を除去するためのブレード状の除去部材８４を設置した例である。このような除去部材８４を用いることで、保護部材８１を塗りすぎることをなくせる。
【００６９】
（例７）
図１４は、図１３の例にブラシ８２を加え、ブラシ８２を介して帯電ローラ２の表面に保護材料８１を塗布するとともに、ブレード状の除去部材８４を設置して保護部材８１の塗りすぎをなくせるようにした例である。
【００７０】
（例８）
図１５は、帯電ローラ２の表面に直接に保護材料８１を塗布する場合において、帯電ローラ２上の保護部材８１を均一に塗布するためにブレード状の塗布部材８３と、帯電ローラ２上の保護部材８１を除去するためのブレード状の除去部材８４とをともに設置した例である。このようにすることで、塗布状況がさらに向上する。
【００７１】
（例９）
図１６は、図１５の例にブラシ８２を加え、ブラシ８２を介して帯電ローラ２の表面に保護材料８１を塗布するとともに、帯電ローラ２上の保護部材８１を均一に塗布するためにブレード状の塗布部材８３と、帯電ローラ２上の保護部材８１を除去するためのブレード状の除去部材８４とをともに設置した例である。
【００７２】
なお保護材料８１は、スポンジパッドに含ませて塗布してもよい。また保護材料８１やブラシ８２はスペーサ部材３２や像担持体１に対して接離できるようにしてもよい。例えば、画像形成を２００枚する毎に、３０秒だけ保護材料８１を塗布する等の塗布方法が可能である。このようにすることにより、スペーサ部材３２と像担持体１の間に適量の保護材料８１を塗布できる。もちろん、上述した例１〜９を組み合わせてもよい。
【００７３】
（実験１）
帯電ローラが放電にさらされたときの変化を、帯電ローラの直径の変化計測値により評価したところ、５μｍ（３００時間）減少した。また、帯電実験後の帯電ローラの表面を顕微鏡で観察すると、凹凸があるのが分かった。また、帯電ローラに電圧を印加しない場合は、帯電ローラの直径と表面状態に変化がなかった。さらに、新品の帯電ローラと上記の実験後の帯電ローラを用いて、画像を出力したところ、後者の場合は黒ポチ状の斑点等のわずかではあるが画像に異常が認められた。
【００７４】
（実験２）
ギャップ保持部材の抵抗が低く、ギャップ保持部材が像担持体と近接する部分で放電が起きる場合の不具合については、カーボン入りの熱収縮チューブをギャップ保持部材に用いた帯電ローラを用意し、下記の条件で画像出力の実験を行った。
（実験装置と条件）
画像形成装置：直接転写方式のフルカラープリンタＩＰＳｉＯ  ｃｏｌｏｒ  ８０００（商品名：株式会社リコー製）の改造機
帯電装置：図３、図４の非接触で硬質タイプの帯電ローラ
ギャップ保持：図５の方法で、ギャップ保持部材には絶縁性の熱収縮チューブを用いた
帯電装置への印加バイアス：ＡＣ成分はＶｐｐ＝２．２ｋＶ、周波数ｆ＝２ｋＨｚ、ＤＣ成分は−７００Ｖ
すると、２００，０００枚の画像出力を行ったところで、ギャップＨが初期値５０μｍから４０μｍと減少した。通紙出力後の帯電ローラのスペーサ部材表面等を観察すると、像担持体が磨耗しており、粘着性をもっていた。このことから、ギャップ保持部材の抵抗が低く、ギャップ保持部材が像担持体と近接する部分で放電が起きる場合は、放電により像担持体がスパッタされて磨耗し、ギャップが減少したと考えられる。
【００７５】
（実験３）
帯電ローラと像担持体間の微小ギャップが変動したときの、斑点状の異常画像の発生頻度を調べるために以下の実験を行った。実験は、通常の環境下で行った。
（実験装置と条件）
画像形成装置：直接転写方式のフルカラープリンタＩＰＳｉＯ  ｃｏｌｏｒ  ８０００（商品名：株式会社リコー製）の改造機
帯電装置：図３、図４の非接触で硬質タイプの帯電ローラ
ギャップ保持：図５の方法で、ギャップ保持部材には絶縁性の熱収縮チューブを用いた
帯電装置への印加バイアス：ＡＣ成分はＶｐｐ＝２．２ｋＶ、周波数ｆ＝２ｋＨｚ、ＤＣ成分は−７００Ｖ
微小ギャップ保持方法：帯電ローラの両端にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のテープ（厚さ：３０、５０、８０、１００、１２０、１５０μｍ）を巻きつけた
環境条件：２５℃、６５％
出力画像：ハーフトーン画像
このときの画像の出力結果を下記表１に示す。
【００７６】
【表１】
2005181650.tif 000003
この結果より、帯電ローラと像担持体の間のギャップが１２０μｍ以上になると、斑点状のムラが出力画像に現われることがわかった。よって、正常な画像を出力する、つまり帯電部において均一帯電を行うためには、ギャップを１００μｍ以下にする必要があることがわかる。
【００７７】
（実験４）
帯電ローラと像担持体のギャップをパラメータとして、ＤＣ帯電を行ったときの、印加電圧Ｖｄｃと帯電電位の関係を図１７に示す。この図から、ギャップを大きくするとグラフの傾きはそのままで、プロットが右にシフトしていることがわかる。放電開始電圧Ｖｔｈ（Ｖ）は、ギャップに依存しており、ギャップが広がると放電開始電圧Ｖｔｈが高くなるのである。つまり、ギャップが広くなると、印加電圧を高くしないと帯電電位を同一に保てないのである。これより、帯電ローラが像担持体と非接触の場合、機械からの振動や環境の変化で帯電ローラと像担持体のギャップが変動する可能性があるが、図１７に示すようにギャップが変動すると、放電開始電圧が変化するため、ＤＣ帯電を行った場合は印加バイアスを調整しないと帯電電位が変化してしまうのである。
【００７８】
次に、ＡＣ帯電を行ったときの印加電圧Ｖｐｐと帯電電位の関係を図１８に示す。このグラフより、印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍になる（そのポイントをＸで示す）までは、帯電電位は印加電圧Ｖｐｐに比例していることがわかる。印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上になると、帯電電位は一定なる。また、ギャップが変動すると、印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以下では、印加電圧Ｖｐｐと帯電電位の関係のプロットが変化する。しかし、印加電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上になると、ギャップに関係なく、帯電電位はある一定値になる。つまり、ＡＣ帯電の場合は印加電圧Ｖｐｐを放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上にすることで、ギャップが変動しても帯電電位を一定に保つことができるのである。よって、帯電ローラと像担持体にギャップがある場合は、ＡＣ帯電を行った方が安定した帯電を得ることができる。
【００７９】
ところで、ギャップと帯電電位の関係は、パッシェンの法則によって説明することができる。特に、ギャップがある範囲のときは、放電開始電圧Ｖｔｈとギャップｄ（μｍ）は、経験式Ｖｔｈ＝６．２×ｄ＋３１２によってあらわされる（ただし４０≦ｄ≦１２０（μｍ））。この式より、ギャップｄが変動することにより放電開始電圧が変動する。またこの式から変動幅は、ギャップｄが１μｍ変動することにより、放電開始電圧Ｖｔｈが６．２Ｖ変化することがわかる。
【００８０】
さらに帯電電位Ｖは、Ｖ＝Ｖ０−Ｖｔｈとあらわされる（Ｖ０は印加電圧）。この式より、ギャップｄが変動すると帯電電位が変動し、その変動幅は、６．２Ｖ／μｍであることがわかる。
【００８１】
（実験５）
帯電ローラにゴムローラ（硬度が低いローラ）を用いた場合の不具合について説明する。労働環境を考慮すると、一般的なオフィスにおいては最も吸湿が促進する使用環境限界は、おおよそ３０℃、８０％程度と考えられる。同様にオフィスで想定される低湿度環境限界は、高温の３０℃程度においては２０％程度と考えられる。本発明はこのような環境条件内で経時品質に優れる帯電を提供する。吸湿の影響の小さい３０℃、２０％条件下において、図３に示すように微小ギャップＨが形成してある時、従来のゴム帯電ローラを使用すると、図１９のＡ部のように中抵抗層の吸湿膨張によりギャップ保持部材であるスペーサ部材３２が延伸できないために、帯電ローラ２と像担持体１が当接してしまう場合がある。また装置の気流設計によって吸湿部位が中央に集中したような場合を考えると、図中Ｂ部のようにその部分で当接が発生してしまう。Ａ部のような当接発生はスペーサ部材３２の延伸性を付与することにより軽減できるが、Ｂ部のような当接が万一発生した場合には前述の方法では軽減できない。
【００８２】
またゴムローラとハードローラを用いた場合の環境とギャップの関係を下記表２に示す。
【００８３】
【表２】
2005181650.tif 000004
この表より、帯電ローラが硬質の材料からなる場合は、環境を変化させてもギャップが変化しないが、ゴムローラの場合は、硬質環境の下でギャップが非常に狭くなってしまったことがわかる。ギャップが狭くなると言うことは、帯電ローラが像担持体に接触している可能性も考えられるため、帯電ローラのトナー汚れが発生してしまう可能性がある。よって、帯電均一性を維持するためにも、帯電ローラにはギャップ維持が確実となるハードタイプのものを用いるのがよい。また、帯電ローラのトナー汚れを避けるという点では、転写効率の高い球形トナーを用いることも有効である。
【００８４】
すなわち、像担持体に接触もしくは近接させた帯電部材により、像担持体を近接放電により帯電させる帯電装置において、帯電部材の表面で放電を行う部分に保護材を設けることによって、放電部材の表面が放電により凹凸になることを防ぎ、放電の集中によって像担持体にピンホールが発生することをなくす。
【００８５】
また保護材の抵抗値が１×１０３Ω〜１×１０１３Ωとし、この保護材が帯電部材表面で放電を行う部分を覆うことで、放電が直接に帯電部材表面に達しないようにする。帯電部材の表面で放電を行う部分に保護材を常に供給するようにしても、あるいは保護材を適時に帯電部材の表面へ供給するようにしても、帯電部材表面で放電を行う部分には保護部材が必ずあるため、放電が直接に帯電部材表面に達しない。また長時間運転しても、帯電部材表面の保護材料がなくならない。
【００８６】
また帯電部材表面の保護材を均一にするあるいは帯電部材表面の保護材料を除去することで、帯電部材表面の保護材料が、保護材料の塗布過多をなし、均一に塗布されている状態を保つ。
【００８７】
また環境による硬度の変化が小さい帯電部材を用い、帯電部材表面を像担持体表面に対して一定のギャップを設けて近接配置し、ギャップによって形成された近接空間で放電を起こすことにより像担持体を帯電させれば、帯電部材と像担持体が接触していないため、塗布した保護部材が剥れることがない。
【００８８】
また電気絶縁体からなるスペーサ部材を用いて帯電部材と像担持体を非接触に配置すれば、スペーサ部材から放電が起きてスペーサ部材に凹凸ができてしまい、近接ギャップが正常値から外れてしまうことを防ぎ、放電を画像領域に限定することでスペーサ部材に凹凸が発生することを防止する。
【００８９】
帯電部材と像担持体の近接ギャップは、トナーの粒径よりも大きくすると、近接ギャップがトナーの粒径より大きいことによって帯電部材に融着することがなく、未転写トナーの特性を変化させずに再び現像に使用できる。また２成分現像を行っている場合は、帯電部材と像担持体の近接ギャップはキャリアの粒径よりも大きくすると、帯電部材と像担持体の近接ギャップはキャリアより大きいため、キャリアが帯電部材や像担持体を傷つけることがなくなる。いずれの場合も、異常放電が発生しない、均一な帯電を行うことができるようになる。そして既述のように、帯電部材と像担持体の近接ギャップは１００μm以下にすることが好ましい。帯電部材と像担持体の近接ギャップの距離が広くなると、異常放電が発生してしまう。その距離は、帯電部材と像担持体の近接ギャップを広げていったときの異常画像の有無で判断するが、異常画像の発生した微小ギャップは１００μｍ以上のときであった。その原因は、帯電部材と像担持体の近接ギャップが広いと、放電のパスが長くなり、放電のエネルギーが大きくなりすぎ、異常放電になってしまうためである。そこで、帯電部材と像担持体の近接ギャップを１００μm以下にすることで、放電パスが適切な長さとなり、異常放電が発生しなくなる。
【００９０】
また帯電部材が電子伝導性からなる表面層を有すれば、低湿環境や高湿環境になったとしても、電子伝導性の表面層が、部材内部の水分の出入りを抑えるため、帯電部材の抵抗変動が小さくなる。よって、放電が安定し、環境での帯電電位の変動が小さくなる。その表面層の抵抗は、帯電部材の抵抗より高くする。表面層の抵抗が低いと、表面抵抗率が低下する。すると、電流経路が表面にも形成され、帯電部材に放電サイトが形成される。このため、放電が疎になり、放電エネルギーが空間に均一化されず、放電集中が発生する。このため、異常放電が発生しやすくなるためである。そこで、安定した帯電を行うために、表面方向に電流経路が形成されないようにして放電を均一化させ、異常放電が発生しないようにする。
【００９１】
帯電部材は像担持体方向に加圧付勢することが好ましい。微小ギャップの変動抑制のためである。すなわち、ＤＣバイアス印加方式の場合、像担持体と帯電ローラの微小ギャップが変化すると、帯電電位が変化してしまう。これは、帯電は放電現象であり、放電現象は印加バイアスだけでなく、像担持体と帯電ローラの微小ギャップに依存しているためである。また、微小ギャップが広くなりすぎると、異常放電により、画像ムラを生じてしまうという不具合を生じる。さらに、異常放電は、一般的に放電エネルギーが大きいことが知られている。このため異常放電が生じると、帯電部で生じる放電が像担持体を傷つけてしまい、感光耐寿命を短くしてしまうこともある。またＡＣバイアス重畳方式においては、ＤＣバイアス印加方式と異なり、帯電電位は基本的に微小ギャップに依存しないが、微小ギャップが広くなると、ＤＣ方式と同様に異常放電を生じてしまい、これが画像ムラとなってしまう。つまり、非接触の場合、異物固着により、微小ギャップが変動（広くなる）すると、帯電電位が変化する、異常放電を生じるなどにより、画像ムラを生じてしまうので、安定した帯電を行うために帯電部材を加圧付勢し、微小ギャップを一定化することが好ましい。
【００９２】
帯電部材にローラ形状で軸を中心に回転可能なものを用いているが、これは、放電にさらされている面や放電領域近傍にある部材は、電界、放電によるエネルギーなどで非常に強いストレスにさらされるため、放電面が常に特定の場所で起きていると、保護膜があったとしても、帯電部材の劣化が急激に進み、帯電部材の表面に凹凸ができてしまうので、特定の場所だけで放電し、帯電部材の表面に凹凸の発生が促進されることを防ぐためである。
【００９３】
また使用するトナーの円形度は０．９６以上とする。球形度が低いトナーは、転写率が悪い場合がある（最悪値で８５％の転写率）。この場合、像担持体上に未転写トナーに覆われた部分が存在してしまい、像担持体上に多量のトナーがあると、帯電を行ったときに放電によって生成された電荷が像担持体ではなくトナーに付着するため、像担持体に帯電ムラが発生してしまう。これを防ぐには、帯電部分にやってくるトナーを少なくするとよい。すなわち、球形トナーを用いることで、未転写トナーがほとんどなくなるため、帯電部分にやってくる未転写トナーがほぼない状態なる。これにより、像担持体を均一に帯電することが可能となる。また、現像で回収して再利用する未転写トナーの量が減るので、現像剤の特性が安定する。
【００９４】
また像担持体にアモルファスシリコンを用いることで、像担持体の平滑性が劇的に向上する。よって、帯電部材と像担持体間の微小ギャップの変動が非常に小さくなる。
【００９５】
クリーニング装置には導電性を有する繊維からなるファーブラシを用いることが好ましい。像担持体表面にＮＯｘ等が付着して表面状態が変化したり、あるいは静止摩擦係数が変化した場合においても、クリーニング部材が表面状態に合わせて変形して接触するので、良好なクリーニング性を保つことができる。さらに、入力トナー量の変動によるクリーニング余裕度低下を起こすことなく、像担持体上のトナーを良好にクリーニングできる。また像担持体上の潜像を現像するトナーが、円形度０．９６以上のトナーであっても、容易にクリーニングできる。
【００９６】
また像担持体には、表層にフィラーを分散し強化したＯＰＣ（有機感光体）を使用することが好ましい。クリーニングプロセスで像担持体はその表面が摩耗するが、磨耗が急速に進行するとギャップが変動し、均一な帯電を行えなくなる。そこで、ギャップ変動、特に拡大による放電の不安定化（ストリーマ放電への移行）を防止するため、硬度に優れる表層にフィラーを分散し強化したＯＰＣを用い、経時において極めて安定なギャップの維持を実現し、安定した帯電を行えるようにする。
【００９７】
画像形成装置がカラー画像形成装置の場合、単色の画像形成装置より像担持体の帯電均一性が重要になる。また、像担持体が劣化すると、画質が低下する。そこで上述のような構成とすれば、トナーを複数回重ね合わせて画像形成を行うカラー画像形成プロセスにおいても、長期にわたり高画質を維持でき、また像担持体の劣化が起きにくいため、画質の劣化が生じない。
【００９８】
図示は省略するが、帯電装置を少なくとも像担持体と共に支持し、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとすることができる。一般に、画像形成装置において帯電装置と像担持体を別々に脱着交換する構造とすると、交換時に帯電部材と像担持体の近接ギャップを一定に維持できず、安定した帯電を行えなくなるからである。プロセスカートリッジとすることにより、あらかじめ帯電部材と像担持体の近接ギャップが一定に保たれる。さらに交換時も、帯電部材と像担持体を同時に交換するため、帯電部材と像担持体の近接ギャップが変動することがない。この場合、像担持体に接触する部材は、帯電装置と共に支持し、画像形成装置本体に着脱自在とすることが好ましい。像担持体に接触する部材を交換するときには像担持体に触れなければならいが、そのとき帯電部材と像担持体の近接ギャップが変動してしまうので、安定した帯電を行うために、像担持体に接触する部材を全てプロセスカートリッジとして一体化することで、一体交換となり、交換時に帯電部材と像担持体の近接ギャップが変動することをなくすものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る帯電装置を備える対象となる画像形成装置の一実施例の概略断面図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）
【図２】本発明に係る帯電装置を備える対象となる画像形成装置の他の例を示し、図２（Ａ）の例はタンデム型のフルカラー画像形成装置、図２（Ｂ）の例はリボルバタイプのフルカラー画像形成装置の要部断面図
【図３】本発明に係る帯電装置の一実施例におけるローラ形状例を示す断面図
【図４】微小ギャップの維持方法の一例を示す側面図
【図５】熱収縮チューブをスペーサ部材として用いる例の側面図
【図６】熱収縮チューブをスペーサ部材として用いる他の例の側面図
【図７】熱収縮チューブをスペーサ部材として用いるさらに他の例の側面図
【図８】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の一例を示す斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図９】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す斜視図
【図１０】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１１】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１２】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１３】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１４】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１５】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１６】帯電ローラに保護膜を形成するための方法の他の例を示す断面図
【図１７】帯電ローラと像担持体のギャップをパラメータとしてＤＣ帯電を行ったときの印加電圧と帯電電位の関係を示す図
【図１８】帯電ローラと像担持体のギャップをパラメータとしてＡＣ帯電を行ったときの印加電圧と帯電電位の関係を示す図
【図１９】吸湿膨張により帯電ローラと像担持体が当接してしまう状態を示す図
【符号の説明】
【０１００】
１：像担持体
２：帯電ローラ
３：書込部
４：現像装置
５：転写ローラ
６：クリーニング装置
６ａ：像担持体クリーニングブレード
７：除電装置
８：給紙部
９：給紙ローラ
１０：レジストローラ対
１１：定着装置
１２：排紙部
１３：画像形成装置本体
２１：帯電ローラの導電性基体（芯金）
２２：抵抗層
２３：保護層
２４：帯電用の電源
３２：スペーサ部材
３３：スプリング
４１：段差
５１、６１：溝
８１：保護材料
８２：ブラシ
８３：塗布部材
８４：除去部材
Ｈ：微小ギャップ
Ｌ：露光
Ｐ：記録紙
Ｖｄｃ：ＤＣ帯電を行ったときの印加電圧
Ｖｔｈ：放電開始電圧
Ｖｐｐ：ＡＣ帯電を行ったときの印加電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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