【事件の表示】
　特許第３３４３１８４号「帯電装置」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３４３１８４号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　　出願（特願平７−３３０６７０号）　　　　平成　７年１２月１９日
　　設定登録（特許３３４３１８４号）　　　　平成１４年　８月２３日
　　特許公報発行　　　　　　　　　　　　　　平成１４年１１月１１日
　　異議申立（申立人：坂本　陽）　　　　　　平成１５年　５月　９日
　　取消理由通知　　　　　　　　　　　　　　平成１６年　１月　５日
　　意見書、訂正請求書　　　　　　　　　　　平成１６年　３月１７日
　　弁駁書（申立人）　　　　　　　　　　　　平成１６年　７月２３日
　　弁駁書（特許権者）　　　　　　　　　　　平成１６年　９月　７日
　　取消理由通知　　　　　　　　　　　　　　平成１７年　１月　７日
　　訂正取下書、意見書、訂正請求書　　　　　平成１７年　１月２８日
　　弁駁書（申立人）　　　　　　　　　　　　平成１７年　５月１７日
　
第２　訂正の可否に対する判断
１．訂正の要旨
　平成１７年１月２８日付けの訂正請求書における訂正の要旨は、本件特許発明の明細書を以下のとおり訂正することを求めるものである。
　
（１）【請求項１】に「臨界電圧をこえると急激に」とあるのを、「臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
　
（２）【請求項１】に「高い値としたことを」とあるのを、「高い値とし
、　前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
　
（３）【請求項２】に「臨界電圧をこえると急激に」とあるのを、「臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
　
（４）【請求項２】に「高い値としたことを」とあるのを、「高い値とし
、　前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
　
（５）【００２１】に「臨界電圧をこえると急激に」とあるのを、「臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
　
（６）【００２１】に「高い値としたことを」とあるのを、「高い値とし
、　前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
　
２．当審の判断
　上記（１）及び（３）の訂正は、バリスタ層の電圧−抵抗特性の変化態様を、放電の有無で弁別する旨の要件を付加したものであるから、不明りょうな記載の釈明を目的とする訂正に該当する。
　上記（２）及び（４）の訂正は、被帯電体とバリスタ層との距離が臨界電圧で定まる所定の距離よりも小さい位置で放電し、従来の帯電装置では放電が生じていた該所定の距離よりも大きい位置での放電を抑止することにより帯電むらを防止するという作用効果を奏することを特許請求の範囲に加入したものであって、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。
　上記（１）ないし（４）の訂正は、特許明細書の【００１０】及び【００３０】に記載されている事項に基づくものである。したがって、これらの訂正は願書に添付した明細書又は図面に記載した範囲内の訂正である。
　さらに、（１）ないし（４）の訂正は、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
　また、上記（５）及び（６）の訂正は、（１）ないし（４）の訂正による特許請求の範囲の訂正によって生じる、特許明細書の発明の詳細な説明と特許請求の範囲との齟齬を解消しようとするもので、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正に該当し、上記（１）ないし（４）の訂正と同じく願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
３．訂正請求の認容について
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、訂正を認める。
　
第３　本件発明
　特許第３３４３１８４号の請求項１ないし３に係る発明（以下「本件発明１」ないし「本件発明３」という。）は、訂正明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１ないし３に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
　
「【請求項１】移動可能な被帯電体の被帯電面に接触しこれを帯電する帯電装置において、
臨界電圧以下では抵抗率が大きくほとんど電流が流れないが臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
前記臨界電圧は、前記被帯電体からの距離が小さいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より低く、前記被帯電体からの距離が大きいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より高い値とし
、　前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
【請求項２】移動可能な被帯電体の被帯電面に非接触で近接しこれを帯電する帯電装置において、
臨界電圧以下では抵抗率が大きくほとんど電流が流れないが臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
前記臨界電圧は、前記被帯電体からの距離が小さいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より低く、前記被帯電体からの距離が大きいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より高い値とし
、　前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
【請求項３】  帯電装置は、前記バリスタ層を持つロ−ラである、請求項１又は請求項２記載の帯電装置。」
　
第４　異議申立人の主張
　異議申立人は、以下に列挙する点で、本件発明１ないし３は、特許法第３６条第４項及び第６項第２項の規定に違反してなされたものであるから、これらの特許は取り消されるべきであると主張している。
　
１．本件発明１ないし３は、バリスタ層が導電状態となる領域内に従来の帯電装置で放電し帯電むらが生じる領域を含む場合を包含し、この場合に本件明細書に記載された作用効果を奏しないものであるから、本件発明１ないし３は明確でなく、また、本件特許明細書は当業者が実施できる程度に発明を開示したものではない。
　
２．バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所では放電が起こらないはずなのに、当該場所で放電が起こった場合の状態をもって規定するのは技術的意義が不明確である。
　
３．「帯電むらが生じない程度」の放電をどのように起こすのかにつき、本件特許明細書には明確に記載されていない。
　
４．「帯電むらが生じない程度」とは、どの程度なのか明確でない。
　
第５　当審の判断
１．主張１について
　訂正後の特許請求の範囲においては、「被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない」と、バリスタ層により従来の帯電装置で放電が生じていた領域を２分したことを明確にしており、申立人の主張する「バリスタ層が導電状態となる領域内に従来の帯電装置で放電し帯電むらが生じる領域を含む場合」は排除されたものであるから、本件発明１ないし３は明確であり、また、本件特許明細書は当業者が実施できる程度に発明を開示したものであるから、申立人の主張には根拠がない。
　
２．主張２について
　本件発明は、本件特許明細書の【００１０】に「このように、従来の接触帯電装置では、帯電部材と感光体との間の放電が、両者の接触部ではなく、両者の距離が大きい場所で起こる。この結果、帯電むらが発生しやすいという問題があった。」と記載されている様に、帯電部材と感光体の距離が大きい場所での放電が帯電むらを発生させるとの知見に基づくものである。したがって、そこで、帯電むらが発生しない範囲をバリスタ層の臨界電圧において規定し、前記臨界電圧で規定した距離よりも帯電部材と感光体の距離が大きい場所での放電は、帯電むらの防止のために抑止することが本件発明の構成要件となっている。
　してみるに、本件特許の記載は、当該事項を指し示す程度には十分明確なものであり、申立人の主張には根拠がない。
　
３．主張３について
　本件特許明細書の【００１０】には
「このように、従来の接触帯電装置では、帯電部材と感光体との間の放電が、両者の接触部ではなく、両者の距離が大きい場所で起こる。この結果、帯電むらが発生しやすいという問題があった。帯電むらの詳しいメカニズムについては、現在のところ明らかにはなっていないが、放電が長距離の空隙でおこる場合、短距離の空隙でおこる場合に比べて、放電の開始から終了までの間（一回の放電の間）に移動する電荷量が大きくなってしまい、帯電むらが発生すると予想される。」
と記載されている。また、本件特許明細書の【００３０】には
「このため、バリスタ層２ａの臨界電圧を、適当な値に設定することによって、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きいときには、バリスタ層２ａにかかる電圧Ｖvが臨界電圧以下のため、バリスタ層２ａの抵抗率が大きいが、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さくなると、バリスタ層２ａにかかる電圧Ｖvが臨界電圧以上となり、バリスタ層２ａの抵抗率が小さくなる、ようにすることができる。こうすることにより、帯電板２と感光体１ａとの間の放電が、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きい場所では起こらず、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さい場所でのみ起こるようになる。したがって、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きい場所での放電が原因で発生する帯電むらがなくなる。」
と記載されている。
　これらの記載からみて、帯電部材と感光体との間の距離が大きい場合の放電のみを抑止し、小さい場合の放電など（本件発明１については、接触帯電を行うものであるから、放電を介することなく帯電させることがある。）を利用して帯電することにより、帯電むらをなくすことが本件特許の目的及び作用効果であり、この目的を達成するために、その臨界電圧を適切に設定したバリスタ層を設けて帯電部材と感光体との間の距離が大きい場合の放電のみを抑止することが、本件発明の構成要件であるものと認められる。
　また、本件特許明細書の特許請求の範囲には、上記訂正により、帯電むらが生じない程度にその臨界電圧が設定されたバリスタ層をその構成要件に含んでいるものである。
　したがって、本件特許明細書には、主張３で指摘する事項が十分に記載されているものであるから、主張３には根拠がない。
　
４．主張４について
　どの程度の帯電むらであれば許容できるかは、複写機、プリンタ等における、構成及び必要とされる画像品質等に依存し、一概に決められないものであるが、帯電むらによって生じる画像品質の劣化状況を観察すること等の手法により当業者であれば判断しうるものであるから、本件特許明細書の特許請求の範囲の記載は、特許法第３６条第６項第２号の拒絶理由に相当するほどの不備があるとは言えない。
　したがって、主張４には根拠がない。
　
５．この欄のむすび
　以上のとおりであるから、本件特許明細書は、特許法第３６条第４項及び第６項第２号の要件に適合するものである。
　
第６　むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては本件特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
帯電装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　移動可能な被帯電体の被帯電面に接触しこれを帯電する帯電装置において、
　臨界電圧以下では抵抗率が大きくほとんど電流が流れないが臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
　前記臨界電圧は、前記被帯電体からの距離が、前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より低く、前記被帯電体からの距離が、前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より高い値とし
、
　
前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
　【請求項２】
　移動可能な被帯電体の被帯電面に非接触で近接しこれを帯電する帯電装置において、
　臨界電圧以下では抵抗率が大きくほとんど電流が流れないが臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
　前記臨界電圧は、前記被帯電体からの距離が、前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より低く、前記被帯電体からの距離が、前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置でバリスタ層にかかる電圧より高い値とし
、
　
前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において、被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
　【請求項３】帯電装置は、前記バリスタ層を持つロ−ラである、請求項１又は請求項２記載の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、被帯電体を接触又は小空隙を置いて非接触で帯電する装置に関する。この帯電装置は例えば、感光体を帯電し帯電面に画像光を露光し露光により形成された静電潜像を現像して記録媒体に転写する電子写真方式の複写機，プリンタにおいて、感光体の帯電あるいは記録媒体への顕像の転写に用いられる。
　【０００２】
　【従来の技術】
　図９は電子写真プロセスを用いる画像形成装置の概略図である。感光体ドラム１は導体１ｂの表面に感光体１ａを塗布することによって形成され、図中の矢印方向に回転する。画像形成装置では次のような手順で、画像の形成を行う：
　１．帯電手段２が感光体１ａの表面を所望の電位に帯電する；
　２．露光装置３が感光体１ａに画像光を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を、感光体１ａ上に形成する；
　３．現像装置が、静電潜像をトナーによって現像し、感光体１ａ上にトナー像を形成する；
　４．転写ロ−ラ５が、感光体上１ａのトナー像を、不図示の搬送手段によって搬送される紙などの転写紙６上に転写する；
　５．クリーニング装置７が、転写されず感光体１ａ上に残ったトナーを清掃する；
　６．トナー像が転写された転写紙６は、不図示の定着装置へ搬送され、定着装置が、トナーを加熱，加圧して転写紙６上に定着させる。
　【０００３】
　感光体ドラム１は、図９中の矢印の方向に回転するため、上記の１．から６．を繰り返すことによって、転写紙のそれぞれに所望の画像が形成されていく。
　【０００４】
　図９には帯電装置として帯電ロ−ラ２が用いられているが、感光体１ａを帯電する手段として、従来からスコロトロンなどのコロナ帯電装置が用いられてきた。
　【０００５】
　しかし、コロナ帯電装置では、
　１．発生するオゾンが多い，
　２．小型化が難しい
などの問題がある。このため近年では、コロナ帯電装置の他に、帯電ロ−ラ２など、接触帯電装置も画像形成装置の帯電装置として用いられるようになっている。接触帯電装置は、コロナ帯電装置に比べて、オゾンがほとんど発生しない，装置がコロナ帯電装置に比べて小さいという利点をもつ。
　【０００６】
　一方、特開平６−１４８９２３号公報には、鮮明な画像を形成するために、感光体ドラムの感光体層と導電性の基体との間に、バリスタ型の非線形導電特性をもつ層を形成した感光体ドラムが開示されている。バリスタとは電圧の変化に敏感な非直線抵抗体のことであり、ある臨界電圧以下では非常に抵抗が高く、ほとんど電流が流れないが、臨界電圧をこえると、急激に抵抗が低くなり、電流を流すような素子である。バリスタ型の層を形成した場合、感光体帯電時には、この層の抵抗が高いために安定したコロナ帯電特性を得ることができ、逆に潜像形成時には、この層の抵抗が低くなるために光減衰特性が良好となる。
　【０００７】
　ところが帯電ロ−ラなどの接触帯電装置を用いる場合には、感光体の帯電むらが起きやすい。帯電むらが発生した場合、画像形成時に、白地にトナーが付着するといった画像不良が発生する。接触帯電装置は、被帯電体である感光体に、帯電部材を接触させ、この帯電部材に電圧を印加することによって感光体の帯電を行う。図１０は、従来の接触帯電装置の一例であり、その断面図を表している。帯電部材である帯電ロ−ラ２は直径５〜２０［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、弾性がある抵抗層２ｂを導体２ｃの上に形成してある。感光体ドラム１は直径３０〜８０［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、感光体１ａを導体１ｂ上に形成してある。帯電ロ−ラ２は回転する感光体ドラム１に対して接触し、従動回転する。帯電ロ−ラ２の抵抗層は、抵抗率が１０〜１０［Ωｃｍ］の材料から構成される。帯電ロ−ラ２に、帯電電源３によって電圧を印加し、感光体１ａの帯電を行う。印加電圧は、直流で−１〜−５［ｋＶ］である。
　【０００８】
　接触帯電装置では、帯電部材（帯電ロ−ラ２）に電圧を印加すると、感光体の表面電位は、図１１のように傾斜直線になる。図１１は横軸が帯電ロ−ラ２への印加電圧、縦軸が感光体１ａの表面電位である。Ｖｔｈは、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で放電が起こり、感光体１ａの表面が帯電され始める電圧であり、接触帯電装置では、およそ５００［Ｖ］である。図１１を見ると分かるように、感光体１ａを所望の表面電位Ｖｄに帯電するためには、印加電圧はＶｔｈ＋Ｖａであることが必要である。しかし、このような電圧を印加した場合、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で最初に放電が起こる場合は、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの接触部よりも、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離が大きいところである。これは、いわゆる「Ｐａｓｈｅｎの法則」によって、電極間に印加する電圧が大きくなると、放電が始まる電極間距離も大きくなるためである。「Ｐａｓｈｅｎの法則」とは、平行に対向した電極間の距離と放電が始まる電圧との関係を表し、図１２のような曲線になる。図１２は横軸が電極間距離、縦軸が放電が始まる電圧である。
　【０００９】
　このため、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとが平行に対向する電極対であると考えると、印加電圧をＶｔｈ＋Ｖａとした場合、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で放電が最初に起こる場所は、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの接触部ではなく、もっと距離が大きいところである。図１３は、Ａが帯電ロ−ラ２／感光体１ａ間接触部を表し、Ｃ，Ｄが、印加電圧をＶｔｈ＋Ｖａとしたときに、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で最初に放電が起こる場所を表している。
　【００１０】
　このように、従来の接触帯電装置では、帯電部材と感光体との間の放電が、両者の接触部ではなく、両者の距離が大きい場所で起こる。この結果、帯電むらが発生しやすいという問題があった。帯電むらの詳しいメカニズムについては、現在のところ明らかにはなっていないが、放電が長距離の空隙でおこる場合、短距離の空隙でおこる場合に比べて、放電の開始から終了までの間（一回の放電の間）に移動する電荷量が大きくなってしまい、帯電むらが発生すると予想される。
　【００１１】
　接触帯電部材を用いることによるこの種の帯電むらを抑制するために特開平７−７２７０４号公報は、接触帯電部材／感光体間接触点より上流側に放電規制部材を設置することを提案している。放電規制部材により、上流側の接触帯電部材／感光体間ギャップが大きい部分において、不安定な放電が規制され、帯電むらが抑制される。
　【００１２】
　また特開平７−７２７０５号公報は、接触帯電部材／感光体間接触点より上流側の接触帯電部材／感光体間空間内にブレードを配設し、帯電部材には直流電圧を印加または接地し、ブレードには直流電圧を印加することを提案している。ブレードにより、帯電部材と感光体が徐々に近づく領域で、感光体への放電が規制されるので、帯電むらが抑制される。
　【００１３】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、放電規制部材あるいはブレ−ドによる帯電むらの抑制効果は、それらの寸法精度および組付精度に依存し、より高い帯電安定性を得ることが難かしい面がある。また、帯電むらは帯電部材の抵抗率に依存することが知られており、帯電部材を中抵抗の材料で構成することによって帯電むらが発生しにくくなる。このため、従来の接触帯電装置では、帯電むらを防止するために、帯電部材の抵抗率を１０７〜１０９［Ωｃｍ］としている。しかし、帯電部材の抵抗率を１０７〜１０９［Ωｃｍ］の範囲内にすることには、技術的に難しい問題がある。つまり、帯電部材を作成するときのわずかな条件の違いによって、材料の分散性などが変化するため、帯電部材の抵抗率を中抵抗の領域でコントロールすることは非常に難しい。このように、従来の接触帯電装置では、帯電部材の抵抗率を厳しく制限しなければならないといった問題があった。
　【００１４】
　このほか、接触帯電装置では、帯電部材が直接感光体と接触しているために次のような問題が発生する：
　１．感光体上のトナーなどが帯電部材に付着することによる帯電性能の低下，
　２．帯電部材を構成している物質の感光体への付着，
　３．感光体を長期停止したときに生じる、帯電部材の永久変形。
　【００１５】
　このような問題を解決する方法として、帯電部材を非接触に感光体に近接させる近接帯電装置が考案されている。近接帯電装置は、帯電部材を、感光体との最近接部での距離が０．００５〜０．３［ｍｍ］になるように対向させ、帯電部材に電圧を印加することにより、感光体の帯電を行う帯電装置である。近接帯電装置は、帯電部材と感光体とが接触していないために、接触帯電装置で問題となる「帯電部材を構成している物質の感光体への付着」、「感光体を長期停止したときに生じる永久変形」は問題とはならない。また、「感光体上のトナーなどが帯電部材に付着することによる帯電性能の低下」に関しても、帯電部材に付着するトナーが少なくなるため、近接帯電装置の方が優れている。
　【００１６】
　図１４は、従来考えられていた近接帯電装置の一例であり、その断面図を表している。帯電ロ−ラ２は直径５〜２０［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、抵抗層２ｂを導体２ｃの上に形成してある。感光体ドラム１は直径３０〜８０［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、感光体１ａを導体１ｂ上に形成してある。帯電ロ−ラ２は回転する感光体ドラム１に対して、最近接部での距離（図１４中Ａ／Ｂ間の距離）が０．００５〜０．３［ｍｍ］になるような位置に配置される。帯電ロ−ラ２の抵抗層２ｂは、抵抗率が１０７〜１０９［Ωｃｍ］の材料から構成される。帯電ロ−ラ２には、帯電電源３によって電圧を印加し、感光体１ａの帯電を行う。印加電圧は、直流で−１〜−５［ｋＶ］である。
　【００１７】
　近接帯電型の帯電ロ−ラ２では、それに帯電電圧を印加すると、接触帯電型と同じように、感光体１ａの表面電位は図１１のように傾斜直線になる。Ｖｔｈは帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で放電が起こり、感光体１ａの表面が帯電され始める電圧であるが、接触帯電型の場合とは異なり、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの最近接部での両者の距離（図１４中のＡ／Ｂ間の距離）に依存する。Ｖｔｈは、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとが平行に対向する電極対であると仮定することにより、「Ｐａｓｈｅｎの法則」にしたがって帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの最近接部での距離に依存する。
　【００１８】
　図１１を見ると分かるように、感光体１ａを所望の表面電位Ｖａに帯電するためには、印加電圧はＶｔｈ＋Ｖａであることが必要である。印加電圧をＶｔｈ＋Ｖａとした場合、図１４に示す帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で放電が最初に起こる場所は、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの最近接部（Ａ／Ｂ）ではなく、もっと距離が大きいところである。図１５は、Ａ，Ｂが帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの最近接部を表し、Ｃ，Ｄが印加電圧をＶｔｈ＋Ｖａとしたときに、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間で最初に放電が起こる場所を表している。Ｖｔｈは接触帯電型の場合は、およそ５００［Ｖ］であった。しかし、近接帯電型では、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの最近接部（Ａ／Ｂ）での距離が大きくなるに従って、Ｖｔｈも大きくなる。このため、近接帯電型では、接触帯電型に比べて、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離が大きい場所で、放電が起こるようになり、帯電むらが発生しやすい。
　【００１９】
　帯電むらを防止するために、近接帯電型でも、接触帯電型と同じように、帯電ロ−ラ２の抵抗層２ｂの抵抗率を、技術的に難しい１０７〜１０９［Ωｃｍ］の中抵抗領域に設定しなければならないといった問題がある。また、近接帯電型では、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離を大きくした方が、感光体１ａ上のトナーが帯電ロ−ラ２に付着しにくく有利である。しかしすでに書いたように、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離を大きくすると帯電むらが発生しやすくなる。このため、従来の近接帯電型では、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離（Ａ／Ｂ間）をそれほど大きくすることはできなかった。
　【００２０】
　本発明は、接触帯電型あるいは近接帯電型でも、帯電むらを抑制することを第１の目的とし、帯電むらの抑制効果を高くしかつ抵抗層の抵抗率の自由度を高くすることを第２の目的とする。
　【００２１】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の接触帯電型あるいは近接帯電型の帯電装置は、臨界電圧以下では抵抗率が大きくほとんど電流が流れないが臨界電圧をこえると
放電が生じる程度に
、
　
前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも小さいバリスタ層位置において被帯電体とバリスタ層との間で前記バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きい場所で放電が起こることによる帯電むらが生じない程度の放電が生じ、バリスタ層にかかる電圧が臨界電圧となる距離よりも大きいバリスタ層位置では放電を生じない
　【００２２】
　【発明の実施の形態】
　【実施例】
−第１実施例−
　図１に、本発明の第１実施例である帯電板２の横断面を示す。この帯電板２は感光体ドラム１の感光体１ａを帯電するものであり、図９に示す帯電ロ−ラ２に代えて画像形成装置に用いられるものである。帯電板２の、従来の接触帯電型あるいは近接帯電型の帯電装置との違いは、帯電板２の、感光体１ａと対向する表面に、非線形の電圧−電流特性を持つ材料によって構成される層（以下バリスタ層と略す）２ａを持つ点である。帯電板２は板状で幅１０〜２０［ｍｍ］、厚さ１〜５［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、導体２ｃ上に抵抗層２ｂを、そして抵抗層２ｂ上にバリスタ層２ａを形成してある。抵抗層２ｂおよびバリスタ層２ａの厚さはそれぞれ１〜５［ｍｍ］，０．０１〜１［ｍｍ］程度である。感光体ドラム１は直径３０〜８０［ｍｍ］、長さ３００［ｍｍ］であり、導体１ｂ上に感光体１ａを形成してある。帯電板２は、板状である必要はなく弾性体ブレードなどでも良い。
　【００２３】
　図２は、帯電部材が弾性体ブレード２の場合の例である。導体２ｃ上に抵抗層２ｂを、そして抵抗層２ｂ上にバリスタ層２ａを形成し、これら２層２ｂ，２ｃで、導体２ｃの、感光体１ａに対向する角を被覆している。バリスタ層２ａの略直角な角が感光体１ａに接触している。
　【００２４】
　なお、感光体１ａもドラム状である必要はなくベルト状などであっても良い。図１に示す帯電板２および図２に示す帯電ブレ−ド２は、回転する感光体ドラム１に対して、接触するように配置されている。これらの抵抗層２ｂは、帯電部材（帯電板２，帯電ブレ−ド２）と感光体１ａとの間での異常放電による過剰な電流が流れることを防止するためのものである。抵抗層２ｂは、抵抗率が１０５〜１０１１［Ωｃｍ］の材料から構成される。導体２ｃには、帯電電源３によって帯電電圧を印加し、感光体１ａの帯電を行う。印加電圧は、直流で−１〜−５［ｋＶ］である。
　【００２５】
　非線形の電圧−電流特性をもつものとしては、バリスタがよく知られている。バリスタとは、電圧の変化に対して非線形な電流変化を示す素子の総称であり、材料としては、ＳｉＣ，ＺｎＯなどがある。このほかに、最近では、ゴムや樹脂中に導電性の微粒子を分散させた系でも、導電性微粒子の配向などの分散状態を調整することによって、電圧変化に対して非線形の電流変化をもつようなものが見つかっている。バリスタをはじめとする、電圧変化に対して非線形な電流変化を示すような材料の多くは、図３のような電圧−電流特性を示す。
　【００２６】
　図３は、横軸が電圧、縦軸が電流である。つまり、非線形の電圧−電流特性をもつ材料では、ある臨界電圧以下では非常に抵抗率が大きくほとんど電流が流れないが、その臨界電圧をこえると急激に抵抗率が小さくなり電流を流すようになる。図３の特性曲線Ｃ１の形状および傾斜（電圧−電流特性）は材料と加工により定まり、材料と加工の組合せにより、縦軸に平行な直線Ｃ２から矢印Ａ方向に倒れるように、種々の形状および傾斜となる。また、材料の厚みや材料の微細構造を変えることによって、臨界電圧（電流が実質上流れ始める電圧）などを変えることができる。
　【００２７】
　第１実施例のバリスタ層２ａとしては、帯電板２（帯電部材）と感光体１ａとの距離が大きい場所では、バリスタ層２ａの抵抗率が大きく放電が起こらず、距離が小さい場所では、バリスタ層２ａの抵抗率が小さくなり放電が起こるような性質を持つことが必要である。ここで、「帯電部材と感光体との距離」とは、感光体上のある点から一番近くの帯電部材の表面までの距離のことを意味する。これに対して、帯電部材と感光体とが最も接近する部分での距離は、帯電部材と感光体との最近接部での距離として区別する。図４は、「帯電部材と感光体との距離」を説明した図である。感光体上の点Ｘでの帯電部材と感光体との距離ｄは、Ｘから最も近い、帯電部材の表面Ｙまでの距離である。
　【００２８】
　図５は、帯電部材（帯電板）２と感光体１ａとを、近似的に平行な平板とみなし、両者が接触する前の、空隙ＡＧがある状態を表わした図である。このような近似をすると、バリスタ層２ａに印加される電圧は簡単な式で表すことができる。バリスタ層２ａに印加される電圧が臨界電圧以下の場合、バリスタ層２ａの抵抗率は非常に大きく、誘電体とみなすことができる。このため導体２ｃに印加する電圧をＶｏ、バリスタ層２ａ，空隙ＡＧおよび感光体１ａの、誘電率と厚さをそれぞれ、ε１，ｄ１（バリスタ層２ａ）、ε２，ｄ２（空隙ＡＧ）、ε３，ｄ３（感光体１ａ）とすると、バリスタ層２ａに印加される電圧Ｖｖは次のようになる：
　Ｖｖ＝Ｖｏ（ｄ１／ε１）／（ｄ１／ε１＋ｄ２／ε２＋ｄ３／ε３）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）。
　【００２９】
（１）式から、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さくなる過程では、バリスタ層２ａに印加される電圧Ｖｖは大きくなる。バリスタ層２ａに印加される電圧Ｖｖは、帯電板２と感光体１ａとが接触した時点で最大になり、つぎのようになる：
　Ｖｖ＝Ｖｏ（ｄ１／ε１）／（ｄ１／ε１＋ｄ３／ε３）　　　　…（２）。
　【００３０】
　式（１），（２）は、帯電板２と感光体１ａとが平行に対向していることを仮定して、導出したものである。しかし、実際の系でも、これと似たようなことが起こると考えられる。このため、バリスタ層２ａの臨界電圧を、適当な値に設定することによって、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きいときには、バリスタ層２ａにかかる電圧Ｖｖが臨界電圧以下のため、バリスタ層２ａの抵抗率が大きいが、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さくなると、バリスタ層２ａにかかる電圧Ｖｖが臨界電圧以上となり、バリスタ層２ａの抵抗率が小さくなる、ようにすることができる。こうすることにより、帯電板２と感光体１ａとの間の放電が、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きい場所では起こらず、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さい場所でのみ起こるようになる。したがって、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きい場所での放電が原因で発生する帯電むらがなくなる。
　【００３１】
　バリスタ層２ａを形成する材料としては、臨界電圧を適当な値に設定できるようなものであればどのようなものであっても良い。具体的には、バリスタとして利用されている、ＳｉＣ，ＺｎＯなどのほか、樹脂やゴムなどに導電性の微粒子を添加し、分散状態を調整したものなどがある。
　【００３２】
　第１実施例の帯電板２では、従来の接触帯電装置よりも、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さい場所で、帯電板２と感光体１ａとの間の放電が起こるようにすることができる。このため、従来の接触帯電装置のように、抵抗層２ｂの抵抗率を技術的に難しい１０７〜１０９［Ωｃｍ］の中抵抗領域に設定する必要はない。第１実施例の帯電板２では、抵抗層２ｂは、帯電板２と感光体１ａとの間での異常放電による過剰な電流が流れることを防止するためのものであり、抵抗率は１０５〜１０１１［Ωｃｍ］の範囲であれば十分である。これにより、第１実施例の帯電板２では、抵抗層２ｂとして選択できる材料が多くなり、耐久性などに優れた材料を使用することができる。
　【００３３】
　以上のように、第１実施例の帯電板２（図１）では、感光体１ａに帯電むらが発生せず、さらに抵抗層２ｂの抵抗率の設定が、従来の接触帯電装置に比べて容易である。図２に示す帯電ブレ−ド２も同様である。
−第２実施例−
　図６に、本発明の第２実施例を示す。第１実施例との違いは、帯電板２が感光体１ａに対して、非接触ではあるが近接している配置されている点である。この第２実施例では、帯電板２を、感光体１ａに対して、最近接部での距離が０．００５〜０．３［ｍｍ］になるような位置に配置してある。また、第１実施例と同じく、帯電板２は板状で、幅１０〜２０［ｍｍ］、厚さ１〜５［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、導体２ｃ上に抵抗層２ｂ、バリスタ層２ａを形成してある。抵抗層２ｂおよびバリスタ層２ａの厚さはそれぞれ１〜５［ｍｍ］，０．０１〜１［ｍｍ］程度である。抵抗層２ｂは、帯電板２と感光体１ａとの間での異常放電による過剰な電流が流れることを防止するためのものである。抵抗層２ｂは抵抗率が１０５〜１０１１［Ωｃｍ］の材料から構成される。帯電板２の導体２ｃには、帯電電源３によって電圧を印加し、感光体１ａの帯電を行う。印加電圧は、直流で−１〜−５［ｋＶ］である。
　【００３４】
　第２実施例でも、帯電板２の表面にバリスタ層２ａを形成してあるため、帯電板２と感光体１ａとの距離が大きい場所では、バリスタ層２ａの抵抗率が大きく放電が起こらず、帯電板２と感光体１ａとの距離が小さい場所でのみ、バリスタ層２ａの抵抗率が小さくなり放電が起こる。ただし、第２実施例では、帯電板２が感光体１ａとは非接触であるため、バリスタ層２ａにかかる電圧は、最大でもつぎのような値である：
　　Ｖｖ＝Ｖｏ（ｄ１／ε１）／（ｄ１／ε１＋ｄ２ｍｉｎ／ε２＋ｄ３／ε３）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
ここで、ｄ２ｍｉｎは帯電板２と感光体１ａとの最近接部での距離であり、図６中のＡ／Ｂ間の距離である。また、バリスタ層２ａを形成する材料は、第１実施例のものと同じものでよい。
　【００３５】
　第２実施例では、従来の近接帯電装置よりも、帯電部材（２）と感光体（１ａ）との距離が小さい場所で、帯電部材と感光体との間の放電が起こる。このため、帯電部材と感光体との距離が大きい場所で放電が起こることによる、帯電むらがなくなる。したがって、従来の近接帯電装置よりも、帯電部材と感光体との最近接部での距離ｄ２ｍｉｎを大きくすることが可能である。帯電部材と感光体との距離を大きくすることができるため、帯電部材と感光体との間に形成される電界によって、感光体上のトナーなどが帯電部材の表面に付着することが少なくなる。このため、帯電部材に付着したトナーなどによる帯電能力の低下が抑制される。
　【００３６】
　さらに帯電部材と感光体との距離を従来の近接帯電装置に比べて大きく設定できるので、帯電装置に機械的な振動などが加わった場合でも、帯電部材と感光体とが接触したりすることがないため、感光体に傷が付くことなどがなくなる。
　【００３７】
　以上のように、第２実施例では、帯電むらが発生せず、さらに帯電部材と感光体との距離を、従来の近接帯電装置に比べて、大きくすることができる。
−第３実施例−
　図７に第３実施例の横断面を示す。この第３実施例は、接触帯電型の帯電ロ−ラ２である。第１実施例（図１）との違いは、帯電部材が回転するローラであることである。帯電ロ−ラ２は、直径５〜２０［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、導体２ｃ上に抵抗層２ｂおよびバリスタ層２ａを形成してある。抵抗層２ｂおよびバリスタ層２ａの厚さは、それぞれ１〜５［ｍｍ］，０．０１〜１［ｍｍ］程度である。帯電ロ−ラ２は、回転する感光体ドラム１に対して、接触している。帯電ロ−ラ２の抵抗層２ｂは、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間での異常放電による過剰な電流が流れることを防止するためのものである。抵抗層２ｂは抵抗率が１０５〜１０１１［Ωｃｍ］の材料から構成される。帯電ロ−ラ２の導体２ｃには、帯電電源３によって電圧を印加し、感光体１ａの帯電を行う。印加電圧は、直流−１〜−５［ｋＶ］である。
　【００３８】
　第３実施例の帯電ロ−ラ２でも、抵抗層２ｂの表面にバリスタ層２ａを形成してあるため、帯電部材（２）と感光体１ａとの距離が大きい場所では、バリスタ層２ａの抵抗率が大きく放電が起こらず、帯電部材と感光体との距離が小さい場所でのみ、バリスタ層２ａの抵抗率が小さくなり放電が起こる。このため、第３実施例でも、第１実施例の帯電装置と同じように、従来の接触帯電装置で問題であった、帯電部材の抵抗率を技術的に難しい１０７〜１０９［Ωｃｍ］の中抵抗領域に設定する必要がなくなる。
　【００３９】
　また、第３実施例の帯電装置では、帯電部材（２）は、感光体ドラム１の回転に伴って、従動回転している。このほかの帯電部材の回転方法としては、外部の駆動源によって、帯電部材を感光体ドラムとは異なる線速度で回転させる方法などがある。帯電部材の回転の速さはどのようなものであっても良い。接触帯電装置では、長時間の使用によって、帯電部材と感光体との摩擦のために、帯電部材が削られることが考えられる。これに対して、第３実施例の帯電装置では、帯電部材を回転させることにより、帯電部材の表面の広い面積を利用できるようになる。つまり、単位面積当たりの帯電部材の削られる量が減少する。このため、帯電部材の寿命が長くなり、長時間使用した場合でも、バリスタ層２ａが削られ帯電性能が低下する程度が低い。
　【００４０】
　このほか、第３実施例の帯電装置では、帯電部材（２）を回転させることにより、感光体１ａ上のトナーなどが帯電部材に付着することによる帯電性能の低下を小さくすることができる。つまり、帯電部材の表面の広い面積を利用できるようになるため、単位面積当たりのトナーなどの付着量が減少し、長期間使用した場合でも、帯電性能の低下はわずかである。
　【００４１】
　以上のように、第３実施例の帯電装置では、帯電むらが発生せず、さらに帯電部材の抵抗率の設定が、従来の接触帯電装置に比べて容易である。そして、長期間使用した場合でも、帯電性能の低下が少い。
−第４実施例−
　図８に第３実施例の横断面を示す。この実施例は近接帯電型の帯電ロ−ラ２であり、第１実施例（図１）との違いは、
　１．帯電部材（２）が感光体に対して、非接触で近接している，
　２．帯電部材（２）が回転するローラである、
ことである。帯電ロ−ラ２は、直径５〜２０［ｍｍ］、長さ約３００［ｍｍ］であり、導体２ｃ上に抵抗層２ｂおよびバリスタ層２ａを形成してある。抵抗層２ｂおよびバリスタ層２ａの厚さはそれぞれ１〜５［ｍｍ］，０．０１〜１［ｍｍ］程度である。帯電ロ−ラ２は、回転する感光体ドラム１に対して、最近接部での距離が０．００５〜０．３［ｍｍ］になるような位置に配置してある。帯電ロ−ラ２の抵抗層２ｂは、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの間での異常放電による過剰な電流が流れることを防止するためのものである。抵抗層２ｂは抵抗率が１０５〜１０１１［Ωｃｍ］の材料から構成される。帯電ロ−ラ２の導体２ｃには、帯電電源３によって電圧を印加し、感光体１ａの帯電を行う。印加電圧は、直流−１〜−５［ｋＶ］である。
　【００４２】
　第４実施例でも、帯電ロ−ラ２の表面にバリスタ層２ａを形成してあるため、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離が大きい場所では、バリスタ層２ａの抵抗率が大きく放電が起こらず、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離が小さい場所でのみ、バリスタ層２ａの抵抗率が小さくなり放電が起こる。また、バリスタ層２ａを形成する材料は、第１実施例の帯電板２のものと同じものでよい。
　【００４３】
　第４実施例の帯電ロ−ラ２は、従来の近接帯電装置よりも、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離が小さい場所で、放電が起こるので、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの距離が大きい場所で放電起こることによる帯電むらがなくなる。したがって、従来の近接帯電装置よりも、帯電ロ−ラ２と感光体１ａとの最近接部での距離を大きくすることが可能である。これにより、図６に示す近接帯電型の帯電板２と同じように、トナ−付着が少くトナーなどによる帯電能力の低下が少ない。また、帯電ロ−ラ２に機械的な振動などが加わった場合でも、帯電ロ−ラ２が感光体１ａと接触したりすることがないといった効果がある。
　【００４４】
　このほか、第４実施例の帯電ロ−ラ２では、帯電ロ−ラ２を回転させることにより、感光体１ａ上のトナーなどが帯電ロ−ラ２の一部のみに多く付着するとか、一部のみが摩耗するとこによる帯電性能の低下がない。つまり、帯電ロ−ラ２の周面をまんべんなく利用できるようになるため、単位面積当たりのトナーなどの付着量が減少し、長期間使用した場合でも、帯電性能の低下はわずかである。
　【００４５】
　以上のように、第４実施例の帯電装置では、帯電むらが発生せず、さらに帯電部材と感光体との距離を、従来の近接帯電装置に比べて、大きくすることができる。そして、長期間使用した場合でも帯電性能が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の第１実施例の横断面図である。
　【図２】第１実施例の一変形例の横断面図である。
　【図３】図１に示すバリスタ層２ａの、電流−電圧特性を示すグラフである。
　【図４】図１に示す帯電板２と感光体ドラム１の間の空隙ｄを示す横断面図である。
　【図５】図４に示す空隙ｄ部の、帯電板２と感光体ドラム１を、平行平板と見立てて示す横断面図である。
　【図６】本発明の第２実施例の横断面図である。
　【図７】本発明の第３実施例の横断面図である。
　【図８】本発明の第４実施例の横断面図である。
　【図９】従来の帯電ロ−ラを用いた画像形成装置の横断面図である。
　【図１０】図９の帯電ロ−ラ２の拡大横断面図である。
　【図１１】図９に示す帯電ロ−ラ２に印加する帯電電圧と感光体１ａに生ずる電位との関係を示すグラフである。
　【図１２】空気中の平行平板電極間の距離とそれらの間の放電開始電圧との関係を示すグラフである。
　【図１３】従来の帯電ロ−ラ２の放電位置Ｃ，Ｄを示す横断面図である。
　【図１４】従来の近接帯電型の帯電ロ−ラの横断面図である。
　【図１５】図１４に示す帯電ロ−ラ２の放電位置Ｃ，ＤおよびＡ，Ｂを示す横断面図である。