JP2003215916A

JP2003215916A - 帯電装置

Info

Publication number: JP2003215916A
Application number: JP2002017567A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Goto; 利充後藤; Tasuke Kamimura; 太介上村; Kiyoshi Toizumi; 潔戸泉; Katsumi Adachi; 克己足立; Masasane Sakuma; 将実佐久間
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】静電潜像を可視像に現像する現像剤を帯電さ
せるときに、帯電効率を保ちながら、トナーの劣化を防
止し、現像の信頼性を向上させる。【解決手段】トナー帯電ローラ１４に光電膜４０を設
け、トナーＴの搬送される位置と反対側から照射光ｈν
を照射し、被照射面の反対側の面から光電効果によって
光電子を放出させ、トナーＴを帯電させる。このとき、
光電膜４０に対する照射光ｈνの透過率は５０％以上、
７０％以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像を可視像
に現像する現像剤を帯電させる帯電装置に関し、特にそ
の現像の信頼性を向上できる帯電装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機、プリンタおよびファク
シミリなどの電子写真装置においては、静電潜像を担持
搬送する感光体に対して現像手段に現像剤が供給され、
感光体の表面上の静電潜像が現像剤によって現像（可視
化）される。このような現像装置では、現像剤は現像ロ
ーラ表面に供給ローラにより周方向から順次供給され、
現像ローラの回転により感光体へ向けて担持搬送され
る。

【０００３】また、上記現像ローラ上に形成される現像
剤層は、供給ローラよりも現像ローラの回転方向下流側
に設けられた層厚規制ブレードによって、現像ローラ上
でその層厚が規制される。

【０００４】現像剤として、１成分系の非磁性のトナー
を用いた場合は、このとき同時に、トナーと層厚規制ブ
レードとの摩擦により電荷を帯びさせる（摩擦帯電）。
帯電されたトナーは、現像ローラにより、さらに回転方
向下流側に位置する感光体との対向部まで担持搬送され
て、感光体表面上の静電潜像に対して静電的に供給さ
れ、静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。可
視化されたトナー像は、転写手段によって記録用紙に転
写された後、定着手段によって加熱および加圧され、記
録紙上に定着される。

【０００５】また、トナーとトナーを帯電させるキャリ
アとが含まれる、２成分系の現像剤を用いた場合は、現
像剤を攪拌することで、トナーとキャリアとが摩擦を起
こしてトナーを帯電させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現像剤とし
て１成分系の非磁性のトナーを用いた場合では、トナー
は、層厚規制ブレードと大きな速度差を持った状態で接
触させて生じる、機械的な摺擦（摩擦）により帯電させ
ているため、トナーと層厚規制ブレードには、その速度
差に比例して機械的／熱的負荷が加わることになる。こ
の摺擦熱によりトナーが軟化することで、トナーの破壊
が促進される、あるいは、軟化したトナーが層厚規制ブ
レード表面や現像ローラに融着してトナーの摩擦帯電特
性が劣化するといった問題が生じる。

【０００７】また、２成分系の現像剤を用いた場合に
も、撹拌のときに、トナーとキャリアとの接触面で大き
な速度差を発生させており、機械的／熱的負荷がトナー
およびキャリアに加わる。この摺擦熱によりトナーおよ
びキャリアが軟化することで、破壊される、あるいはト
ナーとキャリアとが融着してトナーの摩擦帯電特性が劣
化するといった問題が生じる。

【０００８】本発明は、上記の問題を鑑みなされたもの
で、その目的は、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊
や、層厚規制ブレードまたはキャリアヘの融着を防止
し、現像の信頼性を向上させることができる帯電装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる帯電装置
は、上記の課題を解決するために、静電潜像を可視像に
現像する現像剤を帯電させる帯電装置において、光が照
射されると光電効果によって電子が現像剤に向けて放出
される光電子放出手段と、上記光電子放出手段に対し光
を照射する照射手段とを備え、上記照射手段は、上記光
電子放出手段を挟んで現像剤が搬送される位置とは反対
側に配され、光電子放出手段に対する照射手段からの照
射光の透過率が、５０％以上、７０％以下であることを
特徴としている。

【００１０】上記の構成によれば、上記帯電装置は、光
電効果によって電子が現像剤に向けて放出されて、現像
剤を帯電させるので、現像剤と帯電装置とに負荷（機械
的負荷および熱的負荷）をかけずに帯電を行うことがで
きる。このため、現像剤の破壊や帯電装置への融着を防
止することができ、トナーの帯電特性が劣化せず、現像
の信頼性を向上できる。

【００１１】また、照射手段が、光電子放出手段を挟ん
で現像剤が搬送される位置と反対側の位置に配されるこ
とにより、照射光が、間に現像剤を挟むことなく、直接
光電子放出手段に照射されるので、照射光の光量が減衰
されることなく、光電効果の効率が上がる。また、照射
手段が現像剤によって汚染されることも防止される。

【００１２】この場合、現像剤に向けて電子を放出する
には、光電子放出手段は光が照射される面とは反対側の
表面から電子を放出する必要がある。したがって、現像
剤に向けて放出される光電子量は、上記照射光が光電子
放出手段を透過して、光が照射される面とは反対側の表
面へ達する量によって変わり、それにより帯電効率も変
化する。

【００１３】そこで、光電子放出手段に対する上記照射
光の透過率を５０％以上とすることで、良好な帯電効率
を保つことができる。なお、上記透過率は、主に光電子
放出手段の膜厚により調節される。上記透過率を７０％
より大きくすると、光電子放出手段の膜厚が薄くなり、
光電子放出手段が途切れる箇所が生じ、その箇所で光電
子放出が途切れ、電子の供給、ひいては現像剤の帯電を
行うことができなくなる。

【００１４】これに対し、上記構成によれば、光電子放
出手段に対する上記照射光の透過率が５０％以上、７０
％以下であるので、光電光電子放出手段の透過率を最適
化でき、光電子放出手段が効率よく電子を放出する。し
たがって、照射手段の光源の出力を上げることなく、十
分に現像剤を帯電でき、省エネ化、およびランプ、光電
膜の長寿命化を図ることができる。

【００１５】本発明の帯電装置は、上記の課題を解決す
るために、上記構成に加えて、光電子放出手段は、膜厚
１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下のアルミニウム膜であるこ
とを特徴としている。

【００１６】上記の構成により、光電子放出手段を膜厚
１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下のアルミニウム膜とするこ
とで、上記の構成による効果に加えて、一層光電子放出
手段の透過率を最適化でき、光電子放出手段がより効率
よく電子を放出する。したがって、より一層の省エネ
化、およびランプ、光電膜の長寿命化を図ることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００１８】図１は、本発明の実施の形態にかかる電子
写真装置の概略を示す断面図である。現像装置１は、感
光体ドラム２と対向するように配置され、該感光体ドラ
ム２の表面に形成される静電潜像を、現像剤として例え
ば１成分系の非磁性のトナーＴ（現像剤）を用いて現像
する。現像装置１は、トナーＴを収容する容器状の現像
槽１１、供給ローラ１２、現像ローラ１３、およびトナ
ー帯電ローラ（帯電装置）１４を備えた構成となってい
る。

【００１９】供給ローラ１２は、現像装置１内に配置さ
れており、現像ローラ１３と互いの外周面同士が対面す
るように回転可能に連設され、現像槽１１内のトナーＴ
を現像ローラ１３の外周面に供給する。

【００２０】現像ローラ１３は、現像装置１内に感光体
ドラム２と対向する位置に回転可能に配置されており、
供給ローラ１２により供給されたトナーＴを感光体ドラ
ム２に向けて担持搬送する。

【００２１】トナー帯電ローラ１４は、現像ローラ１３
の回転方向に対し、供給ローラ１２の下流側、かつ感光
体ドラム２の上流側にて、現像ローラ１３と外周面同士
が対面するように回転可能に連設される。トナー帯電ロ
ーラ１４は、現像ローラ１３表面に形成されるトナーＴ
層を層厚規制するとともに所定の電荷量に帯電させる。

【００２２】トナー帯電ローラ１４は、光の照射を受け
ることにより自らの電子を誘起させてその電子を放出す
る光電膜（光電子放出手段）４０と、該トナー帯電ロー
ラ１４に照射光ｈνを照射する紫外線発光器（照射手
段）４３を有している。このトナー帯電ローラ１４の詳
細については後述する。

【００２３】上記現像装置１は複写機、プリンタ、およ
びファクシミリなどの電子写真式の画像形成装置に備え
られる。ここで、上記現像装置１を備えた電子写真装置
におけるプロセス部を簡単に説明する。

【００２４】上記プロセス部は、図１に示すように、主
に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光手段（図示せ
ず）、現像装置１、転写用放電ローラ４、クリーニング
手段（図示せず）、除電手段（図示せず）、定着ローラ
５からなる。また、図１中において、Ｐは記録用紙、Ｌ
は上記露光手段から照射されて感光体ドラム２表面に静
電潜像を書き込む光ビームを示している。

【００２５】感光体ドラム２は、所定方向（図１に示す
矢印Ａ方向）に回転しており、まず、その外周表面が帯
電ローラ３によって均一に帯電される。均一帯電された
感光体ドラム２の表面には、露光手段により画像データ
に応じて制御される光ビームＬが照射され、静電潜像が
形成される。

【００２６】感光体ドラム２上に形成された上記静電潜
像は、感光体ドラム２の回転によって、現像装置１と対
向する位置まで移動し、該現像装置１によってトナーＴ
を供給されて可視化される（感光体ドラム２上にトナー
像が形成される）。このとき、現像装置１の現像ローラ
１３は、感光体ドラム２に供給するトナーＴを担持搬送
するために所定方向（図１に示す矢印Ｂ方向）に回転し
ている。

【００２７】尚、本実施の形態では、感光体ドラム２は
有機光半導体で構成されており、帯電ローラ３により帯
電して、周速度が５０〜１５０ｍｍ／ｓでＡ方向に回転
している。現像ローラ１３は、円筒状の導電性ゴム弾性
材料の円筒状ローラ２２にＩＴＯ膜（Indium Tin Oxid
e）２１が積層して構成されており、感光体ドラム２と
等しい周速度でＢ方向に回転している。供給ローラ１２
は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成されており、感
光体ドラム２と等しい周速度でＣ方向に回転している。

【００２８】転写用放電ローラ４は、感光体ドラム２上
に現像によって形成されたトナー像を記録用紙Ｐに転写
する。感光体ドラム２の回転方向における転写用放電ロ
ーラ４の下流側には、さらにクリーニング手段および除
電手段が配置され、該クリーニング手段は転写後の感光
体ドラム２表面の残留トナーＴを除去し、該除電手段は
感光体ドラム２表面を除電する。

【００２９】トナー像が転写された後の記録用紙Ｐは定
着ローラ５に搬送され、該記録用紙Ｐが上下一対の定着
ローラ５の間を通過する際に加熱および加圧を受け、転
写形成されたトナー像が記録用紙Ｐ上に定着される。

【００３０】次に、現像装置１における現像の詳細過程
を説明する。

【００３１】現像装置１では、上述したように、供給ロ
ーラ１２より現像ローラ１３表面にトナーＴを順次供給
して、現像ローラ１３がトナーＴを保持した状態で等速
回転運動する。これにより、現像ローラ１３によって搬
送されるトナーＴが現像ローラ１３とトナー帯電ローラ
１４とが対向する位置に案内され、現像ローラ１３上の
トナーＴの層厚が規制される。

【００３２】このとき、トナーＴはトナー帯電ローラ１
４を構成する光電膜４０および紫外線発光器４３によっ
て、電荷を与えられ、現像に必要な帯電量まで帯電され
る。すなわち、トナー帯電ローラ１４に形成された光電
膜４０に対して紫外線発光器４３から照射光ｈνを照射
することによって、光電効果によって光電膜４０から光
電子が誘起される。この光電子は光電膜４０の被照射面
とは反対側の面、すなわちトナーＴに対向する側の面か
ら現像ローラ１３上のトナーＴに向けて放出され、トナ
ーＴが所望の帯電量に帯電する。尚、上記紫外線発光器
４３の発光は、現像ローラ１３の回転と同期させれば、
すなわち、現像ローラ１３が回転している時だけ発光さ
せるようにすれば、電力消費の増加につながる不必要な
発光を抑制でき好ましい。

【００３３】続いて、上記トナー帯電ローラ１４の具体
的構成を説明する。

【００３４】上記トナー帯電ローラ１４は、基材として
紫外線透過性を有する透明アクリル樹脂よりなる円筒状
ローラ４２を使用しており、内部に紫外線発光器４３を
配置した構成となっている。円筒状ローラ４２には、外
周面に導電性ＩＴＯ膜４１と光電膜４０が例えば蒸着に
よってこの順に積層されており、現像ローラ１３と等速
度で駆動回転している。

【００３５】また、光電膜４０を形成する材料は、光の
照射を受けたときに光電効果が生じるものであれば、Ａ
ｌ、Ｔａ等の金属、Ｍｇ−Ａｇ等の合金、半導体、導電
ポリマーなどであってもよい。また、光触媒に使用され
る酸化チタンであってもよい。

【００３６】トナー帯電ローラ１４によって所定の帯電
量まで帯電されたトナーＴは、さらに現像ローラ１３の
回転によって感光体ドラム２との対向部まで送られ、感
光体ドラム２の表面上の静電潜像に対して、静電的に供
給され、該静電潜像をトナー像として現像（可視化）す
る。

【００３７】次に上記トナー帯電ローラ１４における、
光電効果による電子放出を図２に基づいて説明する。

【００３８】トナー帯電ローラ１４の代わりに擬似的に
帯電板５０を使用して実験を行った。帯電板５０は、厚
さ１ｍｍ〜５ｍｍの透明アクリル基板５１の表面に、Ｉ
ＴＯ膜５２と、ＧａＡｓ膜５３とを、この順に真空蒸着
させて作成した。ＩＴＯ膜５２とＧａＡｓ膜５３とはと
もに数１０ｎｍの厚さとした。ＧａＡｓ膜５３は光電効
果のある半導体であり、光電子放出手段として使用し
た。そして、帯電板５０に対しＧａＡｓ膜５３の蒸着面
とは反対側から光を照射する紫外線発光器５５を配し
た。

【００３９】この帯電板５０の表面にトナーＴの材料で
あるＰＥＳ（ポリエステル樹脂）膜５４を１０μｍ〜１
００μｍの厚さで載置し、紫外線発光器５５から、矢印
で示すように、波長３５０ｎｍの照射光ｈνを０．１ｍ
Ｗ／ｃｍ²〜１０ｍＷ／ｃｍ²の照射エネルギーで、数秒
間照射した。

【００４０】紫外線発光器５５からの照射光ｈνは基板
５１、ＩＴＯ膜５２およびＧａＡｓ膜５３を透過し、Ｇ
ａＡｓ膜５３のＰＥＳ膜５４と接する面に届く。照射光
ｈνはＧａＡｓ膜５３の仕事関数以上のエネルギーをも
っており、この光が照射されることでＧａＡｓ膜５３表
面からＰＥＳ膜５４へ電子が放出された（光電効果）。
これにより、ＰＥＳ膜５４表面は、−３０Ｖ〜−１５０
Ｖに帯電された。

【００４１】このように、帯電板５０とＰＥＳ膜５４と
は、速度差を持って接触させることなく、静止状態のま
ま帯電することが可能である。同様に、本発明のトナー
帯電ローラ１４（図１参照）においても、トナーＴと速
度差を持って接触させることなく、トナーＴに帯電可能
である。

【００４２】以上のように、トナー帯電ローラ１４は、
光電効果によって、トナー帯電ローラ１４およびトナー
Ｔに対して加圧力および熱的負荷をかけることなく、ト
ナーＴを帯電させることができる。よって、トナーＴの
帯電特性の劣化を防ぎ、現像の信頼性を向上できる。

【００４３】また、紫外線発光器４３は光電膜４０を挟
んでトナーＴと反対側の位置に配される。これにより、
照射光ｈνが光電膜４０に、間にトナーＴを挟むことな
く、直接に照射される。よって、照射光ｈνの光量が減
衰されずに光電膜４０に届き、光電効果の効率を良好に
保つことができる。また、紫外線発光器４３がトナーＴ
によって汚染されることも防止される。ここで、トナー
帯電ローラ１４は円筒状であって、その内部に紫外線発
光器４３を配置した構成、すなわち紫外線発光器４３が
トナー帯電ローラ１４に覆われた構成であるため、トナ
ーＴからの汚染防止効果はより顕著である。

【００４４】また、トナー帯電ローラ１４の表面粗度は
現像ローラ１３の表面粗度よりも大きいことが好まし
い。これによれば、現像ローラ１３とトナー帯電ローラ
１４との間にトナーＴが搬送されたときに、トナーＴが
トナー帯電ローラ１４側に付着して搬送されることが防
がれる。

【００４５】また、トナー帯電ローラ１４と現像ローラ
１３との間に電気的バイアスを印加する構成としてもよ
い。これによれば、以下の２つの作用によって帯電効果
を向上させることができる。

【００４６】まず、第１の作用として、上記電気的バイ
アスを印加することで、トナー帯電ローラ１４と現像ロ
ーラ１３との間に強電界が発生する。このとき、トナー
帯電ローラ１４の光電膜４０では電気力線が発生する。
光電膜４０において、発生した光電子は、上記電気力線
に沿って移動し、現像ローラ１３側に引き寄せられる。
すなわち、発生した光電子をトナーＴの帯電に効率的に
使用できる。

【００４７】次に、第２の作用として、現像ローラ１３
側に引き寄せられた光電子は、上記電界の作用によって
加速される。そして加速された電子が、気体分子に衝突
すると、該気体分子が電子を放出してイオン化する。こ
のとき、気体分子より放出された電子も光電子と同様の
作用を生じるため、気体中の電子が急激に増加する、い
わゆる電子なだれの現象が発生する。この電子なだれに
よって生じた電子もトナーＴの帯電に寄与するため、帯
電効率が大幅に向上する。

【００４８】ただし、このような電子なだれを起こさせ
る場合は、加速された電子が気体分子に衝突するよう
に、トナーＴとトナー帯電ローラ１４の間に後述の図３
のようなギャップが必要となる。そのために、トナー帯
電ローラ１４では、供給ローラ１２でトナー帯電ローラ
１４にトナーＴを押し付ける、または層をつくるための
部材を供給ローラ１２とトナー帯電ローラ１４の間に設
ければ、このギャップを生じさせることができる。

【００４９】次に、帯電板５０に、以上のような電気的
バイアス印加手段を組み合わせた装置を用いて、光電膜
４０に対する照射光ｈνの透過率と、その光電効果によ
り放出された電子量を測定した。まず、使用した装置を
図３を用いて以下に説明する。

【００５０】トナー帯電ローラ１４の代わりに、帯電板
５０と同様な構造の帯電板６０を用いた。但し、帯電板
６０は、基板として石英ガラス製の基板６１を使用し、
光電膜４０として、アルミニウム膜６３を用いて作成し
た。つまり、厚さ１ｍｍ〜５ｍｍの基板６１の表面に、
ＩＴＯ膜６２と、アルミニウム膜６３とを、この順に真
空蒸着させた。ＩＴＯ膜６２は厚さ数１０ｎｍとし、ア
ルミニウム膜６３の膜厚ｔは変化させて測定を行った。
帯電板６０のアルミニウム膜６３蒸着面とは反対側に図
示しない紫外線発光器を配した。

【００５１】現像ローラ１３の代わりには、電極板６４
を作成した。これは、ガラス基板６５の表面にＩＴＯ膜
６６を蒸着させたものである。

【００５２】帯電板６０と電極板６４とは平行平板であ
り、その間には１００μｍのギャップが保たれている。
アルミニウム膜６３にバイアス印加手段６８により負の
バイアス電圧を印加し、電極板６４上のＩＴＯ膜６６
は、エレクトロメータ６７（アドバンテスト社製）を通
してグランドした。これにより、帯電板６０が陰極、電
極板６４が陽極となり、この間に電気的バイアスが印加
される。バイアス印加手段６８はアルミニウム膜６３と
直接接続される、もしくは、ＩＴＯ膜６２を介して接続
される。

【００５３】この状態で、紫外線発光器より、矢印に示
すように照射光ｈνを帯電板６０に向けて照射すると、
上述したような光電効果の向上がおこる。即ち、アルミ
ニウム膜６３に照射された照射光ｈνにより、光電効果
が起こり、アルミニウム膜６３の表面から上記ギャップ
へ電子が放出される。放出された電子は、ギャップの強
電界により電子なだれを起こし、増殖されてＩＴＯ膜６
６に到達する。

【００５４】この電子なだれは、ギャップ間の電界強度
が強いほどアルミニウム膜６３から放出された電子が空
気中の分子に衝突し、増殖する機会が増え、流れる電流
が多くなる。しかし、電子が増殖した後の電流量は、初
めにアルミニウム膜６３から放出される電子の数に比例
するため、陰極の性能、つまりアルミニウム膜６３の光
電効果の性能を知るには、初めにアルミニウム膜６３か
ら放出される電子の数が重要である。

【００５５】このような装置を用いて、アルミニウム膜
６３に対する照射光ｈνの透過率と、アルミニウム膜６
３から放出される電子量とを測定した結果を図４のグラ
フに示す。

【００５６】このとき、アルミニウム膜６３に印加され
る電圧は−１００Ｖとし、照射光ｈνは紫外線を放出す
る蛍光ランプから照射される、波長が２５４ｎｍのもの
とした。アルミニウム膜６３の表面から放出される電子
量は、帯電板６０と電極板６４との間のギャップ（トナ
ーＴが搬送されると想定される位置）での電流密度によ
って測定した。測定は空気中で行った。アルミニウム膜
６３に対する照射光ｈνの透過率は、アルミニウム膜６
３の膜厚ｔを変化させて調整した。アルミニウム膜６３
の膜厚ｔは成膜条件によって２００ｎｍまでの範囲で変
化させ、これにより透過率は２％〜７８％に変化した。

【００５７】図４のグラフは、縦軸が帯電板６０と電極
板６４との間のギャップでの電流密度を表し、横軸は照
射光ｈνのアルミニウム膜６３に対する透過率とした。

【００５８】これによれば、アルミニウム膜６３の透過
率が５０％以上、７０％以下の範囲で放出電流密度が大
きく増加していることが分かる。特に、透過率５５％〜
６５％では１．５μＷ／ｃｍ²以上となり、さらに、透
過率６０％では最大値１．６μＷ／ｃｍ²を示してい
る。

【００５９】上記透過率が５０％より小さくなる、つま
り、アルミニウム膜６３を透過する照射光量が少なくな
ると、電流密度は約０．３μＷ／ｃｍ²以下となり、最
大値の約５分の１以下になる。

【００６０】上述したように、光電効果は、アルミニウ
ム膜６３表面にアルミニウム膜６３の仕事関数以上のエ
ネルギーをもった光が照射されることでアルミニウム膜
６３表面から電子が放出される現象である。よって、照
射光ｈνのうち、アルミニウム膜６３の光電子が放出さ
れる側の面に届いた光が光電効果を引き起こす。

【００６１】図３に示す装置では、照射光ｈνは帯電板
６０のギャップ、すなわちトナーＴが搬送されると想定
される位置とは反対側から照射される構成である。した
がって、アルミニウム膜６３を透過して反対側の面に届
いた照射光ｈνのみがギャップでの光電子放出の測定値
に関与する。このため、照射光ｈνのアルミニウム膜６
３に対する透過率が低いと、ギャップへの電子の放出量
が減少する。

【００６２】また、本実験では透過率はアルミニウム膜
６３の膜厚によって調整しているため、上記透過率を７
０％以上にすると、アルミニウム膜６３が薄くなり、連
続的に成膜することができなくなって途切れる。その箇
所では、電子放出ができないので電流密度がほぼ０μＷ
／ｃｍ²となっている。

【００６３】以上のように、照射光ｈνのアルミニウム
膜６３に対する透過率を５０％以上、７０％以下とする
ことで、光電効果の効率が上がる。光電効果の効率が上
がると、照射手段の光源の出力を上げることなく、電子
放出量を増加させることができるので、省エネ化、およ
びランプの長寿命化を図ることができる。

【００６４】例えば、上記透過率が６０％のアルミニウ
ム膜６３を光電膜として用いた場合、上記ギャップでの
電流密度は１．６μＷ／ｃｍ²であり、透過率が２０％
の場合の電流密度、０．３μＷ／ｃｍ²の約５倍の電子
を放出できる。光電効果による電子放出量は照射光ｈν
の強さ、即ち、蛍光ランプの出力に比例するため、透過
率が６０％のアルミニウム膜６３を光電膜として使用す
れば、透過率が２０％のものを使用したときと比べて、
蛍光ランプの出力を５分の１に抑えることができる。し
たがって、消費電力を抑えることができるとともに、蛍
光ランプの長寿命化を図ることができ、また、紫外線に
よるアルミニウム膜６３の劣化スピードを抑えることも
できる。

【００６５】なお、アルミニウム膜６３の厚さと、波長
が２５４ｎｍの照射光ｈνのアルミニウム膜６３に対す
る透過率との関係は、アルミニウム膜６３の膜厚が１０
ｎｍの時は透過率が７０％であり、アルミニウム膜６３
の膜厚５０ｎｍの時は、透過率５０％となる。

【００６６】よって、照射光ｈνとして波長２５４ｎｍ
の紫外光を使用し、アルミニウム膜６３の膜厚を１０ｎ
ｍ以上、５０ｎｍ以下とすれば、上記透過率は５０％以
上、７０％以下となり、最適になる。

【００６７】以上の実験と同様に、図１の本実施の形態
においても、紫外線発光器４３は光電膜４０を挟んでト
ナーＴが搬送される位置とは反対側に配される。よっ
て、光電膜４０に対する紫外線発光器４３からの照射光
ｈνの透過率は、５０％以上、７０％以下とすること
で、光電効果の効率が上がる。これにより、紫外線発光
器４３の光源の出力を上げることなく、十分に現像剤を
帯電でき、省エネ化、およびランプの長寿命化を図るこ
とができ、また、紫外線による光電膜４０の劣化スピー
ドを抑えることもできる。

【００６８】また、光電膜４０の材料をアルミニウムと
し、その膜厚を１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下とすること
でより一層光電効果の効率が上がる。

【００６９】なお、本実施の形態では、帯電装置として
円筒形状のものを例に挙げて説明したが角筒形状などで
あってもよく、また、筒状でなく、ブレード状であって
もよい。また、現像槽１１の中で帯電を行うものであっ
てもよい。しかし、帯電装置を円筒形状とすれば、帯電
装置の外周面全域にトナーＴが均一に付着し、トナーへ
の帯電性能を上げることができる。

【００７０】また、照射手段として紫外光を発光するも
のを使用したが、既存の照射手段を用い、照射手段と光
電子放出手段の間に波長変更手段を設けて、最適な波長
に変えて、光電子放出手段に照射してもよい。この場
合、既存の照射手段を使用することでコストの低廉化を
図ることができ、また、任意の波長に変更することがで
きる。

【００７１】また、照射光ｈνは、光電効果を得られる
光であれば紫外光である必要はない。

【００７２】

【発明の効果】本発明にかかる帯電装置は、以上のよう
に、光が照射されると光電効果によって電子が現像剤に
向けて放出される光電子放出手段と、上記光電子放出手
段に対し光を照射する照射手段とを備え、上記照射手段
は、上記光電子放出手段を挟んで現像剤が搬送される位
置とは反対側に配され、光電子放出手段に対する照射手
段からの照射光の透過率が、５０％以上、７０％以下と
する構成である。

【００７３】上記の構成によれば、上記帯電装置は、光
電効果によって電子が現像剤に向けて放出されて現像剤
を帯電させるので、上記現像剤に機械的、熱的負荷をか
けることがなく、現像剤の破壊や融着を防止することが
できる。

【００７４】また、照射手段が光電子放出手段を挟んで
現像剤が搬送される位置とは反対側の位置に配されるこ
とにより、光電効果の効率が上がる。さらに、照射手段
が現像剤によって汚染されることも防止される。

【００７５】また、光電子放出手段に対する上記照射光
の透過率を５０％以上とすることで、帯電効率を上げる
ことができ、７０％以下とすることで安定に帯電を行う
ことができる。

【００７６】よって、光電子放出手段が効率よく電子を
放出でき、照射手段の光源の出力を上げることなく、十
分に現像剤を帯電できるので、省エネ化、およびラン
プ、光電子放出手段の長寿命化を図ることができるとい
う効果を奏する。

【００７７】本発明の帯電装置は、以上のように、上記
構成に加えて、光電子放出手段は、膜厚１０ｎｍ以上、
５０ｎｍ以下のアルミニウム膜とする構成である。

【００７８】上記の構成により、光電子放出手段が膜厚
１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下のアルミニウム膜とすれ
ば、上記の構成による効果に加えて、一層光電子放出手
段の透過率を最適化でき、光電子放出手段がより効率よ
く電子を放出する。したがって、より一層の省エネ化、
およびランプの長寿命化を図ることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る電子写真装置の概
略構成を示す断面図である。

【図２】光電効果による電子放出の実験に使用した帯電
装置の要部を示す断面図である。

【図３】光電効果による電子放出の実験に使用した他の
帯電装置の要部を示す断面図である。

【図４】アルミニウム膜に対する照射光の透過率と、帯
電板および電極板の間のギャップでの電流密度との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１現像装置２感光体ドラム３帯電ローラ４転写用放電ローラ５定着ローラ１１現像槽１２供給ローラ１３現像ローラ１４トナー帯電ローラ（帯電装置）２１ＩＴＯ膜２２円筒状ローラ４０光電膜（光電子放出手段）４１ＩＴＯ膜４２円筒状ローラ４３紫外線発光器(照射手段) ５０帯電板５１基板５２ＩＴＯ膜５３ＧａＡｓ膜５４ＰＥＳ膜５５紫外線発光器６０帯電板６１基板６２ＩＴＯ膜６３アルミニウム膜６４電極板６５基板６６ＩＴＯ膜６７エレクトロメータ６８バイアス印加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸泉潔大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者足立克己大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者佐久間将実大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H077 AD06 AD14 AE00 DB14 FA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を可視像に現像する現像剤を帯電
させる帯電装置において、光が照射されると光電効果によって電子が現像剤に向け
て放出される光電子放出手段と、上記光電子放出手段に対し光を照射する照射手段とを備
え、上記照射手段は、上記光電子放出手段を挟んで現像剤が
搬送される位置とは反対側に配され、光電子放出手段に
対する照射手段からの照射光の透過率が、５０％以上、
７０％以下であることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】上記光電子放出手段は、膜厚が１０ｎｍ以
上、５０ｎｍ以下のアルミニウム膜であることを特徴と
する請求項１に記載の帯電装置。