JP6247929B2 - 電子放出装置、その電子放出装置を備えた帯電装置、その帯電装置を備えた画像形成装置、及びその電子放出装置の制御方法 - Google Patents
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Description
Ie=(Ip−Ic) …(2)
ここで、η=0.0001(0.01%)以下であるから、上記式(1)に基づきIp≒Icと考えることができる。このため、上記従来のように、素子内電流量Ip及び回収電流量Icを測定し、上記式(2)に基づいて放出電流量Ieを求めようとしても、SN比が小さすぎて正確な放出電流量Ieを求めることが困難であった。その結果、感光体ドラム221表面の帯電量並びに帯電電位を正確に制御することができないといった課題があった。
<第1実施形態>
次に、本発明の電子放出装置の第1実施形態である帯電ユニット21について、図2及び図3(a)、(b)を参照して詳細に説明する。
このように電子放出素子111の素子内電流量Ip及び電子放出素子111周辺の温度T及び湿度Hに基づき電子放出素子111の放出電流量Ie(電子放出量)の推定値MIeを求めることができる。この放出電流量Ieの推定値MIeは、測定誤差が小さな素子内電流量Ip、温度T、及び湿度Hに基づき求められることから、放出電流量Ieの近似値としての精度が高い。従って、推定値MIeが放出電流量Ieの目標値AIeとなるように駆動電源115の駆動電圧Vdを制御することにより、実際の放出電流量Ieをリアルタイムで高精度に制御することができ、感光体ドラム15表面の帯電量並びに帯電電位を適切に制御することが可能となる。
<第1実施形態に係わる実験例1>
次に、実験例1において、流入電流計117により測定された素子内電流量Ipと、環境検出部118により測定された電子放出素子111周辺の温度T及び湿度Hと、電子放出素子111の放出電流量Ieの推定値MIeとの関係を明確する。
常温常湿環境NN:25℃、50%
高温高湿環境HH:30℃、80%
また、第1実施形態における電子放出素子111の目標耐用限度は、電子写真プロセス部11による少なくとも60,000枚(60K枚)の記録用紙の処理が遂行されるまでは感光体ドラム15表面の帯電量並びに帯電電位を繰り返し適確に設定することができるというものである。
<第2実施形態>
次に、本発明の電子放出装置の第2実施形態である帯電ユニット21Aについて、図6を参照して詳細に説明する。第2実施形態の帯電ユニット21Aは、第1実施形態の帯電ユニット21の代りに、図1に示す電子写真プロセス部11における感光体ドラム15表面の近傍に設けられ、感光体ドラム15表面を均一に帯電させるものである。
<第2実施形態に係る実験例2>
次に、実験例2において、電界電流計131により測定された電界発生電流量Ieaと、放出電流量Ieとの関係を明確する。
ところが、図1から明らかなように感光体ドラム15の周囲には、帯電ユニット21だけでなく、現像ユニット12や転写ユニット13等が配置されているため、感光体ドラム15には、放出電流量Ieに対応するドラム電流量Ipcだけでなく、現像ユニット12や転写ユニット13等から様々な電流が流れる。このため、稼動中の電子写真プロセス部11における感光体ドラム15に流れる電流を測定しても、この測定した電流を放出電流量Ieとみなすことはできない。
従って、上記各式(4)、(5)に基づき電界発生電流量Ieaを放出電流量Ieの推定値として設定することが可能であり、しかも電界電流計131により電界発生電流量Ieaを直接測定することから、放出電流量Ieに近似する推定値(電界発生電流量Iea)を高精度で求めることができ、この推定値(電界発生電流量Iea)が放出電流量Ieの目標値AIeとなるように駆動電源115の駆動電圧Vdを制御することにより、実際の放出電流量Ieをリアルタイムで高精度に制御することができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の電子放出装置の第3実施形態である帯電ユニット21Bについて、図8を参照して詳細に説明する。第3実施形態の帯電ユニット21Bは、第1実施形態の帯電ユニット21の代りに、図1に示す電子写真プロセス部11における感光体ドラム15表面の近傍に設けられ、感光体ドラム15表面を均一に帯電させるものである。
2 画像形成装置
10 感光体ドラム(電子放出対象物)
11 電子写真プロセス部
12 現像ユニット
13 転写ユニット
14クリーニングユニット
21、21A、21B 帯電ユニット(帯電装置)
22 光走査ユニット
23 定着装置
111 電子放出素子
112、113 給電端子
114 台座
115 駆動電源
116 電界発生用電源
117 流入電流計(素子内電流検出部)
118 環境検出部
119 制御部
121 基板(第1電極)
122 無機絶縁体層(中間層)
123 表面電極(第2電極)
131 電界電流計(電界電流検出部)
Claims (9)
- 第1電極、第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた中間層を有する電子放出素子と、前記第1電極と前記第2電極との間に駆動電圧を印加して、前記電子放出素子から電子を放出させる駆動電源とを備えた電子放出装置であって、
前記電子放出素子を流れる素子内電流を検出する素子内電流検出部と、
前記電子放出素子が置かれた環境の温度及び/又は湿度を検出する環境検出部と、
前記環境検出部により検出された温度及び/又は湿度から電子放出効率を求め、前記電子放出効率と前記素子内電流検出部により検出された素子内電流とを掛け合わせて前記電子放出素子から放出される電子放出量又は放出電流量の推定値を求め、前記推定値が前記電子放出量又は前記放出電流量の予め設定された目標値となるように前記駆動電源の駆動電圧を制御する制御部とを備えたことを特徴とする電子放出装置。 - 第1電極、第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた中間層を有する電子放出素子と、前記第1電極と前記第2電極との間に駆動電圧を印加して、前記電子放出素子から電子を放出させる駆動電源と、前記第2電極と該第2電極に対峙する電子放出対象物との間に電界発生電圧を印加して、前記電子を前記第2電極から前記電子放出対象物へと移動させる電界を生成する電界発生用電源とを備えた電子放出装置であって、
前記電子放出素子を流れる素子内電流を検出する素子内電流検出部と、
前記電子放出素子が置かれた環境の温度及び/又は湿度を検出する環境検出部と、
前記電界発生用電源から前記第2電極へと流れる電流を検出する電界電流検出部と、
前記環境検出部にて検出された温度及び/又は湿度が所定の第1環境であるときには前記素子内電流検出部により検出された素子内電流及び前記環境検出部により検出された温度及び/又は湿度に基づき前記駆動電源の駆動電圧を制御する一方、前記環境検出部にて検出された温度及び/又は湿度が前記第1環境とは異なる所定の第2環境であるときには前記電界電流検出部により検出された電流に基づき前記駆動電源の駆動電圧を制御する制御部とを備えたことを特徴とする電子放出装置。 - 請求項2に記載の電子放出装置であって、
前記制御部は、前記素子内電流検出部により検出された素子内電流及び前記環境検出部により検出された温度及び/又は湿度に基づき前記電子放出素子から放出される電子放出量又は放出電流量の推定値を求め、前記推定値が前記電子放出量又は前記放出電流量の予め設定された目標値となるように前記駆動電源の駆動電圧を制御することを特徴とする電子放出装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の電子放出装置であって、
前記制御部は、前記電界電流検出部により検出された電流を前記電子放出素子から放出される電子放出量又は放出電流量の推定値として設定し、前記推定値が前記電子放出量又は前記放出電流量の予め設定された目標値となるように前記駆動電源の駆動電圧を制御することを特徴とする電子放出装置。 - 請求項1、請求項3又は請求項4に記載の電子放出装置であって、
前記制御部は、前記電子放出装置の耐用限度内において前記目標値を一定値に継続的に維持することを特徴とする電子放出装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の電子放出装置を備えた帯電装置。
- 請求項6に記載の帯電装置を備えた電子写真方式の画像形成装置。
- 第1電極、第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた中間層を有する電子放出素子から電子を放出させるために、前記第1電極と前記第2電極との間に駆動電圧を印加する電子放出装置の制御方法であって、
前記電子放出素子を流れる素子内電流を検出し、
前記電子放出素子が置かれた環境の温度及び/又は湿度を検出し、
前記検出された温度及び/又は湿度から電子放出効率を求め、前記電子放出効率と前記検出された素子内電流とを掛け合わせて前記電子放出素子から放出される電子放出量又は放出電流量の推定値を求め、前記推定値が前記電子放出量又は前記放出電流量の予め設定された目標値となるように前記駆動電圧を制御することを特徴とする電子放出装置の制御方法。 - 第1電極、第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた中間層を有する電子放出素子から電子を放出させるために、前記第1電極と前記第2電極との間に駆動電圧を印加し、前記電子を前記第2電極から該第2電極に対峙する電子放出対象物へと移動させる電界を生成するために、前記第2電極と前記電子放出対象物との間に電界発生電圧を印加する電子放出装置の制御方法であって、
前記電子放出素子を流れる素子内電流を検出し、
前記電子放出素子が置かれた環境の温度及び/又は湿度を検出し、
前記検出された温度及び/又は湿度が所定の第1環境であるときには前記検出された素子内電流、及び、前記検出された温度及び/又は湿度に基づき駆動電源の駆動電圧を制御する一方、前記検出された温度及び/又は湿度が前記第1環境とは異なる所定の第2環境であるときには前記第2電極へと流れる電流を検出し、前記検出された電流に基づき前記駆動電圧を制御することを特徴とする電子放出装置の制御方法。
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