JP2002174943A - Charging device and electrophotographic apparatus using the charging device - Google Patents

Charging device and electrophotographic apparatus using the charging device

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JP2002174943A
JP2002174943A JP2001056255A JP2001056255A JP2002174943A JP 2002174943 A JP2002174943 A JP 2002174943A JP 2001056255 A JP2001056255 A JP 2001056255A JP 2001056255 A JP2001056255 A JP 2001056255A JP 2002174943 A JP2002174943 A JP 2002174943A
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electron
charged
emitting device
charging
electrophotographic apparatus
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kondo
浩 近藤
Tatsuya Sato
達哉 佐藤
Tomoaki Sugawara
智明 菅原
Masaharu Tanaka
正治 田中
Nobuyoshi Koshida
信義 越田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging device which has high charging performance to an object to be charged having a photoconductive property and reduces the quantity of a discharged product such as NOx and an electrophotographic apparatus using the charging device. SOLUTION: An electron discharge element 14 arranged oppositely to the object 10 to be charged has a semiconductor layer 16 having an energy band gap of >=3.60 eV or <=1.30 eV, a thin film insulation layer 18, a thin film electrode 20 formed on the surface side of the layer 18, and a substrate electrode 22 formed on the rear side of the layer 16. In the case of applying plus voltage to the electrode 20 by a DC power supply 26, accelerating electrons injected from the electrode 22 into the layer 16 on the layer 18 having high field strength and directing the accelerated electrons to the object 10 through the electrode 20 acting as a tunnel, bias voltage from a bias power supply 28 is adjusted so that the kinetic energy of electrons becomes <24.3 eV.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置及びそれ
を用いた電子写真装置に係り、広く電子写真装置や複写
機やプリンタ等に利用される帯電装置及びそれを用いた
電子写真装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device and an electrophotographic apparatus using the same, and more particularly to a charging device widely used in an electrophotographic apparatus, a copying machine, a printer, and the like, and an electrophotographic apparatus using the same. It is.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電子写真装置や複写機やプリンタ等に
は、従来から種々の帯電装置が使用されている。そし
て、例えば電子写真装置における被帯電体に対して負帯
電を行う際に、一般的な負帯電用の帯電装置であるコロ
ナワイヤ、帯電ローラを用いた場合には、放出電子のエ
ネルギーは３０数ｅＶ以上であるため、電子衝突により
気体分子が解離することにより、多量のオゾンや、ＮＯ
ｘが発生する。2. Description of the Related Art Various charging devices have conventionally been used in electrophotographic apparatuses, copiers, printers, and the like. For example, when negatively charging an object to be charged in an electrophotographic apparatus, if a corona wire or a charging roller, which is a general charging device for negative charging, is used, the energy of emitted electrons is 30 or more. eV or more, gas molecules are dissociated by electron collision, resulting in a large amount of ozone and NO
x occurs.

【０００３】電子写真装置におけるオゾンの発生は、以
下のような不具合を生じさせる。 プリンタなど、オフィス内において個人の机の近く
に設置される可能性のあるものに対しては、その臭気が
不快感を生じさせる。 有機感光体を用いてある場合は、その有機材料の酸
化反応が進行し、画像不良を生じさせる。 なお、ここで発生したＮＯｘは、硝酸塩となって電子写
真装置の感光体上に降り積もり、空気中の水分を吸うこ
とによって感光体の帯電電位の低下を引き起こす原因と
されている。この帯電電位の低下は電子写真によって形
成された画像の品質を低下させる原因となりうるもので
ある。The generation of ozone in an electrophotographic apparatus causes the following problems. Odors, such as printers, that can be placed near an individual's desk in the office can cause discomfort. In the case where an organic photoreceptor is used, the oxidation reaction of the organic material proceeds to cause image defects. The NOx generated here is converted into nitrate and falls on the photoreceptor of the electrophotographic apparatus, and is considered to cause a reduction in the charging potential of the photoreceptor by absorbing moisture in the air. This lowering of the charging potential can cause deterioration of the quality of an image formed by electrophotography.

【０００４】以下、従来の帯電装置及びそれを用いた電
子写真装置等を紹介しつつ、併せてその欠点について述
べることとする。例えばコロナ帯電装置は、従来から最
も多く利用されている帯電方式の帯電機器である。しか
し、非常に多くのオゾンやＮＯｘを発生するという欠点
がある。また、帯電を行うためには数ｋＶという高圧電
源が必要であり、電源装置のコストアップという問題を
有している。そして、オゾンの低減に関しては、下記の
ようなオゾン閉じ込め、オゾン吸着、ローラ帯電装置の
適用等、様々な手法が開示されているが、ＮＯｘの低減
に関しては、決定的な方法が確立されていないのが現状
である。Hereinafter, a conventional charging device, an electrophotographic device using the same, and the like will be introduced, and their disadvantages will be described. For example, a corona charging device is a charging device of a charging method that has been most frequently used conventionally. However, there is a disadvantage that a great deal of ozone and NOx are generated. In addition, a high voltage power supply of several kV is required to perform charging, and there is a problem that the cost of the power supply device is increased. As for ozone reduction, various methods such as the following ozone confinement, ozone adsorption, and application of a roller charging device have been disclosed, but no definitive method has been established for NOx reduction. is the current situation.

【０００５】即ち、特開平９−１１４１９２号公報に
は、非常に細い４０〜５０ミクロンのワイヤを用いて放
電を行うことにより、オゾンの発生量を５０％以下に低
減することが提案されている。また、特開平６−３２４
５５６号公報には、ワイヤの３方を囲むように配置され
た金属筐体と解放部近傍に金属メッシュ電極を配置し、
ワイヤから発生したオゾンを閉じこめ、オゾン分子の衝
突確率を高めることにより、放出されるオゾン量を低減
することが提案されている。しかし、これらの手段を用
いても、せいぜい５０％程度のオゾン量の低減しか実現
することができず オゾン吸着剤等を併用することが必
要であった。That is, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-114192 proposes that the amount of ozone generated is reduced to 50% or less by performing discharge using a very fine wire of 40 to 50 microns. . In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-324
No. 556 discloses a metal housing arranged so as to surround three sides of a wire and a metal mesh electrode arranged near a release portion.
It has been proposed to confine ozone generated from a wire and increase the probability of collision of ozone molecules to reduce the amount of released ozone. However, even if these means are used, the ozone amount can be reduced by only about 50% at most, and it is necessary to use an ozone adsorbent or the like in combination.

【０００６】そして、このオゾン吸着剤等の併用は、オ
ゾン吸着剤を用いて、発生したオゾンを活性炭などの触
媒機能により酸化したり、その表面に吸着させたりする
ことにより、オゾンの発生量を更に低減するものであ
る。しかし、このオゾン吸着剤等を用いる方法は、オゾ
ン吸着剤等に経時劣化が生じるため、オゾンフィルタを
交換したりするメンテナンスが必要になるという欠点を
有している。When the ozone adsorbent is used in combination, the generated ozone is oxidized by a catalytic function such as activated carbon or adsorbed on the surface of the ozone using the ozone adsorbent, thereby reducing the amount of ozone generated. It is further reduced. However, the method using the ozone adsorbent has a drawback that the ozone adsorbent and the like deteriorate with time, so that maintenance such as replacement of the ozone filter is required.

【０００７】また、ローラ帯電装置は、古くは特開昭５
６−９１２５３号公報に提案され、近年においても、盛
んに検討されている帯電方式の帯電機器である。このロ
ーラ帯電装置は、オゾンの発生を非常に少なくできると
いう利点を有し、有望視されている。しかし、このロー
ラ帯電装置は接触帯電方式であるため、ローラ表面のト
ナー汚染発生し易く、感光体の感光層が絶縁破壊されて
ピンホールが発生し易いという欠点がある。また、帯電
ローラ跡（可塑剤）や、ローラの永久変形等が生じ易い
という欠点もある。Further, the roller charging device has been disclosed in
This is a charging device of a charging system proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-91253 and has been actively studied in recent years. This roller charging device has an advantage that generation of ozone can be extremely reduced, and is considered promising. However, since this roller charging device is of a contact charging type, there is a disadvantage that toner contamination on the roller surface is liable to occur, and the photosensitive layer of the photoreceptor is apt to be broken down to generate pinholes. There is also a drawback that the charging roller trace (plasticizer) and the permanent deformation of the roller easily occur.

【０００８】また、ブラシ帯電装置は、特公昭５５−２
９８３７号公報などに提案がある。しかし、このブラシ
帯電装置は、筋状帯電むらの発生や、環境変動に伴う低
温ストリーマ放電や白斑点の発生や、感光体の磨耗や、
磨耗感光体の蓄積や、ブラシの抜けの発生や、感光体傷
に対する異常放電に起因するブラシの溶融などの多くの
欠点がある。A brush charging device is disclosed in Japanese Patent Publication No.
No. 9837 discloses a proposal. However, this brush charging device generates streaky charging unevenness, generates low-temperature streamer discharge and white spots due to environmental changes, wears the photoconductor,
There are many disadvantages, such as accumulation of worn photoreceptors, occurrence of brush detachment, and melting of brushes due to abnormal discharge to photoreceptor scratches.

【０００９】最後に紹介する固体帯電装置は、古くは特
開昭５４−５３５３７号公報に提案があり、また、特開
平５−９４０７７号公報、特開平６−７５４５７号公
報、特開平９−２４４３５０号公報、特開平９−１１５
６４６号公報、特開平８−２０３４１８号公報などにお
いても提案されている。例えば特開平５−９４０７７号
公報には、絶縁部材上に放電電極を微小間隔を介して多
数併設する装置が提案されている。また、特開平６−７
５４５７号公報には、帯電装置と被記録体との間隔を５
００〜３０００μｍに設定することにより、イオンの飛
距離を短くしてオゾンの拡散を抑制すると共に、トナー
などの付着を防止することが提案されている。また、特
開平９−２４４３５０号公報には、板状基板上の放電電
極とその外周に配設する延面グロー放電手段と帯電装置
全体を覆うカバーを備えた放電装置が提案されている。
また、特開平９−１１５６４６号公報には、平面型固体
放電装置の電極材料に特定の仕事関数の材料を用いるこ
とにより、ＮＯｘを低減することが提案されている。し
かし、上記の提案に係る固体帯電装置は、装置を小型化
できるなどの利点はあるものの、放電面積が広く、期待
するほどオゾンやＮＯｘなどの有害物質の低減を実現す
るには至っていないのが現実である。A solid-state charging device to be introduced last has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-53537, and Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-94077, 6-75457 and 9-244350. No., JP-A-9-115
No. 646, Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-203418 and the like have been proposed. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 5-94077 proposes a device in which a large number of discharge electrodes are provided on an insulating member at a small interval. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 6-7
No. 5457 discloses that the distance between the charging device and the recording medium is 5
It has been proposed that by setting the thickness to 00 to 3000 μm, the flight distance of ions is shortened to suppress the diffusion of ozone and to prevent adhesion of toner and the like. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-244350 proposes a discharge device provided with a discharge electrode on a plate-like substrate, an extended surface glow discharge means provided on the outer periphery thereof, and a cover for covering the entire charging device.
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-115646 proposes to reduce NOx by using a material having a specific work function as an electrode material of a flat-type solid discharge device. However, although the solid-state charging device according to the above proposal has advantages such as downsizing of the device, it has a large discharge area and has not yet been able to reduce harmful substances such as ozone and NOx as expected. Reality.

【００１０】また、特開平８−２０３４１８号公報に
は、ライン電極表面にＰ−Ｎ接合を有する半導体層又は
エレクトロルミネッセンス材料よりなる電子放出素子層
を設けた電荷発生器、及びこの電荷発生器を一画素単位
で独立に駆動させて誘電体上に潜像を形成する静電潜像
形成装置が提案されている。しかし、一画素単位で駆動
させるために電荷発生素子の作製が困難であることや、
駆動回路が必要になるなど装置の構成全体が煩雑になる
という欠点を有している。また、光導電性を有する被帯
電体全体に帯電させた後、光書き込みで静電潜像を形成
する電子写真装置の場合、電荷発生器から被帯電体の感
度領域の光が発光されることを規制しなければ、仮に優
れた帯電能を有した帯電装置であったとしても、電荷発
生器からの発光によって被帯電体の電位が減衰してしま
い、帯電装置としては使用不可能になるという欠点も有
している。Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-203418 discloses a charge generator in which a semiconductor layer having a PN junction or an electron-emitting element layer made of an electroluminescent material is provided on the surface of a line electrode. 2. Description of the Related Art An electrostatic latent image forming apparatus that forms a latent image on a dielectric by independently driving each pixel has been proposed. However, it is difficult to manufacture the charge generating element because it is driven in units of one pixel,
There is a disadvantage that the entire configuration of the device becomes complicated, such as the necessity of a drive circuit. In addition, in the case of an electrophotographic apparatus in which an electrostatic latent image is formed by optical writing after charging the entire charged body having photoconductivity, light in a sensitive region of the charged body is emitted from the charge generator. If the charging device is not regulated, even if it is a charging device having excellent charging ability, the light emission from the charge generator will attenuate the potential of the member to be charged, making it unusable as a charging device. It also has disadvantages.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の帯
電装置及びそれを用いた電子写真装置においては、ＮＯ
ｘの低減に関して決定的な方策が見出されていないた
め、このＮＯｘを低減し、良好な画像品質を安定して得
ることが課題となっている。As described above, in the conventional charging device and the electrophotographic device using the same, NO
Since no definitive measures have been found for reducing x, it has been a challenge to reduce this NOx and stably obtain good image quality.

【００１２】そこで本発明は、上記の課題を解決するた
めになされたものであり、光導電性を有する被帯電体に
対して、良好な帯電能と共にＮＯｘ等の放電生成物の低
減を実現することが可能な帯電装置及びそれを用いた電
子写真装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and realizes a good charging ability and a reduction in discharge products such as NOx for a photoconductive member to be charged. It is an object of the present invention to provide a charging device capable of performing the charging and an electrophotographic device using the same.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る帯電装置及びそれを用いた電子写真装置により
達成される。即ち、請求項１に係る帯電装置は、電子放
出素子から放出される電子によって光導電性を有してい
る被帯電体を帯電させる帯電装置であって、被帯電体の
光感度領域の光が電子放出素子から発光されて被帯電体
を照射することが規制されていることを特徴とする。The above object is achieved by the following charging device according to the present invention and an electrophotographic apparatus using the same. That is, the charging device according to claim 1 is a charging device that charges a photoconductive body having photoconductivity by electrons emitted from the electron-emitting device, and the light in the photosensitivity region of the charged body is not charged. It is characterized in that it is regulated that light is emitted from the electron-emitting device to irradiate the charged object.

【００１４】なおここで、「被帯電体の光感度領域の光
が電子放出素子から発光されて被帯電体を照射すること
が規制されている」とは、以下のように定義される。即
ち、図１７（ａ）に示されるように、被帯電体６０の回
転方向に沿って表面電位計Ａを設置し、更にその下流側
に表面電位計Ｂを設置する。そして、例えばコロナワイ
ヤ帯電装置６２によって帯電された被帯電体６０の表面
電位を表面電位計Ａと表面電位計Ｂを用いて測定した場
合、暗減衰率αは、次の（１）式で表される。Here, the expression "the light in the photosensitivity region of the member to be charged is emitted from the electron-emitting device to irradiate the member to be charged" is defined as follows. That is, as shown in FIG. 17A, the surface voltmeter A is installed along the rotation direction of the charged body 60, and the surface voltmeter B is further installed downstream thereof. For example, when the surface potential of the charged body 60 charged by the corona wire charging device 62 is measured using the surface voltmeter A and the surface voltmeter B, the dark decay rate α is expressed by the following equation (1). Is done.

【００１５】 α＝ＶＢ ／ＶＡ （１） 但し、ＶＡ ：表面電位計Ａにより測定した被帯電体の
表面電位 ＶＢ ：表面電位計Ｂにより測定した被帯電体の表面電
位Α = VB / VA (1) Where, VA: Surface potential of the charged body measured by the surface voltmeter A VB: Surface potential of the charged body measured by the surface voltmeter B

【００１６】また、図１７（ｂ）に示されるように、請
求項１に係る帯電装置６４を設置して、この帯電装置６
４と被帯電体６０との間に、帯電装置６４の電子放出素
子から放出される電子又は荷電粒子を完全に遮断する一
方、帯電装置６４の電子放出素子から発光される被帯電
体６０の光感度領域の波長光の通過は妨げないという性
質を有している遮蔽板６６を配置する。Further, as shown in FIG. 17B, a charging device 64 according to claim 1 is installed, and
Between the device 4 and the charged object 60, electrons or charged particles emitted from the electron-emitting device of the charging device 64 are completely blocked, while the light of the charged object 60 emitted from the electron-emitting device of the charging device 64 is emitted. A shielding plate 66 having a property of not blocking passage of light having a wavelength in the sensitivity region is provided.

【００１７】こうして、コロナワイヤ帯電装置６２によ
って帯電された被帯電体６０の電位を表面電位計Ａを用
いて測定し、更に帯電装置６４の電子放出素子から発光
される被帯電体６０の光感度領域の波長光が被帯電体６
０を照射した後の被帯電体６０の電位を表面電位計Ｂを
用いて測定した場合、光減衰率βは、次の（２）式で表
される。The potential of the charged body 60 charged by the corona wire charging device 62 is measured using the surface voltmeter A, and the light sensitivity of the charged body 60 emitted from the electron-emitting device of the charging device 64 is measured. The wavelength light of the region is charged
When the potential of the charged body 60 after the irradiation of 0 is measured using the surface potentiometer B, the light attenuation rate β is expressed by the following equation (2).

【００１８】 β＝（α・ＶＡ ）／ＶＢ （２） 但し、α ：暗減衰率 ＶＡ ：表面電位計Ａにより測定した被帯電体の電位 ＶＢ ：表面電位計Ｂにより測定した被帯電体の電位Β = (α · VA) / VB (2) where α: dark decay rate VA: potential of the charged body measured by surface voltmeter A VB: potential of the charged body measured by surface voltmeter B

【００１９】そして、このようにして求めた光減衰率β
が１．１以下の場合を、被帯電体の光感度領域の光が帯
電装置の電子放出素子から発光されて被帯電体を照射す
ることが規制されていると定義する。The light decay rate β thus obtained is
Is 1.1 or less, it is defined that light in the photosensitivity region of the charged body is restricted from being emitted from the electron-emitting device of the charging device and irradiating the charged body.

【００２０】このため、ここには、帯電装置の電子放出
素子が被帯電体の光感度領域の光を発光しない場合の他
に、帯電装置の電子放出素子が被帯電体の光感度領域の
光を発光しても、その光強度が被帯電体の帯電を妨げな
い程度の弱い強度である場合や、帯電装置の電子放出素
子からの発光方向が被帯電体から逸れて、被帯電体を照
射しない場合なども含まれるものとする。Therefore, in addition to the case where the electron-emitting device of the charging device does not emit light in the light-sensitive region of the member to be charged, the electron-emitting device of the charging device does not emit light in the region of light of the member to be charged. Irradiates the charged object when the light intensity is weak enough not to hinder the charging of the charged object, or when the light emission direction from the electron-emitting device of the charging device deviates from the charged object. This shall include cases in which they are not performed.

【００２１】このように請求項１に係る帯電装置におい
ては、被帯電体の光感度領域の光が電子放出素子から発
光されて被帯電体を照射することが規制されていること
により、光導電性を有する被帯電体に対して、この被帯
電体の帯電した表面電位が電子放出素子からの発光によ
って減衰することが防止されるため、所望の帯電電位が
得られ、良好な帯電能が実現される。As described above, in the charging device according to the first aspect of the present invention, since the light in the photosensitivity region of the object to be charged is emitted from the electron-emitting device to irradiate the object to be charged, The charged surface potential of the charged object is prevented from being attenuated by light emission from the electron-emitting device, so that a desired charged potential is obtained, and good charging performance is realized. Is done.

【００２２】また、請求項２に係る帯電装置は、電子放
出素子から放出される電子によって被帯電体を帯電させ
る帯電装置であって、電子放出素子から被帯電体に向か
って放出される電子の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未
満であることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a charging device for charging an object to be charged by electrons emitted from the electron-emitting device. The kinetic energy is less than 24.3 eV.

【００２３】このように請求項２に係る帯電装置におい
ては、電子放出素子から被帯電体に向かって放出される
電子の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満であることに
より、基底状態の窒素分子を電子衝突によって解離させ
るエネルギーよりも小さいことから、ＮＯｘを初め様々
な放電生成物の発生が抑制される。なお、この電子放出
素子から被帯電体に向かって放出される電子の運動エネ
ルギーは、基底状態の酸素分子を電子衝突によって解離
させるエネルギーである８ｅＶ程度又はそれ以下である
ことが更に望ましい。As described above, in the charging device according to the second aspect, since the kinetic energy of the electrons emitted from the electron-emitting device toward the member to be charged is less than 24.3 eV, the nitrogen molecules in the ground state can be converted into electrons. Since the energy is smaller than the energy dissociated by the collision, generation of various discharge products including NOx is suppressed. It is more desirable that the kinetic energy of the electrons emitted from the electron-emitting device toward the member to be charged is about 8 eV or less, which is the energy for dissociating ground-state oxygen molecules by electron collision.

【００２４】また、請求項３に係る帯電装置は、電子放
出素子から放出される電子によって被帯電体を帯電させ
る帯電装置であって、電子放出素子の電子放出側に３次
元的な微細加工が施されていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a charging device for charging an object to be charged by electrons emitted from the electron-emitting device, wherein three-dimensional fine processing is performed on the electron-emitting side of the electron-emitting device. It is characterized by having been given.

【００２５】なおここで、「電子放出素子の電子放出側
に３次元的な微細加工が施されている」とは、以下のよ
うに定義される。即ち、図１８に示されるように、電子
放出素子は、例えば半導体を用いる場合には、半導体材
料層１６、薄膜絶縁体層１８、及び薄膜電極２０が順に
積層された所謂ＭＩＳ（Metal Insulator Semiconducto
r ）ダイオード構造をなしており、その半導体材料層１
６と薄膜電極２０との間には、駆動用の直流駆動電源２
６が設けられている。Here, "three-dimensional fine processing is performed on the electron emission side of the electron emission element" is defined as follows. That is, as shown in FIG. 18, when a semiconductor is used, for example, in the case of using a semiconductor, a so-called MIS (Metal Insulator Semiconductor) in which a semiconductor material layer 16, a thin film insulator layer 18, and a thin film electrode 20 are sequentially stacked.
r) Diode structure, and its semiconductor material layer 1
6 and a thin film electrode 20, a DC drive power source 2 for driving is provided.
6 are provided.

【００２６】そして、この直流駆動電源２６によって半
導体材料層１６と薄膜電極２０との間に所定の直流電圧
が印加されると、半導体材料層１６中のフェルミ準位近
傍の電子がトンネル現象によりポテンシャル障壁を透過
して薄膜絶縁体層１８の伝導帯に注入される。この薄膜
絶縁体層１８は高抵抗であり、大きな電位勾配が生じる
ため、ここで加速されて薄膜電極２０の伝導帯に注入さ
れた電子はホットエレクトロンとなる。こうして生成し
たホットエレクトロンのうち、薄膜電極２０の仕事関数
φを超えるエネルギーを有するものは、この薄膜電極２
０をトンネルし、所定の運動エネルギーを有する電子ｅ
− として、電子放出素子の外部に放出される。When a predetermined DC voltage is applied between the semiconductor material layer 16 and the thin film electrode 20 by the DC drive power source 26, electrons in the vicinity of the Fermi level in the semiconductor material layer 16 have a potential due to a tunnel phenomenon. It is injected into the conduction band of the thin film insulator layer 18 through the barrier. Since the thin-film insulator layer 18 has a high resistance and generates a large potential gradient, the electrons accelerated here and injected into the conduction band of the thin-film electrode 20 become hot electrons. Among the hot electrons generated in this manner, those having an energy exceeding the work function φ of the thin-film electrode
Electron e having a predetermined kinetic energy
- As, is released to the outside of the electron-emitting device.

【００２７】このように薄膜絶縁体層１８における電位
勾配が電子放出のエネルギーに寄与するため、薄膜絶縁
体層１８の厚さは所定値以下、直流駆動電源２６による
印加電圧は所定値以上とすることが必要である。また、
薄膜電極２０は電子がトンネルすることを妨げない範囲
の厚さにすることが必要である。通常、薄膜絶縁体層１
８の厚さは数μｍ程度からそれ以下であり、直流駆動電
源２６による印加電圧は１０Ｖ程度からそれ以上である
ことが必要であり、また薄膜電極２０の厚さは数十ｎｍ
程度からそれ以下であることが必要である。As described above, since the potential gradient in the thin film insulator layer 18 contributes to the energy of electron emission, the thickness of the thin film insulator layer 18 is set to a predetermined value or less, and the voltage applied by the DC drive power supply 26 is set to a predetermined value or more. It is necessary. Also,
The thin-film electrode 20 needs to have a thickness that does not prevent electrons from tunneling. Usually, the thin film insulator layer 1
8 is about several μm or less, the applied voltage by the DC drive power supply 26 needs to be about 10 V or more, and the thickness of the thin film electrode 20 is several tens nm.
It is necessary to be less than degree.

【００２８】ところで、図１９に示されるように、半導
体材料層１６の電子放出側表面に３次元的な微細加工を
施して、微細な孔２４を形成すると共に、この微細な孔
２４から電子放出側表面に略平行に延びる複数の枝２５
を形成する。即ち、半導体材料層１６の電子放出側表面
を多孔質化する（以下、この電子放出側表面を多孔質化
した半導体材料層１６を「多孔質性の半導体材料層１
７」という）。なお、このような半導体材料層表面の多
孔質化は、フッ酸中における陽極化成処理によって容易
に実現される。As shown in FIG. 19, the surface of the semiconductor material layer 16 on the electron emission side is subjected to three-dimensional microfabrication to form fine holes 24 and to emit electrons from the fine holes 24. A plurality of branches 25 extending substantially parallel to the side surface
To form That is, the electron emission side surface of the semiconductor material layer 16 is made porous (hereinafter, the semiconductor material layer 16 having the electron emission side surface made porous is referred to as “porous semiconductor material layer 1”).
7 "). Note that such a porous surface of the semiconductor material layer can be easily realized by anodizing treatment in hydrofluoric acid.

【００２９】また、この多孔質性の半導体材料層１７の
電子放出側表面を酸化処理して、その表面及び微細な孔
２４内壁を被覆すると共に、微細な孔２４から表面に略
平行に延びる複数の枝２５内を充填する酸化物からなる
薄膜絶縁体層１９を形成する。更に、この多孔質性の半
導体材料層１７の電子放出側表面上に、薄膜絶縁体層１
９を介して薄膜電極２１を形成する。こうして多孔質性
の半導体材料層１７、その微細な孔２４から表面に略平
行に延びる複数の枝２５内を充填する薄膜絶縁体層１
９、及び薄膜電極２１からなるＭＩＳダイオード構造を
形成する。The surface of the porous semiconductor material layer 17 on the electron emission side is oxidized to cover the surface and the inner wall of the fine holes 24 and extend from the fine holes 24 substantially parallel to the surface. A thin film insulator layer 19 made of an oxide filling the inside of the branch 25 is formed. Further, on the electron emission side surface of the porous semiconductor material layer 17, a thin-film insulator layer 1 is formed.
9, a thin film electrode 21 is formed. In this manner, the porous semiconductor material layer 17 and the thin-film insulator layer 1 filling the inside of the plurality of branches 25 extending substantially parallel to the surface from the fine holes 24.
9 and a thin film electrode 21 to form an MIS diode structure.

【００３０】そして、図１８に示される場合と同様にし
て、このＭＩＳダイオード構造の多孔質性の半導体材料
層１７と薄膜電極１９との間に直流駆動電源２６によっ
て所定の直流電圧が印加されると、多孔質性の半導体材
料層１７中のフェルミ準位近傍の電子ｅ− が、複数の
枝２５内を充填する薄膜絶縁体層１９をトンネルして薄
膜電極２１の伝導帯に注入される。A predetermined DC voltage is applied between the porous semiconductor material layer 17 having the MIS diode structure and the thin film electrode 19 by the DC drive power supply 26 in the same manner as shown in FIG. Then, electrons e − near the Fermi level in the porous semiconductor material layer 17 are injected into the conduction band of the thin film electrode 21 through the thin film insulator layer 19 filling the plurality of branches 25.

【００３１】即ち、このときの電子ｅ− は、大きな電
位勾配が生じている薄膜絶縁体層１９を複数回トンネル
することから、複数回に渡って加速され、そのドリフト
長が伸びて、薄膜電極２１の伝導帯に注入された電子は
容易にホットエレクトロン化される。このため、このホ
ットエレクトロンが薄膜電極２１から電子放出素子の外
部に所定の運動エネルギーを有する電子ｅ− として放
出される際に、良好な電子放出特性が得られ、良好な帯
電能に寄与すると考えられる。That is, since the electrons e − at this time tunnel through the thin-film insulator layer 19 where a large potential gradient is generated a plurality of times, the electrons e − are accelerated a plurality of times, and the drift length of the electrons e − increases, and the thin-film electrode Electrons injected into the conduction band 21 are easily turned into hot electrons. For this reason, when the hot electrons are emitted from the thin-film electrode 21 as electrons e − having a predetermined kinetic energy to the outside of the electron-emitting device, good electron emission characteristics are obtained, which is considered to contribute to good charging ability. Can be

【００３２】以上のことから、半導体材料層、薄膜絶縁
体層、及び薄膜電極からなるＭＩＳダイオード構造にお
いて、半導体材料層の電子放出側表面層に薄膜絶縁体層
が複数段に渡って埋め込まれ、このＭＩＳダイオード構
造に所定の直流電圧を印加する際に、半導体材料層中の
フェルミ準位近傍の電子が複数段の薄膜絶縁体層をトン
ネルして薄膜電極の伝導帯に注入されるような構造が形
成されていることを、電子放出素子の電子放出側に３次
元的な微細加工が施されていると定義する。As described above, in the MIS diode structure including the semiconductor material layer, the thin film insulator layer, and the thin film electrode, the thin film insulator layer is embedded in the electron emission side surface layer of the semiconductor material layer in a plurality of stages, When a predetermined DC voltage is applied to the MIS diode structure, electrons near the Fermi level in the semiconductor material layer are injected into the conduction band of the thin-film electrode through tunnels through a plurality of thin-film insulator layers. Is defined as three-dimensional fine processing being performed on the electron emission side of the electron emission element.

【００３３】このように請求項３に係る帯電装置におい
ては、電子放出素子の電子放出側に３次元的な微細加工
が施されていることにより、即ち半導体材料層中の電子
が複数段の薄膜絶縁体層をトンネルして薄膜電極に注入
されるような構造が形成されていることにより、このよ
うな３次元的な微細加工が何ら施されていない場合と比
較すると、半導体材料層中の電子が複数段の薄膜絶縁体
層をトンネルする際に複数回に渡って加速されることか
ら、良好な電子放出特性が得られるため、良好な帯電能
の実現に寄与する。なお、このような３次元的な微細加
工は、例えばフッ酸中における陽極化成処理によって容
易に行うことが可能である。As described above, in the charging device according to the third aspect, the three-dimensional fine processing is performed on the electron emission side of the electron emission element, that is, the electrons in the semiconductor material layer are thinned in a plurality of stages. The structure in which the insulator layer is tunneled and injected into the thin film electrode is formed, so that the electron in the semiconductor material layer is compared with a case where such three-dimensional fine processing is not performed at all. Is accelerated a plurality of times when tunneling through a plurality of stages of thin film insulator layers, so that good electron emission characteristics can be obtained, which contributes to realization of good chargeability. Note that such three-dimensional fine processing can be easily performed by, for example, anodizing treatment in hydrofluoric acid.

【００３４】また、請求項４に係る帯電装置は、上記の
請求項３に係る帯電装置において、電子放出素子の電子
放出側に施されている３次元的な微細加工部が、電子放
出面に規則的に配置されていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the charging device according to the third aspect, the three-dimensional microfabricated portion provided on the electron emission side of the electron emission element is provided on the electron emission surface. It is characterized by being arranged regularly.

【００３５】このように請求項４に係る帯電装置におい
ては、電子放出素子の電子放出側に施されている３次元
的な微細加工部が電子放出面に規則的に配置されている
ことにより、安定した電子放出特性が得られるため、被
帯電体を帯電する際に、帯電ムラのない均一な表面電位
が実現される。As described above, in the charging device according to the fourth aspect, the three-dimensional micro-machined portion provided on the electron emission side of the electron emission element is regularly arranged on the electron emission surface. Since stable electron emission characteristics can be obtained, a uniform surface potential without charging unevenness can be realized when charging an object to be charged.

【００３６】また、請求項５に係る帯電装置は、電子放
出素子から放出される電子によって光導電性を有してい
る被帯電体を帯電させる帯電装置であって、被帯電体の
光感度領域の光が電子放出素子から発光されて被帯電体
を照射することが規制されており、電子放出素子から被
帯電体に向かって放出される電子の運動エネルギーが２
４．３ｅＶ未満であることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a charging device for charging an object having photoconductivity by electrons emitted from the electron-emitting device, wherein the photosensitive member has a photosensitivity region. Is regulated from being emitted from the electron-emitting device to irradiate the member to be charged, and the kinetic energy of electrons emitted from the electron-emitting device toward the member to be charged is 2
It is characterized by being less than 4.3 eV.

【００３７】このように請求項５に係る帯電装置におい
ては、上記の請求項１及び請求項２に係る帯電装置の構
成用件を共に有していることにより、上記の請求項１及
び請求項２による作用が同時に発揮され、光導電性を有
している被帯電体の帯電した表面電位が電子放出素子か
らの発光によって減衰することが防止されると共に、オ
ゾンの発生も抑制されるため、所望の帯電電位が得られ
て良好な帯電能が実現されると共に、オゾン等の放電生
成物の発生が低減される。As described above, the charging device according to the fifth aspect has both the configuration requirements of the charging device according to the first and second aspects. 2 are simultaneously exerted to prevent the charged surface potential of the photoconductive body from being attenuated by light emission from the electron-emitting device, and also suppress the generation of ozone. A desired charging potential is obtained to achieve good charging performance, and the generation of discharge products such as ozone is reduced.

【００３８】また、請求項６に係る帯電装置は、上記の
請求項１〜５に係る帯電装置において、電子放出素子に
３．６０ｅＶ以上又は１．３０ｅＶ以下のエネルギーバ
ンドギャップを有する半導体が用いられていることを特
徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the charging device according to the first to fifth aspects, a semiconductor having an energy band gap of 3.60 eV or more or 1.30 eV or less is used for the electron-emitting device. It is characterized by having.

【００３９】このように請求項６に係る帯電装置におい
ては、電子放出素子に３．６０ｅＶ以上又は１．３０ｅ
Ｖ以下のエネルギーバンドギャップを有する半導体が用
いられていることにより、被帯電体として一般的な電子
写真用感光体を用いる場合、その感度領域である４００
ｎｍから９００ｎｍ前後までの波長の光が電子放出素子
から発光されて電子写真用感光体を照射することが規制
される。Thus, in the charging device according to the sixth aspect, the electron-emitting device has a voltage of 3.60 eV or more or 1.30 eV.
Since a semiconductor having an energy band gap of V or less is used, when a general electrophotographic photosensitive member is used as a member to be charged, the sensitivity range of the photosensitive member is 400.
It is regulated that light having a wavelength of from about nm to about 900 nm is emitted from the electron-emitting device to irradiate the electrophotographic photosensitive member.

【００４０】なお、ここで、電子放出素子に用いられて
いる半導体のエネルギーバンドギャップＥｇ（ｅＶ）と
その半導体から発光される光の波長λとの関係は、光速
をｃとし、プランク定数をｈとすると、次の（３）式に
示されるようになる。Here, the relationship between the energy band gap Eg (eV) of the semiconductor used in the electron-emitting device and the wavelength λ of light emitted from the semiconductor is as follows: the speed of light is c, and the Planck constant is h. Then, the following equation (3) is obtained.

【００４１】 ｈ・ｃ／λ＝１．６０２×１０−１９ Ｅｇ （３ ） 但し、ｈ＝６．６２６×１０−３４ （Ｊ・ｓｅｃ） ｃ＝２．９９８×１０８ （ｍ／ｓｅｃ）H · c / λ = 1.602 × 10 −19 Eg (3) where h = 6.626 × 10 −34 (J · sec) c = 2.998 × 10 8 (m / sec)

【００４２】そして、エネルギーバンドギャップＥｇが
３．６０ｅＶ以上又は１．３０ｅＶ以下という条件を満
足する半導体としては、例えばＳｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａ
ｌ、Ａｓ、Ｐ、Ｓｂ等のIII Ｂ〜ＶI Ｂ族元素の単体、
又は２元若しくは３元以上の化合物のうち、所定のエネ
ルギーバンドギャップＥｇを有するものが挙げられる。As a semiconductor satisfying the condition that the energy band gap Eg is 3.60 eV or more or 1.30 eV or less, for example, Si, Ga, In, A
a simple substance of a group IIIB to VIB element such as l, As, P, Sb,
Alternatively, a compound having a predetermined energy band gap Eg among binary or ternary or more compounds may be used.

【００４３】また、例えばダイヤモンドのエネルギーバ
ンドギャップＥｇは一般に５ｅＶ以上であり、その末端
を水素置換したものは負の電子親和力（ＮＥＡ）を示す
ことから、電子放出素子として注目を浴びている。ま
た、一般に電子写真装置用の帯電装置は大気中で用いる
ため材料の化学的安定性が求められることからも、ダイ
ヤモンドは好適な材料といえる。更にいえば、一般にダ
イヤモンド薄膜は微小領域ではダイヤモンドライクな部
位とグラファイトライクな部位を有しており、上記の通
り化学的安定性も必要であることを考慮すると、ダイヤ
モンドライクな部位が主たる構成材料となっており、こ
れが均一に形成されている薄膜が好適である。Also, for example, the energy band gap Eg of diamond is generally 5 eV or more, and a hydrogen-substituted terminal thereof has a negative electron affinity (NEA), and thus has attracted attention as an electron-emitting device. In addition, since a charging device for an electrophotographic device is generally used in the air and requires chemical stability of the material, diamond can be said to be a suitable material. Furthermore, in general, a diamond thin film has a diamond-like part and a graphite-like part in a minute area, and considering the need for chemical stability as described above, the diamond-like part is mainly used as a constituent material. It is preferable to use a thin film in which this is uniformly formed.

【００４４】また、請求項７に係る帯電装置は、上記の
請求項１〜６に係る帯電装置において、電子放出素子か
ら電子を放出するために電子放出素子に印加される電圧
が交流電圧又はパルス電圧であることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the charging device according to the first to sixth aspects, the voltage applied to the electron-emitting device for emitting electrons from the electron-emitting device is an AC voltage or a pulse. It is a voltage.

【００４５】このように請求項７に係る帯電装置におい
ては、電子放出素子に印加される電圧が交流電圧又はパ
ルス電圧であることにより、直流電圧を印加する場合と
異なり、電子放出素子から放出する電子の１個当たりの
運動エネルギーと電子総放出数とをそれぞれ独立に制御
することが可能になるため、放電生成物の低減と良好な
帯電能とが両立される。As described above, in the charging device according to claim 7, since the voltage applied to the electron-emitting device is an AC voltage or a pulse voltage, unlike the case where a DC voltage is applied, the electron-emitting device emits light. Since the kinetic energy per electron and the total number of emitted electrons can be controlled independently of each other, both reduction of discharge products and good chargeability can be achieved.

【００４６】また、請求項８に係る帯電装置は、上記の
請求項１〜７に係る帯電装置において、電子放出素子と
被帯電体との間にグリッドが設けられていることを特徴
とする。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the charging device according to the first to seventh aspects, wherein a grid is provided between the electron-emitting device and the member to be charged.

【００４７】このように請求項８に係る帯電装置におい
ては、電子放出素子と被帯電体との間にグリッドが設け
られていることにより、グリッドに印加する電圧値を制
御して、電子放出素子から放出する電子の１個当たりの
運動エネルギーをその電子総放出数とは独立に制御する
ことが可能になるため、放電生成物の低減と良好な帯電
能とが両立される。なおここで、グリッドとしては、一
般のスコロトロン帯電装置に用いられているようなメッ
シュ電極が好適である。As described above, in the charging device according to the eighth aspect, since the grid is provided between the electron-emitting device and the member to be charged, the voltage value applied to the grid is controlled so that the electron-emitting device can be controlled. It is possible to control the kinetic energy per electron emitted from the semiconductor device independently of the total number of electrons emitted, so that both reduction of discharge products and good charging ability can be achieved. Here, as the grid, a mesh electrode used in a general scorotron charging device is preferable.

【００４８】また、請求項９に係る電子写真装置は、負
帯電用の帯電装置を用いる電子写真プロセスによって被
記録体上に画像形成を電子写真装置であって、帯電装置
として、電子がトンネル可能な薄膜電極、電子放出に寄
与する絶縁体層、及び半導体層の積層構造からなる電子
放出素子を用い、この電子放出素子の帯電時における放
出電子の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満であること
を特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the electrophotographic apparatus, an image is formed on a recording medium by an electrophotographic process using a charging device for negative charging. An electron emission device having a laminated structure of a thin film electrode, an insulator layer contributing to electron emission, and a semiconductor layer, wherein the kinetic energy of emitted electrons during charging of the electron emission device is less than 24.3 eV. And

【００４９】なおここで、「電子写真プロセス」とは、
静電潜像を可視化することによって被記録体上に画像形
成を行うプロセス全般を指すものとし、また被記録体と
しては、セルロースを主成分とするもの、樹脂材料を主
成分とするもの等が挙げられる。また、「電子放出に寄
与する絶縁体層」とは、印加される高い電界強度によっ
て電子を加速し、更には電子を放出する機能を有する薄
膜の絶縁体層を指すものとする。そして、これらのこと
は、下記の請求項１０以降の請求項に係る電子写真装置
においても同様に適用されるものとする。Here, the “electrophotographic process” means
It refers to the entire process of forming an image on a recording medium by visualizing an electrostatic latent image, and examples of the recording medium include those mainly composed of cellulose and those mainly composed of a resin material. No. The term "insulator layer contributing to electron emission" refers to a thin insulator layer having a function of accelerating electrons by applying a high electric field intensity and further emitting electrons. These are also applied to the electrophotographic apparatus according to the tenth and subsequent claims.

【００５０】また、帯電装置の電子放出素子は、大きく
分類すると、ＣＮＴ（Corbon NanoTube）に代表される
ように高アスペクト比形状の材料に対し電圧を印加し、
電界集中により電子を加速し電子放出するものスピント
（spindt）型の電子放出素子の他に、電子がトンネル可
能な薄膜電極（Metal）、絶縁体層（Insulator）、及び
半導体層（Semiconductor）の積層構造からなるＭＩＳ
型の電子放出素子に対し電圧を印加し、薄膜の絶縁体層
にかかる高い電界強度によって電子を加速し電子放出す
るＭＩＳ型の電子放出素子がある。The electron-emitting devices of the charging device can be broadly classified by applying a voltage to a material having a high aspect ratio as represented by CNT (Corbon NanoTube).
A device that accelerates and emits electrons by electric field concentration In addition to a spindt-type electron-emitting device, a stack of a thin-film electrode (Metal), an insulator layer (Insulator), and a semiconductor layer (Semiconductor) through which electrons can tunnel. MIS with structure
2. Description of the Related Art There is a MIS-type electron-emitting device in which a voltage is applied to an electron-emitting device of a type, and electrons are accelerated and emitted by a high electric field applied to a thin insulator layer.

【００５１】そして、この請求項９に係る電子写真装置
においては、このＭＩＳ型の電子放出素子を採用し、電
子がトンネル可能な薄膜電極によってその電子放出最表
面が覆われているため、その特性が電子を放出する空間
の影響を受け難いという特徴を有しており、ＦＥＤ（Fi
eld Emission Display）の分野においては、スピント型
のように高真空を必要としない電子放出素子としのメリ
ットを有している。即ち、帯電装置は一般に大気中で用
いるため、電子放出空間の影響を受け難いＭＩＳ型の電
子放出素子の採用は好適である。In the electrophotographic apparatus according to the ninth aspect, the MIS type electron-emitting device is employed, and since the outermost surface of the electron-emitting device is covered with a thin-film electrode through which electrons can tunnel, the characteristics of the device are improved. Has the characteristic that it is hardly affected by the space that emits electrons.
In the field of eld emission display, there is a merit as an electron-emitting device that does not require a high vacuum unlike the Spindt type. That is, since the charging device is generally used in the atmosphere, it is preferable to use a MIS type electron-emitting device which is hardly affected by the electron emission space.

【００５２】また、この請求項９に係る電子写真装置に
おいては、オゾンやＮＯｘの発生量について大幅な低減
が可能となる。これは以下のことによるものである。先
ず、接触帯電の場合について以下に説明する。ＭＩＳ型
の電子放出素子と被帯電体が接触している場合は、被帯
電体に対して電子が注入されることにより帯電が起こ
り、大気中に電子が放出されないため、大気中の気体分
子の解離反応が生じず、オゾンやＮＯｘの発生がない。In the electrophotographic apparatus according to the ninth aspect, the amount of ozone and NOx generated can be greatly reduced. This is due to the following. First, the case of contact charging will be described below. When the MIS type electron-emitting device is in contact with the member to be charged, electrons are injected into the member to be charged, charging occurs, and electrons are not released into the atmosphere. No dissociation reaction occurs, and no ozone or NOx is generated.

【００５３】次いで、非接触帯電の場合について以下に
説明する。一般に、電子放出素子から発生する電子のエ
ネルギーは数ｅＶ程度であり、電子放出素子から放出さ
れた電子は気体分子の解離を起こさない。この請求項９
に係る電子写真装置においては、この電子放出素子から
放出された電子が気体分子、例えば酸素、二酸化炭素、
又はこれらに水が付着した分子に付着して負イオンを生
成し、この負イオンによって被帯電体が帯電する。ここ
で、電子衝突による窒素分子の解離エネルギーは２４．
３ｅＶであり、放出電子のエネルギーがこれ未満である
ため、ＮＯｘの発生は全くない。Next, the case of non-contact charging will be described below. Generally, the energy of electrons generated from an electron-emitting device is about several eV, and the electrons emitted from the electron-emitting device do not cause dissociation of gas molecules. Claim 9
In the electrophotographic apparatus according to the present invention, the electrons emitted from the electron-emitting device are gas molecules, for example, oxygen, carbon dioxide,
Alternatively, negative ions are generated by adhering to water-adhered molecules, and the negatively charged objects are charged. Here, the dissociation energy of nitrogen molecules due to electron collision is 24.
Since it is 3 eV and the energy of the emitted electrons is less than this, no NOx is generated.

【００５４】またオゾンに関しても、電子衝突による酸
素分子の解離エネルギーは８ｅＶであるが、仮にこれ以
上のエネルギー、例えば９ｅＶのエネルギーで電子が酸
素に衝突したとしても、解離した酸素分子が全てオゾン
になるわけではなく、所定の確率で様々な形態の分子が
生成するため、オゾンの発生は無視できるレベルであ
る。従って、電子放出素子からの放出電子のエネルギー
は望ましくは８ｅＶ未満である。なお、ここでのＭＩＳ
型の電子放出素子において、絶縁体層と半導体層との積
層構造は複数回繰り返してもよい。また、薄膜電極層、
絶縁体層、及び半導体層は必ずしも平滑である必然性は
なく、凹凸を有していてもよい。Also, regarding ozone, the dissociation energy of oxygen molecules due to electron collision is 8 eV. Even if electrons collide with oxygen at an energy higher than this, for example, 9 eV, all dissociated oxygen molecules are converted into ozone. Rather, the generation of ozone is negligible because various forms of molecules are generated with a predetermined probability. Therefore, the energy of the electrons emitted from the electron-emitting device is desirably less than 8 eV. The MIS here
In the electron-emitting device of the type, the laminated structure of the insulator layer and the semiconductor layer may be repeated plural times. Also, a thin film electrode layer,
The insulator layer and the semiconductor layer do not necessarily have to be smooth, and may have irregularities.

【００５５】このように請求項９に係る電子写真装置に
おいては、ＭＩＳ型の電子放出素子を用い、このＭＩＳ
型の電子放出素子の帯電時における放出電子の運動エネ
ルギーが２４．３ｅＶ未満であることにより、高圧電源
を必要とせず、またこうした帯電装置によって良好な帯
電能が実現され、オゾンやＮＯｘの放電生成物の発生が
皆無になることから、良好な画像が得られ、放電生成物
の少ない電子写真装置が実現される。As described above, in the electrophotographic apparatus according to the ninth aspect, the MIS type electron-emitting device is used.
Since the kinetic energy of the emitted electrons during charging of the electron-emitting device of the type is less than 24.3 eV, a high-voltage power supply is not required, and good charging performance is realized by such a charging device, and the discharge generation of ozone and NOx is realized. Since no matter is generated, a good image is obtained, and an electrophotographic apparatus with less discharge products is realized.

【００５６】また、請求項１０に係る電子写真装置は、
負帯電用の帯電装置を用いる電子写真プロセスによって
被記録体上に画像形成を電子写真装置であって、帯電装
置として、電子がトンネル可能な薄膜電極、電子放出に
寄与する絶縁体層、及び電極の積層構造からなる電子放
出素子を用い、この電子放出素子の帯電時における放出
電子の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満であることを
特徴とする。Further, the electrophotographic apparatus according to claim 10 is:
An electrophotographic apparatus for forming an image on a recording medium by an electrophotographic process using a charging device for negative charging, wherein the charging device includes a thin film electrode capable of tunneling electrons, an insulator layer contributing to electron emission, and an electrode. Wherein the kinetic energy of emitted electrons during charging of the electron-emitting device is less than 24.3 eV.

【００５７】なお、帯電装置の電子放出素子は、大きく
分類して、ＣＮＴに代表されるように高アスペクト比形
状の材料に対し電圧を印加し、電界集中により電子を加
速し電子放出するものスピント型の電子放出素子の他
に、電子がトンネル可能な薄膜電極（Metal）、絶縁体
層（Insulator）、及び電極（Metal）の積層構造からな
るＭＩＭ型の電子放出素子に対し電圧を印加し、薄膜の
絶縁体層にかかる高い電界強度によって電子を加速し電
子放出するＭＩＭ型の電子放出素子がある。The electron-emitting devices of the charging device are broadly classified into those which apply a voltage to a material having a high aspect ratio shape as represented by CNT and accelerate electrons by concentration of an electric field to emit electrons. In addition to the electron-emitting device of the type, a voltage is applied to a MIM-type electron-emitting device having a laminated structure of a thin film electrode (Metal), an insulator layer (Insulator), and an electrode (Metal) through which electrons can tunnel, There is a MIM type electron-emitting device that accelerates electrons and emits electrons by a high electric field intensity applied to a thin insulator layer.

【００５８】そして、この請求項１０に係る電子写真装
置においては、このＭＩＭ型の電子放出素子を採用し、
電子がトンネル可能な薄膜電極によってその電子放出最
表面が覆われているため、その特性が電子を放出する空
間の影響を受け難いという特徴を有しており、ＦＥＤの
分野においては、スピント型のように高真空を必要とし
ない電子放出素子としのメリットを有している。即ち、
帯電装置は一般に大気中で用いるため、電子放出空間の
影響を受け難いＭＩＭ型の電子放出素子の採用は好適で
ある。In the electrophotographic apparatus according to the tenth aspect, the MIM type electron-emitting device is adopted,
Since the outermost surface of the electron emission is covered by a thin-film electrode capable of tunneling electrons, it has the characteristic that its characteristics are hardly affected by the space for emitting electrons. Thus, there is an advantage that the electron-emitting device does not require a high vacuum. That is,
Since the charging device is generally used in the atmosphere, it is preferable to use an MIM type electron emitting element which is hardly affected by the electron emission space.

【００５９】また、この請求項１０に係る電子写真装置
においては、オゾンやＮＯｘの発生量について大幅な低
減が可能となる。これは以下のことによるものである。
先ず、接触帯電の場合について以下に説明する。ＭＩＭ
型の電子放出素子と被帯電体が接触している場合は、被
帯電体に対して電子が注入されることにより帯電が起こ
り、大気中に電子が放出されないため、大気中の気体分
子の解離反応が生じず、オゾンやＮＯｘの発生がない。In the electrophotographic apparatus according to the tenth aspect, the amount of ozone and NOx generated can be significantly reduced. This is due to the following.
First, the case of contact charging will be described below. MIM
When the electron-emitting device of the type is in contact with the member to be charged, electrons are injected into the member to be charged, charging occurs, and the electrons are not released into the atmosphere. No reaction occurs and no ozone or NOx is generated.

【００６０】次いで、非接触帯電の場合について以下に
説明する。一般に、電子放出素子から発生する電子のエ
ネルギーは数ｅＶ程度であり、電子放出素子から放出さ
れた電子は気体分子の解離を起こさない。この請求項１
０に係る電子写真装置においては、この電子放出素子か
ら放出された電子が気体分子、例えば酸素、二酸化炭
素、又はこれらに水が付着した分子に付着して負イオン
を生成し、この負イオンによって被帯電体が帯電する。
ここで、電子衝突による窒素分子の解離エネルギーは２
４．３ｅＶであり、放出電子のエネルギーがこれ未満で
あるため、ＮＯｘの発生は全くない。Next, the case of non-contact charging will be described below. Generally, the energy of electrons generated from an electron-emitting device is about several eV, and the electrons emitted from the electron-emitting device do not cause dissociation of gas molecules. This claim 1
In the electrophotographic apparatus according to the present invention, the electrons emitted from the electron-emitting device are attached to gas molecules, for example, oxygen, carbon dioxide, or molecules having water attached thereto, to generate negative ions. The member to be charged is charged.
Here, the dissociation energy of nitrogen molecules due to electron collision is 2
Since the energy of the emitted electrons is 4.3 eV and the energy of the emitted electrons is less than this, no NOx is generated.

【００６１】またオゾンに関しても、電子衝突による酸
素分子の解離エネルギーは８ｅＶであるが、仮にこれ以
上のエネルギー、例えば９ｅＶのエネルギーで電子が酸
素に衝突したとしても、解離した酸素分子が全てオゾン
になるわけではなく、所定の確率で様々な形態の分子が
生成するため、オゾンの発生は無視できるレベルであ
る。従って、電子放出素子からの放出電子のエネルギー
は望ましくは８ｅＶ未満である。なお、ここでのＭＩＭ
型の電子放出素子において、絶縁体層と電極との積層構
造は複数回繰り返してもよい。また、薄膜電極層、絶縁
体層、及び電極は必ずしも平滑である必然性はなく、凹
凸を有していてもよい。As for ozone, the dissociation energy of oxygen molecules due to electron collision is 8 eV. Even if electrons collide with oxygen at an energy higher than this, for example, 9 eV, all dissociated oxygen molecules are converted to ozone. Rather, the generation of ozone is negligible because various forms of molecules are generated with a predetermined probability. Therefore, the energy of the electrons emitted from the electron-emitting device is desirably less than 8 eV. The MIM here
In the electron-emitting device of the type, the laminated structure of the insulator layer and the electrode may be repeated plural times. Further, the thin film electrode layer, the insulator layer, and the electrode are not necessarily required to be smooth, and may have irregularities.

【００６２】このように請求項１０に係る電子写真装置
においては、ＭＩＭ型の電子放出素子を用い、このＭＩ
Ｍ型の電子放出素子の帯電時における放出電子の運動エ
ネルギーが２４．３ｅＶ未満であることにより、高圧電
源を必要とせず、またこうした帯電装置によって良好な
帯電能が実現され、オゾンやＮＯｘの放電生成物の発生
が皆無になることから、良好な画像が得られ、放電生成
物の少ない電子写真装置が実現される。As described above, in the electrophotographic apparatus according to the tenth aspect, the MIM type electron-emitting device is used.
Since the kinetic energy of the emitted electrons during charging of the M-type electron-emitting device is less than 24.3 eV, a high-voltage power supply is not required, and good charging performance is realized by such a charging device, and ozone and NOx are discharged. Since no product is generated, a good image is obtained, and an electrophotographic apparatus with less discharge products is realized.

【００６３】また、請求項１１に係る電子写真装置は、
上記請求項９又は１０に係る電子写真装置において、電
子放出素子の電子放出面側に３次元的な微細加工が施さ
れていることを特徴とする。なおここで、「電子放出素
子の電子放出側に３次元的な微細加工が施されている」
ことの定義は、上記請求項３に係る帯電装置において説
明したものと同様であるため、繰返しの説明は省略す
る。Further, the electrophotographic apparatus according to claim 11 is
In the electrophotographic apparatus according to the ninth or tenth aspect, three-dimensional fine processing is performed on the electron emission surface side of the electron emission element. Here, "3D microfabrication is performed on the electron emission side of the electron emission element."
Since the definition of this is the same as that described in the charging device according to claim 3, repeated description is omitted.

【００６４】このように請求項１１に係る電子写真装置
においては、その帯電装置の電子放出素子の電子放出側
に３次元的な微細加工が施されていることにより、この
ような３次元的な微細加工が何ら施されていない場合と
比較すると、電子が複数段の薄膜絶縁体層をトンネルす
る際に複数回に渡って加速されることから、良好な電子
放出特性が得られるため、良好な帯電能の実現に寄与す
る。As described above, in the electrophotographic apparatus according to the eleventh aspect, the three-dimensional fine processing is performed on the electron emission side of the electron emission element of the charging device. Compared to the case where no microfabrication is performed, electrons are accelerated a plurality of times when tunneling through a plurality of stages of thin-film insulator layers, so that good electron emission characteristics are obtained. Contributes to the realization of charging ability.

【００６５】また、請求項１２に係る電子写真装置は、
上記請求項９又は１０に係る電子写真装置において、被
帯電体の光感度領域の光が電子放出素子から発光されて
被帯電体を照射することが規制されていることを特徴と
する。なおここで、「被帯電体の光感度領域の光が電子
放出素子から発光されて被帯電体を照射する」ことの定
義は、上記請求項１に係る帯電装置において説明したも
のと同様であるため、繰返しの説明は省略する。The electrophotographic apparatus according to claim 12 is
The electrophotographic apparatus according to the ninth or tenth aspect is characterized in that it is regulated that light in a photosensitivity region of the charged body is emitted from the electron-emitting device to irradiate the charged body. Here, the definition of "the light in the photosensitivity region of the charged object is emitted from the electron-emitting device to irradiate the charged object" is the same as that described in the charging device according to claim 1 above. Therefore, description of repetition is omitted.

【００６６】一般的な電子写真装置は、光導電性を有す
る被帯電体に対して帯電を行い、画像露光によって静電
潜像を形成し、これを画像形成物質によって現像し可視
化した後、被記録体上へこの画像を転写し、定着すると
いった工程を経て該記録体上に画像を形成する。また、
静電潜像を専用の被記録体上に転写した後、この被記録
体上で現像を行うＴＥＳＩプロセス（潜像転写プロセ
ス） 、更に静電潜像を露光によらず、直接被帯電体上
に書き込むプロセスもあるが、電子写真装置は静電潜像
を形成後、これを画像形成物質によって現像し可視化
し、更に被記録体上へこの画像を転写する工程を経る場
合が一般的である。In a general electrophotographic apparatus, an object to be charged having photoconductivity is charged, an electrostatic latent image is formed by image exposure, developed by an image forming material, visualized, and then exposed. An image is formed on the recording medium through steps such as transferring and fixing the image on the recording medium. Also,
A TESI process (latent image transfer process) in which an electrostatic latent image is transferred onto a dedicated recording medium and then developed on the recording medium. However, in general, an electrophotographic apparatus goes through a process of forming an electrostatic latent image, developing it with an image forming substance, visualizing the image, and transferring this image onto a recording medium. .

【００６７】しかし、例えばＭＩＳ型の電子放出素子の
場合、その半導体層のバンドギャップ等の条件によって
は、電圧の印加によってＥＬ（Electro Luminescence）
発光する場合がある。そして、被帯電体が光導電性を有
する場合には、この発光が被帯電体の表面電位を減衰さ
せる恐れが生じる。従って、このような場合に、この発
光が規制されると、この発光による被帯電体の表面電位
の減衰が防止される。However, in the case of a MIS type electron-emitting device, for example, depending on the conditions such as the band gap of the semiconductor layer, EL (Electro Luminescence) can be obtained by applying a voltage.
May emit light. When the member to be charged has photoconductivity, there is a possibility that this light emission may attenuate the surface potential of the member to be charged. Therefore, in such a case, when the light emission is regulated, the light emission prevents the surface potential of the member to be charged from attenuating.

【００６８】このように請求項１２に係る電子写真装置
においては、被帯電体の光感度領域の光が電子放出素子
から発光されて被帯電体を照射することが規制されてい
ることにより、光導電性を有する被帯電体に対して、こ
の被帯電体の帯電した表面電位が電子放出素子からの発
光によって減衰することが防止されるため、所望の帯電
電位が得られ、良好な帯電能が実現される。As described above, in the electrophotographic apparatus according to the twelfth aspect, the light in the photosensitivity area of the charged body is emitted from the electron-emitting device to irradiate the charged body. Since the charged surface potential of the charged body is prevented from being attenuated by light emission from the electron-emitting device, a desired charged potential is obtained for the charged body having conductivity, and good charging ability is obtained. Is achieved.

【００６９】また、請求項１３に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１２のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、被帯電体がゼロ電位に接地されている導電性支持
体上に形成されており、この導電性支持体と電子放出素
子の薄膜電極との間に、被帯電体の帯電電位に相当する
バイアス電圧が印加されていることを特徴とする。なお
ここで、「導電性支持体」とは、支持体自体が導電性を
有している場合の他、非導電性の支持体上に導電性薄膜
が形成されている場合も含み、いずれの場合もその導電
性部分が電極を構成し、この電極がゼロ電位に接地され
ていると共に、このゼロ電位の電極に接して被帯電体が
形成されているものとする。The electrophotographic apparatus according to claim 13 is
13. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the member to be charged is formed on a conductive support grounded to zero potential, and the conductive support and a thin-film electrode of an electron-emitting device. And a bias voltage corresponding to the charging potential of the member to be charged is applied. Here, the term “conductive support” includes, in addition to the case where the support itself has conductivity, the case where a conductive thin film is formed on a non-conductive support, Also in this case, it is assumed that the conductive portion constitutes an electrode, this electrode is grounded to zero potential, and a member to be charged is formed in contact with the electrode having zero potential.

【００７０】このように請求項１３に係る電子写真装置
においては、被帯電体がゼロ電位の導電性支持体上に形
成されている一方、この導電性支持体と電子放出素子の
薄膜電極との間に、被帯電体の帯電電位に相当するバイ
アス電圧が印加されていることにより、被帯電体の帯電
電位がバイアス電圧によって制御されることになるた
め、被帯電体の表面電位が所望の電位に安定的に保持さ
れ、安定した帯電能が実現される。As described above, in the electrophotographic apparatus according to the thirteenth aspect, while the member to be charged is formed on the conductive support having zero potential, the contact between the conductive support and the thin film electrode of the electron-emitting device is maintained. During this time, a bias voltage corresponding to the charging potential of the member to be charged is applied, so that the charging potential of the member to be charged is controlled by the bias voltage. And a stable charging ability is realized.

【００７１】また、請求項１４に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１３のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、電子放出素子の薄膜電極が、絶縁体層の全面を覆
っていることを特徴とする。The electrophotographic apparatus according to claim 14 is
The electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 13, wherein the thin-film electrode of the electron-emitting device covers an entire surface of the insulator layer.

【００７２】一般に電子写真装置の内部においては、ト
ナー、紙粉等が飛散するため、これらが帯電装置に付着
する恐れがある。そして、電子放出素子の絶縁体層内に
アルカリ金属イオンが進入した場合、これがキャリアと
なり絶縁破壊をおこすことが知られている。これは電子
放出素子の駆動安定性に大きく関与するものである。ま
た、一般に電子写真装置に用いられる紙には、酸化カル
シウム、酸化マグネシウムが用いられている場合が多
く、これらが電子放出素子の絶縁体層と直接に接触した
場合、電子放出素子の電子放出面が絶縁破壊する恐れが
生じ、このことは電子放出特性の劣化につながる。In general, toner, paper dust, and the like are scattered inside the electrophotographic apparatus, and therefore, they may adhere to the charging device. It is known that when alkali metal ions enter the insulator layer of the electron-emitting device, they become carriers and cause dielectric breakdown. This greatly affects the driving stability of the electron-emitting device. In addition, in general, calcium oxide and magnesium oxide are often used in paper used in electrophotographic devices, and when these directly contact the insulator layer of the electron-emitting device, the electron-emitting surface of the electron-emitting device may be used. May cause dielectric breakdown, which leads to deterioration of electron emission characteristics.

【００７３】これに対して、請求項１４に係る電子写真
装置においては、電子放出素子の薄膜電極が絶縁体層の
全面を覆っていることにより、電子放出に寄与する絶縁
体層が保護されるため、電子放出素子の駆動安定性が向
上する。On the other hand, in the electrophotographic apparatus according to the fourteenth aspect, since the thin-film electrode of the electron-emitting device covers the entire surface of the insulator layer, the insulator layer contributing to electron emission is protected. Therefore, the driving stability of the electron-emitting device is improved.

【００７４】また、請求項１５に係る電子写真装置は、
上記請求項９に係る電子写真装置において、電子放出素
子の半導体層の材料として、Ｃ（カーボン）及びＳｉ
（シリコン）の単体、並びにＣ、Ｓｉ、及びＧｅ（ゲル
マニウム）の化合物のいずれかが使用されていることを
特徴とする。The electrophotographic apparatus according to claim 15 is
10. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein C (carbon) and Si are used as the material of the semiconductor layer of the electron-emitting device.
It is characterized in that a simple substance of (silicon) and any one of compounds of C, Si and Ge (germanium) are used.

【００７５】このように請求項１５に係る電子写真装置
においては、電子放出素子の半導体層の材料として、Ｃ
及びＳｉの単体、並びにＣ、Ｓｉ、及びＧｅの化合物の
いずれかを使用することにより、良好な電子放出特性が
得られる。こうした電子放出素子の半導体層に使用する
好適な材料を具体的に例示すると、ダイヤモンド、Ｓ
ｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等が挙げられる。そ
して、これらの中でも、ＳｉＣを使用することが特に好
適である。Thus, in the electrophotographic apparatus according to the fifteenth aspect, the material of the semiconductor layer of the electron-emitting device is C
Good electron emission characteristics can be obtained by using a simple substance of Si and Si or a compound of C, Si and Ge. Specific examples of suitable materials used for the semiconductor layer of such an electron-emitting device include diamond and S.
i, SiC, SiGe, SiGeC and the like. And among these, it is particularly preferable to use SiC.

【００７６】また、請求項１６に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１５のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、電子放出素子の薄膜電極の材料として、Ａｕ
（金）、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｈ（ロ
ジウム）及びＲｕ（ルテニウム）の単体、これらの単体
の合金、並びにこれらの単体及び合金の酸化物のいずれ
かが使用されていることを特徴とする。The electrophotographic apparatus according to claim 16 is
The electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 15, wherein the material of the thin film electrode of the electron-emitting device is Au.
(Gold), Pt (platinum), Ir (iridium), Rh (rhodium) and Ru (ruthenium) simple substances, alloys of these simple substances, and oxides of these simple substances and alloys It is characterized by.

【００７７】Ａｌ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）といっ
た金属は反応性が高く、大気中で用いる電子写真装置の
電子放出素子の薄膜電極に使用する場合には経時変化が
大きく不適である。例えばＡｌの場合、大気中では容易
に酸化物となるため、薄膜電極の仕事関数を変化させる
原因となり、電子放出特性の経時変化を招くことにな
る。Metals such as Al (aluminum) and Fe (iron) have high reactivity, and when used as thin-film electrodes of electron-emitting devices of electrophotographic devices used in the atmosphere, they change with time and are not suitable. For example, in the case of Al, it easily becomes an oxide in the air, which causes a change in the work function of the thin-film electrode, and causes a time-dependent change in the electron emission characteristics.

【００７８】これに対して、請求項１６に係る電子写真
装置においては、電子放出素子の薄膜電極の材料とし
て、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ及びＲｕの単体、これらの
単体の合金、並びにこれらの単体及び合金の酸化物のい
ずれかを使用することにより、電子放出素子の安定した
電子放出特性が確保される。こうした電子放出素子の薄
膜電極に使用する好適な材料を具体的に例示すると、Ｉ
ｒ、ＰｔＩｒ、ＩｒＯ２ 等が挙げられる。On the other hand, the electrophotography according to claim 16
In the device, the material of the thin film electrode of the electron-emitting device is
And Au, Pt, Ir, Rh and Ru alone,
Simple alloys and oxides of these simple and alloys
The use of any one of the
Electron emission characteristics are secured. These electron-emitting devices are thin.
Specific examples of suitable materials used for the membrane electrode include:
r, PtIr, IrO2 And the like.

【００７９】また、請求項１７に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１６のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、電子放出素子の前記薄膜電極の膜厚が、２０ｎｍ
以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。Further, the electrophotographic apparatus according to claim 17 is:
17. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the thin film electrode of the electron-emitting device has a thickness of 20 nm.
It is characterized by being at least 40 nm or less.

【００８０】上記請求項１４についての説明で述べたよ
うに、一般に電子写真装置に用いられる紙には、酸化カ
ルシウム、酸化マグネシウムが用いられている場合が多
く、これらが電子放出素子の絶縁体層と直接に接触した
場合、電子放出素子の電子放出面が絶縁破壊する恐れが
生じ、このことは電子放出特性の劣化につながる。一
方、この絶縁体層上に形成されている薄膜電極は、この
薄膜電極をトンネルして電子が外部に放出されることか
ら、電子放出素子の電子放出特性を向上するためには、
薄膜電極の可能な限りの薄層化が望ましい。しかし、電
子放出素子を電子写真装置内で扱う場合は、薄膜電極の
形成時における僅かな膜厚むらが電子放出素子の劣化に
つながる場合があるため、所定値以上の膜厚が必要とな
る。As described in the description of the fourteenth aspect, in general, calcium oxide and magnesium oxide are often used for paper used in an electrophotographic apparatus, and these are used as an insulator layer of an electron-emitting device. When it comes into direct contact with the electron emitter, there is a risk that the electron emission surface of the electron emission element may be broken down, which leads to deterioration of the electron emission characteristics. On the other hand, the thin-film electrode formed on the insulator layer tunnels through the thin-film electrode and emits electrons to the outside.
It is desirable to make the thin film electrode as thin as possible. However, when the electron-emitting device is handled in the electrophotographic apparatus, a slight thickness unevenness during the formation of the thin-film electrode may lead to deterioration of the electron-emitting device.

【００８１】これに対して、請求項１７に係る電子写真
装置においては、電子放出素子の薄膜電極の膜厚を２０
ｎｍ以上４０ｎｍ以下にすることにより、電子放出素子
の耐久性を向上させることと良好な電子放出特性を維持
することとが両立される。On the other hand, in the electrophotographic apparatus according to the seventeenth aspect, the thickness of the thin-film electrode of the electron-emitting device is set to 20.
When the thickness is at least nm and at most 40 nm, both improvement of the durability of the electron-emitting device and maintenance of good electron-emitting characteristics are compatible.

【００８２】また、請求項１８に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１７のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、電子放出素子の駆動電圧が交流電圧又はパルス電
圧であることを特徴とする。The electrophotographic apparatus according to claim 18 is:
The electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 17, wherein the driving voltage of the electron-emitting device is an AC voltage or a pulse voltage.

【００８３】このように請求項１８に係る電子写真装置
においては、帯電装置の電子放出素子の駆動電圧が交流
電圧又はパルス電圧であることにより、駆動電圧に直流
電圧を用いる場合と異なり、電子放出素子から放出する
電子の１個当たりの運動エネルギーと電子総放出数とを
それぞれ独立に制御することが可能になるため、帯電装
置における放電生成物の低減と良好な帯電能とが両立さ
れる。In the electrophotographic apparatus according to the eighteenth aspect, the driving voltage of the electron-emitting device of the charging device is an AC voltage or a pulse voltage. Since the kinetic energy per electron emitted from the element and the total number of emitted electrons can be controlled independently of each other, both reduction of discharge products in the charging device and good charging performance can be achieved.

【００８４】また、請求項１９に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１８のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、被帯電体への帯電が、電子放出素子と被帯電体と
が非接触の状態で行われることを特徴とする。The electrophotographic apparatus according to claim 19 is:
The electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 18, wherein the charged object is charged in a state where the electron-emitting device and the charged object are not in contact with each other.

【００８５】上記請求項９についての説明で述べたよう
に、気体分子への電子付着によって生成した負イオンの
みによって帯電を行う場合はオゾンやＮＯｘの発生を皆
無とすることが可能である。しかし、例えば被帯電体が
ドラム形状の場合には、図２０に示されるように、この
ドラム形状の被帯電体１０ａと電子放出素子１４の間に
微小なギャップが生じるため、この部位で放電が発生
し、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物が発生する恐れがあ
る。As described in the ninth aspect, when charging is performed only by negative ions generated by the attachment of electrons to gas molecules, generation of ozone and NOx can be eliminated. However, for example, when the member to be charged is in a drum shape, as shown in FIG. 20, a small gap is generated between the drum-shaped member to be charged 10a and the electron-emitting device 14, so that discharge occurs in this portion. And discharge products such as ozone and NOx may be generated.

【００８６】また、被帯電体が平面形状の場合において
も、電子放出素子と被帯電体とが離れる瞬間に電圧が印
加された状態にあれば、その離れる瞬間においては微小
なギャップが生じることになるため、被帯電体がドラム
形状の場合と同様に、放電が発生する。更に、平面形状
であっても、その表面に微小な凹凸があればそこで放電
が発生する。Even when the member to be charged has a planar shape, if a voltage is applied at the moment when the electron-emitting device and the member to be charged are separated, a minute gap is generated at the moment when the voltage is separated. Therefore, a discharge is generated as in the case where the member to be charged has a drum shape. Further, even in the case of a planar shape, if there are minute irregularities on the surface, discharge occurs there.

【００８７】これに対して、請求項１９に係る電子写真
装置においては、電子放出素子と被帯電体とが非接触の
状態で被帯電体への帯電を行うことにより、放電を全く
起こすことなく帯電することが可能となるため、放電生
成物であるオゾンやＮＯｘの発生が皆無となる。On the other hand, in the electrophotographic apparatus according to the nineteenth aspect, the object to be charged is charged in a state where the electron-emitting device and the object to be charged are not in contact with each other, so that no discharge occurs. Since it is possible to be charged, there is no generation of ozone or NOx, which are discharge products.

【００８８】また、請求項２０に係る電子写真装置は、
上記請求項９〜１９のいずれかに係る電子写真装置にお
いて、電子放出素子が導電性支持体上に形成されている
ことを特徴とする。なおここで、「導電性支持体」と
は、支持体自体が導電性を有している場合の他、非導電
性の支持体上に導電性薄膜が形成されている場合も含
み、いずれの場合もその導電性部分上に電子放出素子が
形成されているものとする。Further, the electrophotographic apparatus according to claim 20 is:
The electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 19, wherein the electron-emitting device is formed on a conductive support. Here, the term “conductive support” includes, in addition to the case where the support itself has conductivity, the case where a conductive thin film is formed on a non-conductive support, Also in this case, it is assumed that the electron-emitting device is formed on the conductive portion.

【００８９】このように請求項２０に係る電子写真装置
においては、電子放出素子が導電性支持体上に形成され
ていることにより、電子写真装置内に電子放出素子を固
定することが可能になる。In the electrophotographic apparatus according to the twentieth aspect, since the electron-emitting device is formed on the conductive support, the electron-emitting device can be fixed in the electrophotographic device. .

【００９０】[0090]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る電子写真装置の帯電装置を示す概略断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the present invention will be described. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【００９１】図１に示されるように、本実施形態に係る
電子写真装置の帯電装置においては、一定線速で回転す
る例えば電子写真用感光体などの光導電性を有する被帯
電体１０が設置され、この被帯電体１０の裏面に電極１
２が設けられている。As shown in FIG. 1, in the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment, a photoconductive member 10 such as an electrophotographic photosensitive member which rotates at a constant linear speed is installed. The electrode 1 is placed on the back surface of the member 10 to be charged.
2 are provided.

【００９２】また、この被帯電体１０に対向して、電子
放出素子１４が設置されている。そして、この電子放出
素子１４に例えば半導体を用いている場合には、電子放
出素子１４のエネルギーバンドギャップＥｇが３．６０
ｅＶ以上、又は１．３０ｅＶ以下になるように所定の半
導体材料層１６及び薄膜絶縁体層１８を具備し、更に被
帯電体１０に対向する薄膜絶縁体層１８の表面側に薄膜
電極２０が形成され、半導体材料層１６の裏面側に基板
電極２２が形成されているＭＩＳダイオード構造をなし
ている。即ち、この電子放出素子１４は、薄膜電極２
０、薄膜絶縁体層１８、及び半導体材料層１６が基板電
極２２上に積層されているＭＩＳ型の電子放出素子であ
る。An electron-emitting device 14 is provided so as to face the member 10 to be charged. When, for example, a semiconductor is used for the electron-emitting device 14, the energy band gap Eg of the electron-emitting device 14 is 3.60.
A predetermined semiconductor material layer 16 and a thin-film insulator layer 18 are provided so as to be equal to or more than eV or equal to or less than 1.30 eV, and a thin-film electrode 20 is formed on the surface side of the thin-film insulator layer 18 facing the member 10 to be charged. The MIS diode structure has a substrate electrode 22 formed on the back surface of the semiconductor material layer 16. That is, this electron-emitting device 14 is
0, a thin-film insulator layer 18 and a semiconductor material layer 16 are laminated on a substrate electrode 22.

【００９３】また、図１に示されるように、このＭＩＳ
型の電子放出素子１４の半導体材料層１６の両側に設け
られている薄膜電極２０と基板電極２２との間には、直
流駆動電源２６が設けられている。また、電子放出素子
１４の薄膜電極１８と被帯電体１０裏面の電極１２との
間には、バイアス電源２８が設けられている。Also, as shown in FIG.
A DC drive power source 26 is provided between the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 provided on both sides of the semiconductor material layer 16 of the type electron-emitting device 14. A bias power supply 28 is provided between the thin-film electrode 18 of the electron-emitting device 14 and the electrode 12 on the back surface of the member 10 to be charged.

【００９４】なお、電子放出素子１４における半導体材
料層１６表面の薄膜絶縁体層１８は、例えばスパッタ法
やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学的気相成
長）法等を用いて形成されるが、その製法はこれらに限
定するものではない。また、半導体材料層１６がＳｉか
らなる場合には、酸素を含むガス中において半導体材料
層１２を加熱することによっても、その表面にＳｉＯｘ
からなる薄膜絶縁体層１８が形成される。従って、半導
体材料層１６の材料によっては必ずしもスパッタ法やＣ
ＶＤ法等の真空成膜工程を追加する必要はない。The thin-film insulator layer 18 on the surface of the semiconductor material layer 16 in the electron-emitting device 14 is formed by, for example, a sputtering method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The production method is not limited to these. When the semiconductor material layer 16 is made of Si, heating the semiconductor material layer 12 in a gas containing oxygen also causes the surface of the semiconductor material layer 12 to contain SiOx.
Is formed. Therefore, depending on the material of the semiconductor material layer 16, the sputtering method or C
It is not necessary to add a vacuum film forming step such as a VD method.

【００９５】次に、図１に示す電子写真装置の帯電装置
の動作を説明する。いま、直流駆動電源２６によって電
子放出素子１４の半導体材料層１６及び薄膜絶縁体層１
８を挟んでいる一方の薄膜電極２０にプラスの電圧を、
他方の基板電極２２にマイナスの電圧を印加して、半導
体材料層１６中のフェルミ準位近傍の電子が薄膜絶縁体
層１８のエネルギー障壁を越えることが可能なレベルの
電位差を生じさせるとすると、基板電極２２から半導体
材料層１６に電子が注入され、更にこの電子は半導体材
料層１６表面の薄膜絶縁体層１８を介して薄膜電極２０
に流出する。そしてこのとき、半導体材料層１６表面の
薄膜絶縁体層１８は高抵抗となっていることから、電界
強度が大きくなるため、電子が加速されてホットエレク
トロンとなる。Next, the operation of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1 will be described. Now, the semiconductor material layer 16 and the thin-film insulator layer 1 of the electron-emitting device 14 are
8, a positive voltage is applied to one of the thin film electrodes 20 sandwiching the same.
Assuming that a negative voltage is applied to the other substrate electrode 22 to generate a potential difference at a level at which electrons near the Fermi level in the semiconductor material layer 16 can cross the energy barrier of the thin-film insulator layer 18. Electrons are injected from the substrate electrode 22 into the semiconductor material layer 16, and the electrons are further injected through the thin film insulator layer 18 on the surface of the semiconductor material layer 16.
Leaked to At this time, since the thin-film insulator layer 18 on the surface of the semiconductor material layer 16 has a high resistance, the electric field intensity increases, so that electrons are accelerated to become hot electrons.

【００９６】そして、電子放出素子１４において発生し
たホットエレクトロンは、薄膜電極２０をトンネルし、
所定の運動エネルギーを有する電子ｅ− として外部に
放出され、被帯電体１０に向かう。このとき、バイアス
電源２８によって電子放出素子１４の薄膜電極２０と被
帯電体１０裏面の電極１２との間に印加するバイアス電
圧を調整し、電子放出素子１４から放出される電子ｅ−
の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満になるようにす
る。Then, the hot electrons generated in the electron-emitting device 14 tunnel through the thin-film electrode 20 and
The electrons e − having a predetermined kinetic energy are emitted to the outside, and head toward the charged object 10. At this time, the bias voltage applied between the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 14 and the electrode 12 on the back surface of the charged member 10 is adjusted by the bias power supply 28, and electrons e − emitted from the electron-emitting device 14 are adjusted.
Has a kinetic energy of less than 24.3 eV.

【００９７】そして、この被帯電体１０に向かった電子
ｅ− 又はこの電子ｅ− によって生成したＣＯ３ − イ
オンやＯ２ − イオンなどの負イオンが被帯電体１０に
到達すると、この被帯電体１０がマイナスに帯電する。[0097] Then, the electron e headed to the member to be charged 10 - or the electrons e - generated by CO3 - ions and O2 - a negative ion such as ions reaching the charging member 10, the member to be charged 10 It is negatively charged.

【００９８】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、ＭＩＳ型の電子放出素子１４
に、エネルギーバンドギャップＥｇが３．６０ｅＶ以上
又は１．３０ｅＶ以下の半導体材料層１６及び薄膜絶縁
体層１８を用いていることにより、電子写真用感光体で
ある被帯電体１０の一般的な感度領域である４００ｎｍ
から９００ｎｍ前後までの波長の光が電子放出素子１４
から発光されて被帯電体１０を照射することを規制する
ことができる。従って、この被帯電体１０のマイナスに
帯電した表面電位が電子放出素子１４からの発光によっ
て減衰することが防止されるため、所望の帯電電位を得
ることが可能になり、良好な帯電能を実現することがで
きる。As described above, according to the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment, the MIS type electron-emitting device 14
Since the semiconductor material layer 16 and the thin-film insulator layer 18 having an energy band gap Eg of 3.60 eV or more and 1.30 eV or less are used, the general sensitivity of the charged body 10 which is an electrophotographic photosensitive member is used. 400nm area
Light having a wavelength ranging from about 900 nm to about 900 nm
Irradiation of the object to be charged 10 from the light emitting device 10 can be restricted. Therefore, since the negatively charged surface potential of the member to be charged 10 is prevented from being attenuated by light emission from the electron-emitting device 14, a desired charging potential can be obtained, and good charging performance can be achieved. can do.

【００９９】また、バイアス電源２８によって電子放出
素子１４の薄膜電極２０と被帯電体１０裏面の電極１２
との間に印加するバイアス電圧が調整され、電子放出素
子１４から放出される電子ｅ− の運動エネルギーが２
４．３ｅＶ未満になることにより、この電子ｅ− の運
動エネルギーが基底状態の酸素分子の解離エネルギーで
ある２４．３ｅＶよりも小さいことから、この電子ｅ−
が直接に被帯電体に到達したり、この電子ｅ− によっ
て生成されたＣＯ３ − イオンやＯ２ − イオンなどの
負イオン等の荷電粒子が被帯電体に到達したりすると共
に、その際に、様々な放電生成物の発生を低減すること
ができる。Further, the thin film electrode 20 of the electron-emitting device 14 and the electrode 12
And the kinetic energy of the electrons e − emitted from the electron-emitting device 14 is 2
By less than 4.3 eV, the electrons e - since the kinetic energy is less than 24.3eV is the dissociation energy of oxygen molecules in the ground state, the electrons e -
May directly reach the member to be charged, or charged particles such as negative ions such as CO 3 − ions and O 2 − ions generated by the electrons e − may reach the member to be charged. It is possible to reduce the generation of a special discharge product.

【０１００】（第２の実施形態）図２は本発明の第２の
実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概略断面
図であり、図３は図２に示される帯電装置の動作、特に
電子放出素子における電子の動きを説明するための概略
図である。なお、上記第１の実施形態の図１に示す電子
写真装置の帯電装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows the operation of the charging device shown in FIG. FIG. 4 is a schematic diagram particularly illustrating the movement of electrons in the electron-emitting device. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１０１】図２に示されるように、本実施形態に係る
電子写真装置の帯電装置は、上記第１の実施形態の図１
に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成をしてい
るが、上記図１における電子放出素子１４の代わりに、
電子放出側表面に規則的に開孔された微細な孔２４と共
にこの微細な孔２４から電子放出側表面に略平行に延び
る複数の枝２５が形成されている例えばＳｉ層からなる
多孔質性の半導体材料層１７と、この多孔質性の半導体
材料層１７の表面及び微細な孔２４内壁を被覆すると共
に複数の枝２５内を充填する例えばＳｉ酸化物からなる
薄膜絶縁体層１９と、この薄膜絶縁体層１９を介して多
孔質性の半導体材料層１７の電子放出側表面上に形成さ
れた薄膜電極２１と、多孔質性の半導体材料層１７の裏
面側に形成された基板電極２２とを有するＭＩＳ型の電
子放出素子１５が設置されている点が異なる。As shown in FIG. 2, the charging device of the electrophotographic apparatus according to this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
1 has substantially the same configuration as the charging device of the electrophotographic apparatus, except that the electron-emitting device 14 in FIG.
A porous layer made of, for example, a Si layer in which fine holes 24 regularly opened in the electron emission side surface and a plurality of branches 25 extending substantially in parallel from the fine holes 24 to the electron emission side surface are formed. A semiconductor material layer 17, a thin-film insulator layer 19 made of, for example, Si oxide, which covers the surface of the porous semiconductor material layer 17 and the inner walls of the fine holes 24 and fills the plurality of branches 25; A thin film electrode 21 formed on the electron emission side surface of the porous semiconductor material layer 17 via the insulator layer 19 and a substrate electrode 22 formed on the back surface side of the porous semiconductor material layer 17 MIS type electron-emitting device 15 is provided.

【０１０２】なお、ここで、例えばＳｉ層からなる多孔
質性の半導体材料層１７の電子放出側表面における微細
な孔２４及びこの微細な孔２４から電子放出側表面に略
平行に延びる複数の枝２５の形成は、例えばＳｉ層に対
するフッ酸中における陽極化成処理などの３次元的な微
細加工によって容易に実現される。また、この多孔質性
の半導体材料層１７の微細な孔２４内壁を被覆すると共
に複数の枝２５内を充填する例えばＳｉ酸化物からなる
薄膜絶縁体層１９の形成も、多孔質性の半導体材料層１
７表面の酸化処理によって容易に実現される。Here, for example, the fine holes 24 on the electron emission side surface of the porous semiconductor material layer 17 made of, for example, a Si layer, and a plurality of branches extending from the fine holes 24 substantially parallel to the electron emission side surface. The formation of 25 can be easily realized by three-dimensional microfabrication such as anodizing treatment of the Si layer in hydrofluoric acid. Further, the formation of the thin-film insulator layer 19 made of, for example, Si oxide, which covers the inner wall of the fine holes 24 of the porous semiconductor material layer 17 and fills the plurality of branches 25, is also performed by the porous semiconductor material. Tier 1
7 It is easily realized by oxidation treatment of the surface.

【０１０３】次に、図２に示す電子写真装置の帯電装置
の動作、特に電子放出素子１５における電子ｅ− の動
きを、図３を用いて説明する。図２に示されるように、
上記第１の実施形態の場合と同様にして、直流駆動電源
２６によって電子放出素子１５の一方の薄膜電極２１に
プラスの電圧を、他方の基板電極２２にマイナスの電圧
を印加して、多孔質性の半導体材料層１７中のフェルミ
準位近傍の電子が薄膜絶縁体層１９のエネルギー障壁を
越えることが可能なレベルの電位差を生じさせるとする
と、多孔質性の半導体材料層１７中の電子ｅ−は、複数
の枝２５内を充填する薄膜絶縁体層１９をトンネルして
薄膜電極２１の伝導帯に注入される。Next, the operation of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 2, in particular, the movement of electrons e − in the electron-emitting device 15 will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
In the same manner as in the first embodiment, a DC drive power supply 26 applies a positive voltage to one thin-film electrode 21 of the electron-emitting device 15 and a negative voltage to the other Assuming that electrons in the vicinity of the Fermi level in the porous semiconductor material layer 17 cause a potential difference at a level capable of exceeding the energy barrier of the thin-film insulator layer 19, the electrons e in the porous semiconductor material layer 17 − Is injected into the conduction band of the thin-film electrode 21 by tunneling through the thin-film insulator layer 19 filling the plurality of branches 25.

【０１０４】このとき、薄膜絶縁体層１９は高抵抗とな
っており、大きな電位勾配が生じているため、この薄膜
絶縁体層１９をトンネルする電子は加速されるが、本実
施形態においては、図３に示されるように、多孔質性の
半導体材料層１７中の電子ｅ − は大きな電位勾配が生
じている薄膜絶縁体層１９を複数回トンネルすることか
ら、複数回に渡って加速され、そのドリフト長が伸び
て、薄膜電極２１の伝導帯に注入された電子は容易にホ
ットエレクトロン化される。このため、このホットエレ
クトロンが薄膜電極２１から電子放出素子の外部に所定
の運動エネルギーを有する電子ｅ− として放出される
際に、良好な電子放出特性が得られることになる。At this time, the thin film insulator layer 19 has a high resistance.
Because a large potential gradient is generated, this thin film
The electrons tunneling through the insulator layer 19 are accelerated,
In the embodiment, as shown in FIG.
Electrons e in the semiconductor material layer 17 − Has a large potential gradient
To tunnel through the thin film insulator layer 19 multiple times
Accelerating several times, increasing the drift length
Therefore, the electrons injected into the conduction band of the thin film electrode 21 easily
Electron. Because of this, this hot element
A cron is specified from the thin film electrode 21 to the outside of the electron-emitting device.
E with kinetic energy− Released as
At this time, good electron emission characteristics are obtained.

【０１０５】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、上記第１の実施形態の場合にお
ける効果に加えて、次のような効果を奏することができ
る。即ち、電子放出素子１５が、電子放出側表面に規則
的に開孔された微細な孔２４と共にこの微細な孔２４か
ら電子放出側表面に略平行に延びる複数の枝２５が形成
されている例えばＳｉ層からなる多孔質性の半導体材料
層１７と、この多孔質性の半導体材料層１７の表面及び
微細な孔２４内壁を被覆すると共に複数の枝２５内を充
填する例えばＳｉ酸化物からなる薄膜絶縁体層１９と、
この薄膜絶縁体層１９を介して多孔質性の半導体材料層
１７の電子放出側表面上に形成された薄膜電極２１と、
多孔質性の半導体材料層１７の裏面側に形成された基板
電極２２とを有するＭＩＳダイオード構造をなしている
ことにより、多孔質性の半導体材料層１７中の電子ｅ−
は大きな電位勾配が生じている薄膜絶縁体層１９を複
数回トンネルし、その度毎に加速され、そのドリフト長
が伸びて、薄膜電極２１の伝導帯に注入された電子が容
易にホットエレクトロン化されるため、このホットエレ
クトロンが薄膜電極２１から被帯電体１０に向かって所
定の運動エネルギーを有する電子ｅ− として放出され
る際に、良好な電子放出特性を得ることが可能になり、
良好な帯電能の実現に寄与することができる。As described above, the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment. That is, for example, the electron-emitting device 15 has fine holes 24 regularly opened in the electron-emitting side surface and a plurality of branches 25 extending substantially in parallel from the fine holes 24 to the electron-emitting side surface. A porous semiconductor material layer 17 made of a Si layer, and a thin film made of, for example, Si oxide, which covers the surface of the porous semiconductor material layer 17 and the inner walls of the fine holes 24 and fills the plurality of branches 25. An insulator layer 19;
A thin film electrode 21 formed on the electron emission side surface of the porous semiconductor material layer 17 via the thin film insulator layer 19;
By forming a MIS diode structure having the substrate electrode 22 formed on the back surface side of the porous semiconductor material layer 17, electrons e − in the porous semiconductor material layer 17 are formed.
Tunnels a plurality of times through the thin-film insulator layer 19 where a large potential gradient is generated, is accelerated each time, the drift length is increased, and electrons injected into the conduction band of the thin-film electrode 21 are easily converted into hot electrons. Therefore, when the hot electrons are emitted as electrons e − having a predetermined kinetic energy from the thin film electrode 21 toward the member to be charged 10, good electron emission characteristics can be obtained.
It can contribute to realization of good charging ability.

【０１０６】（第３の実施形態）図４は本発明の第３の
実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概略断面
図であり、図５は図４に示される帯電装置の動作を説明
するための概略断面図である。なお、上記第１の実施形
態の図１に示す電子写真装置の帯電装置と同一の構成要
素には同一の符号を付して説明を省略する。(Third Embodiment) FIG. 4 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows the operation of the charging device shown in FIG. It is a schematic sectional drawing for description. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１０７】図４に示されるように、本実施形態に係る
電子写真装置の帯電装置は、上記第１の実施形態の図１
に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成をしてい
るが、上記図１におけるＭＩＳ型の電子放出素子１４の
代わりに、半導体材料層１６と、この半導体材料層１６
の被帯電体１０に対向する表面側に第１の薄膜絶縁体層
１９を介して形成された薄膜電極２０と、半導体材料層
１６の裏面側に第２の薄膜絶縁体層１８ｂを介して形成
された基板電極２２とを有するＭＩＳ型の電子放出素子
３０が設置されている点が異なる。As shown in FIG. 4, the charging device of the electrophotographic apparatus according to this embodiment is the same as the charging device of the first embodiment shown in FIG.
1 is substantially the same as the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1, but instead of the MIS type electron-emitting device 14 in FIG.
And a thin film electrode 20 formed on the front side facing the member to be charged 10 via a first thin film insulator layer 19 and a second thin film insulator layer 18b on the back side of the semiconductor material layer 16. The difference is that a MIS-type electron-emitting device 30 having a substrate electrode 22 is provided.

【０１０８】そしてここで、第１の薄膜絶縁体層１８ａ
及び第２の薄膜絶縁体層１８ｂは同一の絶縁材料からな
り、第２の薄膜絶縁体層１８ｂの厚さが第１の薄膜絶縁
体層１８ａの厚さよりも厚くなっている。即ち、半導体
材料層１６と基板電極２２とに挟まれた第２の薄膜絶縁
体層１８ｂの抵抗値が、半導体材料層１６と薄膜電極２
０とに挟まれた第１の薄膜絶縁体層１８ａの抵抗値より
も大きくなっている。Here, the first thin-film insulator layer 18a
The second thin film insulator layer 18b is made of the same insulating material, and the thickness of the second thin film insulator layer 18b is larger than the thickness of the first thin film insulator layer 18a. That is, the resistance value of the second thin-film insulator layer 18b sandwiched between the semiconductor material layer 16 and the substrate electrode 22 is equal to the resistance value of the semiconductor material layer 16 and the thin-film electrode 2
The resistance value is larger than the resistance value of the first thin-film insulator layer 18a sandwiched between zero.

【０１０９】また、上記図１における電子放出素子１４
の薄膜電極２０と基板電極２２との間に設けられている
直流駆動電源２６の代わりに、電子放出素子３０の薄膜
電極２０と基板電極２２との間に交流電圧又はパルス電
圧を印加するための交流駆動電源３２が設けられている
点も異なる。The electron-emitting device 14 shown in FIG.
For applying an AC voltage or a pulse voltage between the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 of the electron-emitting device 30 in place of the DC drive power supply 26 provided between the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 of FIG. The difference is that an AC drive power supply 32 is provided.

【０１１０】次に、図４に示す電子写真装置の帯電装置
の動作を、図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。い
ま、交流駆動電源３２を用いて、電子放出素子１４の半
導体材料層１６を挟んでいる薄膜電極２０と基板電極２
２との間の電位差の絶対値の最大値が同等な交流電圧又
はパルス電圧を印加する。Next, the operation of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). Now, using the AC drive power supply 32, the thin film electrode 20 and the substrate electrode 2 sandwiching the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 14 are interposed.
An AC voltage or a pulse voltage having the same maximum value of the absolute value of the potential difference between the two is applied.

【０１１１】このとき、図５（ａ）に示されるように、
電子放出素子３０の半導体材料層１６を挟んでいる一方
の薄膜電極２０にマイナスの電圧が、他方の基板電極２
２にプラスの電圧が印加されると、薄膜電極２０から第
１の薄膜絶縁体層１８ａを介して半導体材料層１６に電
子が注入されるが、第１の薄膜絶縁体層１８ａよりも抵
抗値の大きい第２の薄膜絶縁体層１８ｂによって電子が
基板電極２２に流入することが抑制される。その結果、
図５（ａ）中に模式的に表されるように、電子ｅ− が
半導体材料層１６内部に蓄積されることになる。At this time, as shown in FIG.
A negative voltage is applied to one of the thin film electrodes 20 sandwiching the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 30 and the other substrate electrode 2
2, a positive voltage is applied, electrons are injected from the thin-film electrode 20 into the semiconductor material layer 16 via the first thin-film insulator layer 18a, but have a higher resistance than the first thin-film insulator layer 18a. The flow of electrons into the substrate electrode 22 is suppressed by the second thin film insulator layer 18b having a large thickness. as a result,
As schematically shown in FIG. 5A, electrons e − are accumulated inside the semiconductor material layer 16.

【０１１２】また、図５（ｂ）に示されるように、交流
駆動電源３２の極性が図５（ａ）の場合と逆方向に変化
して、電子放出素子３０の半導体材料層１６を挟んでい
る一方の薄膜電極２０にプラスの電圧が、他方の基板電
極２２にマイナスの電圧が印加されると、基板電極２２
から半導体材料層１６に注入された電子と共に、半導体
材料層１６内部に蓄積された電子が、半導体材料層１６
表面の第１の薄膜絶縁体層１８ａを介して薄膜電極２０
に流れると共に、電界強度が大きくなっている第１の薄
膜絶縁体層１８ａにおいて電子が加速されてホットエレ
クトロンとなる。As shown in FIG. 5B, the polarity of the AC drive power supply 32 changes in the opposite direction to that in FIG. 5A, and the AC drive power supply 32 sandwiches the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 30. When a positive voltage is applied to one of the thin film electrodes 20 and a negative voltage is applied to the other substrate electrode 22, the substrate electrode 22
The electrons accumulated in the semiconductor material layer 16 together with the electrons injected into the semiconductor material layer 16 from the semiconductor material layer 16
The thin film electrode 20 is interposed via the first thin film insulator layer 18a on the surface.
And the electrons are accelerated in the first thin-film insulator layer 18a where the electric field strength is increased to become hot electrons.

【０１１３】そして更に、このホットエレクトロンは、
薄膜電極２０をトンネルして外部に放出され、電子とな
って被帯電体１０に向かう。このときも、上記第１の実
施形態の場合と同様に、バイアス電源２８によって電子
放出素子１４の薄膜電極２０と被帯電体１０裏面の電極
１２との間に印加するバイアス電圧を調整して、電子放
出素子１４から放出される電子の運動エネルギーが２
４．３ｅＶ未満になるようにする。Further, the hot electrons are
The electrons are emitted to the outside through a tunnel through the thin-film electrode 20, and travel toward the member to be charged 10 as electrons. At this time, similarly to the case of the first embodiment, the bias voltage applied between the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 14 and the electrode 12 on the back surface of the member 10 is adjusted by the bias power supply 28, The kinetic energy of the electrons emitted from the electron-emitting device 14 is 2
Make it less than 4.3 eV.

【０１１４】そして、この被帯電体１０に向かった電子
又はこの電子によって生成したＣＯ３ − イオンやＯ２
− イオンなどの負イオンが被帯電体１０に到達する
と、この被帯電体１０がマイナスに帯電する。[0114] Then, CO3 produced by electrons or the electrons toward the member to be charged 10 - ions and O2
When negative ions such as negative ions arrive at the member to be charged 10, the member to be charged 10 is negatively charged.

【０１１５】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、上記第１の実施形態の場合にお
ける効果に加えて、次のような効果を奏することができ
る。即ち、電子放出素子３０の薄膜電極２０と基板電極
２２との間に交流駆動電源３２を設け、薄膜電極２０に
マイナスの電圧が印加される場合に電子を半導体材料層
１６内部に蓄積し、薄膜電極２０にプラスの電圧が印加
される場合に第１の薄膜絶縁体層１８ａにおいて加速さ
れたホットエレクトロンを電子として外部に放出するこ
とにより、基板電極２２から半導体材料層１６に注入さ
れた電子に半導体材料層１６内部に蓄積された電子が加
わった大量の電子が放出されることになるために、上記
第１の実施形態の場合よりも更に良好な帯電能を得るこ
とが可能となる。As described above, the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the first embodiment. That is, an AC drive power supply 32 is provided between the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 of the electron-emitting device 30 to store electrons in the semiconductor material layer 16 when a negative voltage is applied to the thin film electrode 20, When a positive voltage is applied to the electrode 20, hot electrons accelerated in the first thin-film insulator layer 18a are emitted to the outside as electrons, so that electrons injected from the substrate electrode 22 into the semiconductor material layer 16 are reduced. Since a large amount of electrons to which the electrons accumulated inside the semiconductor material layer 16 are added are released, it is possible to obtain a better charging ability than in the case of the first embodiment.

【０１１６】また、上記第１の実施形態の直流駆動電源
２６を用いる場合と異なり、電子放出素子３０から放出
する電子の１個当たりの運動エネルギーと電子総放出数
とをそれぞれ独立に制御することが可能になるため、放
電生成物の低減とより良好な帯電能とを両立させて実現
することができる。Unlike the case of using the DC drive power supply 26 of the first embodiment, the kinetic energy per electron emitted from the electron-emitting device 30 and the total number of emitted electrons are independently controlled. Therefore, it is possible to achieve both a reduction in discharge products and a better chargeability.

【０１１７】また、上記第３の実施形態においては、半
導体材料層１６と基板電極２２とに挟まれた第２の薄膜
絶縁体層１８ｂの抵抗値を半導体材料層１６と薄膜電極
２０とに挟まれた第１の薄膜絶縁体層１８ａの抵抗値よ
りも大きくし、交流駆動電源３２によって半導体材料層
１６を挟んでいる薄膜電極２０と基板電極２２との間の
電位差の絶対値の最大値が同等な交流電圧又はパルス電
圧を印加しているが、これは第１の薄膜絶縁体層１８ａ
における電子加速機能と第２の薄膜絶縁体層１８ｂにお
ける電子流出抑制機能とを両立させるためである。In the third embodiment, the resistance value of the second thin-film insulator layer 18b sandwiched between the semiconductor material layer 16 and the substrate electrode 22 is sandwiched between the semiconductor material layer 16 and the thin-film electrode 20. The maximum value of the absolute value of the potential difference between the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 sandwiching the semiconductor material layer 16 by the AC drive power supply 32 is set to be larger than the resistance value of the first thin film insulator layer 18a. An equivalent AC voltage or pulse voltage is applied, but this voltage is applied to the first thin-film insulator layer 18a.
This is to achieve both the electron acceleration function in the above and the electron outflow suppression function in the second thin film insulator layer 18b.

【０１１８】もし、ここで第２の薄膜絶縁体層１８ｂの
抵抗値と第１の薄膜絶縁体層１８ａの抵抗値とが同等で
あるとすると、電子が第１の薄膜絶縁体層１８ａのエネ
ルギー障壁を越えることが可能なレベルの電位差を第１
の薄膜絶縁体層１８ａに生じさせた場合に、上記第１の
実施形態の場合と同様に、第１の薄膜絶縁体層１８ａに
おける電子加速機能は発揮され、ホットエレクトロンを
発生させることは可能になるものの、第１の薄膜絶縁体
層１８ａに対する電位差と同等の電位差が第２の薄膜絶
縁体層１８ｂに生じることになり、この第２の薄膜絶縁
体層１８ｂにおける電子流出抑制機能は発揮されないこ
とになる。If the resistance value of the second thin-film insulator layer 18b is equal to the resistance value of the first thin-film insulator layer 18a, electrons are generated by the energy of the first thin-film insulator layer 18a. The potential difference at a level that can cross the barrier
In this case, the electron accelerating function of the first thin-film insulator layer 18a is exhibited, and hot electrons can be generated, as in the case of the first embodiment. However, a potential difference equivalent to the potential difference with respect to the first thin-film insulator layer 18a occurs in the second thin-film insulator layer 18b, and the second thin-film insulator layer 18b does not exhibit the electron outflow suppressing function. become.

【０１１９】即ち、図５（ａ）に模式的に示されるよう
な半導体材料層１６内部への電子ｅ − の蓄積は起こら
ず、第２の薄膜絶縁体層１８ｂを通過して基板電極２２
に電子が流入してしまうため、上述したは第３の実施形
態による効果を期待することができなくなる。That is, as schematically shown in FIG.
E into the semiconductor material layer 16 − Accumulation of
Instead of passing through the second thin-film insulator layer 18b,
As described above, in the third embodiment,
You cannot expect the effect of the condition.

【０１２０】但し、第１の薄膜絶縁体層１８ａ及び第２
の薄膜絶縁体層１８ｂに同一の絶縁材料を用い、第２の
薄膜絶縁体層１８ｂの厚さを第１の薄膜絶縁体層１８ａ
の厚さよりも厚くする代わりに、第１の薄膜絶縁体層１
８ａ及び第２の薄膜絶縁体層１８ｂに異なる絶縁材料を
用いることにより、両者の厚さとは無関係に、第２の薄
膜絶縁体層１８ｂの抵抗値が第１の薄膜絶縁体層１８ａ
の抵抗値よりも大きくなるようにしてもよい。However, the first thin-film insulator layer 18a and the second
The same insulating material is used for the first thin film insulator layer 18b, and the thickness of the second thin film insulator layer 18b is changed to the first thin film insulator layer 18a.
Instead of being thicker than the thickness of the first thin-film insulator layer 1
By using different insulating materials for the second thin film insulator layer 18a and the second thin film insulator layer 18b, the resistance value of the second thin film insulator layer 18b can be increased irrespective of their thickness.
May be larger than the resistance value.

【０１２１】また、第１の薄膜絶縁体層１８ａの抵抗値
と第２の薄膜絶縁体層１８ｂの抵抗値とを同等にした場
合においても、交流駆動電源３２を用いて電子放出素子
３０の薄膜電極２０と基板電極２２との間に、以下の
（４）式を満足させるような条件のパルス電圧を印加す
れば、同様の効果を奏することができる。Further, even when the resistance value of the first thin-film insulator layer 18a is made equal to the resistance value of the second thin-film insulator layer 18b, the thin film of the electron-emitting device 30 can be The same effect can be obtained by applying a pulse voltage between the electrode 20 and the substrate electrode 22 under a condition satisfying the following expression (4).

【０１２２】 Ｖ２０（Ｈ）−Ｖ２２（Ｌ）＞Ｖ２２（Ｈ）−Ｖ２０（Ｌ） （４） 但し、Ｖ２０（Ｈ）：薄膜電極２０の電位が基板電極２
２の電位よりも高い場合 における
薄膜電極２０の電位 Ｖ２２（Ｌ）：基板電極２２の電位が薄膜電極２０の電
位よりも低い場合 における基板電
極２２の電位 Ｖ２２（Ｈ）：基板電極２２の電位が薄膜電極２０の電
位よりも高い場合 における基板電
極２２の電位 Ｖ２０（Ｌ）：薄膜電極２０の電位が基板電極２２の電
位よりも低い場合 における薄膜電
極２０の電位V20 (H) −V22 (L)> V22 (H) −V20 (L) (4) where V20 (H): the potential of the thin film electrode 20 is the substrate electrode 2
V22 (L): the potential of the substrate electrode 22 when the potential of the substrate electrode 22 is lower than the potential of the thin film electrode V22 (L): the potential of the substrate electrode 22 when the potential of the substrate electrode 22 is higher than the potential of the substrate electrode 22 V20 (L): the potential of the thin film electrode 20 when the potential of the thin film electrode 20 is lower than the potential of the substrate electrode 22 when the potential of the thin film electrode 20 is higher than the potential of the thin film electrode 20

【０１２３】（第４の実施形態）図６は本発明の第４の
実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概略断面
図である。なお、上記第１の実施形態の図１に示す電子
写真装置の帯電装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明を省略する。(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１２４】図６に示されるように、本実施形態に係る
電子写真装置の帯電装置は、上記第１の実施形態の図１
に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成をしてい
るが、上記図１における被帯電体１０と電子放出素子１
４との間に、例えば一般のスコロトロン帯電装置に用い
られているようなメッシュ形状のグリッド３４が設置さ
れている点が異なる。As shown in FIG. 6, the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment is different from the charging device of the first embodiment shown in FIG.
Has substantially the same configuration as the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
4 in that a mesh-shaped grid 34 used in a general scorotron charging device is provided.

【０１２５】そして、このグリッド３４と電子放出素子
１４の薄膜電極２０との間には、電子エネルギー調整用
の直流駆動電源３６が設けられ、薄膜電極２０に対して
グリッド３４を所定のマイナスの電位に制御するように
なっている。A DC drive power supply 36 for adjusting the electron energy is provided between the grid 34 and the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 14. Is controlled.

【０１２６】次に、図６に示す電子写真装置の帯電装置
の動作を説明する。いま、上記第１の実施形態の場合と
同様に、直流駆動電源２６を用いて、電子放出素子１４
の半導体材料層１６を挟んでいる一方の薄膜電極２０に
プラスの電圧を、他方の基板電極２２にマイナスの電圧
が印加されると、基板電極２２から半導体材料層１６に
注入した電子は、電界強度が大きくなっている薄膜絶縁
体層１８において加速し、ホットエレクトロンとなる。
そして更に、このホットエレクトロンは、薄膜電極２０
をトンネルして外部に放出され、電子となって被帯電体
１０に向かう。Next, the operation of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 6 will be described. Now, as in the case of the first embodiment, the electron emission element 14 is
When a positive voltage is applied to one of the thin film electrodes 20 sandwiching the semiconductor material layer 16 and a negative voltage is applied to the other substrate electrode 22, electrons injected from the substrate electrode 22 into the semiconductor material layer 16 become electric fields. Acceleration occurs in the thin-film insulator layer 18 having an increased strength to generate hot electrons.
Further, the hot electrons are applied to the thin film electrode 20.
Are emitted to the outside through the tunnel, and are directed to the charged body 10 as electrons.

【０１２７】このとき、電子放出素子１４と被帯電体１
０との間に、電子エネルギー調整用の直流駆動電源３６
を用いて所定のマイナスの電位に制御されたグリッド３
４が設置されているため、電子放出素子１４から被帯電
体１０に向かう電子の運動エネルギーは小さくなる。な
お、この電子の運動エネルギーを小さくする度合いは、
電子エネルギー調整用の直流駆動電源３６を用いて、グ
リッド３４に付与する電位によって制御することが可能
である。At this time, the electron-emitting device 14 and the member 1 to be charged 1
0, the DC drive power supply 36 for adjusting the electron energy.
Grid 3 controlled to a predetermined negative potential using
4, the kinetic energy of the electrons from the electron-emitting device 14 toward the charged member 10 is reduced. Note that the degree of reducing the kinetic energy of this electron is
It is possible to control the potential by applying a potential to the grid 34 using a DC drive power supply 36 for adjusting the electron energy.

【０１２８】そして、電子放出素子１４からグリッド３
４を通過して被帯電体１０に向かった電子又はこの電子
によって生成したＣＯ３ − イオンやＯ２ − イオンな
どの負イオンは被帯電体１０に到達すると、この被帯電
体１０はマイナスに帯電する。Then, from the electron-emitting device 14 to the grid 3
When the electrons that have passed through 4 toward the member 10 or negative ions such as CO 3 − ions and O 2 − ions generated by the electrons reach the member 10, the member 10 is negatively charged.

【０１２９】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、上記第１の実施形態の場合にお
ける効果に加えて、次のような効果を奏することができ
る。即ち、電子放出素子１４と被帯電体１０との間に、
メッシュ形状のグリッド３４が設置されていることによ
り、直流駆動電源２６によって電子放出素子１４の半導
体材料層１６を挟んでいる薄膜電極２０と基板電極２２
との間に直流電圧が印加されている場合であっても、電
子エネルギー調整用の直流駆動電源３６を用いてグリッ
ド３４に印加する電圧値を制御して、電子放出素子１４
から被帯電体１０に向かう電子の１個当たりの運動エネ
ルギーをその電子総放出数とは独立に２４．３ｅＶ未満
に容易に制御することが可能になるため、放電生成物の
より一層の低減を実現することができる。As described above, according to the charging device of the electrophotographic apparatus of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment. That is, between the electron-emitting device 14 and the member 10 to be charged,
Since the mesh-shaped grid 34 is provided, the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 sandwiching the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 14 by the DC drive power supply 26 are provided.
Even when a DC voltage is applied between the electron emitting element 14 and the DC driving power supply 36 for adjusting the electron energy, the voltage value applied to the grid 34 is controlled.
Kinetic energy per electron from the surface to the charged body 10 can be easily controlled to less than 24.3 eV independently of the total number of emitted electrons, so that a further reduction in discharge products can be achieved. Can be realized.

【０１３０】なお、上記第４の実施形態においては、グ
リッド３４の電位をマイナスに制御するための電子エネ
ルギー調整用の直流駆動電源３６が設置されているが、
電子放出素子１４から被帯電体１０に向かう電子の１個
当たりの運動エネルギーを２４．３ｅＶ未満の範囲内に
おいて増大させたい場合には、電子エネルギー調整用の
直流駆動電源３６の電極の向きを逆に設定して、グリッ
ド３４の電位を所定のプラスの電位に制御することも可
能である。In the fourth embodiment, the DC drive power source 36 for adjusting the electron energy for controlling the potential of the grid 34 to be negative is provided.
When it is desired to increase the kinetic energy per electron from the electron-emitting device 14 toward the charged member 10 within a range of less than 24.3 eV, the direction of the electrode of the DC drive power supply 36 for adjusting the electron energy is reversed. , The potential of the grid 34 can be controlled to a predetermined positive potential.

【０１３１】（第５の実施形態）図７は本発明の第５の
実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概略断面
図である。なお、上記第３の実施形態の図４に示す電子
写真装置の帯電装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus of the third embodiment shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１３２】図７に示されるように、本実施形態に係る
電子写真装置の帯電装置は、上記第３の実施形態の図４
に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成をしてい
るが、上記図４における被帯電体１０と電子放出素子３
０との間に、例えば一般のスコロトロン帯電装置に用い
られているようなメッシュ形状のグリッド３８が設置さ
れている点が異なる。As shown in FIG. 7, the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment is different from the charging device of the third embodiment shown in FIG.
4 has substantially the same configuration as the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
The difference is that, for example, a mesh-shaped grid 38 used in a general scorotron charging device is provided between 0 and 0.

【０１３３】そして、このグリッド３８と電子放出素子
３０の薄膜電極２０との間には、電子エネルギー調整用
の交流駆動電源４０が設けられ、電子放出素子３０の薄
膜電極２０と基板電極２２との間に交流電圧又はパルス
電圧を印加する交流駆動電源３２と同期しつつ、薄膜電
極２０に対してグリッド３８を所定のマイナス又はプラ
スの電位に制御するようになっている。An AC driving power supply 40 for adjusting electron energy is provided between the grid 38 and the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 30. The grid 38 is controlled to a predetermined negative or positive potential with respect to the thin film electrode 20 while synchronizing with an AC drive power supply 32 for applying an AC voltage or a pulse voltage during the operation.

【０１３４】次に、図７に示す電子写真装置の帯電装置
の動作を説明する。いま、交流駆動電源３２を用いて、
電子放出素子３０の半導体材料層１６を挟んでいる薄膜
電極２０と基板電極２２との間に交流電圧又はパルス電
圧を印加する。 こうして、薄膜電極２０にマイナスの
電圧が印加される場合に、薄膜電極２０から注入された
電子が半導体材料層１６内部に蓄積され、薄膜電極２０
にプラスの電圧が印加される場合に、基板電極２２から
半導体材料層１６に注入された電子及び半導体材料層１
６内部に蓄積された電子が高電界強度の第１の薄膜絶縁
体層１８ａにおいて加速される。Next, the operation of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 7 will be described. Now, using the AC drive power supply 32,
An AC voltage or a pulse voltage is applied between the thin film electrode 20 and the substrate electrode 22 that sandwich the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 30. Thus, when a negative voltage is applied to the thin-film electrode 20, the electrons injected from the thin-film electrode 20 are accumulated inside the semiconductor material layer 16, and the thin-film electrode 20
When a positive voltage is applied to the semiconductor material layer 16 and the electrons injected into the semiconductor material layer 16 from the substrate electrode 22.
The electrons accumulated inside 6 are accelerated in the first thin-film insulator layer 18a having a high electric field strength.

【０１３５】そして更に、この電子は、バイアス電源２
８を用いて電子放出素子３０の薄膜電極２０と被帯電体
１０裏面の電極１２との間に印加されたバイアス電圧に
より、薄膜電極２０をトンネルして外部に放出され、被
帯電体１０に向かう。Further, the electrons are supplied to the bias power source 2
8, the bias voltage applied between the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 30 and the electrode 12 on the back surface of the charged object 10 causes the thin-film electrode 20 to be tunneled and emitted to the outside and directed toward the charged object 10. .

【０１３６】このとき、電子放出素子３０と被帯電体１
０との間には、電子エネルギー調整用の交流駆動電源４
０を用いて所定のマイナス又はプラスの電位に制御され
たグリッド３８が設置されているため、電子放出素子３
０から被帯電体１０に向かう電子の運動エネルギーは２
４．３ｅＶ未満の範囲内の所望の値に容易に制御され
る。At this time, the electron-emitting device 30 and the member to be charged 1
0, an AC drive power supply 4 for electronic energy adjustment.
Since the grid 38 controlled to a predetermined negative or positive potential using 0 is installed, the electron-emitting device 3
The kinetic energy of the electrons from 0 to the charged object 10 is 2
It is easily controlled to a desired value within a range of less than 4.3 eV.

【０１３７】そして、この被帯電体１０に向かった電子
又はこの電子によって生成したＣＯ３ − イオンやＯ２
− イオンなどの負イオンが被帯電体１０に到達する
と、この被帯電体１０はマイナスに帯電する。[0137] Then, CO3 produced by electrons or the electrons toward the member to be charged 10 - ions and O2
When negative ions such as-ions arrive at the charged body 10, the charged body 10 is negatively charged.

【０１３８】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、上記第３の実施形態の場合にお
ける効果に加えて、次のような効果を奏することができ
る。即ち、電子放出素子３０と被帯電体１０との間にメ
ッシュ形状のグリッド３８が設置されていることによ
り、電子エネルギー調整用の交流駆動電源４０を用いて
グリッド３８に印加する電圧値を制御して、電子放出素
子３０から被帯電体１０に向かう電子の１個当たりの運
動エネルギーをその電子総放出数とは独立に２４．３ｅ
Ｖ未満に容易に制御することが可能になるため、放電生
成物のより一層の低減とより良好な帯電能とを両立させ
て実現することができる。As described above, the charging device for an electrophotographic apparatus according to the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the third embodiment. That is, since the mesh-shaped grid 38 is provided between the electron-emitting device 30 and the member 10 to be charged, the voltage value applied to the grid 38 is controlled using the AC drive power supply 40 for adjusting the electron energy. The kinetic energy of each electron traveling from the electron-emitting device 30 to the charged body 10 is 24.3 e independently of the total number of emitted electrons.
Since it can be easily controlled to less than V, it is possible to achieve both further reduction of discharge products and better chargeability.

【０１３９】（第６の実施形態）図８は本発明の第６の
実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概略断面
図であり、図８（ｂ）はその帯電装置の電子放出素子の
変形例を示す概略断面図である。なお、上記第１の実施
形態の図１に示す電子写真装置の帯電装置と同一の構成
要素には同一の符号を付して説明を省略する。(Sixth Embodiment) FIG. 8 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is an electron-emitting device of the charging device. It is a schematic sectional drawing which shows the modification of. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１４０】図８に示されるように、本実施形態に係る
電子写真装置の帯電装置は、上記第１の実施形態の図１
に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成をしてい
るが、上記図１のＭＩＳ型の電子放出素子１４の代わり
に、ＭＩＭ型の電子放出素子４２が設置されている点が
異なる。そして、このＭＩＭ型の電子放出素子４２は、
薄膜絶縁体層１８の被帯電体１０に対向する表面側に薄
膜電極２０が形成され、その裏面側に基板電極２２が形
成されている。即ち、薄膜電極２０、薄膜絶縁体層１
８、及び基板電極２２が積層されたＭＩＭ構造をなして
おり、上記図１のＭＩＳ型の電子放出素子１４における
半導体材料層１６が除去された構造となっている。As shown in FIG. 8, the charging device of the electrophotographic apparatus according to this embodiment is the same as the charging device of the first embodiment shown in FIG.
1 is substantially the same as the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1 except that a MIM-type electron-emitting device 42 is provided instead of the MIS-type electron-emitting device 14 in FIG. The MIM type electron-emitting device 42
A thin-film electrode 20 is formed on the surface of the thin-film insulator layer 18 facing the member 10 to be charged, and a substrate electrode 22 is formed on the back surface thereof. That is, the thin film electrode 20, the thin film insulator layer 1
8 and the substrate electrode 22 are laminated, and has a structure in which the semiconductor material layer 16 in the MIS type electron-emitting device 14 of FIG. 1 is removed.

【０１４１】次に、図８に示す電子写真装置の帯電装置
の動作を説明する。いま、直流駆動電源２６によって電
子放出素子４２の薄膜絶縁体層１８を挟んでいる一方の
薄膜電極２０にプラスの電圧を、他方の基板電極２２に
マイナスの電圧を印加して、基板電極２２から薄膜絶縁
体層１８に電子を注入し、更に薄膜電極２０に流出させ
る。そしてこのとき、基板電極２２から電子が注入され
る薄膜絶縁体層１８は高抵抗となっていることから、電
界強度が大きくなるため、注入された電子が加速されて
ホットエレクトロンとなる。Next, the operation of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 8 will be described. Now, a DC drive power supply 26 applies a positive voltage to one thin-film electrode 20 sandwiching the thin-film insulator layer 18 of the electron-emitting device 42, and applies a negative voltage to the other substrate electrode 22. Electrons are injected into the thin film insulator layer 18 and further flow out to the thin film electrode 20. At this time, since the thin-film insulator layer 18 into which electrons are injected from the substrate electrode 22 has a high resistance, the electric field strength increases, and the injected electrons are accelerated to become hot electrons.

【０１４２】そして、電子放出素子４２において発生し
たホットエレクトロンは、上記図１に示す第１の実施形
態の場合と同様に、薄膜電極２０をトンネルし、所定の
運動エネルギーを有する電子ｅ− として外部に放出さ
れ、被帯電体１０に向かう。このとき、バイアス電源２
８によって電子放出素子１４の薄膜電極２０と被帯電体
１０裏面の電極１２との間に印加するバイアス電圧を調
整し、電子放出素子１４から放出される電子ｅ− の運
動エネルギーが２４．３ｅＶ未満になるようにする。Hot electrons generated in the electron-emitting device 42 tunnel through the thin-film electrode 20 as in the case of the first embodiment shown in FIG. 1 and are converted into electrons e − having a predetermined kinetic energy. And is directed toward the member to be charged 10. At this time, the bias power supply 2
The bias voltage applied between the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 14 and the electrode 12 on the back surface of the charged member 10 is adjusted by 8 so that the kinetic energy of electrons e − emitted from the electron-emitting device 14 is less than 24.3 eV. So that

【０１４３】そして、この被帯電体１０に向かった電子
ｅ− 又はこの電子ｅ− によって生成したＣＯ３ − イ
オンやＯ２ − イオンなどの負イオンが被帯電体１０に
到達すると、この被帯電体１０がマイナスに帯電する。When the electron e − or the negative ion such as CO 3 − ion or O 2 − ion generated by the electron e − reaches the member 10, the member 10 is charged. It is negatively charged.

【０１４４】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、上記第１の実施形態のＭＩＳ型
の電子放出素子１４の代わりに、ＭＩＭ型の電子放出素
子４２を用いていることにより、上記第１の実施形態の
場合と略同様の効果を奏することができる。As described above, according to the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment, the MIM type electron emitting element 42 is used instead of the MIS type electron emitting element 14 of the first embodiment. Accordingly, substantially the same effects as in the case of the first embodiment can be obtained.

【０１４５】（第７の実施形態）図９（ａ）は本発明の
第７の実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概
略断面図であり、図９（ｂ）はその部分的な等価回路を
示す回路図である。また、図１０（ａ）は図９（ａ）に
示す帯電装置から被帯電体を取り外した場合を示す概略
断面図であり、図１０（ｂ）はその部分的な等価回路を
示す回路図である。なお、上記第６の実施形態の図８に
示す電子写真装置の帯電装置と同一の構成要素には同一
の符号を付して説明を省略する。(Seventh Embodiment) FIG. 9A is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. It is a circuit diagram showing an equivalent circuit. FIG. 10A is a schematic cross-sectional view showing a case where a member to be charged is removed from the charging device shown in FIG. 9A, and FIG. 10B is a circuit diagram showing a partial equivalent circuit thereof. is there. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 8 of the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１４６】図９（ａ）に示されるように、本実施形態
に係る電子写真装置の帯電装置は、上記第６の実施形態
の図８に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成を
しているが、被帯電体１０が電極１２を介してゼロ電位
に接地されている点が異なる。そして、ＭＩＭ型の電子
放出素子４２の電子放出面をなす薄膜電極２０と被帯電
体１０とに挟まれている空間の抵抗をＲとし、この薄膜
電極１８と被帯電体１０裏面の電極１２との間に設けら
れているバイアス電源２８のバイアス電圧をＶｂとし、
被帯電体１０の静電容量及び表面帯電電位をそれぞれＣ
及びＶｄとすると、図９（ａ）中の破線枠内の等価回路
は図９（ｂ）に示されるようになる。As shown in FIG. 9A, the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment has substantially the same configuration as the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 8 of the sixth embodiment. However, the difference is that the member to be charged 10 is grounded to zero potential via the electrode 12. The resistance of the space between the thin film electrode 20 forming the electron emission surface of the MIM type electron emission element 42 and the charged member 10 is represented by R, and the thin film electrode 18 and the electrode 12 on the back surface of the charged member 10 And the bias voltage of the bias power supply 28 provided between
The capacitance and the surface charging potential of the member to be charged 10 are respectively C
And Vd, the equivalent circuit within the broken line frame in FIG. 9A is as shown in FIG. 9B.

【０１４７】いま、帯電時間をｔとし、図９（ｂ）に示
す等価回路に基づいて被帯電体１０の表面帯電電位Ｖｄ
を求めると、次の（５）式で表される。Now, assuming that the charging time is t, the surface charging potential Vd of the member to be charged 10 is determined based on the equivalent circuit shown in FIG.
Is obtained by the following equation (5).

【数１】 (Equation 1)

【０１４８】ところで、この電子放出素子４２の薄膜電
極２０と被帯電体１０とに挟まれている空間の抵抗Ｒ
は、図９（ａ）に示されるような非接触帯電の場合、こ
の空間のイオン密度を表すものであり、被帯電体１０の
有無に関わらず、電子放出素子４２から発生する電子密
度で略決定される物性値である。また、接触帯電の場
合、この抵抗Ｒは薄膜電極２０と被帯電体１０との接触
抵抗を表すものである。The resistance R of the space between the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 42 and the member 10 to be charged is set.
Represents the ion density in this space in the case of non-contact charging as shown in FIG. 9A, and is substantially the electron density generated from the electron-emitting device 42 regardless of the presence or absence of the charged object 10. It is a physical property value to be determined. In the case of contact charging, the resistance R represents the contact resistance between the thin-film electrode 20 and the member 10 to be charged.

【０１４９】また、図９（ａ）に示す帯電装置から被帯
電体を取り外すと、図１０（ａ）に示されるようにな
る。この図１０（ａ）中の破線枠内の等価回路は図１０
（ｂ）に示されるようになる。When the member to be charged is removed from the charging device shown in FIG. 9A, the state shown in FIG. 10A is obtained. The equivalent circuit in the broken line frame in FIG.
As shown in FIG.

【０１５０】いま、この図１０（ｂ）に示す等価回路を
矢印で表すような電流Ｉｃが流れるとすると、薄膜電極
２０と被帯電体１０とに挟まれている空間の抵抗Ｒは、 Ｒ＝Ｖｂ／Ｉｃ となる。これを上記の式（１）に代入すると次の（６）
式になる。Now, assuming that a current Ic as shown by an arrow flows in the equivalent circuit shown in FIG. 10B, the resistance R of the space between the thin film electrode 20 and the member to be charged 10 is R = Vb / Ic. Substituting this into the above equation (1) gives the following (6)
Expression.

【数２】 (Equation 2)

【０１５１】ところで、この等価回路を流れる電流Ｉｃ
は駆動電圧によって制御可能な因子である。そして、こ
の電流Ｉｃが所定値以上であれば、式（６）の項By the way, the current Ic flowing through this equivalent circuit
Is a factor that can be controlled by the drive voltage. If the current Ic is equal to or greater than a predetermined value, the term of the equation (6)

【数３】 が０に近づくため、 Ｖｄ≒Ｖｂ となる。従って、被帯電体１０の表面帯電電位Ｖｄがバ
イアス電源２８のバイアス電圧Ｖｂによって制御可能と
なる。但し、電流Ｉｃが所定値に満たない場合には、 Ｖｄ＜＜Ｖｂ となるため、バイアス電源２８のバイアス電圧Ｖｂによ
る被帯電体１０の表面帯電電位Ｖｄの制御機能は発現さ
れない。(Equation 3) Becomes closer to 0, so that Vd ≒ Vb. Therefore, the surface charging potential Vd of the member to be charged 10 can be controlled by the bias voltage Vb of the bias power supply 28. However, if the current Ic is less than the predetermined value, Vd << Vb, so that the function of controlling the surface charging potential Vd of the charged member 10 by the bias voltage Vb of the bias power supply 28 is not exhibited.

【０１５２】同様に、帯電時間ｔが長くなる程、またVb
の設定が低いほど、 Ｖｄ≒Ｖｂ となるため、被帯電体１０の表面帯電電位Ｖｄがバイア
ス電源２８のバイアス電圧Ｖｂによって制御可能とな
る。Similarly, as the charging time t becomes longer, Vb
Vd の Vb, the surface charging potential Vd of the member to be charged 10 can be controlled by the bias voltage Vb of the bias power supply 28.

【０１５３】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、電子放出素子４２の薄膜電極１
８と被帯電体１０裏面の電極１２との間にバイアス電源
２８を設け、被帯電体１０を電極１２を介してゼロ電位
に接地することにより、バイアス電源２８のバイアス電
圧Ｖｂによって被帯電体１０の表面帯電電位Ｖｄを制御
することが可能になる。例えば薄膜電極１８と電極１２
との間に印加するバイアス電圧Ｖｂを所望の値に設定し
て、被帯電体１０の表面帯電電位Ｖｄをこのバイアス電
圧Ｖｂに相当する所望の値に制御することができる。As described above, according to the charging device of the electrophotographic apparatus according to the present embodiment, the thin-film electrode 1 of the electron-emitting device 42
A bias power supply 28 is provided between the power supply 8 and the electrode 12 on the back surface of the charged body 10, and the charged body 10 is grounded to zero potential via the electrode 12. Can be controlled. For example, the thin film electrode 18 and the electrode 12
Is set to a desired value, and the surface charging potential Vd of the member to be charged 10 can be controlled to a desired value corresponding to the bias voltage Vb.

【０１５４】（第８の実施形態）図１１は本発明の第７
の実施形態に係る電子写真装置の帯電装置を示す概略断
面図である。なお、上記第７の実施形態の図９（ａ）に
示す電子写真装置の帯電装置と同一の構成要素には同一
の符号を付して説明を省略する。(Eighth Embodiment) FIG. 11 shows a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating a charging device of the electrophotographic apparatus according to the embodiment. The same components as those of the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 9A of the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１５５】図１１に示されるように、本実施形態に係
る電子写真装置の帯電装置は、上記第７の実施形態の図
９（ａ）に示す電子写真装置の帯電装置と略同一の構成
をしているが、図９（ａ）における被帯電体１０が平板
状であるのに対して、ここではドラム状の被帯電体１０
ａが用いている点が異なる。また、このドラム状の被帯
電体１０ａ近傍には、除電ランプ４４が配置されてい
る。As shown in FIG. 11, the charging device of the electrophotographic apparatus according to this embodiment has substantially the same configuration as the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 9A of the seventh embodiment. Although the charged body 10 in FIG. 9A has a flat plate shape, here, the drum-shaped charged body 10
The difference is that a is used. In addition, a static elimination lamp 44 is disposed near the drum-shaped charged object 10a.

【０１５６】一般に、ドラム状の被帯電体を用いて接触
帯電する場合、そのドラム状の被帯電体と電子放出素子
との間に微少なギャップが生じるため、その部位で放電
が発生し、オゾンやＮＯ２等の放電生成物が発生する恐
れがあるが、ここでは、ドラム状の被帯電体１０ａへの
帯電が、ＭＩＭ型の電子放出素子４２と非接触の状態で
行われるため、そのような放電生成物の発生の恐れはな
い。In general, when contact charging is performed using a drum-shaped charged body, a minute gap is generated between the drum-shaped charged body and the electron-emitting device. and although NO discharge products such as 2 may occur, in this case, since the charging of the drum-shaped member to be charged 10a is carried out in a non-contact state with the electron emission device 42 of the MIM type, such There is no danger of generating a large discharge product.

【０１５７】以上のように本実施形態に係る電子写真装
置の帯電装置によれば、上記第７の実施形態の平板状の
被帯電体１０の代わりに、ドラム状の被帯電体１０ａを
用いても、同様に接触帯電を行うことにより、放電生成
物の発生の恐れもなく、上記第７の実施形態の場合と略
同様の効果を奏することができる。As described above, according to the charging device for an electrophotographic apparatus according to the present embodiment, a drum-shaped charged body 10a is used instead of the flat-shaped charged body 10 of the seventh embodiment. Also, by performing contact charging in the same manner, substantially the same effects as in the case of the seventh embodiment can be obtained without fear of generation of discharge products.

【０１５８】なお、上記の第１〜第８の実施形態におい
ては、第１〜第５の実施形態がＭＩＳ型の電子放出素子
１４、１５、３０を用いる場合について、第６〜第８の
実施形態がＭＩＭ型の電子放出素子４２を用いる場合に
ついて述べているが、第２〜第５の実施形態のＭＩＳ型
の電子放出素子１５、３０の代わりにＭＩＭ型の電子放
出素子を用いることも可能であり、第７〜第８の実施形
態のＭＩＭ型の電子放出素子４２の代わりにＭＩＳ型の
電子放出素子を用いることも可能である。In the above-described first to eighth embodiments, the sixth to eighth embodiments are based on the case where the first to fifth embodiments use the MIS type electron-emitting devices 14, 15, and 30. Although the case where the MIM type electron-emitting device 42 is used has been described, an MIM-type electron-emitting device can be used instead of the MIS-type electron-emitting devices 15 and 30 of the second to fifth embodiments. Therefore, it is also possible to use an MIS type electron-emitting device instead of the MIM type electron-emitting device 42 of the seventh and eighth embodiments.

【０１５９】また、第１の実施形態のＭＩＳ型の電子放
出素子４２においては、薄膜電極２０、薄膜絶縁体層１
８、及び半導体材料層１６が基板電極２２上に積層され
た構造をなしているが、この基板電極２２の代わりに、
図１２（ａ）に示されるように、絶縁性基板２３ａ上に
電極２３ｂが形成されたものを用いてもよい。この場
合、絶縁性基板２３ａ上の電極２３ｂが半導体材料層１
６に接触しており、この電極２３ｂに直流駆動電源２６
が接続されることになる。このことは、第２〜第５の実
施形態のＭＩＳ型の電子放出素子１５、３０についても
同様である。In the MIS type electron-emitting device 42 of the first embodiment, the thin-film electrode 20, the thin-film insulator layer 1
8 and the semiconductor material layer 16 are laminated on the substrate electrode 22, but instead of the substrate electrode 22,
As shown in FIG. 12A, an electrode having an electrode 23b formed on an insulating substrate 23a may be used. In this case, the electrode 23b on the insulating substrate 23a is
6 and a DC drive power supply 26
Will be connected. This is the same for the MIS type electron-emitting devices 15 and 30 of the second to fifth embodiments.

【０１６０】また、第６の実施形態のＭＩＭ型の電子放
出素子４２においては、薄膜電極２０、薄膜絶縁体層１
８、及び基板電極２２が積層された構造をなしている
が、この基板電極２２の代わりに、図１２（ｂ）に示さ
れるように、絶縁性基板２３ａ上に電極２３ｂが形成さ
れたものを用いてもよい。この場合、絶縁性基板２３ａ
上の電極２３ｂが薄膜絶縁体層１８に接触しており、こ
の電極２３ｂに直流駆動電源２６が接続されることにな
る。In the MIM type electron-emitting device 42 of the sixth embodiment, the thin-film electrode 20, the thin-film insulator layer 1
8 and a substrate electrode 22 are laminated, but instead of the substrate electrode 22, as shown in FIG. 12B, an electrode 23b is formed on an insulating substrate 23a. May be used. In this case, the insulating substrate 23a
The upper electrode 23b is in contact with the thin-film insulator layer 18, and the DC drive power supply 26 is connected to this electrode 23b.

【０１６１】また、第１〜第７の実施形態においては、
電極１２上に被帯電体１０が設けられた構造となってい
るが、この被帯電体１０の裏面に設けられている電極１
２の代わりに、図示は省略するが、絶縁性基板上に電極
が形成されたものを用い、この絶縁性基板上の電極が被
帯電体１０に接触するようにしてもよい。In the first to seventh embodiments,
The structure has a structure in which the member to be charged 10 is provided on the electrode 12.
Although not shown, an electrode formed on an insulative substrate may be used instead of 2, and the electrode on the insulative substrate may be brought into contact with the member to be charged 10.

【０１６２】[0162]

【実施例】本発明者は上記第１〜第５の実施形態に基づ
き、種々の条件における実験を行った。以下に、その実
験内容と結果を実施例及び比較例として述べる。EXAMPLES The present inventor conducted experiments under various conditions based on the first to fifth embodiments. Hereinafter, the contents and results of the experiment will be described as Examples and Comparative Examples.

【０１６３】（実施例１）上記図１に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、ＭＩＳダイオード構造の電子放出
素子１４のエネルギーバンドギャップＥｇとして、 １−：Ｅｇ＝１．２５ｅＶの場合 １−：Ｅｇ＝１．３０ｅＶの場合 １−：Ｅｇ＝１．５２ｅＶの場合 １−：Ｅｇ＝３．２ｅＶの場合 １−：Ｅｇ＝３．６ｅＶの場合 １−：Ｅｇ＝３．９ｅＶの場合 の６つの場合について、被帯電体１０の帯電電位の測定
及び帯電装置周辺におけるＮＯｘの測定を行った。(Example 1) Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1, the charged object 10 was charged under the following conditions. That is, as the energy band gap Eg of the electron-emitting device 14 having the MIS diode structure, 1-: Eg = 1.25 eV 1-: Eg = 1.30 eV 1-: Eg = 1.52 eV 1-: In the case of Eg = 3.2 eV, 1: in the case of Eg = 3.6 eV, 1: in the case of Eg = 3.9 eV, the measurement of the charging potential of the member to be charged 10 and the measurement of NOx in the vicinity of the charging device were performed. Was done.

【０１６４】但し、このとき、被帯電体１０としては可
視光〜赤外領域に感度を有しているリコー製プリンタ用
感光体を用いた。また、電子放出素子１４の薄膜絶縁体
層１８としてはＳｉＯ２ 層を用い、薄膜電極２０とし
ては厚さ約１５ｎｍのＡｕ薄膜電極を用い、基板電極２
２としては石英ガラス基板上に成膜したＩＴＯ電極を用
いた。以上の結果は、後に示す表１にまとめて記載す
る。However, at this time, a photoreceptor made by Ricoh, which has sensitivity in a visible light to infrared region, was used as the member to be charged 10. Further, an SiO 2 layer is used as the thin film insulator layer 18 of the electron-emitting device 14, an Au thin film electrode having a thickness of about 15 nm is used as the thin film electrode 20, and the substrate electrode 2
As No. 2, an ITO electrode formed on a quartz glass substrate was used. The above results are collectively described in Table 1 shown below.

【０１６５】なお、この表１において、被帯電体１０の
帯電電位は、１−のＥｇ＝１．２５ｅＶの場合を１．
００とし、これを基準として、１−〜１−の場合の
被帯電体１０の帯電電位をその相対値として表記してい
る。In Table 1, the charging potential of the member 10 to be charged is 1. Eg = 1.25 eV.
00, and based on this, the charging potential of the charged body 10 in the case of 1 to 1 is expressed as a relative value thereof.

【０１６６】（実施例２）上記図１及び図２に示す電子
写真装置の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電
体１０の帯電を行った。即ち、ＭＩＳダイオード構造の
電子放出素子の半導体材料層の電子放出側表面における
微細加工の有無について、 ２−：図１の帯電装置の電子放出素子１４の半導体材
料層として、その電子放出側表面に何らの微細加工も行
わない半導体材料層１６を用いる場合 ２−：図２の帯電装置の電子放出素子１５の半導体材
料層として、その電子放出側表面に規則的に開孔された
微細な孔２４と共にこの微細な孔２４から電子放出側表
面に略平行に延びる複数の枝２５が形成されている多孔
質性の半導体材料層１７を用い、この多孔質性の半導体
材料層１７と薄膜電極との間に介在させる薄膜絶縁体層
として、多孔質性の半導体材料層１７表面及び微細な孔
２４内壁を被覆すると共に複数の枝２５内を充填する薄
膜絶縁体層１９を用いる場合 の２つの場合について、被帯電体１０の帯電電位の測定
及び帯電装置周辺におけるＮＯｘの測定を行った。Example 2 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the charged object 10 was charged under the following conditions. That is, the presence or absence of microfabrication on the electron emission side surface of the semiconductor material layer of the electron emission element having the MIS diode structure is determined as follows: 2-: As the semiconductor material layer of the electron emission element 14 of the charging device in FIG. In the case of using the semiconductor material layer 16 on which no fine processing is performed, 2-: as the semiconductor material layer of the electron-emitting device 15 of the charging device of FIG. In addition, a porous semiconductor material layer 17 having a plurality of branches 25 extending substantially parallel to the electron emission side surface from the fine holes 24 is used. When the thin-film insulator layer 19 that covers the surface of the porous semiconductor material layer 17 and the inner wall of the fine holes 24 and fills the plurality of branches 25 is used as the thin-film insulator layer interposed therebetween. Case, was measured NOx in the measurement and charging device near the charging potential of the charge-receiving member 10.

【０１６７】但し、このとき、被帯電体１０としては可
視光〜赤外領域に感度を有しているリコー製プリンタ用
感光体を用いた。また、電子放出素子１４の半導体材料
層１６及び電子放出素子１５の多孔質性の半導体材料層
１７としてはそれぞれエネルギーバンドギャップＥｇ＝
１．２５ｅＶのものを用い、薄膜絶縁体層１８及び薄膜
絶縁体層１９としてはＳｉＯ２ 層を用い、薄膜電極２
０及び薄膜電極２１としては厚さ約１５ｎｍのＡｕ薄膜
電極を用い、基板電極２２としては石英ガラス基板上に
成膜したＩＴＯ電極を用いた。以上の結果は、後に示す
表１にまとめて記載する。However, at this time, a photoreceptor for a Ricoh printer having sensitivity in the visible light range to the infrared range was used as the charged body 10. The semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 14 and the porous semiconductor material layer 17 of the electron-emitting device 15 each have an energy band gap Eg =
1.25 eV, a thin-film insulator layer 18 and a thin-film insulator layer 19 using an SiO2 layer, and a thin-film electrode 2
An Au thin film electrode having a thickness of about 15 nm was used as the 0 and the thin film electrode 21, and an ITO electrode formed on a quartz glass substrate was used as the substrate electrode 22. The above results are collectively described in Table 1 shown below.

【０１６８】なお、この表１において、被帯電体１０の
帯電電位は、２−の図１の帯電装置の電子放出側表面
に何らの微細加工も行わない半導体材料層１６を用いる
場合を１．００とし、これを基準として、２−の場合
の被帯電体１０の帯電電位をその相対値として表記して
いる。In Table 1, the charging potential of the member to be charged 10 is as follows: 1. The case where the semiconductor material layer 16 without any fine processing is used on the electron emission side surface of the charging device shown in FIG. 00, and based on this, the charging potential of the charged body 10 in the case of 2- is described as a relative value.

【０１６９】（実施例３）上記図４に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、電子放出素子３０の薄膜電極２０
と基板電極２２との間に所定の電圧を印加する際の条件
について、 ３−：交流駆動電源３２を用いて正弦波の波形をもつ
周期１ｋＨｚの交流電圧を印加する場合 ３−：交流駆動電源３２の代わりに、直流駆動電源を
用いて、基板電極２２側がマイナスになる直流電圧を印
加する場合 の２つの場合について、被帯電体１０の帯電電位の測定
及び帯電装置周辺におけるＮＯｘの測定を行った。Example 3 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 4, the charged member 10 was charged under the following conditions. That is, the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 30
The conditions when a predetermined voltage is applied between the substrate and the substrate electrode 22 are as follows: 3-: When applying an AC voltage having a sine wave waveform and a cycle of 1 kHz using the AC drive power supply 3-: AC drive power supply In the two cases where a DC voltage is applied to the substrate electrode 22 side using a DC drive power source instead of the DC drive power source 32, the measurement of the charging potential of the member to be charged 10 and the measurement of NOx around the charging device are performed. Was.

【０１７０】但し、このとき、被帯電体１０としては可
視光〜赤外領域に感度を有しているリコー製プリンタ用
感光体を用いた。また、電子放出素子３０の半導体材料
層１６としてはエネルギーバンドギャップＥｇ＝１．２
５ｅＶのものを用い、第１の薄膜絶縁体層１８ａとして
は厚さ２００ｎｍのＴａ２Ｏ５層を用い、第２の薄膜絶
縁体層１８ｂとしては厚さ５０ｎｍのＴａ２Ｏ５層を用
い、薄膜電極２０としては厚さ約１５ｎｍのＡｌ薄膜電
極を用い、基板電極２２としてはタングステン板を用い
た。以上の結果は、後に示す表１にまとめて記載する。However, at this time, a photoreceptor made by Ricoh, which has sensitivity in the visible to infrared region, was used as the member to be charged 10. The energy band gap Eg of the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 30 is 1.2.
Used as the 5 eV, as the first thin film insulating layer 18a using a Ta 2 O 5 layer having a thickness of 200 nm, using a Ta 2 O 5 layer having a thickness of 50nm as a second thin film insulating layer 18b, As the thin film electrode 20, an Al thin film electrode having a thickness of about 15 nm was used, and as the substrate electrode 22, a tungsten plate was used. The above results are collectively described in Table 1 shown below.

【０１７１】なお、この表１において、被帯電体１０の
帯電電位は、３−の交流駆動電源３２を用いて正弦波
の波形をもつ周期１ｋＨｚの交流電圧を印加する場合を
１．００とし、これを基準として、３−の場合の被帯
電体１０の帯電電位をその相対値として表記している。In Table 1, the charged potential of the member to be charged 10 is set to 1.00 when an AC voltage having a sinusoidal waveform and a period of 1 kHz is applied using the AC drive power supply 32 of 3-. On the basis of this, the charging potential of the charged body 10 in the case of 3- is described as a relative value.

【０１７２】（実施例４）上記図４に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、電子放出素子３０から被帯電体１
０に向かって放出される電子の運動エネルギーについ
て、 ４−：３．８ｅＶの場合 ４−：５．０ｅＶの場合 ４−：７．３ｅＶの場合 の３つの場合について、帯電装置周辺におけるＮＯｘの
測定を行った。Example 4 The object to be charged 10 was charged under the following conditions using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. That is, from the electron-emitting device 30 to the charged object 1
Regarding the kinetic energy of electrons emitted toward 0, 4-: 3.8 eV 4-: 5.0 eV 4-: 7.3 eV Measurement of NOx around the charging device in three cases: Was done.

【０１７３】但し、このとき、被帯電体１０としては可
視光〜赤外領域に感度を有しているリコー製プリンタ用
感光体を用いた。また、電子放出素子３０の半導体材料
層１６としてはエネルギーバンドギャップＥｇ＝１．２
５ｅＶのものを用い、第１の薄膜絶縁体層１８ａとして
は厚さ２００ｎｍのＴａ２Ｏ５層を用い、第２の薄膜絶
縁体層１８ｂとしては厚さ５０ｎｍのＴａ２Ｏ５層を用
い、薄膜電極２０としては厚さ約１５ｎｍのＡｕ薄膜電
極を用い、基板電極２２としてはタングステン板を用い
た。以上の結果は、後に示す表１にまとめて記載する。However, at this time, a photoreceptor made by Ricoh, which has sensitivity in a visible light to infrared region, was used as the member to be charged 10. The energy band gap Eg of the semiconductor material layer 16 of the electron-emitting device 30 is 1.2.
Used as the 5 eV, as the first thin film insulating layer 18a using a Ta 2 O 5 layer having a thickness of 200 nm, using a Ta 2 O 5 layer having a thickness of 50nm as a second thin film insulating layer 18b, An Au thin film electrode having a thickness of about 15 nm was used as the thin film electrode 20, and a tungsten plate was used as the substrate electrode 22. The above results are collectively described in Table 1 shown below.

【０１７４】（比較例１）図１３に示されるように、従
来のコロナワイヤ帯電装置においては、コロナワイヤ５
０が直流駆動電源５２によって所定の電圧を印加される
ようになっていると共に、接地されたシールド電極５４
によってシールドされている。また、このコロナワイヤ
５０は、シールド電極５４の開口部を介して電極５６上
の被帯電体５８に対向している。Comparative Example 1 As shown in FIG. 13, in the conventional corona wire charging device, the corona wire 5
0 is applied with a predetermined voltage by the DC drive power supply 52, and the grounded shield electrode 54
Shielded by The corona wire 50 faces the charged object 58 on the electrode 56 via the opening of the shield electrode 54.

【０１７５】このような従来のコロナワイヤ帯電装置を
用い、一定の線速条件下で被帯電体５８の帯電を行い、
その際の帯電装置周辺におけるＮＯｘの測定を行った。
但し、被帯電体５８としてはリコー製プリンタ用感光体
を用い、その帯電電位は上記実施例１の１−の場合と
同等とした。以上の結果は、次に示す表１にまとめて記
載する。By using such a conventional corona wire charging device, the charged object 58 is charged under a constant linear velocity condition.
At that time, measurement of NOx around the charging device was performed.
However, a photoreceptor made by Ricoh was used as the charged member 58, and the charging potential thereof was the same as in the case of 1 in the first embodiment. The above results are summarized in Table 1 below.

【０１７６】[0176]

【表１】 [Table 1]

【０１７７】（実施例５）上記図１に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、被帯電体１０として、リコー社製
のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５３０用感光体を使用）を用い、
この被帯電体１０を８０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させ
た。そして、被帯電体１０の表面電位を−７９０〜−８
１０Ｖ、直流駆動電源２６の駆動電圧を１８Ｖ、電子放
出素子１４から被帯電体１０に向かって放出される放出
電子の運動エネルギーを８ｅＶとして被帯電体１０を帯
電し、そのときの帯電装置周辺におけるオゾン及びＮＯ
ｘの測定を行った。以上の結果は、後に示す表２に記載
する。(Example 5) The object to be charged 10 was charged under the following conditions using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. That is, as the member 10 to be charged, IMAGIO manufactured by Ricoh Company (using a photoreceptor for MF530) is used.
The member to be charged 10 was moved at a speed of 80 mm / sec. Then, the surface potential of the charged body 10 is set to -790 to -8.
10 V, the driving voltage of the DC drive power supply 26 is 18 V, and the kinetic energy of the emitted electrons emitted from the electron-emitting device 14 toward the charged body 10 is 8 eV, and the charged body 10 is charged. Ozone and NO
x was measured. The above results are described in Table 2 below.

【０１７８】（比較例２）図１３に示される従来のコロ
ナワイヤ帯電装置を用い、そのコロナワイヤ５０から被
帯電体５８に向かって放出される放出電子の運動エネル
ギーを３０ｅＶ以上として被帯電体５８を帯電し、その
ときの帯電装置周辺におけるオゾン及びＮＯｘの測定を
行った。なお、その他の条件は上記実施例５の場合と同
様とした。以上の結果は、次に示す表２に記載する。(Comparative Example 2) Using the conventional corona wire charging device shown in FIG. 13, the kinetic energy of electrons emitted from the corona wire 50 toward the charged object 58 is set to 30 eV or more, and the charged object 58 is charged. Was charged, and measurements of ozone and NOx around the charging device at that time were performed. The other conditions were the same as those in Example 5. The above results are shown in Table 2 below.

【０１７９】[0179]

【表２】 [Table 2]

【０１８０】（実施例６）上記図２に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、電子放出素子１５の半導体材料層
１７として、Ｓｉ層を用い、被帯電体１０として、リコ
ー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５３０用感光体を使用）を
用い、この被帯電体１０を５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移
動させた。そして、被帯電体１０の表面電位を−５９０
〜−６００Ｖ、直流駆動電源２６の駆動電圧を１６Ｖ、
電子放出素子１５から被帯電体１０に向かって放出され
る放出電子の運動エネルギーを８ｅＶとして被帯電体１
０を帯電し、そのときの帯電装置周辺におけるオゾン及
びＮＯｘの測定を行った。以上の結果は、後に示す表３
に記載する。Example 6 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 2, the charged object 10 was charged under the following conditions. That is, an Si layer is used as the semiconductor material layer 17 of the electron-emitting device 15, and an IMAGIO manufactured by Ricoh Company (using a photoreceptor for MF530) is used as the charged object 10. Moved at speed. Then, the surface potential of the charged body 10 is set to -590.
~ -600V, the drive voltage of the DC drive power supply 26 is 16V,
The kinetic energy of the emitted electrons emitted from the electron-emitting device 15 toward the charged body 10 is set to 8 eV, and the charged body 1
0 was charged, and ozone and NOx around the charging device were measured at that time. The above results are shown in Table 3 below.
It describes in.

【０１８１】（比較例３）図１３に示される従来のコロ
ナワイヤ帯電装置を用い、そのコロナワイヤ５０から被
帯電体５８に向かって放出される放出電子の運動エネル
ギーを３０ｅＶ以上として被帯電体５８を帯電し、その
ときの帯電装置周辺におけるオゾン及びＮＯｘの測定を
行った。なお、その他の条件は上記実施例６の場合と同
様とした。以上の結果は、次に示す表３に記載する。(Comparative Example 3) Using the conventional corona wire charging device shown in FIG. 13, the kinetic energy of emitted electrons emitted from the corona wire 50 toward the charged object 58 is set to 30 eV or more, and the charged object 58 is charged. Was charged, and measurements of ozone and NOx around the charging device at that time were performed. The other conditions were the same as those in Example 6. The above results are shown in Table 3 below.

【０１８２】[0182]

【表３】 [Table 3]

【０１８３】（実施例７）上記図８に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、ＭＩＭ型の電子放出素子４２の基
板電極２２として、Ａｌ基板電極を用い、被帯電体１０
として、リコー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５３０用感光
体を使用）を用い、この被帯電体１０を８０ｍｍ／ｓｅ
ｃの速度で移動させた。そして、被帯電体１０の表面電
位を−７９０〜−８１０Ｖ、直流駆動電源２６の駆動電
圧を１８Ｖ、電子放出素子４２から被帯電体１０に向か
って放出される放出電子の運動エネルギーを８ｅＶとし
て被帯電体１０を帯電し、そのときの帯電装置周辺にお
けるオゾン及びＮＯｘの測定を行った。以上の結果は、
後に示す表４に記載する。Example 7 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 8, the charged object 10 was charged under the following conditions. That is, an Al substrate electrode is used as the substrate electrode 22 of the MIM type electron-emitting device 42,
As a method, IMAGEIO (using a photoreceptor for MF530) manufactured by Ricoh Co., Ltd. was used.
It moved at the speed of c. Then, the surface potential of the charged body 10 is set to −790 to −810 V, the driving voltage of the DC drive power supply 26 is set to 18 V, and the kinetic energy of the emitted electrons emitted from the electron emission element 42 toward the charged body 10 is set to 8 eV. The charged body 10 was charged, and measurements of ozone and NOx around the charging device at that time were performed. The above results
It is described in Table 4 below.

【０１８４】（比較例４）図１３に示される従来のコロ
ナワイヤ帯電装置を用い、そのコロナワイヤ５０から被
帯電体５８に向かって放出される放出電子の運動エネル
ギーを３０ｅＶ以上として被帯電体５８を帯電し、その
ときの帯電装置周辺におけるオゾン及びＮＯｘの測定を
行った。なお、その他の条件は上記実施例７の場合と同
様とした。以上の結果は、次に示す表４に記載する。(Comparative Example 4) Using the conventional corona wire charging device shown in FIG. 13, the kinetic energy of electrons emitted from the corona wire 50 toward the charged object 58 is set to 30 eV or more, and the charged object 58 is charged. Was charged, and measurements of ozone and NOx around the charging device at that time were performed. The other conditions were the same as those in Example 7. The results are shown in Table 4 below.

【０１８５】[0185]

【表４】 [Table 4]

【０１８６】（実施例８）上記図９に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った。即ち、ＭＩＭ型の電子放出素子４２の基
板電極２２として、Ａｌ基板電極を用い、被帯電体１０
として、リコー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５３０用感光
体を使用）を用い、この被帯電体１０を８０ｍｍ／ｓｅ
ｃの速度で移動させた。そして、バイアス電源２８のバ
イアス電圧を５００Ｖ、直流駆動電源２６の駆動電圧を
１８Ｖとして被帯電体１０を帯電し、そのときの被帯電
体１０の帯電した表面電位の測定を行った。以上の結果
は、後に示す表５に記載する。(Embodiment 8) The object to be charged 10 was charged under the following conditions using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. That is, an Al substrate electrode is used as the substrate electrode 22 of the MIM type electron-emitting device 42,
As a method, IMAGEIO (using a photoreceptor for MF530) manufactured by Ricoh Co., Ltd. was used.
It moved at the speed of c. Then, the charged body 10 was charged with the bias voltage of the bias power supply 28 set to 500 V and the drive voltage of the DC drive power supply 26 set to 18 V, and the charged surface potential of the charged body 10 at that time was measured. The above results are described in Table 5 below.

【０１８７】（比較例５）図１４に示されるように、上
記図９に示される被帯電体１０が電極１２を介してゼロ
電位に接地されている代わりに、ＭＩＭ型の電子放出素
子４２の薄膜電極２０がゼロ電位に接地されている帯電
装置を用いて、被帯電体１０の帯電を行った。なお、そ
の他の条件は上記実施例８の場合と同様とした。以上の
結果は、次に示す表５に記載する。(Comparative Example 5) As shown in FIG. 14, instead of the member to be charged 10 shown in FIG. The member to be charged 10 was charged using a charging device in which the thin film electrode 20 was grounded to zero potential. The other conditions were the same as those in Example 8. The results are described in Table 5 below.

【０１８８】[0188]

【表５】 [Table 5]

【０１８９】（実施例９）上記図９に示す電子写真装置
の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０の
帯電を行った後、更に劣化試験を行った。即ち、ＭＩＭ
型の電子放出素子４２の薄膜電極２０として、薄膜絶縁
体膜１８全面を覆っている厚さ２０ｍｍのＰｔ薄膜電極
を用い、被帯電体１０として、リコー社製のＩＭＡＧＩ
Ｏ（ＭＦ５３０用感光体を使用）を用い、この被帯電体
１０を８０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させた。そして、
バイアス電源２８のバイアス電圧を５００Ｖ、直流駆動
電源２６の駆動電圧を１８Ｖとして被帯電体１０を帯電
し、そのときの被帯電体１０の帯電した表面電位の測定
を行った。Example 9 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 9, the object to be charged 10 was charged under the following conditions, and then a deterioration test was performed. That is, MIM
A 20 mm thick Pt thin-film electrode covering the entire surface of the thin-film insulator film 18 is used as the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 42 of the mold type.
O (using a photoreceptor for MF530) was used to move the charged body 10 at a speed of 80 mm / sec. And
The charged body 10 was charged with the bias voltage of the bias power supply 28 set to 500 V and the drive voltage of the DC drive power supply 26 set to 18 V, and the charged surface potential of the charged body 10 at that time was measured.

【０１９０】その後、リコー社製のマイペーパーＮＢＳ
を粉砕し、粉末としたものを電子放出素子１４の電子放
出面に均一に散布し、更に気温２２℃、湿度７０％の環
境下において２４時間放置した。そして、この劣化試験
の後、電子放出素子１４の電子放出面上の散布物を除去
し、再び上記と同一の条件において被帯電体１０の帯電
を行い、その被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を
行った。以上の結果は、後に示す表６に記載する。Then, Ricoh's My Paper NBS
The powder was pulverized, powdered, and uniformly dispersed on the electron-emitting surface of the electron-emitting device 14, and left for 24 hours in an environment at a temperature of 22 ° C. and a humidity of 70%. After this deterioration test, the scattered material on the electron emission surface of the electron emission element 14 is removed, and the charged body 10 is charged again under the same conditions as above, and the charged surface potential of the charged body 10 is charged again. Was measured. The above results are described in Table 6 below.

【０１９１】（比較例６）図１５に示されるように、上
記図９の薄膜電極２０として薄膜絶縁体膜１８全面を覆
っているＰｔ薄膜電極の代わりに、このＰｔ薄膜電極を
ライン幅０．５ｍｍ、ラインの間隔０．５ｍｍのライン
アンドスペースにパターニングとした短冊状の薄膜電極
４６が形成されている、即ち短冊状の薄膜電極４６は薄
膜絶縁体膜１８を部分的にしか覆っておらず、そのスペ
ース部においては薄膜絶縁体膜１８が露出している帯電
装置を用いて、上記実施例９の場合と同様の劣化試験の
前後における被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を
行った。なお、その他の条件は上記実施例９の場合と同
様とした。以上の結果は、次に示す表６に記載する。(Comparative Example 6) As shown in FIG. 15, instead of the Pt thin film electrode covering the entire surface of the thin film insulator 18 as the thin film electrode 20 of FIG. A strip-shaped thin film electrode 46 is formed in a line and space pattern of 5 mm and a line interval of 0.5 mm, that is, the strip-shaped thin film electrode 46 only partially covers the thin film insulator film 18. The charged surface potential of the charged body 10 was measured before and after the same deterioration test as in Example 9 using a charging device in which the thin film insulator film 18 was exposed in the space. . The other conditions were the same as those in Example 9. The above results are shown in Table 6 below.

【０１９２】[0192]

【表６】 [Table 6]

【０１９３】（実施例１０）上記図２に示す電子写真装
置の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０
の帯電を行った。即ち、電子放出素子１５の多孔質性の
半導体材料層１７として、ＳｉＣ層を用い、被帯電体１
０として、リコー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５３０用感
光体を使用）を用い、この被帯電体１０を５０ｍｍ／ｓ
ｅｃの速度で移動させた。そして、被帯電体１０の表面
電位を−５９０〜−６００Ｖ、直流駆動電源２６の駆動
電圧を１６Ｖ、電子放出素子１５から被帯電体１０に向
かって放出される放出電子の運動エネルギーを８ｅＶと
して被帯電体１０を帯電し、そのときの被帯電体１０の
帯電した表面電位の測定を行った。以上の結果は、後に
示す表７に記載する。Embodiment 10 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
Was charged. That is, a SiC layer is used as the porous semiconductor material layer 17 of the electron-emitting device 15,
As 0, IMAGIO manufactured by Ricoh Co. (using a photoreceptor for MF530) was used.
It was moved at the speed of ec. The surface potential of the charged body 10 is -590 to -600 V, the driving voltage of the DC drive power supply 26 is 16 V, and the kinetic energy of emitted electrons emitted from the electron-emitting device 15 toward the charged body 10 is 8 eV. The charged body 10 was charged, and the charged surface potential of the charged body 10 at that time was measured. The above results are described in Table 7 below.

【０１９４】（比較例７）上記実施例１０の場合の電子
放出素子１５の多孔質性の半導体材料層１７として用い
たＳｉＣ層の代わりに、Ｇｅ層を半導体材料層として用
いた場合における被帯電体１０の帯電した表面電位の測
定を行った。なお、その他の条件は実施例１０の場合と
同様とした。以上の結果は、次に示す表７に記載する。(Comparative Example 7) Charged when a Ge layer was used as the semiconductor material layer instead of the SiC layer used as the porous semiconductor material layer 17 of the electron-emitting device 15 in Example 10 described above. The charged surface potential of the body 10 was measured. The other conditions were the same as in Example 10. The above results are shown in Table 7 below.

【０１９５】[0195]

【表７】 [Table 7]

【０１９６】（実施例１１）上記図９に示す電子写真装
置の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０
の帯電を行い、更に電子放出素子１４の薄膜電極２０の
耐久試験を行った。即ち、ＭＩＭ型の電子放出素子４２
の薄膜電極２０として、薄膜絶縁体膜１８全面を覆って
いる厚さ２０ｍｍのＰｔＩｒ薄膜電極を用い、被帯電体
１０として、リコー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５３０用
感光体を使用）を用い、この被帯電体１０を８０ｍｍ／
ｓｅｃの速度で移動させた。そして、バイアス電源２８
のバイアス電圧を５００Ｖ、直流駆動電源２６の駆動電
圧を１８Ｖとして被帯電体１０を帯電し、そのときの被
帯電体１０の帯電した表面電位の測定を行った。(Embodiment 11) Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
, And a durability test of the thin-film electrode 20 of the electron-emitting device 14 was performed. That is, the MIM type electron-emitting device 42
A 20 mm thick PtIr thin-film electrode covering the entire surface of the thin-film insulator film 18 is used as the thin-film electrode 20, and an RAGCO IMAGIO (using a photoconductor for MF530) is used as the charged body 10. 80 mm /
It was moved at the speed of sec. And the bias power supply 28
The charged object 10 was charged at a bias voltage of 500 V and a driving voltage of the DC drive power supply 26 of 18 V, and the charged surface potential of the charged object 10 at that time was measured.

【０１９７】その後、再び同一条件において直流駆動電
源２６を２４時間連続して駆動し、被帯電体１０への連
続帯電を行った後、被帯電体１０の帯電した表面電位の
測定を行い、初期の帯電した表面電位と２４時間連続駆
動後の帯電した表面電位とを比較した。以上の結果は、
後に示す表８に記載する。Thereafter, the DC drive power supply 26 is again driven continuously for 24 hours under the same conditions to continuously charge the member to be charged 10, and the charged surface potential of the member to be charged 10 is measured. Was compared with the charged surface potential after continuous driving for 24 hours. The above results
It is described in Table 8 below.

【０１９８】（比較例８）上記実施例１１の場合の電子
放出素子１５の薄膜電極２０として用いたＰｔＩｒ薄膜
電極の代わりに、Ａｌ薄膜電極を薄膜電極として用いた
場合における被帯電体１０の初期の帯電した表面電位と
２４時間連続駆動後の帯電した表面電位の測定を行っ
た。なお、その他の条件は実施例１１の場合と同様とし
た。以上の結果は、次に示す表８に記載する。(Comparative Example 8) The initial state of the charged member 10 in the case of using the Al thin film electrode as the thin film electrode instead of the PtIr thin film electrode used as the thin film electrode 20 of the electron-emitting device 15 in the case of Example 11 above. Of the charged surface potential and the charged surface potential after continuous driving for 24 hours were measured. The other conditions were the same as in Example 11. The results are shown in Table 8 below.

【０１９９】[0199]

【表８】 [Table 8]

【０２００】（実施例１２）上記図９に示す電子写真装
置の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０
の帯電を行った後、更に劣化試験を行った。即ち、ＭＩ
Ｍ型の電子放出素子４２の薄膜電極２０として、薄膜絶
縁体膜１８全面を覆っている厚さ３０ｍｍのＰｔ薄膜電
極と厚さ２０ｍｍのＰｔ薄膜電極をそれぞれに用い、被
帯電体１０として、リコー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５
３０用感光体を使用）を用い、この被帯電体１０を８０
ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させた。そして、バイアス電
源２８のバイアス電圧を５００Ｖ、直流駆動電源２６の
駆動電圧を１８Ｖとして被帯電体１０を帯電し、そのと
きの被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を行った。(Example 12) Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
After charging, a further deterioration test was performed. That is, MI
As the thin-film electrode 20 of the M-type electron-emitting device 42, a Pt thin-film electrode having a thickness of 30 mm and a Pt thin-film electrode having a thickness of 20 mm covering the entire surface of the thin-film insulator film 18 are used. IMAGIO (MF5
Using a photoreceptor for 30).
It was moved at a speed of mm / sec. Then, the charged body 10 was charged with the bias voltage of the bias power supply 28 set to 500 V and the drive voltage of the DC drive power supply 26 set to 18 V, and the charged surface potential of the charged body 10 at that time was measured.

【０２０１】その後、リコー社製のマイペーパーＮＢＳ
を粉砕し、粉末としたものを電子放出素子１４の電子放
出面に均一に散布し、更に気温２２℃、湿度７０％の環
境下において２４時間放置した。そして、この劣化試験
の後、電子放出素子１４の電子放出面上の散布物を除去
し、再び上記と同一の条件において被帯電体１０の帯電
を行い、その被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を
行った。以上の結果は、後に示す表９に記載する。Then, Ricoh's My Paper NBS
The powder was pulverized, powdered, and uniformly dispersed on the electron-emitting surface of the electron-emitting device 14, and left for 24 hours in an environment at a temperature of 22 ° C. and a humidity of 70%. After this deterioration test, the scattered material on the electron emission surface of the electron emission element 14 is removed, and the charged body 10 is charged again under the same conditions as above, and the charged surface potential of the charged body 10 is charged again. Was measured. The above results are described in Table 9 below.

【０２０２】（比較例９）上記実施例９の場合の薄膜電
極２０として薄膜絶縁体膜１８全面を覆っている厚さ３
０ｍｍ又は厚さ２０ｍｍのＰｔ薄膜電極の代わりに、厚
さ１０ｍｍのＰｔ薄膜電極が形成されている帯電装置を
用いて、実施例９の場合と同様の劣化試験の前後におけ
る被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を行った。な
お、その他の条件は実施例９の場合と同様とした。以上
の結果は、次に示す表９に記載する。(Comparative Example 9) The thickness 3 covering the entire surface of the thin-film insulator film 18 as the thin-film electrode 20 in the case of the above-described ninth embodiment
Using a charging device having a Pt thin film electrode having a thickness of 10 mm instead of a Pt thin film electrode having a thickness of 0 mm or 20 mm, charging of the charged body 10 before and after the same deterioration test as in Example 9 The measured surface potential was measured. The other conditions were the same as in Example 9. The above results are shown in Table 9 below.

【０２０３】[0203]

【表９】 [Table 9]

【０２０４】（実施例１３）上記図４に示す電子写真装
置の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０
の帯電を行い、更に電子放出素子３０の耐久試験を行っ
た。即ち、電子放出素子３０の基板電極２２として、抵
抗率０．０１〜０．０２Ω・ｃｍのＳｉウェーハを用
い、半導体材料層１６として、多結晶Ｓｉ層を用い、第
１の薄膜絶縁体層１８ａとして、膜厚３０ｎｍのＴａ２
Ｏ５層を用い、第２の薄膜絶縁体層１８ｂとして、膜厚
２００ｎｍのＴａ２Ｏ５層を用い、薄膜電極２０とし
て、厚さ約２０ｎｍの Ｐｔ電極を用い、被帯電体１０
として、リコー製プリンタ用感光体を用いた。そして、
交流駆動電源３２から１ｋＨｚの正弦波を供給して被帯
電体１０を帯電し、そのときの被帯電体１０の帯電した
表面電位の測定を行った。(Example 13) Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
, And a durability test of the electron-emitting device 30 was performed. That is, a Si wafer having a resistivity of 0.01 to 0.02 Ω · cm is used as the substrate electrode 22 of the electron-emitting device 30, a polycrystalline Si layer is used as the semiconductor material layer 16, and the first thin-film insulator layer 18 a As a Ta 2 film having a thickness of 30 nm.
An O 5 layer, a 200 nm thick Ta 2 O 5 layer as the second thin film insulator layer 18 b, a Pt electrode with a thickness of about 20 nm as the thin film electrode 20,
A photoconductor for a printer manufactured by Ricoh was used. And
A 1 kHz sine wave was supplied from the AC drive power supply 32 to charge the charged body 10, and the charged surface potential of the charged body 10 at that time was measured.

【０２０５】その後、再び同一条件において４８時間連
続して駆動し、被帯電体１０への連続帯電を行った後、
被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を行い、初期の
帯電した表面電位と４８時間連続駆動後の帯電した表面
電位とを比較した。以上の結果は、後に示す表１０に記
載する。Thereafter, the device is driven again continuously for 48 hours under the same conditions to continuously charge the member 10 to be charged.
The charged surface potential of the charged body 10 was measured, and the initially charged surface potential was compared with the charged surface potential after continuous driving for 48 hours. The above results are described in Table 10 below.

【０２０６】（比較例１０）上記図２に示す電子写真装
置の帯電装置を用い、以下の条件において被帯電体１０
の帯電を行い、更に電子放出素子１５の耐久試験を行っ
た。即ち、電子放出素子１５の多孔質性の半導体材料層
１７として、Ｓｉ層を用い、薄膜電極２１として、厚さ
約２０ｎｍの Ｐｔ電極を用い、被帯電体１０として、
リコー製プリンタ用感光体を用いた。そして、被帯電体
１０を帯電し、そのときの被帯電体１０の帯電した表面
電位の測定を行った。(Comparative Example 10) Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG.
, And a durability test of the electron-emitting device 15 was performed. That is, a Si layer is used as the porous semiconductor material layer 17 of the electron-emitting device 15, a Pt electrode having a thickness of about 20 nm is used as the thin-film electrode 21, and the member 10 to be charged is
A photoreceptor for Ricoh printer was used. Then, the charged body 10 was charged, and the charged surface potential of the charged body 10 at that time was measured.

【０２０７】その後、再び同一条件において４８時間連
続して駆動し、被帯電体１０への連続帯電を行った後、
被帯電体１０の帯電した表面電位の測定を行い、初期の
帯電した表面電位と４８時間連続駆動後の帯電した表面
電位とを比較した。以上の結果は、次に示す表１０に記
載する。Thereafter, the device is continuously driven for 48 hours again under the same conditions to continuously charge the member 10 to be charged.
The charged surface potential of the charged body 10 was measured, and the initially charged surface potential was compared with the charged surface potential after continuous driving for 48 hours. The above results are shown in Table 10 below.

【０２０８】[0208]

【表１０】 [Table 10]

【０２０９】（実施例１４）上記図１１に示す電子写真
装置の帯電装置を用い、以下の条件においてリング状の
被帯電体１０ａの帯電を行った。即ち、リング状の被帯
電体１０ａとして、リコー社製のＩＭＡＧＩＯ（ＭＦ５
３０用感光体を使用）を用い、このリング状の被帯電体
１０ａを８０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させた。そし
て、バイアス電源２８のバイアス電圧を８００Ｖ、直流
駆動電源２６の駆動電圧を１８Ｖとして被帯電体１０を
帯電し、そのときの帯電装置周辺におけるオゾン及びＮ
Ｏｘの測定を行った。以上の結果は、後に示す表１１に
記載する。Example 14 Using the charging device of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 11, the ring-shaped member to be charged 10a was charged under the following conditions. That is, as the ring-shaped member to be charged 10a, IMAGIO (MF5 manufactured by Ricoh Company) is used.
The photoreceptor 30 was used) and the ring-shaped charged object 10a was rotated at a speed of 80 mm / sec. Then, the charged object 10 is charged by setting the bias voltage of the bias power supply 28 to 800 V and the driving voltage of the DC driving power supply 26 to 18 V, and ozone and N around the charging device at that time.
Ox was measured. The above results are described in Table 11 below.

【０２１０】（比較例１１）図１６に示されるように、
上記図１１に示される薄膜電極２０、薄膜絶縁体層１
８、及び基板電極２２が板状に積層されているＭＩＭ型
の電子放出素子４２の代わりに、円柱状の基板電極７０
の周囲に薄膜絶縁体層７２及び薄膜電極７４が同心円状
に順に積層されているＭＩＭ型の電子放出素子７６を有
し、その薄膜電極７４がリング状の被帯電体１０ａに接
触している接触式の帯電装置を用いて、リング状の被帯
電体１０ａの帯電を行った。なお、その他の条件は上記
実施例１４の場合と同様とした。以上の結果は、次に示
す表１１に記載する。(Comparative Example 11) As shown in FIG.
The thin film electrode 20 and the thin film insulator layer 1 shown in FIG.
8 and a substrate electrode 70 having a columnar shape instead of the MIM type electron-emitting device 42 in which the substrate electrode 22 is laminated in a plate shape.
A MIM-type electron-emitting device 76 in which a thin-film insulator layer 72 and a thin-film electrode 74 are stacked concentrically in this order, and the thin-film electrode 74 is in contact with the ring-shaped charged body 10a. The ring-shaped member to be charged 10a was charged using a charging device of the formula. The other conditions were the same as in Example 14. The results are described in Table 11 below.

【０２１１】[0211]

【表１１】 [Table 11]

【０２１２】[0212]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る帯電装置及びそれを用いた電子写真装置によれば、以
下のような効果を奏することができる。即ち、請求項１
に係る帯電装置によれば、被帯電体の光感度領域の光が
電子放出素子から発光されて被帯電体を照射することが
規制されていることにより、被帯電体が光導電性を有す
るものである場合に、この被帯電体の帯電した表面電位
が電子放出素子からの発光によって減衰することを防止
することが可能になるため、所望の帯電電位を得ること
ができ、良好な帯電能を実現することができる。As described in detail above, according to the charging device of the present invention and the electrophotographic apparatus using the same, the following effects can be obtained. That is, claim 1
According to the charging device according to the above, the object to be charged has photoconductivity due to the fact that light in the photosensitivity region of the object to be charged is emitted from the electron-emitting device and irradiated to the object to be charged. In this case, it is possible to prevent the charged surface potential of the charged body from being attenuated by light emission from the electron-emitting device, so that a desired charging potential can be obtained, and good charging ability can be obtained. Can be realized.

【０２１３】また、請求項２に係る帯電装置によれば、
電子放出素子から被帯電体に向かって放出される電子の
運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満であることにより、
基底状態の窒素分子の解離エネルギー２４．３ｅＶより
も小さくなることから、放出電子が直接に被帯電体に到
達したり、放出電子によって生成された負イオン等の荷
電粒子が被帯電体に到達したりする際に、ＮＯｘ等の放
電生成物の発生を低減することができる。According to the charging device of the second aspect,
Since the kinetic energy of the electrons emitted from the electron-emitting device toward the member to be charged is less than 24.3 eV,
Since the dissociation energy of the ground-state nitrogen molecule is smaller than 24.3 eV, the emitted electrons directly reach the member to be charged, or charged particles such as negative ions generated by the emitted electrons reach the member to be charged. In this case, the generation of discharge products such as NOx can be reduced.

【０２１４】また、請求項３に係る帯電装置によれば、
電子放出素子の電子放出側に３次元的な微細加工が施さ
れていることにより、即ち半導体材料層中の電子が複数
段の薄膜絶縁体層をトンネルして薄膜電極に注入される
ような構造が形成されていることにより、半導体材料層
中の電子が複数段の薄膜絶縁体層をトンネルする際に複
数回に渡って加速されることから、良好な電子放出特性
を得ることが可能になるため、良好な帯電能の実現に寄
与することができる。According to the charging device of the third aspect,
A structure in which three-dimensional microfabrication is performed on the electron emission side of the electron emission element, that is, a structure in which electrons in a semiconductor material layer are injected into a thin film electrode through a plurality of stages of thin film insulator layers. Is formed, electrons in the semiconductor material layer are accelerated a plurality of times when tunneling through a plurality of stages of thin-film insulator layers, so that good electron emission characteristics can be obtained. Therefore, it is possible to contribute to realization of good charging ability.

【０２１５】また、請求項４に係る帯電装置によれば、
上記の請求項３に係る帯電装置において、電子放出素子
の電子放出側に施されている３次元的な微細加工部が電
子放出面に規則的に配置されていることにより、安定し
た電子放出特性を得ることが可能になるため、被帯電体
を帯電する際に、帯電ムラのない均一な表面電位を実現
することができる。Further, according to the charging device of the fourth aspect,
In the charging device according to the third aspect of the present invention, the three-dimensional microfabricated portions provided on the electron emission side of the electron emission element are regularly arranged on the electron emission surface, so that stable electron emission characteristics are obtained. Therefore, a uniform surface potential without charging unevenness can be realized when charging the charged object.

【０２１６】また、請求項５に係る帯電装置によれば、
上記の請求項１及び請求項２に係る帯電装置の構成用件
を共に有していることにより、上記の請求項１及び請求
項２による効果が同時に発揮されるため、良好な帯電能
を実現することができると共に、ＮＯｘ等の放電生成物
の発生を低減することができる。Further, according to the charging device of the fifth aspect,
By having both the configuration requirements of the charging device according to the first and second aspects, the effects of the first and second aspects are simultaneously exhibited, thereby realizing good charging performance. And generation of discharge products such as NOx can be reduced.

【０２１７】また、請求項６に係る帯電装置によれば、
電子放出素子に３．６０ｅＶ以上又は１．３０ｅＶ以下
のエネルギーバンドギャップを有する半導体が用いられ
ていることにより、被帯電体として一般的な電子写真用
感光体を用いる場合に、その感度領域である４００ｎｍ
から９００ｎｍ前後までの波長の光が電子放出素子から
発光されて子写真用感光体を照射することを規制するこ
とができるため、この被帯電体の帯電した表面電位が電
子放出素子からの発光によって減衰することを防止し
て、所望の帯電電位を得ることが可能になり、良好な帯
電能を実現することができる。Further, according to the charging device of the sixth aspect,
Since a semiconductor having an energy band gap of 3.60 eV or more and 1.30 eV or less is used for the electron-emitting device, when a general electrophotographic photosensitive member is used as a member to be charged, this is a sensitivity region. 400 nm
From 900 nm to about 900 nm can be restricted from being emitted from the electron-emitting device to irradiate the photoreceptor for a child photograph. Therefore, the charged surface potential of the charged object is reduced by the emission from the electron-emitting device. A desired charge potential can be obtained by preventing attenuation, and good chargeability can be realized.

【０２１８】また、請求項７に係る帯電装置によれば、
電子放出素子に印加される電圧が交流電圧又はパルス電
圧であることにより、直流電圧を印加する場合と異な
り、電子放出素子から放出する電子の１個当たりの運動
エネルギーと電子総放出数とをそれぞれ独立に制御する
ことが容易に可能になるため、放電生成物の低減と良好
な帯電能とを両立することができる。Further, according to the charging device of the seventh aspect,
Since the voltage applied to the electron-emitting device is an AC voltage or a pulse voltage, unlike the case of applying a DC voltage, the kinetic energy per electron emitted from the electron-emitting device and the total number of electrons emitted are different from each other. Since independent control can be easily performed, it is possible to achieve both reduction of discharge products and good charging ability.

【０２１９】また、請求項８に係る帯電装置によれば、
電子放出素子と被帯電体との間にグリッドが設けられて
いることにより、グリッドに印加する電圧値を制御し
て、電子放出素子から放出する電子の１個当たりの運動
エネルギーをその電子総放出数とは独立に制御すること
が容易に可能になるため、放電生成物の低減と良好な帯
電能とを両立することができる。According to the charging device of the eighth aspect,
Since the grid is provided between the electron-emitting device and the member to be charged, the voltage value applied to the grid is controlled, and the kinetic energy of each electron emitted from the electron-emitting device is calculated by the total electron emission. Since control can be easily performed independently of the number, it is possible to achieve both reduction of discharge products and good charging ability.

【０２２０】また、請求項９に係る電子写真装置によれ
ば、上記の請求項１〜８に係る帯電装置を用いているこ
とにより、こうした帯電装置によって良好な帯電能を実
現することが可能になり、ＮＯｘ等の放電生成物の発生
を低減することが可能になるため、良好な画像を得るこ
とができると共に、放電生成物の少ない電子写真装置を
実現することができる。Further, according to the electrophotographic apparatus of the ninth aspect, the use of the charging device of the first to eighth aspects makes it possible to realize good charging performance by such a charging apparatus. In other words, since it is possible to reduce the generation of discharge products such as NOx, it is possible to obtain a good image and to realize an electrophotographic apparatus with less discharge products.

【０２２１】また、請求項９に係る電子写真装置によれ
ば、ＭＩＳ型の電子放出素子を用い、このＭＩＳ型の電
子放出素子の帯電時における放出電子の運動エネルギー
が２４．３ｅＶ未満であることにより、高圧電源を必要
とせず、またこうした帯電装置によって良好な帯電能が
実現され、オゾンやＮＯｘの放電生成物の発生が皆無に
なることから、良好な画像が得られ、放電生成物の少な
い電子写真装置を実現することができる。According to the electrophotographic apparatus of the ninth aspect, the MIS type electron-emitting device is used, and the kinetic energy of the emitted electrons when the MIS type electron-emitting device is charged is less than 24.3 eV. This eliminates the need for a high-voltage power supply, and achieves good charging performance with such a charging device and eliminates the generation of ozone and NOx discharge products. An electrophotographic apparatus can be realized.

【０２２２】また、請求項１０に係る電子写真装置によ
れば、ＭＩＭ型の電子放出素子を用い、このＭＩＭ型の
電子放出素子の帯電時における放出電子の運動エネルギ
ーが２４．３ｅＶ未満であることにより、高圧電源を必
要とせず、またこうした帯電装置によって良好な帯電能
が実現され、オゾンやＮＯｘの放電生成物の発生が皆無
になることから、良好な画像が得られ、放電生成物の少
ない電子写真装置を実現することができる。Further, according to the electrophotographic apparatus of the present invention, the MIM type electron-emitting device is used, and the kinetic energy of the emitted electrons during charging of the MIM type electron-emitting device is less than 24.3 eV. This eliminates the need for a high-voltage power supply, and achieves good charging performance with such a charging device, and eliminates the generation of ozone and NOx discharge products. An electrophotographic apparatus can be realized.

【０２２３】また、請求項１１に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９又は１０に係る電子写真装置におい
て、その帯電装置の電子放出素子の電子放出側に３次元
的な微細加工が施されていることにより、このような３
次元的な微細加工が何ら施されていない場合と比較する
と、電子が複数段の薄膜絶縁体層をトンネルする際に複
数回に渡って加速されることから、良好な電子放出特性
が得られるため、良好な帯電能の実現に寄与することが
できる。According to the eleventh aspect of the present invention, in the electrophotographic apparatus according to the ninth or tenth aspect, three-dimensional fine processing is performed on the electron emission side of the electron emission element of the charging device. By doing so, such 3
Compared to the case where no dimensional microfabrication has been performed, electrons are accelerated multiple times when tunneling through multiple stages of thin-film insulator layers, so good electron emission characteristics can be obtained , It can contribute to the realization of good charging ability.

【０２２４】また、請求項１２に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９又は１０に係る電子写真装置におい
て、被帯電体の光感度領域の光が電子放出素子から発光
されて被帯電体を照射することが規制されていることに
より、光導電性を有する被帯電体に対して、この被帯電
体の帯電した表面電位が電子放出素子からの発光によっ
て減衰することが防止されるため、所望の帯電電位が得
られ、良好な帯電能を実現することができる。According to the twelfth aspect of the present invention, in the electrophotographic apparatus according to the ninth or tenth aspect, the light in the photosensitivity region of the charged body is emitted from the electron-emitting device, and Is regulated, the charged surface potential of the charged object is prevented from being attenuated by light emission from the electron-emitting device for the charged object having photoconductivity, A desired charging potential is obtained, and good charging ability can be realized.

【０２２５】また、請求項１３に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１２のいずれかに係る電子写真装
置において、被帯電体がゼロ電位の導電性支持体上に形
成されている一方、この導電性支持体と電子放出素子の
薄膜電極との間に、被帯電体の帯電電位に相当するバイ
アス電圧が印加されていることにより、被帯電体の帯電
電位がバイアス電圧によって制御されることになるた
め、被帯電体の表面電位が所望の電位に安定的に保持さ
れ、安定した帯電能を実現することができる。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the electrophotographic apparatus according to any one of the ninth to twelfth aspects, the member to be charged is formed on a zero-potential conductive support. On the other hand, since a bias voltage corresponding to the charging potential of the charged body is applied between the conductive support and the thin-film electrode of the electron-emitting device, the charged potential of the charged body is controlled by the bias voltage. Therefore, the surface potential of the member to be charged is stably maintained at a desired potential, and stable charging ability can be realized.

【０２２６】また、請求項１４に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１３のいずれかに係る電子写真装
置において、電子放出素子の薄膜電極が絶縁体層の全面
を覆っていることにより、電子放出に寄与することがで
きる絶縁体層が保護されるため、電子放出素子の駆動安
定性を向上することができる。According to an electrophotographic apparatus of claim 14, in the electrophotographic apparatus of any of claims 9 to 13, the thin-film electrode of the electron-emitting device covers the entire surface of the insulator layer. Thereby, the insulator layer that can contribute to electron emission is protected, so that the driving stability of the electron-emitting device can be improved.

【０２２７】また、請求項１５に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９に係る電子写真装置において、電子
放出素子の半導体層の材料として、Ｃ及びＳｉの単体、
並びにＣ、Ｓｉ、及びＧｅの化合物のいずれかを使用す
ることにより、良好な電子放出特性を得ることができ
る。According to the electrophotographic apparatus of claim 15, in the electrophotographic apparatus of claim 9, as the material of the semiconductor layer of the electron-emitting device, a simple substance of C and Si;
Also, by using any of the compounds of C, Si, and Ge, good electron emission characteristics can be obtained.

【０２２８】また、請求項１６に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１５のいずれかに係る電子写真装
置において、電子放出素子の薄膜電極の材料として、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ及びＲｕの単体、これらの単体の
合金、並びにこれらの単体及び合金の酸化物のいずれか
を使用することにより、電子放出素子の安定した電子放
出特性を保することができる。Further, according to the electrophotographic apparatus according to claim 16, in the electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 15, the material of the thin film electrode of the electron-emitting device is A
By using any one of u, Pt, Ir, Rh, and Ru, an alloy of these simple substances, and an oxide of these simple substances and alloys, it is possible to maintain stable electron emission characteristics of the electron-emitting device. it can.

【０２２９】また、請求項１７に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１６のいずれかに係る電子写真装
置において、電子放出素子の薄膜電極の膜厚を２０ｎｍ
以上４０ｎｍ以下にすることにより、電子放出素子の耐
久性を向上させることと良好な電子放出特性を維持する
こととを両立することができる。According to an electrophotographic apparatus of claim 17, in the electrophotographic apparatus of any of claims 9 to 16, the thickness of the thin-film electrode of the electron-emitting device is set to 20 nm.
By setting the thickness to 40 nm or less, it is possible to simultaneously improve the durability of the electron-emitting device and maintain good electron-emitting characteristics.

【０２３０】また、請求項１８に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１７のいずれかに係る電子写真装
置において、帯電装置の電子放出素子の駆動電圧が交流
電圧又はパルス電圧であることにより、駆動電圧に直流
電圧を用いる場合と異なり、電子放出素子から放出する
電子の１個当たりの運動エネルギーと電子総放出数とを
それぞれ独立に制御することが可能になるため、帯電装
置における放電生成物の低減と良好な帯電能とを両立す
ることができる。[0230] According to the electrophotographic apparatus according to claim 18, in the electrophotographic apparatus according to any one of claims 9 to 17, the driving voltage of the electron-emitting device of the charging device is an AC voltage or a pulse voltage. This makes it possible to independently control the kinetic energy per electron emitted from the electron-emitting device and the total number of emitted electrons, unlike the case where a DC voltage is used as the driving voltage. It is possible to achieve both reduction of discharge products and good charging ability.

【０２３１】また、請求項１９に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１８のいずれかに係る電子写真装
置において、電子放出素子と被帯電体とが非接触の状態
で被帯電体への帯電を行うことにより、放電を全く起こ
すことなく帯電することが可能となるため、放電生成物
であるオゾンやＮＯｘの発生を皆無とすることができ
る。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the electrophotographic apparatus according to any one of the ninth to eighteenth aspects, the charged object is contacted with the electron-emitting device in a non-contact state. By performing the charging, it is possible to perform charging without causing any discharge, so that ozone and NOx, which are discharge products, can be completely eliminated.

【０２３２】また、請求項２０に係る電子写真装置によ
れば、上記請求項９〜１９のいずれかに係る電子写真装
置において、電子放出素子が導電性支持体上に形成され
ていることにより、電子写真装置内に電子放出素子を固
定することができる。According to the electrophotographic apparatus according to the twentieth aspect, in the electrophotographic apparatus according to any one of the ninth to nineteenth aspects, the electron-emitting device is formed on a conductive support. The electron-emitting device can be fixed in the electrophotographic apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子写真装置の
帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２の実施形態に係る電子写真装置の
帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a charging device of an electrophotographic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図３】図２に示される帯電装置の動作、特に電子放出
素子における電子の動きを説明するための概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the charging device shown in FIG. 2, particularly the movement of electrons in an electron-emitting device.

【図４】本発明の第３の実施形態に係る電子写真装置の
帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図５】図４に示される帯電装置の電子放出素子の動作
を説明するための概略断面図である。5 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the electron-emitting device of the charging device shown in FIG.

【図６】本発明の第４の実施形態に係る電子写真装置の
帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図７】本発明の第５の実施形態に係る電子写真装置の
帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第６の実施形態に係る電子写真装置の
帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図９】（ａ）は本発明の第７の実施形態に係る電子写
真装置の帯電装置を示す概略断面図であり、（ｂ）はそ
の部分的な等価回路を示す回路図である。FIG. 9A is a schematic cross-sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a circuit diagram showing a partial equivalent circuit thereof.

【図１０】（ａ）は図９（ａ）に示す帯電装置から被帯
電体を取り外した場合を示す概略断面図であり、（ｂ）
は（ａ）の部分的な等価回路を示す回路図である。10A is a schematic cross-sectional view showing a case where a member to be charged is removed from the charging device shown in FIG. 9A, and FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a partial equivalent circuit of FIG.

【図１１】本発明の第８の実施形態に係る電子写真装置
の帯電装置を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view showing a charging device of an electrophotographic apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図１２】（ａ）は図１に示すＭＩＳ型の電子放出素子
の変形例を示す概略断面図であり、（ｂ）は図８に示す
ＭＩＭ型の電子放出素子の変形例を示す概略断面図であ
る。12A is a schematic cross-sectional view showing a modification of the MIS type electron-emitting device shown in FIG. 1, and FIG. 12B is a schematic cross-section showing a modification of the MIM type electron-emitting device shown in FIG. FIG.

【図１３】比較例１〜４に係るコロナワイヤ帯電装置を
用いて被帯電体を帯電する様子を示す概略断面図であ
る。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an object to be charged is charged using the corona wire charging devices according to Comparative Examples 1 to 4.

【図１４】比較例５に係る帯電装置を示す概略断面図で
ある。FIG. 14 is a schematic sectional view showing a charging device according to Comparative Example 5.

【図１５】比較例６に係る帯電装置の電子放出素子の薄
膜電極を示す概略平面図である。FIG. 15 is a schematic plan view showing a thin-film electrode of an electron-emitting device of a charging device according to Comparative Example 6.

【図１６】比較例１１に係る帯電装置を示す概略断面図
である。FIG. 16 is a schematic sectional view showing a charging device according to Comparative Example 11;

【図１７】被帯電体の光感度領域の光が電子放出素子か
ら発光されて被帯電体を照射することが規制されている
という定義を説明するための概略断面図である。FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the definition that the light in the photosensitivity region of the member to be charged is emitted from the electron-emitting device to irradiate the member to be charged.

【図１８】半導体を用いる電子放出素子の構造及びその
動作を説明するための概略図である。FIG. 18 is a schematic view for explaining the structure and operation of an electron-emitting device using a semiconductor.

【図１９】電子放出素子の半導体材料層の電子放出側表
面に３次元的な微細加工を施した場合を示す概略断面図
である。FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a case where three-dimensional fine processing is performed on an electron emission side surface of a semiconductor material layer of an electron emission element.

【図２０】ドラム形状の被帯電体と電子放出素子の間に
微小なギャップが生じる様子を示す概略断面図である。FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a minute gap is formed between a drum-shaped member to be charged and an electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 被帯電体 １０ａ ドラム状の被帯電体 １２ 電極 １４、１５ 電子放出素子 １６ 半導体材料層 １７ 多孔質性の半導体材料層 １８、１９ 薄膜絶縁体層 １８ａ 第１の薄膜絶縁体層 １８ｂ 第２の薄膜絶縁体層 ２０、２１ 薄膜電極 ２２ 基板電極 ２３ａ 絶縁性基板 ２３ｂ 電極 ２４ 微細な孔 ２５ 枝 ２６ 直流駆動電源 ２８ バイアス電源 ３０ 電子放出素子 ３２ 交流駆動電源 ３４ グリッド ３６ 電子エネルギー調整用の直流駆動電源 ３８ グリッド ４０ 電子エネルギー調整用の交流駆動電源 ４２ 電子放出素子 ４４ 除電ランプ ４６ 短冊状の薄膜電極 ５０ コロナワイヤ ５２ 直流駆動電源 ５４ シールド電極 ５６ 電源 ５８ 被帯電体 ６０ 被帯電体 ６２ コロナワイヤ帯電装置 ６４ 請求項１に係る帯電装置 ６６ 遮蔽板 ７０ 基板電極 ７２ 薄膜絶縁体層 ７４ 薄膜電極 ７６ 電子放出素子 φ 薄膜電極の仕事関数 ｅ− 電子 Ａ 表面電位計 Ｂ 表面電位計DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 To-be-charged body 10a Drum-shaped to-be-charged body 12 Electrode 14, 15 Electron emission element 16 Semiconductor material layer 17 Porous semiconductor material layer 18, 19 Thin-film insulator layer 18a First thin-film insulator layer 18b Second Thin-film insulator layers 20, 21 Thin-film electrodes 22 Substrate electrodes 23a Insulating substrate 23b Electrodes 24 Fine holes 25 Branches 26 DC drive power supply 28 Bias power supply 30 Electron-emitting device 32 AC drive power supply 34 Grid 36 DC drive power supply for adjusting electron energy 38 Grid 40 AC drive power for electron energy adjustment 42 Electron emitting element 44 Static elimination lamp 46 Strip-shaped thin film electrode 50 Corona wire 52 DC drive power supply 54 Shield electrode 56 Power supply 58 Charged body 60 Charged body 62 Corona wire charging device 64 The charging device according to claim 1, a shielding plate 70, a substrate electrode The work function of 2 thin film insulating layer 74 thin-film electrode 76 electron-emitting devices φ thin film electrode e - electrons A surface potentiometer B surface electrometer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正治 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 越田 信義 東京都小金井市緑町３丁目12−８ Ｆターム(参考） 2H200 FA07 GA23 GA30 HA03 HA04 HA29 HA30 HB12 HB43 HB45 HB46 HB48 MA01 MB02 NA03 NA04 PA02 PB04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masaharu Tanaka 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyoshi Koshida 3-12-8 Midoricho, Koganei-shi, Tokyo F-term ( Reference) 2H200 FA07 GA23 GA30 HA03 HA04 HA29 HA30 HB12 HB43 HB45 HB46 HB48 MA01 MB02 NA03 NA04 PA02 PB04

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電子放出素子から放出される電子によっ
て光導電性を有している被帯電体を帯電させる帯電装置
であって、 前記被帯電体の光感度領域の光が前記電子放出素子から
発光されて前記被帯電体を照射することが規制されてい
ることを特徴とする帯電装置。1. A charging device for charging an object to be charged having photoconductivity by electrons emitted from an electron emitting element, wherein light in a photosensitivity region of the object to be charged is emitted from the electron emitting element. A charging device, wherein emission of light and irradiation of the object to be charged is regulated. 【請求項２】 電子放出素子から放出される電子によっ
て被帯電体を帯電させる帯電装置であって、 前記電子放出素子から前記被帯電体に向かって放出され
る電子の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満であること
を特徴とする帯電装置。2. A charging device for charging an object to be charged by electrons emitted from an electron-emitting device, wherein a kinetic energy of electrons emitted from the electron-emitting device toward the object to be charged is less than 24.3 eV. A charging device, characterized in that: 【請求項３】 電子放出素子から放出される電子によっ
て被帯電体を帯電させる帯電装置であって、 前記電子放出素子の電子放出側に３次元的な微細加工が
施されていることを特徴とする帯電装置。3. A charging device for charging an object to be charged by electrons emitted from an electron-emitting device, wherein three-dimensional fine processing is performed on an electron-emitting side of the electron-emitting device. Charging device. 【請求項４】 請求項３に記載の帯電装置において、 前記電子放出素子の電子放出側に施されている３次元的
な微細加工部が、電子放出面に規則的に配置されている
ことを特徴とする帯電装置。4. The charging device according to claim 3, wherein the three-dimensional micromachined portion provided on the electron emission side of the electron emission element is regularly arranged on the electron emission surface. Characteristic charging device. 【請求項５】 電子放出素子から放出される電子によっ
て光導電性を有している被帯電体を帯電させる帯電装置
であって、 前記被帯電体の光感度領域の光が前記電子放出素子から
発光されて前記被帯電体を照射することが規制されてお
り、 前記電子放出素子から前記被帯電体に向かって放出され
る電子の運動エネルギーが２４．３ｅＶ未満であること
を特徴とする帯電装置。5. A charging device for charging an object to be charged having photoconductivity by electrons emitted from an electron emitting element, wherein light in a photosensitivity region of the object to be charged is emitted from the electron emitting element. The charging device is restricted from emitting light and irradiating the object to be charged, and a kinetic energy of electrons emitted from the electron-emitting device toward the object to be charged is less than 24.3 eV. . 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の帯電
装置において、 前記電子放出素子に、３．６０ｅＶ以上又は１．３０ｅ
Ｖ以下のエネルギーバンドギャップを有する半導体が用
いられていることを特徴とする帯電装置。6. The charging device according to claim 1, wherein the electron-emitting device has a voltage of 3.60 eV or more or 1.30 e.
A charging device, wherein a semiconductor having an energy band gap of V or less is used. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電
装置において、 前記電子放出素子から電子を放出するために前記電子放
出素子に印加される電圧が、交流電圧又はパルス電圧で
あることを特徴とする帯電装置。7. The charging device according to claim 1, wherein a voltage applied to the electron-emitting device to emit electrons from the electron-emitting device is an AC voltage or a pulse voltage. A charging device characterized by the above-mentioned. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の帯電
装置において、 前記電子放出素子と前記被帯電体との間に、グリッドが
設けられていることを特徴とする帯電装置。8. The charging device according to claim 1, wherein a grid is provided between the electron-emitting device and the member to be charged. 【請求項９】 負帯電用の帯電装置を用いる電子写真プ
ロセスによって被記録体上に画像形成を電子写真装置で
あって、 前記帯電装置として、電子がトンネル可能な薄膜電極、
電子放出に寄与する絶縁体層、及び半導体層の積層構造
からなる電子放出素子を用い、 前記電子放出素子の帯電時における放出電子の運動エネ
ルギーが２４．３ｅＶ未満であることを特徴とする電子
写真装置。9. An electrophotographic apparatus for forming an image on a recording medium by an electrophotographic process using a charging device for negative charging, wherein the charging device includes a thin film electrode through which electrons can tunnel.
An electron emission device using an electron emission device having a laminated structure of an insulator layer and a semiconductor layer contributing to electron emission, wherein a kinetic energy of emitted electrons during charging of the electron emission device is less than 24.3 eV. apparatus. 【請求項１０】 負帯電用の帯電装置を用いる電子写真
プロセスによって被記録体上に画像形成を電子写真装置
であって、 前記帯電装置として、電子がトンネル可能な薄膜電極、
電子放出に寄与する絶縁体層、及び電極の積層構造から
なる電子放出素子を用い、 前記電子放出素子の帯電時における放出電子の運動エネ
ルギーが２４．３ｅＶ未満であることを特徴とする電子
写真装置。10. An electrophotographic apparatus for forming an image on a recording medium by an electrophotographic process using a charging device for negative charging, wherein the charging device includes a thin film electrode through which electrons can tunnel.
An electrophotographic apparatus using an electron-emitting device having a laminated structure of an insulator layer and an electrode contributing to electron emission, wherein a kinetic energy of emitted electrons during charging of the electron-emitting device is less than 24.3 eV. . 【請求項１１】 請求項９又は１０に記載の電子写真装
置において、 前記電子放出素子の電子放出面側に３次元的な微細加工
が施されていることを特徴とする電子写真装置。11. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein three-dimensional fine processing is performed on an electron emission surface side of the electron emission element. 【請求項１２】 請求項９又は１０に記載の電子写真装
置において、 前記被帯電体の光感度領域の光が前記電子放出素子から
発光されて前記被帯電体を照射することが規制されてい
ることを特徴とする電子写真装置。12. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein light in a photosensitivity region of the charged object is emitted from the electron-emitting device to irradiate the charged object. An electrophotographic apparatus, characterized in that: 【請求項１３】 請求項９乃至１２のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記被帯電体がゼロ電位に接地されている導電性支持体
上に形成されており、前記導電性支持体と前記電子放出
素子の前記薄膜電極との間に、前記被帯電体の帯電電位
に相当するバイアス電圧が印加されていることを特徴と
する電子写真装置。13. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the member to be charged is formed on a conductive support grounded to zero potential, and the conductive support and An electrophotographic apparatus, wherein a bias voltage corresponding to a charging potential of the member to be charged is applied between the thin film electrode of the electron emitting element and the thin film electrode. 【請求項１４】 請求項９乃至１３のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記電子放出素子の前記薄膜電極が、前記絶縁体層の全
面を覆っていることを特徴とする電子写真装置。14. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the thin-film electrode of the electron-emitting device covers an entire surface of the insulator layer. 【請求項１５】 請求項９記載の電子写真装置におい
て、 前記電子放出素子の前記半導体層の材料として、Ｃ及び
Ｓｉの単体、並びにＣ、Ｓｉ及びＧｅの化合物のいずれ
かが使用されていることを特徴とする電子写真装置15. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein any one of C and Si alone or a compound of C, Si and Ge is used as a material of the semiconductor layer of the electron-emitting device. Electrophotographic apparatus characterized by the following 【請求項１６】 請求項９乃至１５のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記電子放出素子の前記薄膜電極の材料として、Ａｕ、
Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ及びＲｕの単体、前記単体の合金、並
びに前記単体及び前記合金の酸化物のいずれかが使用さ
れていることを特徴とする電子写真装置16. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the material of the thin-film electrode of the electron-emitting device is Au,
An electrophotographic apparatus, wherein one of Pt, Ir, Rh, and Ru alone, an alloy of the simplex, and an oxide of the simplex and the alloy is used. 【請求項１７】 請求項９乃至１６のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記電子放出素子の前記薄膜電極の膜厚が、２０ｎｍ以
上４０ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真装置。17. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein said thin-film electrode of said electron-emitting device has a thickness of 20 nm or more and 40 nm or less. 【請求項１８】 請求項９乃至１７のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記電子放出素子の駆動電圧が、交流電圧又はパルス電
圧であることを特徴とする電子写真装置。18. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the driving voltage of the electron-emitting device is an AC voltage or a pulse voltage. 【請求項１９】 請求項９乃至１８のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記被帯電体への帯電が、前記電子放出素子と前記被帯
電体とが非接触の状態で行われることを特徴とする電子
写真装置。19. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the charging of the member to be charged is performed in a state where the electron emission element and the member to be charged are not in contact with each other. An electrophotographic apparatus characterized by the following. 【請求項２０】 請求項９乃至１９のいずれかに記載の
電子写真装置において、 前記電子放出素子が、導電性支持体上に形成されている
ことを特徴とする電子写真装置。20. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the electron-emitting device is formed on a conductive support.
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