JP3895265B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真装置に用いられる現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真装置においては、静電潜像を担持搬送する感光体に対して現像手段にトナーが供給され、感光体の表面上の静電潜像がトナーによって現像（可視化）される。このような現像装置では、トナーは現像ローラ表面に供給ローラにより周方向から順次供給され、現像ローラの回転により感光体へ向けて担持搬送される。
【０００３】
また、上記現像ローラ上に形成されるトナー層は、供給ローラよりも現像ローラの回転方向下流側に設けられたブレードによって、現像ローラ上でその層厚が規制される。このとき同時に、トナーは、ブレードとの摩擦により電荷を帯びる（摩擦帯電）。帯電されたトナーは、現像ローラにより、さらに回転方向下流側に位置する感光体との対向部まで担持搬送されて、感光体表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。可視化されたトナー像は、転写手段によって記録紙に転写された後、定着手段によって加熱および加圧され、記録紙上に定着される。
【０００４】
また、上記に記載の摩擦帯電方式の問題を克服するために、特許文献１、特許文献２、および、特許文献３には、トナーに特殊な波長の光に反応するホトクロミック化合物などを含有させ、現像装置内部でトナーに直接光を照射することによりトナーを帯電させる手法が開示されている。
【０００５】
また、ホトクロミック反応を利用した光照射によるトナーの帯電については、特許文献４および特許文献５に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２８１４７３号公報
（公開日：平成７年（１９９５）１０月２７日）
【０００７】
【特許文献２】
特開平７−２９５３２７号公報
（公開日：平成７年（１９９５）１１月１０日）
【０００８】
【特許文献３】
特開平９−６１３２号公報
（公開日：平成９年（１９９７）１月１０日）
【０００９】
【特許文献４】
特開平４−２２０６５７号公報
（公開日：平成４年（１９９２）８月１１日）
【００１０】
【特許文献５】
特開平７−２３４５３６号公報
（公開日：平成７年（１９９５）９月５日）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、層厚規制部材であるブレードはトナーの層厚を規制すると同時に、トナーを摩擦帯電させるためにも使用されている。すなわち、上記従来の構成では、トナーをブレードとの摩擦により帯電させているため、トナーにおいて所望の帯電量を得るために、ブレードを現像ローラに対して比較的大きな加圧力（Ｆ）をもって圧接させている。このように、ブレードによってトナーに対して大きな加圧力が作用する構成では、この加圧力によってトナーの破壊が生じる恐れがある。
【００１２】
また、上記摩擦帯電方式におけるエネルギー収支では、以下のことがいえる。すなわち、現像ローラの駆動エネルギー（Ｅｋ）は、ブレードの作用によってトナー層厚規制エネルギー（Ｅｓ）とトナー帯電エネルギー（Ｅｔ）とに変換されるが、一部は熱ロスエネルギー（Ｅｌ）として消費される。このときに発生する熱ロスエネルギー（Ｅｌ）によっては、トナーが軟化することでトナーの破壊が促進される、あるいは、軟化したトナーがブレード表面に融着してトナーの摩擦帯電特性が劣化するといった問題が生じる。
【００１３】
また、特殊なホトクロミック化合物を含有させたトナーに光を照射させることによりトナーを帯電させるような上記公報に記載された技術を用いると、トナーにホトクロミック材料を含有させる際のトナー成分調整が困難となる。従って、できればこのような成分調整の困難さがないトナーを用いるのが望ましい。
【００１４】
特に、近年では、省エネ技術として、トナーの軟化点を低減させて定着エネルギーを削減する、あるいは、トナーの顔料部数を増加させて着色力を高める（トナーの耐破壊性が低下する）といったトナーの改良が進んでいる。しかしながら、上記従来の摩擦帯電方式は、上述の如くトナーに対する加圧力や熱的負荷が大きいため、このようなトナーには適合できていない。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる現像装置を提供することにある。また、該現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、被帯電部材を帯電させる帯電手段を備え、帯電した上記被帯電部材を静電潜像に供給して上記静電潜像を現像する現像装置において、上記帯電手段は、光を照射する光照射手段と、上記光照射手段と上記被帯電部材との間に配置されて上記光照射手段側から上記被帯電部材側へ貫通する開口部が設けられるとともに、上記光照射手段から光が照射されて光電子を放出する光電子放出手段とを備え、上記開口部の内面は、上記光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすとともに、上記光照射手段から光が照射されると上記光電子を放出することを特徴としている。
【００１７】
上記の発明によれば、光照射手段から光電子放出手段に光が照射されると光電子放出手段は光電子を放出するが、光電子放出手段に設けられた開口部はその内面が光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすので、該内面の受光面積が大きくなって光電子の放出量が大きくなるとともに、該内面から放出された光電子が開口部を通して効率よく被帯電部材に導かれる。これにより、安定した被帯電部材の帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００１８】
従って、被帯電部材の１つであるトナーに対して従来のように摩擦帯電という機械的な帯電を行う必要がなく、熱的負荷などのストレスを与えることなく帯電を行うことが可能となる。また、トナーとしてホトクロミック化合物などの特殊な構成を用いない従来のトナーに対して光照射によって十分な帯電を行うことができる。
【００１９】
この結果、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる現像装置を提供することができる。
【００２０】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記開口部の内面の、上記開口部の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面形状は、円弧であることを特徴としている。
【００２１】
上記の発明によれば、開口部の内面の断面形状が円弧になっていることにより、該内面からの光電子の放出量が増大するとともに、周囲に形成される電界が、放出された光電子を被帯電部材へ効率よく導くものとなる。
【００２２】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記円弧の半径は、上記開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上であることを特徴としている。
【００２３】
上記の発明によれば、開口部の内面の断面形状となっている円弧の半径が、開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上、すなわち貫通方向に計った開口部の寸法以上であるので、電鋳加工によって開口部を形成することができる。
【００２４】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記開口部は電鋳加工により形成されていることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、電鋳加工により開口部の内面の断面形状を一方側に向かって開口が広がるように凸の曲面とすることが容易になる。また、光電子放出手段に複数の開口部を設ける場合に開口部間で凸の曲面を均一に形成することができるので、被帯電部材間で均一な帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００２６】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金が使用されることを特徴としている。
【００２７】
上記の発明によれば、光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金を使用することにより、上記材料を用いて精度のよい電鋳加工を行うことができる。また、開口部にこの材料を用いれば、複数の開口部間で均一な電鋳加工が可能となるので、均一な光電子の放出が可能となり、ムラのない均一な画像形成が可能となる。
【００２８】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記光電子放出手段の少なくとも上記光照射手段との対向面上に、上記光照射手段から光を照射されたときに光電子を放出する光電膜が形成されていることを特徴としている。
【００２９】
上記の発明によれば、光電子放出手段の少なくとも光照射手段との対向面上に光電膜を形成することにより、光照射手段からの光の照射に対して光電効果の効率が高まるので、被帯電部材に十分な電子の供給が可能となり、良好な画像形成を行うために被帯電部材を所定量に帯電させることが容易になる。
【００３０】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記光電膜は貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかであることを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、光電膜を貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかで形成することができる。また、光電膜を貴金属と卑金属とで形成することで、低仕事関数の卑金属により電子放出量の増大が可能となるとともに、大気下での反応性が低い貴金属により長期的に安定した電子の放出が可能となる。
【００３２】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記貴金属は金、銀、および白金の中から選択されたものであり、上記卑金属は銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものであることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、これらの貴金属と卑金属との組み合わせであれば化合が容易に行えるとともに、確実な分子結合が行えるので経時変化が発生しにくくなり、電子放出量の増大が行え安定した電子の放出が可能となる。
【００３４】
また、本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、前記いずれかの現像装置を備えたことを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、安定した帯電を行える現像装置を用いて、良好な画像形成を行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３７】
まず、本実施の形態１に係る現像装置を備えた電子写真装置（画像形成装置）の概略構成を、図４を参照して説明する。
【００３８】
現像装置１０は、図４に示すように、感光体ドラム２と対向するように配置され、該感光体ドラム２の表面に形成される静電潜像を、現像剤として例えば一成分系の非磁性よりなるトナー（被帯電部材）を用いて現像する。現像装置１０は、トナーを収容する容器状の現像槽１１、供給ローラ１２、現像ローラ１３、およびトナー規制ブレード１４を備えた構成となっている。
【００３９】
供給ローラ１２は、現像装置１０内に配置されており、現像ローラ１３と互いの外周面同士が対面するように回転可能に連設され、現像槽１１内のトナーを現像ローラ１３の外周面に供給する。現像ローラ１３は、現像装置１０内に感光体ドラム２と対向する箇所にて回転可能に配置されており、供給ローラ１２により供給されたトナーを感光体ドラム２に向けて担持搬送する。トナー規制ブレード１４は、現像ローラ１３の回転方向に対し、供給ローラ１２の下流側、かつ感光体ドラム２の上流側にて現像ローラ１３と接触して配置され、現像ローラ１３表面に形成されるトナー層の層厚を規制する。
【００４０】
さらに、現像装置１０は、感光体ドラム２に供給されるトナーを所定の電荷量に帯電させるためのトナー帯電部（帯電手段）を構成するものとして、トナー規制ブレード１４の一部に具備された電子放出部（光電子放出手段）１５と、該電子放出部１５に対して紫外線を照射する紫外線照射器（光照射手段）１６とを備えている。このトナー帯電部の詳細については後述する。
【００４１】
ここで、上記現像装置１０を備えた電子写真装置におけるプロセス部を簡単に説明する。
【００４２】
上記プロセス部は、図４に示すように、主に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光部（図示せず）、現像装置１０、転写用放電ローラ４、クリーニング部（図示せず）、除電部（図示せず）、定着ローラ５からなる。また、図４中において、Ｐは記録用紙、Ｌは上記露光部から照射されて感光体ドラム２表面に静電潜像を書き込む光ビームを示している。
【００４３】
感光体ドラム２は、所定方向（図４に示す矢印Ｍ方向）に回転しており、まず、その外周表面が帯電ローラ３によって均一帯電される。均一帯電された感光体ドラム２の表面には、露光部により画像データに応じて制御される光ビームＬが照射され、静電潜像が形成されて保持される。
【００４４】
感光体ドラム２上に形成された上記静電潜像は、感光体ドラム２の回転によって、現像装置１０と対向する位置まで移動し、該現像装置１０によってトナーを供給されて可視化される（感光体ドラム２上にトナー像が形成される）。このとき、現像装置１０の現像ローラ１３は、感光体ドラム２に供給するトナーを担持搬送するために所定方向（図４に示す矢印Ｎ方向）に回転している。
【００４５】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム２は、有機光半導体で構成されており、−７００Ｖ（帯電ローラ３による帯電量）に帯電して、周速度が５０ｍｍ／ｓでＭ方向に回転している。現像ローラ１３は、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成されており、−４００Ｖの現像バイアスが印加されて感光体ドラム２と等しい周速度でＮ方向に回転している。供給ローラ１２は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成されており、感光体ドラム２と等しい周速度でＮ方向に回転している。
【００４６】
転写用放電ローラ４は、感光体ドラム２上に現像によって形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。感光体ドラム２の回転方向における転写用放電ローラ４の下流側には、さらにクリーニング部および除電部が配置され、該クリーニング部は転写後の感光体ドラム２表面の残留トナーを除去し、該除電部は感光体ドラム２表面を除電する。トナー像が転写された後の用紙Ｐは定着ローラ５に搬送され、該用紙Ｐが上下一対の定着ローラ５の間を通過する際に加熱および加圧を受け、トナー像が用紙Ｐ上に定着される。
【００４７】
次に、現像装置１０における現像の詳細過程を説明する。
【００４８】
現像装置１０では、上述したように、供給ローラ１２より現像ローラ１３表面にトナーを順次供給して、現像ローラ１３がトナーを保持した状態で回転運動する。これにより、現像ローラ１３によって搬送されるトナーが現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４の接触領域Ｗｓとの間に案内され、現像ローラ１３上のトナーの層厚が規制される。なお、接触領域Ｗｓは、図５（ａ）に示すようにトナー規制ブレード１４の先端に設けられている。
【００４９】
トナー規制ブレード１４によって現像ローラ１３上に層厚規制されたトナーは、トナー帯電部を構成する電子放出部１５および紫外線照射器１６によって、電荷を与えられ、現像に必要な帯電量まで帯電される。すなわち、トナー規制ブレード１４に形成された電子放出部１５に対して紫外線照射器１６から紫外線を照射することによって、光電効果によって電子放出部１５から光電子が誘起される。この光電子は現像ローラ１３上のトナーに向けて放出され、トナーが所望の帯電量に帯電する。なお、上記紫外線照射器１６の発光は、現像ローラ１３の回転と同期させれば、電力消費の増加につながる不必要な発光を抑制でき好ましい。また、図示はしていないが、電子放出部１５と紫外線照射器１６との間は、トナーが入り込んで光照射の障害とならないようにシールされることが好ましい。
【００５０】
上記構成のトナー帯電部において、電子放出部１５は、トナー規制ブレード１４上の接触領域Ｗｓとは別の位置に形成されており、電子放出部１５は現像ローラ１３上のトナーとは非接触となっているため、トナーに対して無負荷の状態で帯電を行うことができる。このため、現像装置１０では、トナー規制ブレード１４は、現像ローラ１３に対して少なくともトナーの層厚規制に必要な程度の力にて圧接されていればよく、トナー規制ブレード１４によるトナーへの加圧力および熱的負荷を大幅に低減することができる。
【００５１】
また、電子放出部１５の形成領域は、現像ローラ１３とは完全に非接触であるため、その表面粗さがトナーの層形成に影響を及ぼすことはなく、該電子放出部１５の表面粗さが設計上の制約を受けることはない。
【００５２】
上記トナー帯電部によって所定の帯電量まで帯電されたトナーは、さらに現像ローラ１３の回転によって感光体ドラム２との対向部まで送られ、感光体ドラム２の表面上の静電潜像に対して、静電的に供給され、該静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。
【００５３】
続いて、上記トナー規制ブレード１４の具体的構成を、図５（ａ）・（ｂ）を参照して説明する。
【００５４】
トナー規制ブレード１４は、例えば、基材１４１としてＳＵＳなどの金属（すなわち、導電性基材）を使用しており、電子放出部１５が形成される領域には、図５（ａ）に示すように複数の開口部１５１が設けられている。さらに、電子放出部１５が形成される領域には、光電面（光電膜）１５２が積層されている。図５（ａ）の記載では、上記開口部１５１は、円形状の小径穴が多数形成された構成となっているが、本実施の形態においては開口部１５１の形状は特に限定されるものではなく、四角や三角の形状であってもよく、また、スリット形状の開口部であってもよい。
【００５５】
上記構成のトナー規制ブレード１４において、電子放出部１５の光電面１５２に紫外線が照射されると、該光電面１５２にて光電効果による光電子が誘起される。この光電子は、主に、紫外線の照射面側、すなわち、紫外線照射器１６との対向面側において発生するものであるが、発生した光電子の一部は、電子放出部１５の開口部１５１を通って現像ローラ１３との対向面側からトナーに向けて放射され、トナーの帯電に寄与する。
【００５６】
ところで、開口部１５１の形状としては様々なものが考えられる。そこで、考えられる種々の開口部１５１について光電子放出量をシミュレーションによって求めた。図１（ａ）〜（ｅ）は、考えられる種々の開口部１５１について図５（ａ）のＫ−Ｋ線断面図を示したものである。すなわち、それらの開口部１５１の内面の、開口部１５１の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面を示している。
【００５７】
同図（ａ）は開口部１５１を電鋳加工（エレクトロフォーミング）によって形成したものであり、その内面は、紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなしている（形状Ａとする）。同図（ｂ）は開口部１５１をエッチングによって形成したものであり、その内面は、紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように凹の曲面をなしている（形状Ｂとする）。同図（ｃ）は開口部１５１をエッチングによって形成したものであり、その内面は、同図（ｂ）の開口部１５１を、開口の広い方を外側にして上下対称につなげた形状である（形状Ｃとする）。同図（ｄ）は開口部１５１をドリル孔加工により形成したものであり、その内面は。紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように断面が直線となる曲面をなしている（形状Ｄとする）。また、同図（ｅ）は開口部１５１の内面を円筒面としたものである（形状Ｅとする）。
【００５８】
次に、図１（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、開口部１５１の各寸法の定義を図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００５９】
図２（ａ）・（ｂ）・（ｄ）はそれぞれ順に形状Ａ・Ｂ・Ｄの開口部１５１に対応しており、現像ローラ１３側（トナー側）の開口径をφ１、紫外線照射器１６側の開口径をφ２としている。図２（ｃ）は形状Ｃの開口部１５１に対応しており、現像ローラ１３側および紫外線照射器１６側の開口径をφ２、開口部１５１の内部の最も小さい径をφ１としている。また、開口部１５１の一方の開口端から他方の開口端までの距離である厚みは、貫通方向に計った開口部１５１の寸法であるが、これをｔとする。
【００６０】
各開口部１５１を備える電子放出部１５はいずれも図面の上部から紫外線が照射される。また、各開口部１５１は電位Ｖ１にバイアスされたグリッドとして機能するが、各開口部１５１からこの電位の基準となる電位Ｖ０のグランドプレートまでの距離をＬ１とする。グランドプレートとグリッドとの間に上記バイアスが印加され、発生した電子はバイアスによる電界作用によってグランドプレートに移送される。
【００６１】
また、図４の現像装置で上記のバイアス印加を行うには、電子放出部１５と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加する構成となるため、現像装置１０では、図４に示すようにトナー規制ブレード１４はバイアス印加部１９と接続されている。このバイアス印加部１９は、トナー規制ブレード１４の基材１４１に接続する構成とすることができる。また、現像ローラ１３側のバイアス印加部２０は、感光体ドラム２と現像ローラ１３との間で現像バイアスを印加するためのバイアス印加部をそのまま兼用することができる。バイアス印加部１９・２０もトナー帯電部を構成している。
【００６２】
従って、トナー規制ブレード１４には、図５（ｂ）に示すように、トナー規制ブレード１４の導電性基材と現像ローラ１３とが直接接触しないように、現像ローラ１３との接触領域Ｗｓにおいて絶縁層１７および金属層１８が設けられている。図５（ｂ）では形状Ｅの開口部１５１について絶縁層１７および金属層１８が図示されているが、その他の形状Ａ〜Ｄに対しても同様の構成となる。すなわち、絶縁層１７は、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４の基材１４１との間を絶縁するために設けられるものであり、例えば、基材１４１の上に厚さ８０μｍのフッ素樹脂層として形成される。
【００６３】
また、金属層１８は、現像ローラ１３の表面において均一なトナー層が形成されるように、現像ローラ１３との接触面において適切な硬度や表面粗さを提供するものである。金属層１８としては、例えば、厚さ２０μｍのＳＵＳの金属層が積層される。
【００６４】
なお、現像ローラとトナー規制ブレードとの間を絶縁する構成としては、上述のようにトナー規制ブレード側に絶縁層を設ける構成に限定されるものではなく、導電性基材からなる現像ローラの外周層に、例えばゴム等の絶縁層を設ける構成であってもよい。
【００６５】
上記構成の現像装置１０では、トナー規制ブレード１４と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加することにより、以下の２つの作用によって帯電効果を向上させることができる。
【００６６】
まず、第１の作用として、上記電気的バイアスを印加することで、トナー規制ブレード１４と現像ローラ１３との間に電界が発生する。このため、電子放出部１５の光電面１５２において、開口部１５１付近で発生した光電子は、電気力線に沿って移動し、開口部１５１を通過して現像ローラ１３側に引き寄せられる。すなわち、発生した光電子をトナーの帯電に効率的に使用できる。
【００６７】
次に、第２の作用として、現像ローラ１３側に引き寄せられた光電子は、上記電界の作用によって加速される。そして加速された電子が、気体分子に衝突すると、該気体分子が電子を放出してイオン化する。このとき、気体分子より放出された電子も同様の作用を生じるため、気体中の電子が急激に増加する、いわゆる電子なだれの現象が発生する。この電子なだれによって生じた電子もトナーの帯電に寄与するため、帯電効率が大幅に向上する。
【００６８】
以上、シミュレーション上での条件と、それに関連するトナー規制ブレード１４の構成とについて述べたが、前記諸元の数値を図２（ａ）〜（ｄ）についてまとめたのが表１である。
【００６９】
【表１】
【００７０】
また、シミュレーションの結果分かった各開口部１５１からの光電子放出量と光電子の移送軌跡とを、模式的に図３（ａ）〜（ｅ）に示す。光電子の移送軌跡は破線で表されており、破線が太いほど光電子量が多いことを示す。また、グランドプレートに降り注がれる光電子量を計測により確認し、表１に記載した。
【００７１】
上記の実験結果や模式図から明らかな様に、形状Ａ〜Ｅともφ１、φ２の大きさを略同一に設けてあるので、形状によらず、電子放出部１５の平坦部（開口部１５１でない部分）に紫外線が照射され電子が放出されても、開口を通過して現像ローラ１３側に十分な電子が供給されていないことは明白である。このように、電子放出部１５の平坦部で放出された電子を開口部１５１を通過させてトナーに導くことは難しい。従って、トナーに照射される電子の大半は開口部１５１から放出された電子であることが分かる。
【００７２】
そこで、形状Ａ〜Ｅの開口部１５１の内面の面積と、その上方から照射される紫外線の受光率との関係について考察すると、形状Ｅの開口部１５１の内面は光の照射方向と垂直方向であり、紫外線が効率よく光電面１５２に照射されていないので電子の発生効率が良くないということが理解できる。また、形状Ｃの開口部１５１の内面は中央部に径方向に突出する凸部が存在し、上方からの紫外線の照射を遮る構造であるので、同量の紫外線を照射されても紫外線を受光する開口部１５１の内面の表面積が少ないことから電子の放出量が減少している。また、形状ＢおよびＤの開口部１５１の内面は照射された紫外線を効率よく受光する構造ではあるが、表１から分かるようにグランドプレートで得られる電子量は形状Ａに比べて少ない。形状Ａは、検証の結果からも分かるように、開口部１５１の内面が紫外線を効率よく受光し、特に電子発生効率が高い構造であることが判明した。形状Ａでは、受光した光により放出された電子はそのまま開口を通過しトナー方向に移動するので、少ない光量であっても大きな電子の放出量を得ることができる。
【００７３】
以上のように、形状Ａの開口部１５１はその内面が紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすので、該内面の受光面積が大きくなって光電子の放出量が大きくなるとともに、該内面から放出された光電子が開口部１５１を通して効率よくトナーに導かれる。これにより、安定したトナーの帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００７４】
従って、トナーを従来のように摩擦帯電という機械的な帯電を行う必要がなく、トナーに対して熱的負荷などのストレスを与えることなく帯電を行うことが可能となる。また、トナーとしてホトクロミック化合物などの特殊な構成を用いない従来のトナーに対して光照射によって十分な帯電を行うことができる。
【００７５】
この結果、現像装置１０は、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置として、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる。
【００７６】
また、前記形状Ａを円弧とすれば、開口部１５１の内面からの光電子の放出量が増大するとともに、周囲に形成される電界が、放出された光電子をトナーへ効率よく導くものとなる。そして、この円弧の半径を、開口部１５１の一方の開口端から他方の開口端までの距離（前記の厚みｔ）以上とする、すなわち貫通方向に計った開口部１５１の寸法以上とすることにより、電鋳加工によって開口部１５１を形成することができる。
【００７７】
また、開口部１５１の形成にフォトリソグラフィーとめっき処理とを行う電鋳加工を用いると、形状Ａのように開口部１５１の内面の断面形状を一方側に向かって開口が広がるように凸の曲面とすることが容易になる。また、電子放出部１５に複数の開口部１５１を設ける場合に開口部間で凸の曲面を均一に形成することができるので、トナー間で均一な帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００７８】
なお、トナー規制ブレード１４の電子放出部１５において基材１４１上に積層するグリッドの材料としてニッケルまたはニッケルコバルト合金を用いれば、基材上へのグリッドの加工を電鋳加工で精度よく行うことができる。光電面１５２はこのグリッドの材料の上に金属をめっき処理することにより積層すればよい。従って、この部分に対して開口部１５１、特に形状Ａの開口部１５１を電鋳加工で精度よく形成することができる。また、複数の開口部間で均一な電鋳加工が可能となるので、均一な光電子の放出が可能となり、ムラのない均一な画像形成が可能となる。
【００７９】
また、現像装置１０では、電子放出部１５の紫外線照射器１６との対向面上に光電面１５２が設けられているが、このように電子放出部１５の少なくとも紫外線照射器１６との対向面上に光電面１５２を形成することにより、紫外線照射器１６からの光の照射に対して光電効果の効率が高まるので、トナーに十分な電子を供給することが可能となり、良好な画像形成を行うためにトナーを所定量に帯電させることが容易になる。
【００８０】
さらに、光電面１５２を貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかとすることができる。光電面１５２を貴金属と卑金属とで形成することで、低仕事関数の卑金属により電子放出量の増大が可能となるとともに、大気下での反応性が低い貴金属により長期的に安定した電子の放出が可能となる。貴金属として金、銀、および白金の中から選択されたもの、卑金属として銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものを用いることができる。これらの貴金属と卑金属との組み合わせであれば化合が容易に行えるとともに、確実な分子結合が行えるので経時変化が発生しにくくなり、電子放出量の増大が行え安定した電子の放出が可能となる。特に、金、銀、および白金のいずれか一方と、銅、パラジウム、およびニッケルのいずれか１つとの組み合わせがよい。
【００８１】
また、光電面１５２を形成する材料は、上述のものに限定されるものではなく、光の照射を受けたときに光電効果が生じるものであれば、この他にＴａ等の金属、Ｍｇ−Ａｇ等の合金、半導体、導電ポリマーなどであってもよい。トナー規制ブレード１４の基材１４１そのものが光電面をなしていてもよい。また、光電面１５２は、トナー規制ブレード１４において、必ずしも図１（ａ）に示すように両面に形成されている必要はなく、少なくとも紫外線照射器１６との対向面側に形成されていればよい。
【００８２】
さらに、電子放出部１５に照射される光は、上述のような紫外線に限定されるものではなく、光電面１５２を形成する材料に対して光電効果を起こしうる波長を有するものであれば、可視光線やＸ線等であってもよい。
【００８３】
このように、本実施の形態に係る現像装置１０は、トナー規制ブレード１４の圧接力を従来の摩擦帯電方式を用いた現像装置に比べ大幅に低減することができる。これにより、トナー規制ブレード１４によるトナーへの加圧力および熱的負荷が大幅に低減され、トナー破壊やトナー規制ブレード１４へのトナー融着といった不具合を回避できる。
【００８４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６および図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形態１で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態に係る現像装置３０は、図６に示すように感光体ドラム２と対向するように配置され、該感光体ドラム２の表面に形成される静電潜像を、現像剤として例えば一成分系の非磁性よりなるトナーを用いて現像する。現像装置３０は、ホッパー３１、現像槽３２、および帯電槽３３を備えている。
【００８６】
上記現像装置３０を備えた電子写真装置（画像形成装置）におけるプロセス部は、図６に示すように、主に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光部（図示せず）、現像装置３０、転写用放電ローラ４、クリーニング部（図示せず）、除電部（図示せず）、定着ローラ５からなる。
【００８７】
現像装置３０において、ホッパー３１は、現像装置３０の最上流に位置する槽であり、未帯電のトナーを貯蔵している。現像槽３２は、感光体ドラム２に供給されるトナーを収容する槽であり、供給ローラ３４、現像ローラ３５、およびトナー規制ブレード３６を備えた構成となっている。
【００８８】
供給ローラ３４および現像ローラ３５は、互いの外周面同士が対面するようにそれぞれ回転可能に連設されている。そして、供給ローラ３４は現像槽３２内のトナーを現像ローラ３５の外周面に供給し、現像ローラ３５は供給ローラ３４により供給されたトナーを感光体ドラム２に向けて担持搬送する。トナー規制ブレード３６は、現像ローラ３５の回転方向に対し、供給ローラ３４の下流側、かつ感光体ドラム２の上流側にて現像ローラ３５と接触して配置され、現像ローラ３５表面に形成されるトナー層を層厚規制する。
【００８９】
帯電槽３３は、ホッパー３１の下流、かつ現像槽３２の上流に配置されており、ホッパー３１から現像槽３２に向けて補給されるトナーに対してトナー帯電を施す槽である。すなわち、ホッパー３１は、現像槽３２においてトナー無しが検出された場合、トナー補給ローラ３７を回転させ、現像槽３２に向けてトナー補給を行う。このとき、ホッパー３１から現像槽３２へ補給されるトナーは、必ず帯電槽３３を通過し、該帯電槽３３にてトナー帯電が行われる。
【００９０】
このため、帯電槽３３は、光の照射を受けることにより自らの電子を誘起させてその電子を放出するトナー帯電ローラ３８と、該トナー帯電ローラ３８に紫外線を照射する冷陰極ガラスランプ（光照射手段）３９とを備えるトナー帯電部（帯電手段）をその内部に有している。上記トナー帯電部の詳細については後述する。
【００９１】
次に、現像装置３０における現像の詳細過程を説明する。
【００９２】
上記現像槽３２でトナー無しが検出された場合、ホッパー３１内部に設置されているトナー補給ローラ３７が回転され、未帯電トナーがホッパー３１から帯電槽３３内へ送り込まれる。トナー補給ローラ３７には、例えば発泡ウレタンローラが用いられる。
【００９３】
帯電槽３３では、トナー帯電部を構成するトナー帯電ローラ３８および冷陰極ガラスランプ３９によって、電荷を与えられ、現像に必要な帯電量まで帯電される。すなわち、トナー帯電ローラ３８に形成された電子放出部（光電子放出手段）に対して冷陰極ガラスランプ３９から光を照射することによって、光電効果によって上記電子放出部から光電子が誘起される。この光電子は帯電槽３３内を通過するトナーに向けて放出され、該トナーが所望の帯電量まで帯電される。なお、上記冷陰極ガラスランプ３９の発光は、トナー補給ローラ３７の回転と同期させれば、電力消費の増加につながる不必要な発光を抑制でき好ましい。
【００９４】
上記構成の帯電槽３３において、トナー帯電ローラ３８および冷陰極ガラスランプ３９を備えるトナー帯電部は、該帯電槽３３を通過するトナーに対して光電効果によって発生する光電子を放出して、その光電子をトナーに降り注ぐことによってトナー帯電を行っている。このため、トナー帯電部に対し非接触の状態で帯電槽３３を通過するトナーに対しても帯電を行うことができる。すなわち、トナーに対して無負荷で帯電を行うことができる。
【００９５】
このような帯電を行うために、現像装置３０では、帯電槽３３の内面側壁に電極板４２を設け、トナー帯電ローラ３８と電極板４２とをバイアス印加部４３に接続することによって、トナー帯電ローラ３８と電極板４２との間に電気的バイアスを印加する構成となっている。これら、電極板４２およびバイアス印加部４３もトナー帯電部を構成している。バイアス印加部４３は、トナー帯電ローラ３８の基材に接続される。
【００９６】
現像装置３０では、トナー帯電ローラ３８と電極板４２との間に電気的バイアスを印加することにより、実施の形態１で説明したのと同様の作用によって上記トナー帯電部における帯電効果を向上させることができる。すなわち、上記電気的バイアスを印加することによって発生する電界の作用により、電子放出部から放出される光電子の利用率を高める作用と、電子なだれの作用とによって帯電効率を向上させることができる。
【００９７】
図７（ａ）に示すように、トナー帯電ローラ３８は円筒形状をなして帯電槽３３内に備えられており、トナー帯電ローラ３８の内部に冷陰極ガラスランプ３９が配置されている。なお、トナー帯電ローラの形状は円筒形状に限定されるものでなく角筒形状などであってもよい。トナー帯電ローラ３８の基材としては実施の形態１と同様のものを用いることができる。電子放出部が形成される領域では、図７（ｂ）に示すように、実施の形態１で述べた形状Ａの複数の開口部３８１が設けられている。さらに、電子放出部が形成される領域には、実施の形態１と同様の光電面３８２が積層されている。
【００９８】
なお、本実施の形態では、上記電子放出部は、トナー帯電ローラ３８の円筒側面の全面にて形成されているものとして説明を行うが、トナー帯電ローラ３８の一部の領域に形成されるものであってもよく、例えば、該バイアスの印加領域（電極板との対向領域）にのみ電子放出部を形成する構成であってもよい。
【００９９】
また、図７（ｂ）では、上記開口部３８１は、円形状の小径穴が多数形成された構成となっているが、本実施の形態においては開口部３８１の形状は特に限定されるものではなく、四角や三角の形状であってもよく、また、スリット形状の開口部であってもよい。また、光電面３８２は、必ずしもトナー帯電ローラ３８の両面に形成されている必要はなく、少なくとも冷陰極ガラスランプ３９との対向面側（すなわち、トナー帯電ローラ３８の内周面側）に形成されていればよい。
【０１００】
さらに、トナー帯電ローラ３８の上記電子放出部に照射される光は、光電面３８２を形成する材料に対して光電効果を起こしうる波長を有するものであれば、可視光線、紫外線、Ｘ線等を使用可能である。
【０１０１】
上記構成のトナー帯電部によってトナー帯電を行う場合は、冷陰極ガラスランプ３９を発光させることにより、トナー帯電ローラ３８に形成された電子放出部に対し、該トナー帯電ローラ３８の内面側から光を照射する。これにより、トナー帯電ローラ３８の電子放出部において光電効果による光電子が誘起される。こうして発生した光電子の一部は、電子放出部の開口部３８１を通ってトナー帯電ローラ３８の外周面より放射され、トナーの帯電に寄与する。
【０１０２】
また、上記トナー帯電部は現像ローラ１３とは完全に非接触であり、該トナー帯電部における電子放出部の表面粗さがトナーの層形成に影響を及ぼすことはない。従って、上記トナー帯電部は、トナーに対して無負荷で帯電を行うことができると共に、電子放出部の表面粗さが設計上の制約を受けることはない。
【０１０３】
帯電槽３３の上記トナー帯電部によって所定の帯電量まで帯電されたトナーは、現像槽３２へ送られる。現像槽３２では、上述したように、供給ローラ３４より現像ローラ３５表面にトナーを順次供給して、現像ローラ３５がトナーを保持した状態で回転運動する。これにより、現像ローラ３５によって搬送されるトナーが現像ローラ３５とトナー規制ブレード３６の接触領域との間に案内され、現像ローラ３５上のトナーの層厚が規制される。
【０１０４】
このとき、現像ローラ３５とトナー規制ブレード３６の接触領域との間に案内されるトナーは、帯電槽３３において既に帯電状態とされているため、トナー規制ブレード３６は、現像ローラ３５に対して少なくともトナーの層厚規制に必要な程度の力にて圧接されていればよく、トナー規制ブレード３５によるトナーへの加圧力および熱的負荷を大幅に低減することができる。
【０１０５】
現像ローラ３５に層形成されたトナーは、さらに現像ローラ３５の回転によって感光体ドラム２との対向部まで送られ、感光体ドラム２の表面上の静電潜像に対して、静電的に供給され、該静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。
【０１０６】
なお、現像装置３０では、上記トナー帯電部がホッパー３１と現像槽３２との間に具備される帯電槽３３内に配置されているが、該トナー帯電部の配置箇所はこれに限定されるものではない。すなわち、上記トナー帯電部は、現像ローラ３５上に層形成される前の状態のトナーに対して帯電を行えるものであれば、その配置箇所は現像装置３０内の任意の箇所であってもよい。具体的には、上記トナー帯電部は、供給ローラ３４の上流側に配置されていれば、現像ローラ３５上に層形成される前の状態のトナーに対して帯電を行える。
【０１０７】
このように、上記トナー帯電部によって帯電されたトナーが現像ローラ３５上に層形成される前のものであれば、その後の層形成に至る過程において、トナーに攪拌作用が生じ、現像ローラ３５上でのトナー帯電量は均一化される
また、本実施の形態に係る現像装置３０では、上記トナー帯電部は、ホッパー３１と現像槽３２との間に具備される帯電槽３３内に配置されている。このような構成では、現像装置内で浮遊落下する状態のトナーに対して帯電を行うこととなる。このような場合、上記トナー帯電部によって帯電されるトナーは比較的散乱状態にある（凝集度が低い）ため、該トナー帯電部は、落下するトナーに対し比較的均一に帯電を行うことができ、最終的なトナー帯電量の均一性がより向上する。
【０１０８】
以上、本実施の形態に係る現像装置３０について述べたが、現像ローラ以外の場所でトナーを帯電させるようにしているので、現像ローラ上での帯電を行うと層厚規制により層形成されたトナーのうち外周部側におけるトナーがトナー帯電部から放出される電子を多く受け取って帯電量が多くなる一方、内周部側のトナーの帯電量が小さくなることにより最終的なトナー帯電の均一性が低くなってしまうような場合には、現像装置３０はトナー帯電の均一性を高めるのに特に好適である。
【０１０９】
以上、各実施の形態について述べた。なお、上記各実施の形態の説明において、トナーは非磁性一成分トナーを用いる場合を説明したが、本発明の現像装置において使用可能なトナーは非磁性一成分トナーに限定されるものでなく、磁性トナーや二成分のトナーであってもよい。但し、本発明の現像装置は、トナーへの熱的負荷を低減しトナーの破壊やブレードへの融着を防止することを目的としているものであり、特にトナー融着の問題が顕著に発生する非磁性一成分トナーに適用する場合に好適である。
【０１１０】
また、上記各実施の形態の説明においては、トナーの帯電は主に本発明の特徴的構成であるトナー帯電部によって行い、トナー規制ブレードの現像ローラへの圧接力はトナーの層厚規制に必要となる最小限の圧接力に設定されるものとしている。しかしながら、本発明の現像装置はこれに限定されるものではなく、トナー帯電部をトナー帯電に関し補助的に用いるものであってもよい。すなわち、この場合は、トナー規制ブレードの現像ローラへの圧接力がトナーの破壊やブレードへの融着といった問題が生じない範囲での最大の圧接力に設定され、このときの摩擦帯電による帯電量に対して所望の帯電量に不足する分を本発明のトナー帯電部にて付加する構成となる。
【０１１１】
このように、トナー帯電部をトナー帯電に関し補助的に用いる構成では、該トナー帯電部において要求される帯電能力が小さく設定できるため、該トナー帯電部にかかるコストを削減できる。
【０１１２】
なお、トナー帯電部における帯電能力とトナー規制ブレードの現像ローラへの圧接力との関係は、トナー帯電部によるトナー帯電量とトナー規制ブレードの摩擦帯電によるトナー帯電量との和が最終的に必要な所望の帯電量に到達していればよい。すなわち、トナー帯電部によるトナー帯電量とトナー規制ブレードの摩擦帯電によるトナー帯電量との比率は、トナーの破壊やブレードへの融着といった問題が生じない範囲で任意に設定可能である。
【０１１３】
また、本発明における光照射手段は、上記各実施の形態で用いられている紫外線照射器１６や冷陰極ガラスランプ３９に限定されるものではなく、光電効果を誘起できる光を照射できるものであれば特に限定されない。但し、上記光照射手段は熱量発生の少ない光源が好ましく、紫外線照射器や冷陰極ガラスランプ以外にキセノンランプ等が好適に使用できる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明の現像装置は、以上のように、被帯電部材を帯電させる帯電手段を備え、帯電した上記被帯電部材を静電潜像に供給して上記静電潜像を現像する現像装置において、上記帯電手段は、光を照射する光照射手段と、上記光照射手段と上記被帯電部材との間に配置されて上記光照射手段側から上記被帯電部材側へ貫通する開口部が設けられるとともに、上記光照射手段から光が照射されて光電子を放出する光電子放出手段とを備え、上記開口部の内面は、上記光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすとともに、上記光照射手段から光が照射されると上記光電子を放出する構成である。
【０１１５】
それゆえ、開口部の内面の受光面積が大きくなって光電子の放出量が大きくなるとともに、該内面から放出された光電子が開口部を通して効率よく被帯電部材に導かれる。これにより、安定した被帯電部材の帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【０１１６】
従って、被帯電部材の１つであるトナーに対して従来のように摩擦帯電という機械的な帯電を行う必要がなく、熱的負荷などのストレスを与えることなく帯電を行うことが可能となる。また、トナーとしてホトクロミック化合物などの特殊な構成を用いない従来のトナーに対して光照射によって十分な帯電を行うことができる。
【０１１７】
この結果、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる現像装置を提供することができるという効果を奏する。
【０１１８】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記開口部の内面の、上記開口部の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面形状は、円弧である構成である。
【０１１９】
それゆえ、開口部の内面からの光電子の放出量が増大するとともに、周囲に形成される電界が、放出された光電子を被帯電部材へ効率よく導くものとなるという効果を奏する。
【０１２０】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記円弧の半径は、上記開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上である構成である。
【０１２１】
それゆえ、電鋳加工によって開口部を形成することができるという効果を奏する。
【０１２２】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記開口部は電鋳加工により形成されている構成である。
【０１２３】
それゆえ、電鋳加工により開口部の内面の断面形状を一方側に向かって開口が広がるように凸の曲面とすることが容易になるという効果を奏する。また、光電子放出手段に複数の開口部を設ける場合に開口部間で凸の曲面を均一に形成することができるので、被帯電部材間で均一な帯電が可能となり良好な画像が得られるという効果を奏する。
【０１２４】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金が使用される構成である。
【０１２５】
それゆえ、この材料を用いて精度のよい電鋳加工を行うことができるという効果を奏する。また、開口部にこの材料を用いれば、複数の開口部間で均一な電鋳加工が可能となるので、均一な光電子の放出が可能となり、ムラのない均一な画像形成が可能となるという効果を奏する。
【０１２６】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記光電子放出手段の少なくとも上記光照射手段との対向面上に、上記光照射手段から光を照射されたときに光電子を放出する光電膜が形成されている構成である。
【０１２７】
それゆえ、光照射手段からの光の照射に対して光電効果の効率が高まるので、被帯電部材に十分な電子の供給が可能となり、良好な画像形成を行うために被帯電部材を所定量に帯電させることが容易になるという効果を奏する。
【０１２８】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記光電膜は貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかである構成である。
【０１２９】
それゆえ、光電膜を貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかで形成することができるという効果を奏する。また、貴金属と卑金属との化合物では、低仕事関数の卑金属により電子放出量の増大が可能となるとともに、大気下での反応性が低い貴金属により長期的に安定した電子の放出が可能となるという効果を奏する。
【０１３０】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記貴金属は金、銀、および白金の中から選択されたものであり、上記卑金属は銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものである構成である。
【０１３１】
それゆえ、化合が容易に行えるとともに、確実な分子結合が行えるので経時変化が発生しにくくなり、電子放出量の増大が行え安定した電子の放出が可能となるという効果を奏する。
【０１３２】
また、本発明の画像形成装置は、以上のように、前記いずれかの現像装置を備えた構成である。
【０１３３】
それゆえ、安定した帯電を行える現像装置を用いて、良好な画像形成を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）ないし（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係る現像装置が備える電子放出部の開口部の形状として適切なものを比較決定するための断面図である。
【図２】（ａ）ないし（ｄ）は、図１（ａ）〜（ｄ）の開口部の寸法および印加バイアスを説明する断面図である。
【図３】（ａ）ないし（ｅ）は、図１（ａ）〜（ｅ）の開口部に対する光電子の放出状況を示す光電子分布図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】図４の現像装置に使用されるトナー規制ブレードの構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】図６のトナー帯電部の構成を示すものであり、（ａ）はトナー帯電部の断面図、（ｂ）はトナー帯電部が備える電子放出部の平面展開図である。
【符号の説明】
１０、３０ 現像装置
１５ 電子放出部（光電子放出手段）
１６、３８ 紫外線照射器（光照射手段）
１５１、３８１ 開口部
１５２、３８２ 光電面（光電膜）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真装置に用いられる現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真装置においては、静電潜像を担持搬送する感光体に対して現像手段にトナーが供給され、感光体の表面上の静電潜像がトナーによって現像（可視化）される。このような現像装置では、トナーは現像ローラ表面に供給ローラにより周方向から順次供給され、現像ローラの回転により感光体へ向けて担持搬送される。
【０００３】
また、上記現像ローラ上に形成されるトナー層は、供給ローラよりも現像ローラの回転方向下流側に設けられたブレードによって、現像ローラ上でその層厚が規制される。このとき同時に、トナーは、ブレードとの摩擦により電荷を帯びる（摩擦帯電）。帯電されたトナーは、現像ローラにより、さらに回転方向下流側に位置する感光体との対向部まで担持搬送されて、感光体表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。可視化されたトナー像は、転写手段によって記録紙に転写された後、定着手段によって加熱および加圧され、記録紙上に定着される。
【０００４】
また、上記に記載の摩擦帯電方式の問題を克服するために、特許文献１、特許文献２、および、特許文献３には、トナーに特殊な波長の光に反応するホトクロミック化合物などを含有させ、現像装置内部でトナーに直接光を照射することによりトナーを帯電させる手法が開示されている。
【０００５】
また、ホトクロミック反応を利用した光照射によるトナーの帯電については、特許文献４および特許文献５に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２８１４７３号公報
（公開日：平成７年（１９９５）１０月２７日）
【０００７】
【特許文献２】
特開平７−２９５３２７号公報
（公開日：平成７年（１９９５）１１月１０日）
【０００８】
【特許文献３】
特開平９−６１３２号公報
（公開日：平成９年（１９９７）１月１０日）
【０００９】
【特許文献４】
特開平４−２２０６５７号公報
（公開日：平成４年（１９９２）８月１１日）
【００１０】
【特許文献５】
特開平７−２３４５３６号公報
（公開日：平成７年（１９９５）９月５日）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、層厚規制部材であるブレードはトナーの層厚を規制すると同時に、トナーを摩擦帯電させるためにも使用されている。すなわち、上記従来の構成では、トナーをブレードとの摩擦により帯電させているため、トナーにおいて所望の帯電量を得るために、ブレードを現像ローラに対して比較的大きな加圧力（Ｆ）をもって圧接させている。このように、ブレードによってトナーに対して大きな加圧力が作用する構成では、この加圧力によってトナーの破壊が生じる恐れがある。
【００１２】
また、上記摩擦帯電方式におけるエネルギー収支では、以下のことがいえる。すなわち、現像ローラの駆動エネルギー（Ｅｋ）は、ブレードの作用によってトナー層厚規制エネルギー（Ｅｓ）とトナー帯電エネルギー（Ｅｔ）とに変換されるが、一部は熱ロスエネルギー（Ｅｌ）として消費される。このときに発生する熱ロスエネルギー（Ｅｌ）によっては、トナーが軟化することでトナーの破壊が促進される、あるいは、軟化したトナーがブレード表面に融着してトナーの摩擦帯電特性が劣化するといった問題が生じる。
【００１３】
また、特殊なホトクロミック化合物を含有させたトナーに光を照射させることによりトナーを帯電させるような上記公報に記載された技術を用いると、トナーにホトクロミック材料を含有させる際のトナー成分調整が困難となる。従って、できればこのような成分調整の困難さがないトナーを用いるのが望ましい。
【００１４】
特に、近年では、省エネ技術として、トナーの軟化点を低減させて定着エネルギーを削減する、あるいは、トナーの顔料部数を増加させて着色力を高める（トナーの耐破壊性が低下する）といったトナーの改良が進んでいる。しかしながら、上記従来の摩擦帯電方式は、上述の如くトナーに対する加圧力や熱的負荷が大きいため、このようなトナーには適合できていない。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる現像装置を提供することにある。また、該現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、被帯電部材を帯電させる帯電手段を備え、帯電した上記被帯電部材を静電潜像に供給して上記静電潜像を現像する現像装置において、上記帯電手段は、光を照射する光照射手段と、上記光照射手段と上記被帯電部材との間に配置されて上記光照射手段側から上記被帯電部材側へ貫通する開口部が設けられるとともに、上記光照射手段から光が照射されて光電子を放出する光電子放出手段とを備え、上記開口部の内面は、上記光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすとともに、上記光照射手段から光が照射されると上記光電子を放出することを特徴としている。
【００１７】
上記の発明によれば、光照射手段から光電子放出手段に光が照射されると光電子放出手段は光電子を放出するが、光電子放出手段に設けられた開口部はその内面が光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすので、該内面の受光面積が大きくなって光電子の放出量が大きくなるとともに、該内面から放出された光電子が開口部を通して効率よく被帯電部材に導かれる。これにより、安定した被帯電部材の帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００１８】
従って、被帯電部材の１つであるトナーに対して従来のように摩擦帯電という機械的な帯電を行う必要がなく、熱的負荷などのストレスを与えることなく帯電を行うことが可能となる。また、トナーとしてホトクロミック化合物などの特殊な構成を用いない従来のトナーに対して光照射によって十分な帯電を行うことができる。
【００１９】
この結果、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる現像装置を提供することができる。
【００２０】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記開口部の内面の、上記開口部の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面形状は、円弧であることを特徴としている。
【００２１】
上記の発明によれば、開口部の内面の断面形状が円弧になっていることにより、該内面からの光電子の放出量が増大するとともに、周囲に形成される電界が、放出された光電子を被帯電部材へ効率よく導くものとなる。
【００２２】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記円弧の半径は、上記開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上であることを特徴としている。
【００２３】
上記の発明によれば、開口部の内面の断面形状となっている円弧の半径が、開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上、すなわち貫通方向に計った開口部の寸法以上であるので、電鋳加工によって開口部を形成することができる。
【００２４】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記開口部は電鋳加工により形成されていることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、電鋳加工により開口部の内面の断面形状を一方側に向かって開口が広がるように凸の曲面とすることが容易になる。また、光電子放出手段に複数の開口部を設ける場合に開口部間で凸の曲面を均一に形成することができるので、被帯電部材間で均一な帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００２６】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金が使用されることを特徴としている。
【００２７】
上記の発明によれば、光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金を使用することにより、上記材料を用いて精度のよい電鋳加工を行うことができる。また、開口部にこの材料を用いれば、複数の開口部間で均一な電鋳加工が可能となるので、均一な光電子の放出が可能となり、ムラのない均一な画像形成が可能となる。
【００２８】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記光電子放出手段の少なくとも上記光照射手段との対向面上に、上記光照射手段から光を照射されたときに光電子を放出する光電膜が形成されていることを特徴としている。
【００２９】
上記の発明によれば、光電子放出手段の少なくとも光照射手段との対向面上に光電膜を形成することにより、光照射手段からの光の照射に対して光電効果の効率が高まるので、被帯電部材に十分な電子の供給が可能となり、良好な画像形成を行うために被帯電部材を所定量に帯電させることが容易になる。
【００３０】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記光電膜は貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかであることを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、光電膜を貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかで形成することができる。また、光電膜を貴金属と卑金属とで形成することで、低仕事関数の卑金属により電子放出量の増大が可能となるとともに、大気下での反応性が低い貴金属により長期的に安定した電子の放出が可能となる。
【００３２】
さらに本発明の現像装置は、上記課題を解決するために、上記貴金属は金、銀、および白金の中から選択されたものであり、上記卑金属は銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものであることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、これらの貴金属と卑金属との組み合わせであれば化合が容易に行えるとともに、確実な分子結合が行えるので経時変化が発生しにくくなり、電子放出量の増大が行え安定した電子の放出が可能となる。
【００３４】
また、本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、前記いずれかの現像装置を備えたことを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、安定した帯電を行える現像装置を用いて、良好な画像形成を行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３７】
まず、本実施の形態１に係る現像装置を備えた電子写真装置（画像形成装置）の概略構成を、図４を参照して説明する。
【００３８】
現像装置１０は、図４に示すように、感光体ドラム２と対向するように配置され、該感光体ドラム２の表面に形成される静電潜像を、現像剤として例えば一成分系の非磁性よりなるトナー（被帯電部材）を用いて現像する。現像装置１０は、トナーを収容する容器状の現像槽１１、供給ローラ１２、現像ローラ１３、およびトナー規制ブレード１４を備えた構成となっている。
【００３９】
供給ローラ１２は、現像装置１０内に配置されており、現像ローラ１３と互いの外周面同士が対面するように回転可能に連設され、現像槽１１内のトナーを現像ローラ１３の外周面に供給する。現像ローラ１３は、現像装置１０内に感光体ドラム２と対向する箇所にて回転可能に配置されており、供給ローラ１２により供給されたトナーを感光体ドラム２に向けて担持搬送する。トナー規制ブレード１４は、現像ローラ１３の回転方向に対し、供給ローラ１２の下流側、かつ感光体ドラム２の上流側にて現像ローラ１３と接触して配置され、現像ローラ１３表面に形成されるトナー層の層厚を規制する。
【００４０】
さらに、現像装置１０は、感光体ドラム２に供給されるトナーを所定の電荷量に帯電させるためのトナー帯電部（帯電手段）を構成するものとして、トナー規制ブレード１４の一部に具備された電子放出部（光電子放出手段）１５と、該電子放出部１５に対して紫外線を照射する紫外線照射器（光照射手段）１６とを備えている。このトナー帯電部の詳細については後述する。
【００４１】
ここで、上記現像装置１０を備えた電子写真装置におけるプロセス部を簡単に説明する。
【００４２】
上記プロセス部は、図４に示すように、主に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光部（図示せず）、現像装置１０、転写用放電ローラ４、クリーニング部（図示せず）、除電部（図示せず）、定着ローラ５からなる。また、図４中において、Ｐは記録用紙、Ｌは上記露光部から照射されて感光体ドラム２表面に静電潜像を書き込む光ビームを示している。
【００４３】
感光体ドラム２は、所定方向（図４に示す矢印Ｍ方向）に回転しており、まず、その外周表面が帯電ローラ３によって均一帯電される。均一帯電された感光体ドラム２の表面には、露光部により画像データに応じて制御される光ビームＬが照射され、静電潜像が形成されて保持される。
【００４４】
感光体ドラム２上に形成された上記静電潜像は、感光体ドラム２の回転によって、現像装置１０と対向する位置まで移動し、該現像装置１０によってトナーを供給されて可視化される（感光体ドラム２上にトナー像が形成される）。このとき、現像装置１０の現像ローラ１３は、感光体ドラム２に供給するトナーを担持搬送するために所定方向（図４に示す矢印Ｎ方向）に回転している。
【００４５】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム２は、有機光半導体で構成されており、−７００Ｖ（帯電ローラ３による帯電量）に帯電して、周速度が５０ｍｍ／ｓでＭ方向に回転している。現像ローラ１３は、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成されており、−４００Ｖの現像バイアスが印加されて感光体ドラム２と等しい周速度でＮ方向に回転している。供給ローラ１２は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成されており、感光体ドラム２と等しい周速度でＮ方向に回転している。
【００４６】
転写用放電ローラ４は、感光体ドラム２上に現像によって形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。感光体ドラム２の回転方向における転写用放電ローラ４の下流側には、さらにクリーニング部および除電部が配置され、該クリーニング部は転写後の感光体ドラム２表面の残留トナーを除去し、該除電部は感光体ドラム２表面を除電する。トナー像が転写された後の用紙Ｐは定着ローラ５に搬送され、該用紙Ｐが上下一対の定着ローラ５の間を通過する際に加熱および加圧を受け、トナー像が用紙Ｐ上に定着される。
【００４７】
次に、現像装置１０における現像の詳細過程を説明する。
【００４８】
現像装置１０では、上述したように、供給ローラ１２より現像ローラ１３表面にトナーを順次供給して、現像ローラ１３がトナーを保持した状態で回転運動する。これにより、現像ローラ１３によって搬送されるトナーが現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４の接触領域Ｗｓとの間に案内され、現像ローラ１３上のトナーの層厚が規制される。なお、接触領域Ｗｓは、図５（ａ）に示すようにトナー規制ブレード１４の先端に設けられている。
【００４９】
トナー規制ブレード１４によって現像ローラ１３上に層厚規制されたトナーは、トナー帯電部を構成する電子放出部１５および紫外線照射器１６によって、電荷を与えられ、現像に必要な帯電量まで帯電される。すなわち、トナー規制ブレード１４に形成された電子放出部１５に対して紫外線照射器１６から紫外線を照射することによって、光電効果によって電子放出部１５から光電子が誘起される。この光電子は現像ローラ１３上のトナーに向けて放出され、トナーが所望の帯電量に帯電する。なお、上記紫外線照射器１６の発光は、現像ローラ１３の回転と同期させれば、電力消費の増加につながる不必要な発光を抑制でき好ましい。また、図示はしていないが、電子放出部１５と紫外線照射器１６との間は、トナーが入り込んで光照射の障害とならないようにシールされることが好ましい。
【００５０】
上記構成のトナー帯電部において、電子放出部１５は、トナー規制ブレード１４上の接触領域Ｗｓとは別の位置に形成されており、電子放出部１５は現像ローラ１３上のトナーとは非接触となっているため、トナーに対して無負荷の状態で帯電を行うことができる。このため、現像装置１０では、トナー規制ブレード１４は、現像ローラ１３に対して少なくともトナーの層厚規制に必要な程度の力にて圧接されていればよく、トナー規制ブレード１４によるトナーへの加圧力および熱的負荷を大幅に低減することができる。
【００５１】
また、電子放出部１５の形成領域は、現像ローラ１３とは完全に非接触であるため、その表面粗さがトナーの層形成に影響を及ぼすことはなく、該電子放出部１５の表面粗さが設計上の制約を受けることはない。
【００５２】
上記トナー帯電部によって所定の帯電量まで帯電されたトナーは、さらに現像ローラ１３の回転によって感光体ドラム２との対向部まで送られ、感光体ドラム２の表面上の静電潜像に対して、静電的に供給され、該静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。
【００５３】
続いて、上記トナー規制ブレード１４の具体的構成を、図５（ａ）・（ｂ）を参照して説明する。
【００５４】
トナー規制ブレード１４は、例えば、基材１４１としてＳＵＳなどの金属（すなわち、導電性基材）を使用しており、電子放出部１５が形成される領域には、図５（ａ）に示すように複数の開口部１５１が設けられている。さらに、電子放出部１５が形成される領域には、光電面（光電膜）１５２が積層されている。図５（ａ）の記載では、上記開口部１５１は、円形状の小径穴が多数形成された構成となっているが、本実施の形態においては開口部１５１の形状は特に限定されるものではなく、四角や三角の形状であってもよく、また、スリット形状の開口部であってもよい。
【００５５】
上記構成のトナー規制ブレード１４において、電子放出部１５の光電面１５２に紫外線が照射されると、該光電面１５２にて光電効果による光電子が誘起される。この光電子は、主に、紫外線の照射面側、すなわち、紫外線照射器１６との対向面側において発生するものであるが、発生した光電子の一部は、電子放出部１５の開口部１５１を通って現像ローラ１３との対向面側からトナーに向けて放射され、トナーの帯電に寄与する。
【００５６】
ところで、開口部１５１の形状としては様々なものが考えられる。そこで、考えられる種々の開口部１５１について光電子放出量をシミュレーションによって求めた。図１（ａ）〜（ｅ）は、考えられる種々の開口部１５１について図５（ａ）のＫ−Ｋ線断面図を示したものである。すなわち、それらの開口部１５１の内面の、開口部１５１の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面を示している。
【００５７】
同図（ａ）は開口部１５１を電鋳加工（エレクトロフォーミング）によって形成したものであり、その内面は、紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなしている（形状Ａとする）。同図（ｂ）は開口部１５１をエッチングによって形成したものであり、その内面は、紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように凹の曲面をなしている（形状Ｂとする）。同図（ｃ）は開口部１５１をエッチングによって形成したものであり、その内面は、同図（ｂ）の開口部１５１を、開口の広い方を外側にして上下対称につなげた形状である（形状Ｃとする）。同図（ｄ）は開口部１５１をドリル孔加工により形成したものであり、その内面は。紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように断面が直線となる曲面をなしている（形状Ｄとする）。また、同図（ｅ）は開口部１５１の内面を円筒面としたものである（形状Ｅとする）。
【００５８】
次に、図１（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、開口部１５１の各寸法の定義を図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００５９】
図２（ａ）・（ｂ）・（ｄ）はそれぞれ順に形状Ａ・Ｂ・Ｄの開口部１５１に対応しており、現像ローラ１３側（トナー側）の開口径をφ１、紫外線照射器１６側の開口径をφ２としている。図２（ｃ）は形状Ｃの開口部１５１に対応しており、現像ローラ１３側および紫外線照射器１６側の開口径をφ２、開口部１５１の内部の最も小さい径をφ１としている。また、開口部１５１の一方の開口端から他方の開口端までの距離である厚みは、貫通方向に計った開口部１５１の寸法であるが、これをｔとする。
【００６０】
各開口部１５１を備える電子放出部１５はいずれも図面の上部から紫外線が照射される。また、各開口部１５１は電位Ｖ１にバイアスされたグリッドとして機能するが、各開口部１５１からこの電位の基準となる電位Ｖ０のグランドプレートまでの距離をＬ１とする。グランドプレートとグリッドとの間に上記バイアスが印加され、発生した電子はバイアスによる電界作用によってグランドプレートに移送される。
【００６１】
また、図４の現像装置で上記のバイアス印加を行うには、電子放出部１５と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加する構成となるため、現像装置１０では、図４に示すようにトナー規制ブレード１４はバイアス印加部１９と接続されている。このバイアス印加部１９は、トナー規制ブレード１４の基材１４１に接続する構成とすることができる。また、現像ローラ１３側のバイアス印加部２０は、感光体ドラム２と現像ローラ１３との間で現像バイアスを印加するためのバイアス印加部をそのまま兼用することができる。バイアス印加部１９・２０もトナー帯電部を構成している。
【００６２】
従って、トナー規制ブレード１４には、図５（ｂ）に示すように、トナー規制ブレード１４の導電性基材と現像ローラ１３とが直接接触しないように、現像ローラ１３との接触領域Ｗｓにおいて絶縁層１７および金属層１８が設けられている。図５（ｂ）では形状Ｅの開口部１５１について絶縁層１７および金属層１８が図示されているが、その他の形状Ａ〜Ｄに対しても同様の構成となる。すなわち、絶縁層１７は、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４の基材１４１との間を絶縁するために設けられるものであり、例えば、基材１４１の上に厚さ８０μｍのフッ素樹脂層として形成される。
【００６３】
また、金属層１８は、現像ローラ１３の表面において均一なトナー層が形成されるように、現像ローラ１３との接触面において適切な硬度や表面粗さを提供するものである。金属層１８としては、例えば、厚さ２０μｍのＳＵＳの金属層が積層される。
【００６４】
なお、現像ローラとトナー規制ブレードとの間を絶縁する構成としては、上述のようにトナー規制ブレード側に絶縁層を設ける構成に限定されるものではなく、導電性基材からなる現像ローラの外周層に、例えばゴム等の絶縁層を設ける構成であってもよい。
【００６５】
上記構成の現像装置１０では、トナー規制ブレード１４と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加することにより、以下の２つの作用によって帯電効果を向上させることができる。
【００６６】
まず、第１の作用として、上記電気的バイアスを印加することで、トナー規制ブレード１４と現像ローラ１３との間に電界が発生する。このため、電子放出部１５の光電面１５２において、開口部１５１付近で発生した光電子は、電気力線に沿って移動し、開口部１５１を通過して現像ローラ１３側に引き寄せられる。すなわち、発生した光電子をトナーの帯電に効率的に使用できる。
【００６７】
次に、第２の作用として、現像ローラ１３側に引き寄せられた光電子は、上記電界の作用によって加速される。そして加速された電子が、気体分子に衝突すると、該気体分子が電子を放出してイオン化する。このとき、気体分子より放出された電子も同様の作用を生じるため、気体中の電子が急激に増加する、いわゆる電子なだれの現象が発生する。この電子なだれによって生じた電子もトナーの帯電に寄与するため、帯電効率が大幅に向上する。
【００６８】
以上、シミュレーション上での条件と、それに関連するトナー規制ブレード１４の構成とについて述べたが、前記諸元の数値を図２（ａ）〜（ｄ）についてまとめたのが表１である。
【００６９】
【表１】
また、シミュレーションの結果分かった各開口部１５１からの光電子放出量と光電子の移送軌跡とを、模式的に図３（ａ）〜（ｅ）に示す。光電子の移送軌跡は破線で表されており、破線が太いほど光電子量が多いことを示す。また、グランドプレートに降り注がれる光電子量を計測により確認し、表１に記載した。
【００７１】
上記の実験結果や模式図から明らかな様に、形状Ａ〜Ｅともφ１、φ２の大きさを略同一に設けてあるので、形状によらず、電子放出部１５の平坦部（開口部１５１でない部分）に紫外線が照射され電子が放出されても、開口を通過して現像ローラ１３側に十分な電子が供給されていないことは明白である。このように、電子放出部１５の平坦部で放出された電子を開口部１５１を通過させてトナーに導くことは難しい。従って、トナーに照射される電子の大半は開口部１５１から放出された電子であることが分かる。
【００７２】
そこで、形状Ａ〜Ｅの開口部１５１の内面の面積と、その上方から照射される紫外線の受光率との関係について考察すると、形状Ｅの開口部１５１の内面は光の照射方向と垂直方向であり、紫外線が効率よく光電面１５２に照射されていないので電子の発生効率が良くないということが理解できる。また、形状Ｃの開口部１５１の内面は中央部に径方向に突出する凸部が存在し、上方からの紫外線の照射を遮る構造であるので、同量の紫外線を照射されても紫外線を受光する開口部１５１の内面の表面積が少ないことから電子の放出量が減少している。また、形状ＢおよびＤの開口部１５１の内面は照射された紫外線を効率よく受光する構造ではあるが、表１から分かるようにグランドプレートで得られる電子量は形状Ａに比べて少ない。形状Ａは、検証の結果からも分かるように、開口部１５１の内面が紫外線を効率よく受光し、特に電子発生効率が高い構造であることが判明した。形状Ａでは、受光した光により放出された電子はそのまま開口を通過しトナー方向に移動するので、少ない光量であっても大きな電子の放出量を得ることができる。
【００７３】
以上のように、形状Ａの開口部１５１はその内面が紫外線照射器１６側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすので、該内面の受光面積が大きくなって光電子の放出量が大きくなるとともに、該内面から放出された光電子が開口部１５１を通して効率よくトナーに導かれる。これにより、安定したトナーの帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００７４】
従って、トナーを従来のように摩擦帯電という機械的な帯電を行う必要がなく、トナーに対して熱的負荷などのストレスを与えることなく帯電を行うことが可能となる。また、トナーとしてホトクロミック化合物などの特殊な構成を用いない従来のトナーに対して光照射によって十分な帯電を行うことができる。
【００７５】
この結果、現像装置１０は、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置として、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる。
【００７６】
また、前記形状Ａを円弧とすれば、開口部１５１の内面からの光電子の放出量が増大するとともに、周囲に形成される電界が、放出された光電子をトナーへ効率よく導くものとなる。そして、この円弧の半径を、開口部１５１の一方の開口端から他方の開口端までの距離（前記の厚みｔ）以上とする、すなわち貫通方向に計った開口部１５１の寸法以上とすることにより、電鋳加工によって開口部１５１を形成することができる。
【００７７】
また、開口部１５１の形成にフォトリソグラフィーとめっき処理とを行う電鋳加工を用いると、形状Ａのように開口部１５１の内面の断面形状を一方側に向かって開口が広がるように凸の曲面とすることが容易になる。また、電子放出部１５に複数の開口部１５１を設ける場合に開口部間で凸の曲面を均一に形成することができるので、トナー間で均一な帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【００７８】
なお、トナー規制ブレード１４の電子放出部１５において基材１４１上に積層するグリッドの材料としてニッケルまたはニッケルコバルト合金を用いれば、基材上へのグリッドの加工を電鋳加工で精度よく行うことができる。光電面１５２はこのグリッドの材料の上に金属をめっき処理することにより積層すればよい。従って、この部分に対して開口部１５１、特に形状Ａの開口部１５１を電鋳加工で精度よく形成することができる。また、複数の開口部間で均一な電鋳加工が可能となるので、均一な光電子の放出が可能となり、ムラのない均一な画像形成が可能となる。
【００７９】
また、現像装置１０では、電子放出部１５の紫外線照射器１６との対向面上に光電面１５２が設けられているが、このように電子放出部１５の少なくとも紫外線照射器１６との対向面上に光電面１５２を形成することにより、紫外線照射器１６からの光の照射に対して光電効果の効率が高まるので、トナーに十分な電子を供給することが可能となり、良好な画像形成を行うためにトナーを所定量に帯電させることが容易になる。
【００８０】
さらに、光電面１５２を貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかとすることができる。光電面１５２を貴金属と卑金属とで形成することで、低仕事関数の卑金属により電子放出量の増大が可能となるとともに、大気下での反応性が低い貴金属により長期的に安定した電子の放出が可能となる。貴金属として金、銀、および白金の中から選択されたもの、卑金属として銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものを用いることができる。これらの貴金属と卑金属との組み合わせであれば化合が容易に行えるとともに、確実な分子結合が行えるので経時変化が発生しにくくなり、電子放出量の増大が行え安定した電子の放出が可能となる。特に、金、銀、および白金のいずれか一方と、銅、パラジウム、およびニッケルのいずれか１つとの組み合わせがよい。
【００８１】
また、光電面１５２を形成する材料は、上述のものに限定されるものではなく、光の照射を受けたときに光電効果が生じるものであれば、この他にＴａ等の金属、Ｍｇ−Ａｇ等の合金、半導体、導電ポリマーなどであってもよい。トナー規制ブレード１４の基材１４１そのものが光電面をなしていてもよい。また、光電面１５２は、トナー規制ブレード１４において、必ずしも図１（ａ）に示すように両面に形成されている必要はなく、少なくとも紫外線照射器１６との対向面側に形成されていればよい。
【００８２】
さらに、電子放出部１５に照射される光は、上述のような紫外線に限定されるものではなく、光電面１５２を形成する材料に対して光電効果を起こしうる波長を有するものであれば、可視光線やＸ線等であってもよい。
【００８３】
このように、本実施の形態に係る現像装置１０は、トナー規制ブレード１４の圧接力を従来の摩擦帯電方式を用いた現像装置に比べ大幅に低減することができる。これにより、トナー規制ブレード１４によるトナーへの加圧力および熱的負荷が大幅に低減され、トナー破壊やトナー規制ブレード１４へのトナー融着といった不具合を回避できる。
【００８４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６および図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形態１で述べた構成要素と同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態に係る現像装置３０は、図６に示すように感光体ドラム２と対向するように配置され、該感光体ドラム２の表面に形成される静電潜像を、現像剤として例えば一成分系の非磁性よりなるトナーを用いて現像する。現像装置３０は、ホッパー３１、現像槽３２、および帯電槽３３を備えている。
【００８６】
上記現像装置３０を備えた電子写真装置（画像形成装置）におけるプロセス部は、図６に示すように、主に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光部（図示せず）、現像装置３０、転写用放電ローラ４、クリーニング部（図示せず）、除電部（図示せず）、定着ローラ５からなる。
【００８７】
現像装置３０において、ホッパー３１は、現像装置３０の最上流に位置する槽であり、未帯電のトナーを貯蔵している。現像槽３２は、感光体ドラム２に供給されるトナーを収容する槽であり、供給ローラ３４、現像ローラ３５、およびトナー規制ブレード３６を備えた構成となっている。
【００８８】
供給ローラ３４および現像ローラ３５は、互いの外周面同士が対面するようにそれぞれ回転可能に連設されている。そして、供給ローラ３４は現像槽３２内のトナーを現像ローラ３５の外周面に供給し、現像ローラ３５は供給ローラ３４により供給されたトナーを感光体ドラム２に向けて担持搬送する。トナー規制ブレード３６は、現像ローラ３５の回転方向に対し、供給ローラ３４の下流側、かつ感光体ドラム２の上流側にて現像ローラ３５と接触して配置され、現像ローラ３５表面に形成されるトナー層を層厚規制する。
【００８９】
帯電槽３３は、ホッパー３１の下流、かつ現像槽３２の上流に配置されており、ホッパー３１から現像槽３２に向けて補給されるトナーに対してトナー帯電を施す槽である。すなわち、ホッパー３１は、現像槽３２においてトナー無しが検出された場合、トナー補給ローラ３７を回転させ、現像槽３２に向けてトナー補給を行う。このとき、ホッパー３１から現像槽３２へ補給されるトナーは、必ず帯電槽３３を通過し、該帯電槽３３にてトナー帯電が行われる。
【００９０】
このため、帯電槽３３は、光の照射を受けることにより自らの電子を誘起させてその電子を放出するトナー帯電ローラ３８と、該トナー帯電ローラ３８に紫外線を照射する冷陰極ガラスランプ（光照射手段）３９とを備えるトナー帯電部（帯電手段）をその内部に有している。上記トナー帯電部の詳細については後述する。
【００９１】
次に、現像装置３０における現像の詳細過程を説明する。
【００９２】
上記現像槽３２でトナー無しが検出された場合、ホッパー３１内部に設置されているトナー補給ローラ３７が回転され、未帯電トナーがホッパー３１から帯電槽３３内へ送り込まれる。トナー補給ローラ３７には、例えば発泡ウレタンローラが用いられる。
【００９３】
帯電槽３３では、トナー帯電部を構成するトナー帯電ローラ３８および冷陰極ガラスランプ３９によって、電荷を与えられ、現像に必要な帯電量まで帯電される。すなわち、トナー帯電ローラ３８に形成された電子放出部（光電子放出手段）に対して冷陰極ガラスランプ３９から光を照射することによって、光電効果によって上記電子放出部から光電子が誘起される。この光電子は帯電槽３３内を通過するトナーに向けて放出され、該トナーが所望の帯電量まで帯電される。なお、上記冷陰極ガラスランプ３９の発光は、トナー補給ローラ３７の回転と同期させれば、電力消費の増加につながる不必要な発光を抑制でき好ましい。
【００９４】
上記構成の帯電槽３３において、トナー帯電ローラ３８および冷陰極ガラスランプ３９を備えるトナー帯電部は、該帯電槽３３を通過するトナーに対して光電効果によって発生する光電子を放出して、その光電子をトナーに降り注ぐことによってトナー帯電を行っている。このため、トナー帯電部に対し非接触の状態で帯電槽３３を通過するトナーに対しても帯電を行うことができる。すなわち、トナーに対して無負荷で帯電を行うことができる。
【００９５】
このような帯電を行うために、現像装置３０では、帯電槽３３の内面側壁に電極板４２を設け、トナー帯電ローラ３８と電極板４２とをバイアス印加部４３に接続することによって、トナー帯電ローラ３８と電極板４２との間に電気的バイアスを印加する構成となっている。これら、電極板４２およびバイアス印加部４３もトナー帯電部を構成している。バイアス印加部４３は、トナー帯電ローラ３８の基材に接続される。
【００９６】
現像装置３０では、トナー帯電ローラ３８と電極板４２との間に電気的バイアスを印加することにより、実施の形態１で説明したのと同様の作用によって上記トナー帯電部における帯電効果を向上させることができる。すなわち、上記電気的バイアスを印加することによって発生する電界の作用により、電子放出部から放出される光電子の利用率を高める作用と、電子なだれの作用とによって帯電効率を向上させることができる。
【００９７】
図７（ａ）に示すように、トナー帯電ローラ３８は円筒形状をなして帯電槽３３内に備えられており、トナー帯電ローラ３８の内部に冷陰極ガラスランプ３９が配置されている。なお、トナー帯電ローラの形状は円筒形状に限定されるものでなく角筒形状などであってもよい。トナー帯電ローラ３８の基材としては実施の形態１と同様のものを用いることができる。電子放出部が形成される領域では、図７（ｂ）に示すように、実施の形態１で述べた形状Ａの複数の開口部３８１が設けられている。さらに、電子放出部が形成される領域には、実施の形態１と同様の光電面３８２が積層されている。
【００９８】
なお、本実施の形態では、上記電子放出部は、トナー帯電ローラ３８の円筒側面の全面にて形成されているものとして説明を行うが、トナー帯電ローラ３８の一部の領域に形成されるものであってもよく、例えば、該バイアスの印加領域（電極板との対向領域）にのみ電子放出部を形成する構成であってもよい。
【００９９】
また、図７（ｂ）では、上記開口部３８１は、円形状の小径穴が多数形成された構成となっているが、本実施の形態においては開口部３８１の形状は特に限定されるものではなく、四角や三角の形状であってもよく、また、スリット形状の開口部であってもよい。また、光電面３８２は、必ずしもトナー帯電ローラ３８の両面に形成されている必要はなく、少なくとも冷陰極ガラスランプ３９との対向面側（すなわち、トナー帯電ローラ３８の内周面側）に形成されていればよい。
【０１００】
さらに、トナー帯電ローラ３８の上記電子放出部に照射される光は、光電面３８２を形成する材料に対して光電効果を起こしうる波長を有するものであれば、可視光線、紫外線、Ｘ線等を使用可能である。
【０１０１】
上記構成のトナー帯電部によってトナー帯電を行う場合は、冷陰極ガラスランプ３９を発光させることにより、トナー帯電ローラ３８に形成された電子放出部に対し、該トナー帯電ローラ３８の内面側から光を照射する。これにより、トナー帯電ローラ３８の電子放出部において光電効果による光電子が誘起される。こうして発生した光電子の一部は、電子放出部の開口部３８１を通ってトナー帯電ローラ３８の外周面より放射され、トナーの帯電に寄与する。
【０１０２】
また、上記トナー帯電部は現像ローラ１３とは完全に非接触であり、該トナー帯電部における電子放出部の表面粗さがトナーの層形成に影響を及ぼすことはない。従って、上記トナー帯電部は、トナーに対して無負荷で帯電を行うことができると共に、電子放出部の表面粗さが設計上の制約を受けることはない。
【０１０３】
帯電槽３３の上記トナー帯電部によって所定の帯電量まで帯電されたトナーは、現像槽３２へ送られる。現像槽３２では、上述したように、供給ローラ３４より現像ローラ３５表面にトナーを順次供給して、現像ローラ３５がトナーを保持した状態で回転運動する。これにより、現像ローラ３５によって搬送されるトナーが現像ローラ３５とトナー規制ブレード３６の接触領域との間に案内され、現像ローラ３５上のトナーの層厚が規制される。
【０１０４】
このとき、現像ローラ３５とトナー規制ブレード３６の接触領域との間に案内されるトナーは、帯電槽３３において既に帯電状態とされているため、トナー規制ブレード３６は、現像ローラ３５に対して少なくともトナーの層厚規制に必要な程度の力にて圧接されていればよく、トナー規制ブレード３５によるトナーへの加圧力および熱的負荷を大幅に低減することができる。
【０１０５】
現像ローラ３５に層形成されたトナーは、さらに現像ローラ３５の回転によって感光体ドラム２との対向部まで送られ、感光体ドラム２の表面上の静電潜像に対して、静電的に供給され、該静電潜像をトナー像として現像（可視化）する。
【０１０６】
なお、現像装置３０では、上記トナー帯電部がホッパー３１と現像槽３２との間に具備される帯電槽３３内に配置されているが、該トナー帯電部の配置箇所はこれに限定されるものではない。すなわち、上記トナー帯電部は、現像ローラ３５上に層形成される前の状態のトナーに対して帯電を行えるものであれば、その配置箇所は現像装置３０内の任意の箇所であってもよい。具体的には、上記トナー帯電部は、供給ローラ３４の上流側に配置されていれば、現像ローラ３５上に層形成される前の状態のトナーに対して帯電を行える。
【０１０７】
このように、上記トナー帯電部によって帯電されたトナーが現像ローラ３５上に層形成される前のものであれば、その後の層形成に至る過程において、トナーに攪拌作用が生じ、現像ローラ３５上でのトナー帯電量は均一化される
また、本実施の形態に係る現像装置３０では、上記トナー帯電部は、ホッパー３１と現像槽３２との間に具備される帯電槽３３内に配置されている。このような構成では、現像装置内で浮遊落下する状態のトナーに対して帯電を行うこととなる。このような場合、上記トナー帯電部によって帯電されるトナーは比較的散乱状態にある（凝集度が低い）ため、該トナー帯電部は、落下するトナーに対し比較的均一に帯電を行うことができ、最終的なトナー帯電量の均一性がより向上する。
【０１０８】
以上、本実施の形態に係る現像装置３０について述べたが、現像ローラ以外の場所でトナーを帯電させるようにしているので、現像ローラ上での帯電を行うと層厚規制により層形成されたトナーのうち外周部側におけるトナーがトナー帯電部から放出される電子を多く受け取って帯電量が多くなる一方、内周部側のトナーの帯電量が小さくなることにより最終的なトナー帯電の均一性が低くなってしまうような場合には、現像装置３０はトナー帯電の均一性を高めるのに特に好適である。
【０１０９】
以上、各実施の形態について述べた。なお、上記各実施の形態の説明において、トナーは非磁性一成分トナーを用いる場合を説明したが、本発明の現像装置において使用可能なトナーは非磁性一成分トナーに限定されるものでなく、磁性トナーや二成分のトナーであってもよい。但し、本発明の現像装置は、トナーへの熱的負荷を低減しトナーの破壊やブレードへの融着を防止することを目的としているものであり、特にトナー融着の問題が顕著に発生する非磁性一成分トナーに適用する場合に好適である。
【０１１０】
また、上記各実施の形態の説明においては、トナーの帯電は主に本発明の特徴的構成であるトナー帯電部によって行い、トナー規制ブレードの現像ローラへの圧接力はトナーの層厚規制に必要となる最小限の圧接力に設定されるものとしている。しかしながら、本発明の現像装置はこれに限定されるものではなく、トナー帯電部をトナー帯電に関し補助的に用いるものであってもよい。すなわち、この場合は、トナー規制ブレードの現像ローラへの圧接力がトナーの破壊やブレードへの融着といった問題が生じない範囲での最大の圧接力に設定され、このときの摩擦帯電による帯電量に対して所望の帯電量に不足する分を本発明のトナー帯電部にて付加する構成となる。
【０１１１】
このように、トナー帯電部をトナー帯電に関し補助的に用いる構成では、該トナー帯電部において要求される帯電能力が小さく設定できるため、該トナー帯電部にかかるコストを削減できる。
【０１１２】
なお、トナー帯電部における帯電能力とトナー規制ブレードの現像ローラへの圧接力との関係は、トナー帯電部によるトナー帯電量とトナー規制ブレードの摩擦帯電によるトナー帯電量との和が最終的に必要な所望の帯電量に到達していればよい。すなわち、トナー帯電部によるトナー帯電量とトナー規制ブレードの摩擦帯電によるトナー帯電量との比率は、トナーの破壊やブレードへの融着といった問題が生じない範囲で任意に設定可能である。
【０１１３】
また、本発明における光照射手段は、上記各実施の形態で用いられている紫外線照射器１６や冷陰極ガラスランプ３９に限定されるものではなく、光電効果を誘起できる光を照射できるものであれば特に限定されない。但し、上記光照射手段は熱量発生の少ない光源が好ましく、紫外線照射器や冷陰極ガラスランプ以外にキセノンランプ等が好適に使用できる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明の現像装置は、以上のように、被帯電部材を帯電させる帯電手段を備え、帯電した上記被帯電部材を静電潜像に供給して上記静電潜像を現像する現像装置において、上記帯電手段は、光を照射する光照射手段と、上記光照射手段と上記被帯電部材との間に配置されて上記光照射手段側から上記被帯電部材側へ貫通する開口部が設けられるとともに、上記光照射手段から光が照射されて光電子を放出する光電子放出手段とを備え、上記開口部の内面は、上記光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすとともに、上記光照射手段から光が照射されると上記光電子を放出する構成である。
【０１１５】
それゆえ、開口部の内面の受光面積が大きくなって光電子の放出量が大きくなるとともに、該内面から放出された光電子が開口部を通して効率よく被帯電部材に導かれる。これにより、安定した被帯電部材の帯電が可能となり良好な画像が得られる。
【０１１６】
従って、被帯電部材の１つであるトナーに対して従来のように摩擦帯電という機械的な帯電を行う必要がなく、熱的負荷などのストレスを与えることなく帯電を行うことが可能となる。また、トナーとしてホトクロミック化合物などの特殊な構成を用いない従来のトナーに対して光照射によって十分な帯電を行うことができる。
【０１１７】
この結果、トナーの劣化防止、即ちトナーの破壊やブレードヘの融着防止を可能とし、現像の信頼性を向上させることができる現像装置、特に、定着エネルギーを削減するために軟化点を低減したトナーや、着色力を高めるために顔料部数を増加させたトナーにも適合できる現像装置を提供することができるという効果を奏する。
【０１１８】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記開口部の内面の、上記開口部の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面形状は、円弧である構成である。
【０１１９】
それゆえ、開口部の内面からの光電子の放出量が増大するとともに、周囲に形成される電界が、放出された光電子を被帯電部材へ効率よく導くものとなるという効果を奏する。
【０１２０】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記円弧の半径は、上記開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上である構成である。
【０１２１】
それゆえ、電鋳加工によって開口部を形成することができるという効果を奏する。
【０１２２】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記開口部は電鋳加工により形成されている構成である。
【０１２３】
それゆえ、電鋳加工により開口部の内面の断面形状を一方側に向かって開口が広がるように凸の曲面とすることが容易になるという効果を奏する。また、光電子放出手段に複数の開口部を設ける場合に開口部間で凸の曲面を均一に形成することができるので、被帯電部材間で均一な帯電が可能となり良好な画像が得られるという効果を奏する。
【０１２４】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金が使用される構成である。
【０１２５】
それゆえ、この材料を用いて精度のよい電鋳加工を行うことができるという効果を奏する。また、開口部にこの材料を用いれば、複数の開口部間で均一な電鋳加工が可能となるので、均一な光電子の放出が可能となり、ムラのない均一な画像形成が可能となるという効果を奏する。
【０１２６】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記光電子放出手段の少なくとも上記光照射手段との対向面上に、上記光照射手段から光を照射されたときに光電子を放出する光電膜が形成されている構成である。
【０１２７】
それゆえ、光照射手段からの光の照射に対して光電効果の効率が高まるので、被帯電部材に十分な電子の供給が可能となり、良好な画像形成を行うために被帯電部材を所定量に帯電させることが容易になるという効果を奏する。
【０１２８】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記光電膜は貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかである構成である。
【０１２９】
それゆえ、光電膜を貴金属、貴金属と貴金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかで形成することができるという効果を奏する。また、貴金属と卑金属との化合物では、低仕事関数の卑金属により電子放出量の増大が可能となるとともに、大気下での反応性が低い貴金属により長期的に安定した電子の放出が可能となるという効果を奏する。
【０１３０】
さらに本発明の現像装置は、以上のように、上記貴金属は金、銀、および白金の中から選択されたものであり、上記卑金属は銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものである構成である。
【０１３１】
それゆえ、化合が容易に行えるとともに、確実な分子結合が行えるので経時変化が発生しにくくなり、電子放出量の増大が行え安定した電子の放出が可能となるという効果を奏する。
【０１３２】
また、本発明の画像形成装置は、以上のように、前記いずれかの現像装置を備えた構成である。
【０１３３】
それゆえ、安定した帯電を行える現像装置を用いて、良好な画像形成を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）ないし（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係る現像装置が備える電子放出部の開口部の形状として適切なものを比較決定するための断面図である。
【図２】（ａ）ないし（ｄ）は、図１（ａ）〜（ｄ）の開口部の寸法および印加バイアスを説明する断面図である。
【図３】（ａ）ないし（ｅ）は、図１（ａ）〜（ｅ）の開口部に対する光電子の放出状況を示す光電子分布図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】図４の現像装置に使用されるトナー規制ブレードの構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】図６のトナー帯電部の構成を示すものであり、（ａ）はトナー帯電部の断面図、（ｂ）はトナー帯電部が備える電子放出部の平面展開図である。
【符号の説明】
１０、３０ 現像装置
１５ 電子放出部（光電子放出手段）
１６、３８ 紫外線照射器（光照射手段）
１５１、３８１ 開口部
１５２、３８２ 光電面（光電膜）
Claims (9)
- 被帯電部材を帯電させる帯電手段を備え、帯電した上記被帯電部材を静電潜像に供給して上記静電潜像を現像する現像装置において、
上記帯電手段は、
光を照射する光照射手段と、
上記光照射手段と上記被帯電部材との間に配置されて上記光照射手段側から上記被帯電部材側へ貫通する開口部が設けられるとともに、上記光照射手段から光が照射されて光電子を放出する光電子放出手段とを備え、
上記開口部の内面は、上記光照射手段側に向かって開口が広がるように凸の曲面をなすとともに、上記光照射手段から光が照射されると上記光電子を放出することを特徴とする現像装置。 - 上記開口部の内面の、上記開口部の貫通中心を通って貫通方向に平行に切断した断面形状は、円弧であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
- 上記円弧の半径は、上記開口部の一方の開口端から他方の開口端までの距離以上であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
- 上記開口部は電鋳加工により形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。
- 上記光電子放出手段にニッケルまたはニッケルコバルト合金が使用されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
- 上記光電子放出手段の少なくとも上記光照射手段との対向面上に、上記光照射手段から光を照射されたときに光電子を放出する光電膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置。
- 上記光電膜は貴金属、貴金属と卑金属との化合物、および貴金属と卑金属との化合物のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
- 上記貴金属は金、銀、および白金の中から選択されたものであり、上記卑金属は銅、パラジウム、およびニッケルの中から選択されたものであることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
- 請求項１ないし８のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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