JP4137501B2 - 帯電方法および現像装置 - 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方式の画像形成装置における帯電方法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方式の画像形成装置においては、静電潜像を担持搬送する感光体に対し、現像装置の現像ローラ表面に順次供給されたトナーを、現像ローラの回転により担持搬送して、感光体の表面上の静電潜像に現像（可視化）するようになされている。
【０００３】
１成分系の非磁性トナーを現像する現像装置の場合、トナーは供給ローラにより現像ローラ表面に周方向から順次供給されて、現像ローラの回転により担持搬送される。そして、トナーは、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層厚が規制されると同時に、ブレードとの摩擦により電荷を帯びる（摩擦帯電）。この状態で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、感光体の表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、トナー像として現像（可視化）される。可視化されたトナー像は、記録紙に転写された後、熱と圧力とを加えて、記録紙上に永久像として定着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のようなトナーをブレードとの摩擦により帯電させる技術においては、ブレードを現像ローラに対して大きな加圧力をもって圧接させて、トナーの層厚を規制すると同時にトナーを帯電させている。
【０００５】
このような摩擦帯電を利用する方法においては、トナーに大きな負荷がかかり、トナーが破壊したり、あるいは、トナーが軟化してブレード表面に融着することによりブレード表面とトナーとの摩擦帯電特性が劣化したりする。
【０００６】
すなわち、上記従来の技術では、現像剤を帯電させるために現像剤を摩擦している。それゆえ、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着する。そのため画像品質が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着することを防ぎながら、良好に帯電処理を行い、画像品質を高く保つことができる帯電方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の帯電方法は、帯電手段にて帯電した現像剤を現像剤供給手段が像転写手段に供給して、上記像転写手段から記録材に画像を転写する画像形成を行うときに現像剤を帯電させる帯電方法において、上記帯電手段に光を照射する照射手段を備え、上記帯電手段が電子放出部を有し、その電子放出部で光電効果にて発生した電子により上記現像剤を帯電させ、上記電子放出部からの電子放出量を測定し、上記電子放出量が初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記電子放出部における、上記照射手段からの受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正することを特徴としている。
【０００９】
上記の構成により、光電効果で上記現像剤を帯電する。したがって、現像剤を帯電させるために現像剤を摩擦する必要をなくすことができる。それゆえ、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着することを防ぎながら、良好に帯電処理を行い、画像品質を高く保つことができる。
【００１０】
また、上記の構成により、電子放出量を計測し、初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する。それによって、電子放出量を初期値にまで戻す。
【００１１】
上記電子放出量は、光電効果による電子の単位時間の放出量である。また、上記受光量は、電子を放出するために電子放出部が照射手段から受ける光のパワーを表しているといえる。
【００１２】
ここで、電子放出量と受光量とは比例の関係を有している。一般に電子放出量をＡとし、受光量をＢとし、比例定数をＰとする（Ｐは、光電面の劣化により減少する。）と、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
である。電子放出量の初期値をＡ０とし、受光量の初期値をＢ０とし、光電面の劣化前の比例定数をＰ０とすると、
Ａ０＝Ｐ０・Ｂ０
である。
【００１３】
今、受光量がＢのままであるにもかかわらず、光電面の劣化により、Ａが初期値Ａ０の１／ｔになったとする。それはつまり、以下のようにＰが初期値Ｐ０の１／ｔになったということである。
Ａ＝（１／ｔ）Ａ０＝（１／ｔ）Ｐ０・Ｂ
そこで、Ｂを初期値Ｂ０のｔ倍にする。そうすると、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
＝（１／ｔ）Ｐ０・ｔＢ０
＝Ｐ０・Ｂ０
＝Ａ０
となる。このように受光量を制御することにより、常に、電子放出量を初期値Ａ０に保つことが可能になる。
【００１４】
したがって、光電効果により現像剤を帯電させる部材が劣化して光電効果の能力が低くなっても、容易にそのことを検知し、所望の帯電状態を容易に維持することができる。それゆえ、簡単な構成で、帯電手段の劣化にかかわらず現像剤を良好に帯電することができる。
【００１５】
受光量を増加させるためには、照射手段の出力（発光パワー）を上げて発光量自体を上げてもよい。また、照射手段を電子放出部に近づけてもよい。照射手段を電子放出部に近づけるには、照射手段を電子放出部に向かって移動させればよい。
【００１６】
また、本発明の帯電方法は、上記の構成に加えて、上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、上記帯電手段と現像剤供給手段との間の電流を測定することによって上記電子放出量を検出することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成により、上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、帯電手段と現像剤供給手段との間の電流で表される電子放出量を測定する。それゆえ、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成で帯電量の制御を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る現像装置の一例を示す断面図である。現像装置１は、被帯電部材として一成分系の非磁性のトナー（現像剤）７を用いたものである。このトナー７を収容する容器状の現像槽６と、感光体ドラム（像転写手段）１２と対向した位置に回転可能に収容された現像ローラ（現像剤供給手段）２と、現像ローラ２からみて感光体ドラム１２側とは反対の側の位置において、現像ローラ２と互いの外周面同士が対面するように回転可能に連接され、現像槽６内のトナー７を現像ローラ２の外周面に供給する供給ローラ３とが設けられている。現像ローラ２は、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成することができる。供給ローラ３は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成することができる。
【００２０】
また、上記感光体ドラム１２と上記現像ローラ２とが互いに接する位置に対して上流側に位置して、上記供給ローラ３と上記現像ローラ２とが互いに接する位置に対して下流側において現像槽６内のトナー７を層厚規制した後トナー７を帯電させるためのトナー層厚規制／帯電ブレード（帯電手段）４が設けられている。トナー層厚規制／帯電ブレード４は、光電効果により電子を放出する光電面（電子放出部）４ａと、現像ローラ２との間でトナー７を挟み込むプレート４ｃと、プレート４ｃをトナー層厚規制／帯電ブレード４の本体であるブレード基材４ｄとの間にあってプレート４ｃを固定する絶縁性のスポンジ４ｂとを有している。トナー層厚規制／帯電ブレード４は、プレート４ｃによって、接触領域Ｗｓにおいて、現像ローラ２と接触する。プレート４ｃはＳＵＳ等の金属で形成することができる。
【００２１】
トナー層厚規制／帯電ブレード４のブレード基材４ｄはＳＵＳ等の金属を使用することができ、光電面４ａは、ブレード基材４ｄのＳＵＳをエッチング加工することにより、開口部を施すことによって形成することができる。この開口部は、例えばグリッド形状やスリット形状などとすることができる。この開口部部分には、紫外線を照射すると電子を放出する薄膜のアルミニウムが積層されている。蒸着材料は、この他に、Ｔａ等の金属、Ｍｇ−Ａｇ等の合金、半導体、導電ポリマーであってもよい。このときの開口部のパターン条件は、例えば、開口率が４０％、開口部の穴径が２００μｍとすることができる。このトナー層厚規制／帯電ブレード４の現像ローラ２に対する接触による加圧力は、例えば４．９Ｎ／ｃｍ2（０．５ｋｇｆ／ｃｍ2）に設定することができる。
【００２２】
また、電源９ａ・９ｂが設けられており、これによって、現像ローラ２とトナー層厚規制／帯電ブレード４との間の電界強度が例えば０．５×１０-7〜２．５×１０-7（Ｖ／ｍ）となるように、トナー層厚規制／帯電ブレード４と現像ローラ２との間に電気的バイアスを印加することができる。また、電源９ａとトナー層厚規制／帯電ブレード４との間に電流計８が接続され、トナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａからの電子放出量を、この電流計８が示す電流値として測定することができるようになっている。
【００２３】
また、このトナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａに対して紫外線を照射するため光源（照射手段）である紫外線発光器５が現像槽６内に備えられている。紫外線発光器５は、ここでは波長２５４ｎｍの紫外光を光電面４ａに照射するようになっている。
【００２４】
感光体ドラム１２は、有機光半導体で構成することができる。感光体ドラム１２を帯電させて感光体ドラム１２の外周面に静電潜像を形成する帯電ローラ１３と、感光体ドラム１２の外周面に現像されたトナー像を用紙（記録材）１１に転写する転写用の放電ローラ１４と、転写形成されたトナー像を用紙１１に定着させる上下一対の定着ローラ１５・１５とが設けられている。感光体ドラム１２は、上記帯電ローラ１３により帯電した後、図示しないレーザビームスキャナーユニットから発せられたレーザビームＬによって、感光体ドラム１２の外周面上に静電潜像を結像させるようになっている。
【００２５】
感光体ドラム１２、供給ローラ３、現像ローラ２は図中それぞれＡ、Ｂ、Ｂに示す方向に回転し、用紙１１は図中Ｃ方向に進む。すなわち、供給ローラ３は、現像ローラ２と接触する部位において互いに逆方向になるように回転し、現像ローラ２は、供給ローラ３との接触部位を過ぎてから、トナー層厚規制／帯電ブレード４、次いで感光体ドラム１２の順に接触する方向に回転し、感光体ドラム１２は、現像ローラ２と接触する部位において互いに同方向になるように回転する。現像ローラ２は、最外径部位で感光体ドラム１２と等しい線速度で上述のＢ方向に回転している。供給ローラ３は、最外径部位で感光体ドラム１２と等しい線速度で上述のＢ方向に回転している。感光体ドラム１２は、ここでは、−７００Ｖに帯電し、最外径部位で５０ｍｍ／ｓの線速度で上述のＡ方向に回転している。現像ローラ２は、ここでは、現像バイアスが−４００Ｖ印加されている。
【００２６】
現像の詳細な過程を説明する。
【００２７】
感光体ドラム１２は、静電潜像を担持搬送する。一方、トナー７を供給ローラ３より、周方向からあらかじめ順次供給して現像槽６内の現像ローラ２の表面にトナー７を保持する。そして、回転運動している現像ローラ２とトナー層厚規制／帯電ブレード４との接触領域Ｗｓとの間にトナー７を搬送し、現像ローラ２上のトナーの層厚が規制される。その後に、トナー層厚規制／帯電ブレード４の後方に配設された紫外線発光器５からの光を、トナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａに照射する。これにより、トナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａから光電子が誘起されて、トナーに放出され、トナー７は所望の帯電量に帯電する。この状態で、トナーは、さらに回転方向下流側に位置する感光体ドラム１２との対向部まで送られ、感光体ドラム１２の表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、トナー像として現像（可視化）される。
【００２８】
このように、本実施の形態は、光帯電方式であり、ブレードで摩擦帯電するのと異なり、トナーに負荷を与えずに帯電させることができる。すなわち、光電面を有するブレードに光エネルギーを与えることにより自らの電子を誘起して放出し、非接触状態でトナーを帯電させることができる。
【００２９】
ここで、光電面が経時劣化を起こすと、十分な量の電子を放出することができなくなる。しかし、本実施の形態においては、光電面４ａより放出される電子放出量を規定値に制御し、連続運転時において安定したトナー帯電量が得られるように、連続運転時の電子放出量の低下量と発光量との関係に注目し、発光量を補正して電子放出量を規定値に制御している。すなわち、本実施の形態では、電子放出量を常に監視し、それが低下してくると、電子放出量と所定の関係を有する物理量である、光電面４ａの受光量を上げ、電子放出量を元の所望の値にまで戻すようにしている。そのため、光電面４ａが劣化しても、良好に帯電、転写を行うことができるようになっている。
【００３０】
より具体的には、光電面４ａからの電子放出量を計測し、初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する。それによって、電子放出量を初期値にまで戻す。
【００３１】
上記電子放出量は、光電効果による電子の単位時間の放出量（単位は例えばｎＡ）である。また、上記受光量は、電子を放出するために光電面４ａが紫外線発光器５から受ける光のパワー（単位は例えばｍＷ／ｃｍ2）を表しているといえる。
【００３２】
ここで、電子放出量と受光量とは比例の関係を有している。一般に電子放出量をＡとし、受光量をＢとし、比例定数をＰとする（Ｐは、光電面４ａの劣化により減少する。）と、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
である。電子放出量の初期値をＡ０とし、受光量の初期値をＢ０とし、光電面４ａの劣化前の比例定数をＰ０とすると、
Ａ０＝Ｐ０・Ｂ０
である。
【００３３】
今、受光量がＢのままであるにもかかわらず、光電面４ａの劣化により、Ａが初期値Ａ０の１／ｔになったとする。それはつまり、以下のようにＰが初期値Ｐ０の１／ｔになったということである。
Ａ＝（１／ｔ）Ａ０＝（１／ｔ）Ｐ０・Ｂ
そこで、Ｂを初期値Ｂ０のｔ倍にする。そうすると、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
＝（１／ｔ）Ｐ０・ｔＢ０
＝Ｐ０・Ｂ０
＝Ａ０
となる。言い換えれば、光電面４ａの劣化時の電子放出量Ａ＝（１／ｔ）Ａ０と、補正後の受光量Ｂ＝ｔＢ０との積が、
Ａ・Ｂ＝（１／ｔ）Ａ０・ｔＢ０＝（初期値Ａ０）・（初期値Ｂ０）（一定）
となるように受光量Ｂを補正する。
【００３４】
例えば電子放出量の初期値Ａ０を１２０ｎＡとし、受光量の初期値Ｂ０を１０ｍＷ／ｃｍ2とする。Ｐ０は１２ｎＡ・ｃｍ2／ｍＷとなる。
【００３５】
初期は、電子放出量は初期値Ａ０に等しく１２０ｎＡであったが、光電面４ａが劣化し、電流計８の値をみると例えば２ｎＡになったとする。すなわちｔ＝１２０／２＝６０である。それに対処するため、受光量を、初期値Ｂ０のｔ＝６０倍の値、すなわち６００ｍＷ／ｃｍ2にまで上げる。こうすることで、電子放出量は元の１２０ｎＡにまで回復する。このように受光量を制御することにより、常に、電子放出量を初期値Ａ０に保つことが可能になる。
【００３６】
受光量を増加させるためには、紫外線発光器５の出力（発光パワー）を上げて発光量自体を上げてもよい。また、紫外線発光器５を光電面４ａに近づけてもよい。紫外線発光器５を光電面４ａに近づけるには、紫外線発光器５を光電面４ａに向かって移動させればよい。
【００３７】
紫外線発光器５の出力を上げるには、例えば、電流計８の値を作業者が見て、電流計８の値が初期値からはずれているのを発見したら、電流計８の値が初期値に戻るまで、紫外線発光器５に供給する電圧を手動で増やすようにすることができるが、やり方は特に限定されない。
【００３８】
紫外線発光器５を光電面４ａに向かって移動させるには、例えば、あらかじめ紫外線発光器５を現像装置１内でギアなど任意の機構にて手動により移動可能なように固定しておき、作業者が適宜手動でその位置を調整するようにすることができるが、やり方は特に限定されない。
【００３９】
なお、本発明は、電子写真装置に用いられ、現像剤を保持して潜像保持体に搬送する搬送手段と、上記搬送手段に現像剤を供給する供給手段と、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電子放出部を有する現像剤層厚規制／帯電手段と、上記電子放出部より放出された電子を増殖・加速するための電気的バイアス手段と、上記現像剤層厚規制／帯電手段の電子放出部に光を照射する光照射手段とを備えている現像装置において、電子放出部より放出される電子放出量を規定値に制御するように構成してもよい。
【００４０】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記構成において、電子放出量を検出して、光照射手段の発光量を最適化するように構成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の帯電方法は、帯電手段に光を照射する照射手段を備え、上記帯電手段が電子放出部を有し、その電子放出部で光電効果にて発生した電子により上記現像剤を帯電させ、上記電子放出部からの電子放出量を測定し、上記電子放出量が初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記電子放出部における、上記照射手段からの受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する構成である。
【００４２】
これにより、現像剤を帯電させるために現像剤を摩擦する必要をなくすことができる。それゆえ、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着することを防ぎながら、良好に帯電処理を行い、画像品質を高く保つことができるという効果を奏する。
【００４３】
また、光電効果により現像剤を帯電させる部材が劣化して光電効果の能力が低くなっても、容易にそのことを検知し、所望の帯電状態を容易に維持することができる。それゆえ、簡単な構成で、帯電手段の劣化にかかわらず現像剤を良好に帯電することができるという効果を奏する。
【００４４】
また、本発明の帯電方法は、上記の構成に加えて、上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、上記帯電手段と現像剤供給手段との間の電流を測定することによって上記電子放出量を検出する構成である。
【００４５】
これにより、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成で帯電量の制御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】現像装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 現像装置
２ 現像ローラ（現像剤供給手段）
３ 供給ローラ
４ トナー層厚規制／帯電ブレード（帯電手段）
４ａ 光電面（電子放出部）
４ｂ スポンジ
４ｃ プレート
４ｄ ブレード基材
５ 紫外線発光器（照射手段）
６ 現像槽
７ トナー（現像剤）
８ 電流計
９ａ、９ｂ 電源
１１ 用紙（記録材）
１２ 感光体ドラム（像転写手段）
１３ 帯電ローラ
１４ 放電ローラ
１５ 定着ローラ
Ｌ レーザビーム
Ｗｓ 接触領域
【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方式の画像形成装置における帯電方法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方式の画像形成装置においては、静電潜像を担持搬送する感光体に対し、現像装置の現像ローラ表面に順次供給されたトナーを、現像ローラの回転により担持搬送して、感光体の表面上の静電潜像に現像（可視化）するようになされている。
【０００３】
１成分系の非磁性トナーを現像する現像装置の場合、トナーは供給ローラにより現像ローラ表面に周方向から順次供給されて、現像ローラの回転により担持搬送される。そして、トナーは、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層厚が規制されると同時に、ブレードとの摩擦により電荷を帯びる（摩擦帯電）。この状態で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、感光体の表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、トナー像として現像（可視化）される。可視化されたトナー像は、記録紙に転写された後、熱と圧力とを加えて、記録紙上に永久像として定着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のようなトナーをブレードとの摩擦により帯電させる技術においては、ブレードを現像ローラに対して大きな加圧力をもって圧接させて、トナーの層厚を規制すると同時にトナーを帯電させている。
【０００５】
このような摩擦帯電を利用する方法においては、トナーに大きな負荷がかかり、トナーが破壊したり、あるいは、トナーが軟化してブレード表面に融着することによりブレード表面とトナーとの摩擦帯電特性が劣化したりする。
【０００６】
すなわち、上記従来の技術では、現像剤を帯電させるために現像剤を摩擦している。それゆえ、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着する。そのため画像品質が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着することを防ぎながら、良好に帯電処理を行い、画像品質を高く保つことができる帯電方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の帯電方法は、帯電手段にて帯電した現像剤を現像剤供給手段が像転写手段に供給して、上記像転写手段から記録材に画像を転写する画像形成を行うときに現像剤を帯電させる帯電方法において、上記帯電手段に光を照射する照射手段を備え、上記帯電手段が電子放出部を有し、その電子放出部で光電効果にて発生した電子により上記現像剤を帯電させ、上記電子放出部からの電子放出量を測定し、上記電子放出量が初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記電子放出部における、上記照射手段からの受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正することを特徴としている。
【０００９】
上記の構成により、光電効果で上記現像剤を帯電する。したがって、現像剤を帯電させるために現像剤を摩擦する必要をなくすことができる。それゆえ、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着することを防ぎながら、良好に帯電処理を行い、画像品質を高く保つことができる。
【００１０】
また、上記の構成により、電子放出量を計測し、初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する。それによって、電子放出量を初期値にまで戻す。
【００１１】
上記電子放出量は、光電効果による電子の単位時間の放出量である。また、上記受光量は、電子を放出するために電子放出部が照射手段から受ける光のパワーを表しているといえる。
【００１２】
ここで、電子放出量と受光量とは比例の関係を有している。一般に電子放出量をＡとし、受光量をＢとし、比例定数をＰとする（Ｐは、光電面の劣化により減少する。）と、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
である。電子放出量の初期値をＡ０とし、受光量の初期値をＢ０とし、光電面の劣化前の比例定数をＰ０とすると、
Ａ０＝Ｐ０・Ｂ０
である。
【００１３】
今、受光量がＢのままであるにもかかわらず、光電面の劣化により、Ａが初期値Ａ０の１／ｔになったとする。それはつまり、以下のようにＰが初期値Ｐ０の１／ｔになったということである。
Ａ＝（１／ｔ）Ａ０＝（１／ｔ）Ｐ０・Ｂ
そこで、Ｂを初期値Ｂ０のｔ倍にする。そうすると、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
＝（１／ｔ）Ｐ０・ｔＢ０
＝Ｐ０・Ｂ０
＝Ａ０
となる。このように受光量を制御することにより、常に、電子放出量を初期値Ａ０に保つことが可能になる。
【００１４】
したがって、光電効果により現像剤を帯電させる部材が劣化して光電効果の能力が低くなっても、容易にそのことを検知し、所望の帯電状態を容易に維持することができる。それゆえ、簡単な構成で、帯電手段の劣化にかかわらず現像剤を良好に帯電することができる。
【００１５】
受光量を増加させるためには、照射手段の出力（発光パワー）を上げて発光量自体を上げてもよい。また、照射手段を電子放出部に近づけてもよい。照射手段を電子放出部に近づけるには、照射手段を電子放出部に向かって移動させればよい。
【００１６】
また、本発明の帯電方法は、上記の構成に加えて、上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、上記帯電手段と現像剤供給手段との間の電流を測定することによって上記電子放出量を検出することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成により、上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、帯電手段と現像剤供給手段との間の電流で表される電子放出量を測定する。それゆえ、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成で帯電量の制御を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る現像装置の一例を示す断面図である。現像装置１は、被帯電部材として一成分系の非磁性のトナー（現像剤）７を用いたものである。このトナー７を収容する容器状の現像槽６と、感光体ドラム（像転写手段）１２と対向した位置に回転可能に収容された現像ローラ（現像剤供給手段）２と、現像ローラ２からみて感光体ドラム１２側とは反対の側の位置において、現像ローラ２と互いの外周面同士が対面するように回転可能に連接され、現像槽６内のトナー７を現像ローラ２の外周面に供給する供給ローラ３とが設けられている。現像ローラ２は、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成することができる。供給ローラ３は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成することができる。
【００２０】
また、上記感光体ドラム１２と上記現像ローラ２とが互いに接する位置に対して上流側に位置して、上記供給ローラ３と上記現像ローラ２とが互いに接する位置に対して下流側において現像槽６内のトナー７を層厚規制した後トナー７を帯電させるためのトナー層厚規制／帯電ブレード（帯電手段）４が設けられている。トナー層厚規制／帯電ブレード４は、光電効果により電子を放出する光電面（電子放出部）４ａと、現像ローラ２との間でトナー７を挟み込むプレート４ｃと、プレート４ｃをトナー層厚規制／帯電ブレード４の本体であるブレード基材４ｄとの間にあってプレート４ｃを固定する絶縁性のスポンジ４ｂとを有している。トナー層厚規制／帯電ブレード４は、プレート４ｃによって、接触領域Ｗｓにおいて、現像ローラ２と接触する。プレート４ｃはＳＵＳ等の金属で形成することができる。
【００２１】
トナー層厚規制／帯電ブレード４のブレード基材４ｄはＳＵＳ等の金属を使用することができ、光電面４ａは、ブレード基材４ｄのＳＵＳをエッチング加工することにより、開口部を施すことによって形成することができる。この開口部は、例えばグリッド形状やスリット形状などとすることができる。この開口部部分には、紫外線を照射すると電子を放出する薄膜のアルミニウムが積層されている。蒸着材料は、この他に、Ｔａ等の金属、Ｍｇ−Ａｇ等の合金、半導体、導電ポリマーであってもよい。このときの開口部のパターン条件は、例えば、開口率が４０％、開口部の穴径が２００μｍとすることができる。このトナー層厚規制／帯電ブレード４の現像ローラ２に対する接触による加圧力は、例えば４．９Ｎ／ｃｍ2（０．５ｋｇｆ／ｃｍ2）に設定することができる。
【００２２】
また、電源９ａ・９ｂが設けられており、これによって、現像ローラ２とトナー層厚規制／帯電ブレード４との間の電界強度が例えば０．５×１０-7〜２．５×１０-7（Ｖ／ｍ）となるように、トナー層厚規制／帯電ブレード４と現像ローラ２との間に電気的バイアスを印加することができる。また、電源９ａとトナー層厚規制／帯電ブレード４との間に電流計８が接続され、トナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａからの電子放出量を、この電流計８が示す電流値として測定することができるようになっている。
【００２３】
また、このトナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａに対して紫外線を照射するため光源（照射手段）である紫外線発光器５が現像槽６内に備えられている。紫外線発光器５は、ここでは波長２５４ｎｍの紫外光を光電面４ａに照射するようになっている。
【００２４】
感光体ドラム１２は、有機光半導体で構成することができる。感光体ドラム１２を帯電させて感光体ドラム１２の外周面に静電潜像を形成する帯電ローラ１３と、感光体ドラム１２の外周面に現像されたトナー像を用紙（記録材）１１に転写する転写用の放電ローラ１４と、転写形成されたトナー像を用紙１１に定着させる上下一対の定着ローラ１５・１５とが設けられている。感光体ドラム１２は、上記帯電ローラ１３により帯電した後、図示しないレーザビームスキャナーユニットから発せられたレーザビームＬによって、感光体ドラム１２の外周面上に静電潜像を結像させるようになっている。
【００２５】
感光体ドラム１２、供給ローラ３、現像ローラ２は図中それぞれＡ、Ｂ、Ｂに示す方向に回転し、用紙１１は図中Ｃ方向に進む。すなわち、供給ローラ３は、現像ローラ２と接触する部位において互いに逆方向になるように回転し、現像ローラ２は、供給ローラ３との接触部位を過ぎてから、トナー層厚規制／帯電ブレード４、次いで感光体ドラム１２の順に接触する方向に回転し、感光体ドラム１２は、現像ローラ２と接触する部位において互いに同方向になるように回転する。現像ローラ２は、最外径部位で感光体ドラム１２と等しい線速度で上述のＢ方向に回転している。供給ローラ３は、最外径部位で感光体ドラム１２と等しい線速度で上述のＢ方向に回転している。感光体ドラム１２は、ここでは、−７００Ｖに帯電し、最外径部位で５０ｍｍ／ｓの線速度で上述のＡ方向に回転している。現像ローラ２は、ここでは、現像バイアスが−４００Ｖ印加されている。
【００２６】
現像の詳細な過程を説明する。
【００２７】
感光体ドラム１２は、静電潜像を担持搬送する。一方、トナー７を供給ローラ３より、周方向からあらかじめ順次供給して現像槽６内の現像ローラ２の表面にトナー７を保持する。そして、回転運動している現像ローラ２とトナー層厚規制／帯電ブレード４との接触領域Ｗｓとの間にトナー７を搬送し、現像ローラ２上のトナーの層厚が規制される。その後に、トナー層厚規制／帯電ブレード４の後方に配設された紫外線発光器５からの光を、トナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａに照射する。これにより、トナー層厚規制／帯電ブレード４の光電面４ａから光電子が誘起されて、トナーに放出され、トナー７は所望の帯電量に帯電する。この状態で、トナーは、さらに回転方向下流側に位置する感光体ドラム１２との対向部まで送られ、感光体ドラム１２の表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、トナー像として現像（可視化）される。
【００２８】
このように、本実施の形態は、光帯電方式であり、ブレードで摩擦帯電するのと異なり、トナーに負荷を与えずに帯電させることができる。すなわち、光電面を有するブレードに光エネルギーを与えることにより自らの電子を誘起して放出し、非接触状態でトナーを帯電させることができる。
【００２９】
ここで、光電面が経時劣化を起こすと、十分な量の電子を放出することができなくなる。しかし、本実施の形態においては、光電面４ａより放出される電子放出量を規定値に制御し、連続運転時において安定したトナー帯電量が得られるように、連続運転時の電子放出量の低下量と発光量との関係に注目し、発光量を補正して電子放出量を規定値に制御している。すなわち、本実施の形態では、電子放出量を常に監視し、それが低下してくると、電子放出量と所定の関係を有する物理量である、光電面４ａの受光量を上げ、電子放出量を元の所望の値にまで戻すようにしている。そのため、光電面４ａが劣化しても、良好に帯電、転写を行うことができるようになっている。
【００３０】
より具体的には、光電面４ａからの電子放出量を計測し、初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する。それによって、電子放出量を初期値にまで戻す。
【００３１】
上記電子放出量は、光電効果による電子の単位時間の放出量（単位は例えばｎＡ）である。また、上記受光量は、電子を放出するために光電面４ａが紫外線発光器５から受ける光のパワー（単位は例えばｍＷ／ｃｍ2）を表しているといえる。
【００３２】
ここで、電子放出量と受光量とは比例の関係を有している。一般に電子放出量をＡとし、受光量をＢとし、比例定数をＰとする（Ｐは、光電面４ａの劣化により減少する。）と、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
である。電子放出量の初期値をＡ０とし、受光量の初期値をＢ０とし、光電面４ａの劣化前の比例定数をＰ０とすると、
Ａ０＝Ｐ０・Ｂ０
である。
【００３３】
今、受光量がＢのままであるにもかかわらず、光電面４ａの劣化により、Ａが初期値Ａ０の１／ｔになったとする。それはつまり、以下のようにＰが初期値Ｐ０の１／ｔになったということである。
Ａ＝（１／ｔ）Ａ０＝（１／ｔ）Ｐ０・Ｂ
そこで、Ｂを初期値Ｂ０のｔ倍にする。そうすると、
Ａ＝Ｐ・Ｂ
＝（１／ｔ）Ｐ０・ｔＢ０
＝Ｐ０・Ｂ０
＝Ａ０
となる。言い換えれば、光電面４ａの劣化時の電子放出量Ａ＝（１／ｔ）Ａ０と、補正後の受光量Ｂ＝ｔＢ０との積が、
Ａ・Ｂ＝（１／ｔ）Ａ０・ｔＢ０＝（初期値Ａ０）・（初期値Ｂ０）（一定）
となるように受光量Ｂを補正する。
【００３４】
例えば電子放出量の初期値Ａ０を１２０ｎＡとし、受光量の初期値Ｂ０を１０ｍＷ／ｃｍ2とする。Ｐ０は１２ｎＡ・ｃｍ2／ｍＷとなる。
【００３５】
初期は、電子放出量は初期値Ａ０に等しく１２０ｎＡであったが、光電面４ａが劣化し、電流計８の値をみると例えば２ｎＡになったとする。すなわちｔ＝１２０／２＝６０である。それに対処するため、受光量を、初期値Ｂ０のｔ＝６０倍の値、すなわち６００ｍＷ／ｃｍ2にまで上げる。こうすることで、電子放出量は元の１２０ｎＡにまで回復する。このように受光量を制御することにより、常に、電子放出量を初期値Ａ０に保つことが可能になる。
【００３６】
受光量を増加させるためには、紫外線発光器５の出力（発光パワー）を上げて発光量自体を上げてもよい。また、紫外線発光器５を光電面４ａに近づけてもよい。紫外線発光器５を光電面４ａに近づけるには、紫外線発光器５を光電面４ａに向かって移動させればよい。
【００３７】
紫外線発光器５の出力を上げるには、例えば、電流計８の値を作業者が見て、電流計８の値が初期値からはずれているのを発見したら、電流計８の値が初期値に戻るまで、紫外線発光器５に供給する電圧を手動で増やすようにすることができるが、やり方は特に限定されない。
【００３８】
紫外線発光器５を光電面４ａに向かって移動させるには、例えば、あらかじめ紫外線発光器５を現像装置１内でギアなど任意の機構にて手動により移動可能なように固定しておき、作業者が適宜手動でその位置を調整するようにすることができるが、やり方は特に限定されない。
【００３９】
なお、本発明は、電子写真装置に用いられ、現像剤を保持して潜像保持体に搬送する搬送手段と、上記搬送手段に現像剤を供給する供給手段と、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電子放出部を有する現像剤層厚規制／帯電手段と、上記電子放出部より放出された電子を増殖・加速するための電気的バイアス手段と、上記現像剤層厚規制／帯電手段の電子放出部に光を照射する光照射手段とを備えている現像装置において、電子放出部より放出される電子放出量を規定値に制御するように構成してもよい。
【００４０】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記構成において、電子放出量を検出して、光照射手段の発光量を最適化するように構成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の帯電方法は、帯電手段に光を照射する照射手段を備え、上記帯電手段が電子放出部を有し、その電子放出部で光電効果にて発生した電子により上記現像剤を帯電させ、上記電子放出部からの電子放出量を測定し、上記電子放出量が初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記電子放出部における、上記照射手段からの受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する構成である。
【００４２】
これにより、現像剤を帯電させるために現像剤を摩擦する必要をなくすことができる。それゆえ、摩擦による現像剤の破壊や破壊された現像剤が記録材等に付着することを防ぎながら、良好に帯電処理を行い、画像品質を高く保つことができるという効果を奏する。
【００４３】
また、光電効果により現像剤を帯電させる部材が劣化して光電効果の能力が低くなっても、容易にそのことを検知し、所望の帯電状態を容易に維持することができる。それゆえ、簡単な構成で、帯電手段の劣化にかかわらず現像剤を良好に帯電することができるという効果を奏する。
【００４４】
また、本発明の帯電方法は、上記の構成に加えて、上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、上記帯電手段と現像剤供給手段との間の電流を測定することによって上記電子放出量を検出する構成である。
【００４５】
これにより、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成で帯電量の制御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】現像装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 現像装置
２ 現像ローラ（現像剤供給手段）
３ 供給ローラ
４ トナー層厚規制／帯電ブレード（帯電手段）
４ａ 光電面（電子放出部）
４ｂ スポンジ
４ｃ プレート
４ｄ ブレード基材
５ 紫外線発光器（照射手段）
６ 現像槽
７ トナー（現像剤）
８ 電流計
９ａ、９ｂ 電源
１１ 用紙（記録材）
１２ 感光体ドラム（像転写手段）
１３ 帯電ローラ
１４ 放電ローラ
１５ 定着ローラ
Ｌ レーザビーム
Ｗｓ 接触領域
Claims (3)
- 現像剤供給手段の表面に保持された現像剤の帯電を行う帯電方法であって、
上記現像剤と接触しない位置に設けられた帯電手段としての電子放出部に、光を照射する工程と、
上記光の照射を受け、光電効果により上記電子放出部から放出される光電子によって、該電子放出部に接触させることなく上記現像剤の帯電を行う工程と、
上記電子放出部からの電子放出量を測定し、上記電子放出量が初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記電子放出部における、上記照射手段からの受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正する工程とを含み、
上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、上記帯電手段と現像剤供給手段との間の電流を測定することによって上記電子放出量を検出することを特徴とする帯電方法。 - 現像剤供給手段の表面に保持された現像剤の帯電を行う現像装置であって、
電子放出部に光を照射する照射手段と、
上記照射手段からの光の照射を受け、光電効果により光電子を放出することによって、上記現像剤を帯電する帯電手段としての電子放出部とを備え、
上記電子放出部が、上記現像剤と接触しない位置に設けられ、
上記電子放出部からの電子放出量を測定し、上記電子放出量が初期値の１／ｔ倍へと変化したら、上記電子放出部における、上記照射手段からの受光量を上記受光量の初期値のｔ倍に補正するものであり、
上記帯電手段と現像剤供給手段との間に電気的バイアスを印加し、上記帯電手段と現像剤供給手段との間の電流を測定することによって上記電子放出量を検出することを特徴とする現像装置。 - 上記電子放出部が、上記現像剤供給手段上の現像剤の層厚を規制するブレードに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
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