JP4216040B2 - 現像装置及び電子写真装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ及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及び電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、プリンタ及びファクシミリなどの電子写真装置（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て現像装置によりトナーが供給され、感光体の表面上の静電潜像がトナー（現像剤）によって現像（可視化）される。その現像装置では、トナーは現像槽内で回転する供給ローラにより現像ローラの表面に順次供給され、その現像ローラの回転によりトナーが感光体表面に供給される。
【０００３】
その現像ローラ上に供給されたトナー層は、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、ブレードと現像ローラとに挟まれて摩擦を受け電荷を帯びる（摩擦帯電方式）。
【０００４】
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、感光体表面上に形成された静電潜像に対して静電的に供給され、その静電潜像をトナー像として現像する。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及び加圧され、記録紙上に定着される。
【０００５】
このように、帯電されたトナーによって静電潜像を現像する静電荷像現像方法では、その帯電量が一定に保持されていることが重要であるが、トナーの帯電量は、周囲の環境条件によって変化しやすく、また、経時的にも変化しやすい。そこで、このような問題に対処するために、例えば、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等が開示されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２８１４７３号公報（段落「０００６」，図１）
【特許文献２】
特開平７−２９５３２７号公報（段落「００１３」，図２）
【特許文献３】
特開平９−６１３２号公報（段落「００１４」〜「００１６」，図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例の構成では、前述したように、層厚規制手段としての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、ブレードを用いた従来の摩擦帯電方式では、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た。そのため、ブレードによってトナーに対して大きなストレスが作用し、トナーの破壊が生じる虞れがあった。また、ブレードにトナーが融着するような問題もあった。
【０００８】
また、上記摩擦帯電方式におけるエネルギー収支については、以下の点が確認されている。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。
【０００９】
このときに発生する熱ロスエネルギー（Ｅ１）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。
【００１０】
また、上記公報に記載された技術は、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ものであるが、放電された電子をトナーに降り注がせる手法については何等示唆されていない。
【００１１】
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したり、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。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、トナーの破壊やブレードヘの融着を防止でき、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及び電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【００１４】
（１）感光体上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置であって、
前記感光体にトナーを供給する現像ローラと、
前記現像ローラの表面に形成されるトナー層の層厚を規制するトナー規制ブレードと、
前記トナー規制ブレードの一部に形成され、かつ、光電効果によって発生させた電子によって前記トナー規制ブレードによって層厚が規制されたトナーを帯電させる電子放出部と、
前記電子放出部に設けられ、光電効果によって発生させた電子を通過させる開口部と、
トナー規制ブレードを挟んで前記現像ローラの反対側に配置された、前記電子放出部に対して光を照射する照射手段と、を備え、
前記電子放出部を前記照射手段側から覆うように前記規制ブレードに設けられた、前記照射手段側へのトナーの移動を阻止するための、光透過性膜からなる遮蔽部材を備えたことを特徴とする。
【００１５】
光電子放出部材に特定波長の光を照射することにより、光電面から光電子を放出させトナーをマイナス帯電させる。しかしながら、装置の設置などの外的振動や装置の動作時に浮遊するトナーによって装置内部を汚染する場合や、光電面に光を照射する光源にトナーが付着し光量低下により適量な光電子が得られずトナーの帯電量が不足する。このことにより、トナーの一定比電荷量に達することが出来ないので印字画像の劣化を発生する。
【００１６】
この構成においては、遮蔽部材を設けているため、トナー飛散を防止可能であり、また、光源へのトナー付着を防止することが可能となるので、光量が安定し光電子を均一に発生させることが可能となる。
【００１７】
更に、トナーを帯電させるための光電子は光電面の開口部で発生した光電子が現像ローラ側に移行するものである。よって、開口部で放出された電子は遮蔽部材により光源側に散乱することなく、遮蔽部材で反射して開口部で発生した全ての光電子が現像ローラ側に移行することが可能となるので、効率の良い帯電が可能となる。
【００１８】
この構成では、トナーは光電子によって帯電するため、ブレードは、トナーの層厚を規制できればよく、大きな加圧力を付与しなくてもよくなるため、トナーへのストレス（加圧力及び熱的負荷）が大幅に低減される。そのため、トナーの破壊やブレードヘの融着を効果的に防止することができ、現像特性が安定化し、信頼性が向上する。
【００１９】
（２）前記電子放出部は、前記照射手段側の開口面積が前記現像ローラとの対向面側の開口面積よりも大きくなるよう前記規制ブレードに設けられ、かつ、内面に光電面が設けられたすり鉢状の開口部を備えており、
前記遮蔽部材は、前記電子放出部における前記照射手段側に、前記開口部を覆うように設けられることを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、遮蔽部材を、電子放出部における照射手段側に設けていることで、照射手段側へのトナーの通過が阻止されるため、トナーが照射手段に付着するのを確実に防止することができ、かつ、現像ローラ側へ光電子を効率よく移行させることができる。
【００２１】
（３）前記遮蔽部材は特定波長の光を透過させる光透過性膜であることを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、遮蔽部材が、特定波長の光を減衰させることなく通過させることが可能であるので、装置内部でのトナー飛散を防止可能であり、また、光源へのトナー付着を防止することが可能となるので、光量が安定し光電子を均一に発生させることが可能となり、トナーの安定帯電が可能となる。
【００２３】
（４）前記光透過性膜は石英ガラス、若しくはフッ素系樹脂であることを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、光透過性膜に石英ガラス、若しくはフッ素系樹脂を用いることで、特定波長の光を減衰させることなく通過させることが可能となるので、装置内部でのトナー飛散を防止可能であり、また、光源へのトナー付着を防止することが可能となるので、光量が安定し光電子を均一に発生させることが可能となり、トナーの安定帯電が可能となる。
【００２５】
また、石英ガラス、若しくはフッ素系樹脂は安価であり、加工も容易であるので装置への応用も容易となる。
【００２６】
（５）前記特定波長の光は紫外線であることを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、紫外線を用いることで、安定した光電子を放出させることが可能であり、トナーの比電荷量の向上が可能となる。
【００２８】
（６）前記遮蔽部材の厚みは１０μｍ〜３００μｍに設定されていることを特徴とする。
【００２９】
この構成においては、遮蔽部材が上記厚みの範囲であれば、紫外線の透過を阻害することなく安定した光電子の放出が可能となる。また、上記の厚みであれば材料も安価であり、加工も容易である。なお、遮蔽部材の厚みは１０μｍ〜２００μｍであれば、より一層好ましい。
【００３０】
（７）電子写真装置において、前記（１）ないし（６）項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。
【００３１】
この構成においては、前記（１）ないし（６）項のいずれかに記載の作用効果を奏する現像装置を備えた電子写真装置を提供することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３３】
《実施の形態１》
本実施の形態を、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、現像装置１０の概略構成を示し、この現像装置１０は、感光体ドラム２と対向するように配設され、該感光体ドラム２の表面に形成される静電潜像を、現像剤として例えば１成分系の非磁性よりなるトナー（現像剤）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（現像剤供給手段）１２、現像ローラ（現像剤担持体）１３、及びトナー規制ブレード（層厚規制ブレード）１４を備えている。
【００３４】
供給ローラ１２は、現像装置１０内に配設されており、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（潜像保持体）２と対向する箇所にて回転可能に配設されており、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。
【００３５】
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に接触するように配設され、現像ローラ１３の表面に形成されるトナー層の層厚を規制する。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手段（現像剤帯電手段）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。このトナー帯電手段の詳細については後述する。
【００３６】
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。上記プロセス部は、図１に示すように、主に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光手段（図示せず）、現像装置１０、転写用放電ローラ４、クリーニング手段（図示せず）、除電手段（図示せず）、及び、定着ローラ５からなる。また、図１中において、Ｐは記録用紙、Ｌは上記露光手段から照射されて感光体ドラム２表面に静電潜像を書き込む光ビームを示している。
【００３７】
感光体ドラム２は、所定方向（矢印Ａ方向）に回転駆動され、まず、その外周表面が帯電ローラ３によって均一に帯電される。帯電された感光体ドラム２の表面には、露光手段から、画像データに応じて制御される光ビームＬが照射され、静電潜像が形成される。
【００３８】
その静電潜像は、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からトナーを供給されて可視化（現像）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１に示す矢印Ｂ方向）に回転している。
【００３９】
なお、本実施形態では、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Ａ方向に回転している。現像ローラ１３は、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成されており、−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Ｂ方向に回転している。供給ローラ１２は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成されており、感光体ドラム２と等しい周速度でＢ方向に回転している。
【００４０】
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手段及び除電手段が配置され、該クリーニング手段は転写後の感光体ドラム２表面の残留トナーを除去し、該除電手段は感光体ドラム２表面を除電する。
【００４１】
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及び加圧を受け、トナー像が用紙Ｐ上に定着される。
【００４２】
次に、現像装置１０における現像過程について詳細に説明する。この現像装置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、トナー規制ブレード１４の先端に設けられている。
【００４３】
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、トナー帯電手段を構成する電子放出部１５及び紫外線照射器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。
【００４４】
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、図示は省略するが、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が施されるのが好ましい。
【００４５】
上記構成のトナー帯電手段において、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、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。
【００４６】
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及び熱的負荷を従来に比して大幅に低減することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
上記トナー帯電手段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の表面上に形成された静電潜像に対して、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。
【００４９】
続いて、上記トナー規制ブレード１４の具体的構成を、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。
トナー規制ブレード１４は、例えば、基材としてＳＵＳからなる金属材（すなわち、導電性基材）を使用しており、電子放出部１５が形成される領域では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、エッチング加工等により複数の開口部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１５２として薄膜のアルミニウムが例えば蒸着によって積層されている。
【００５０】
図２（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、本発明においては開口部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。
【００５１】
また、光電面１５２を形成する材料は、上述のようなアルミニウム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。また、上記光電面１５２は、トナー規制ブレード１４において、必ずしも図２（ｂ）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。
【００５２】
さらに、上記電子放出部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発生させることのでき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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、電子放出部１５において、該電子放出部１５が電気的にフロートの状態であれば、電子放出部１５の光電面１５２が光電子を放出しつづけることができないことは容易に理解できる。このため、電子放出部１５は、光電面１５２から放出した分の電子を外部から供給可能な構成とする必要がある。ここで、上記電子放出部１５は、ＳＵＳからなるトナー規制ブレード１４の基材上に光電面１５２としてアルミニウム薄膜を蒸着した構成であるため、トナー規制ブレード１４の基材を接地させることにより、上記構成は容易に実現できる。
【００５５】
このように、本実施の形態１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及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。
【００５６】
《実施の形態２》
本実施の形態を図３ないし図７を参照しつつ説明する。前記実施の形態１に係る現像装置１０では、光電効果によって光電面１５２から誘起された光電子は、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る。しかしながら、上記構成において、トナー規制ブレード１４の光照射面側で発生する光電子は、開口部１５１を通過するとは限らず、該開口部１５１を通過しない光電子はトナーの帯電には寄与しない。このため、上記現像装置１０のトナー帯電手段では、そのトナー帯電効率はあまり高くない。
【００５７】
本実施の形態２では、現像装置においてトナー帯電効率を向上させることのできるようにしている。この現像装置１００は、図３に示すように、現像装置１０の構成においてトナー規制ブレード１４をトナー規制ブレード１４０に代えると共に、該トナー規制ブレード１４０と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加するように構成している。
【００５８】
そのため、トナー規制ブレード１４０はバイアス印加手段１９と接続されている。このバイアス印加手段１９は、トナー規制ブレード１４０の基材に接続するように構成することができる。また、現像ローラ１３側のバイアス印加手段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手段をそのまま兼用することができる。現像装置１００においてその他の構成は現像装置１０と同じである。
【００５９】
トナー規制ブレード１４０の具体的構成を、図４（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。このトナー規制ブレード１４０は、トナー規制ブレード１４とほぼ同様の構成であるが、図４（ｂ）に示すように、現像ローラ１３との接触領域Ｗｓにおいて絶縁層１７及び金属層１８が設けられている点が異なっている。なお、トナー規制ブレード１４０上に形成される電子放出部１５の構成は、トナー規制ブレード１４と同様の構成である。
【００６０】
現像装置１００では、トナー規制ブレード１４０と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加するため、現像装置１０の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とが直接接触する構成であれば、トナー規制ブレード１４と現像ローラ１３との間が導通してしまい上述のような電気的バイアスを印加することができない。
【００６１】
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１４０の基材との間を絶縁するために設けられるものであり、例えば、上記基材の上に厚さ８０μｍのフッ素樹脂層として形成される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
上記構成の現像装置１００では、トナー規制ブレード１４０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。
【００６５】
（１）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１４０と現像ローラ１３との間に電界が発生する。このとき、トナー規制ブレード１４０の電子放出部１５における開口部１５１付近では図５に示すような電気力線（図中、破線にて示す）が発生する。
【００６６】
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、上記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】
（２）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】
ここで、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４０間の電気的バイアスは、電界強度が０．５〜２．５×１０⁶（Ｖ／ｍ）となる範囲で印加されている。このときの、所望の帯電量（−２．０×１０^-2μＣ／ｋｇとする）が得られるときの電界強度とプロセス速度の関係を図６に示す。
【００６９】
図６から明らかなように、上記電気的バイアスの電界強度を上げることによって所望の帯電量が得られるプロセス速度も向上しており、上記範囲の電気的バイアスを印加する場合、プロセス速度５０〜２００ｍｍ／ｓ相当までトナー帯電が可能となる。
【００７０】
本実施の形態２に係る現像装置１００の構成において、トナー規制ブレード１４０による加圧力と、トナーの帯電特性との関係を図７に示す。このとき、電子放出部１５における開口部１５１のパターン条件は、開口率が４０％、開口部１５１の穴形がφ２００μｍとなっている。紫外線照射器１６は、波長２５４ｎｍの紫外光を照射している。なお、上記開口率とは、電子放出部１５の形成領域の面積に対する開口部１５１の面積の比率を示す。さらに、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４０間には５×１０^-6Ｖ／ｍの電気的バイアスが印加されている。
【００７１】
図７より、従来の摩擦帯電方式では、トナーの所望の帯電量を得るためには、約１９６ｋＰａの加圧力が必要であることが分かる。これに対し、本発明の帯電方式では、従来の摩擦帯電方式に必要な加圧力の１／４、すなわち約４９ｋＰａの加圧力で所望の帯電量が得られる。
【００７２】
《実施の形態３》
本実施の形態について図８に基づいて説明する。前記実施の形態１及び２では、トナー規制ブレード１４またはトナー規制ブレード１４０の電子放出部１５において、開口部１５１のブレード断面における形状（図２（ｂ）参照）が直方形状となっている。すなわち、実施の形態１及び２における電子放出部１５の開口部１５１では、光照射面側の開口面積と、現像ローラ１３との対向面側の開口面積とが等しくなっている。
【００７３】
これに対し、本実施の形態３に係るトナー規制ブレードは、電子放出部における開口部の形状を、光照射面側の開口面積を、現像ローラ１３との対向面側の開口面積より大きくすることで、電子放出部１５における受光領域の面積を拡大し、光電子の発生量の増加を図っている。
【００７４】
本実施の形態３における上記トナー規制ブレードの一例を図８（ａ）及び（ｂ）に示す。このトナー規制ブレード２１は、例えば、基材としてＳＵＳの金属材（すなわち、導電性基材）を使用しており、その一部に電子放出部２２が形成されている。電子放出部２２では、複数の開口部２２１が設けられており、さらに、光電面２２２として薄膜のアルミニウムが例えば蒸着によって積層されている。
【００７５】
ここで、上記開口部２２１は、光照射面側の開口直径φ１と、現像ローラ１３との対向面側の開口直径φ２とがφ１＞φ２となるようなすり鉢形状となっている。なお、上記形状の開口部２２１をトナー規制ブレード２１に形成することは、例えば片面エッチングによって容易に形成可能である（なお、図２に示すようなストレート穴は両面エッチングを行った場合に得られる）。また、上記光電面２２２は、電子放出部２２において、少なくとも光照射面側と開口部２２１の内面とに形成されていればよい。
【００７６】
電子放出部２２をこのような形状とした場合、電子放出部２２へ照射された光は、光電面２２２と開口部２２１の内面とによって受光される。このため、電子放出部２２における受光領域の面積を拡大でき、光電子の発生量を増加させてトナー帯電の安定化を図ることができる。
【００７７】
但し、上記開口部２２１は、（光照射面側の開口面積）＞（現像ローラ１３との対向面側の開口面積）の関係を満たしていれば、その形状は特に限定されるものではないことは、実施の形態１及び２における電子放出部１５の場合と何ら変わりはない。
【００７８】
上記トナー規制ブレード２１は、実施の形態１に係る現像装置１０のように、トナー規制ブレード２１と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加しない構成であってもよい。しかしながら、実施の形態２に係る現像装置１００のように、現像ローラ１３との接触領域Ｗｓに絶縁層を設け、トナー規制ブレード２１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に対応させることがより好ましい。
【００７９】
《実施の形態４》
実施の形態１において、紫外線照射器１６の発光量を安定させるためには、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旨記載した。この点に関連して、トナー帯電量の安定化措置について以下に説明する。
【００８０】
従来では、例えば、図１０に示すように、電子放出部１５には、光透過膜は設けられておらず、紫外線照射器１６から照射される紫外線によって、光電効果が生じ、電子放出部１５から光電子が放出され、現像ローラ側に電子が移送されるが、放出された光電子の一部は紫外線照射器１６の方に放出されてしまう（上向き矢印参照）。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、例えば、図９に示すように、電子放出部１５の紫外線照射器１６側表面に遮蔽部材となる光透過性膜２３を取り付けている。すなわち、同図に示すように、電子放出部１５に形成された開口部１５１を覆うように光透過性膜２３を取り付けることで、トナーは現像ローラ１３側の現像装置１０内部に密閉された状態となり、紫外線照射器１６側へのトナーの飛散を完全に阻止することができる。これにより、紫外線照射器１６の汚染を防止することができ、上述のような従来の難点を解消することができる。
【００８２】
その光透過膜２３は、例えば、石英ガラス、若しくは、フッ素樹脂等で構成すればよく、これらは、特定波長の紫外線を減衰させることなく通過させる特性を備え、トナーや異物の通過を阻止することができる。なお、より具体的には、例えば旭硝子株式会社製「アフロンＬＭシリーズ」、「サイトップ」などが好適である。
【００８３】
このような構成では、前述したように、トナーは光電子によって非接触で帯電するため、ブレード１５は、トナーの層厚を規制できればよく、大きな加圧力を付与しなくてもよくなるため、トナーへのストレス（加圧力及び熱的負荷）が大幅に低減される。そのため、トナーの破壊やブレードヘの融着を効果的に防止することができる上に、光透過膜２３によって、照射光量が安定化するため、現像特性がより一層安定化し、良好な画像形成が可能となる。
【００８４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【００８５】
（１）電子放出部から前記照射手段側へのトナーの移動を阻止するための遮蔽部材を備えたので、トナー飛散を防止可能であり、また、光源へのトナー付着を防止することが可能となるので、光量が安定し光電子を均一に発生させることが可能となる。更に、光電子が遮蔽部材に反射して開口部で発生した全ての光電子が現像ローラ側に移行するため、効率の良い帯電が可能となる。そして、トナーは光電子によって帯電するため、従来のように、ブレードは、トナーの層厚を規制できればよく、大きな加圧力を付与しなくてもよくなるため、トナーへのストレスが大幅に低減される。そのため、トナーの破壊やブレードヘの融着を効果的に防止することができ、現像特性が安定化し、信頼性が向上する。
【００８６】
（２）遮蔽部材を、電子放出部における照射手段側に設けているので、照射手段側へのトナーの通過が阻止されるため、トナーが照射手段に付着するのを確実に防止することができ、かつ、現像ローラ側へ光電子を効率よく移行させることができる。
【００８７】
（３）遮蔽部材を、特定波長の光を透過させる光透過性膜としたので、特定波長の光を減衰させることなく通過させることが可能となり、装置内部でのトナー飛散を防止できる。また、光源へのトナー付着を防止することもできるので、光量が安定し光電子を均一に発生させることができ、トナーの安定帯電が可能となる。
【００８８】
（４）光透過性膜に石英ガラス、若しくはフッ素系樹脂を用いるので、特定波長の光を減衰させることなく通過させることが可能となり、装置内部でのトナー飛散を防止できる。また、光源へのトナー付着を防止することができるので、光量が安定し光電子を均一に発生させることができ、トナーの安定帯電が可能となる。そして、石英ガラス、若しくはフッ素系樹脂は安価であり、加工も容易であるので装置への応用も容易となる。
【００８９】
（５）特定波長の光として紫外線を用いるので、安定した光電子を放出させることができるため、トナーの比電荷量の向上が可能となる。
【００９０】
（６）遮蔽部材の厚みを１０μｍ〜３００μｍに設定したので、紫外線の透過を阻害することなく安定した光電子の放出が可能となる。また、上記の厚みであれば材料も安価であり、加工も容易である。
【００９１】
（７）前記（１）ないし（６）項のいずれかに記載の作用効果を奏する現像装置を備えた電子写真装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同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説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】同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説明図である。
【図５】同トナー規制ブレードと現像ローラとの間に電気的バイアスを印加した時に、トナー規制ブレードの開口部付近に生じる電気力線を説明する図である。
【図６】同トナー規制ブレードと現像ローラとの間に印加される電気的バイアスの電界強度と、画像形成可能なプロセス速度との関係を示すグラフである。
【図７】同現像装置におけるトナー帯電量とトナー規制ブレードの加圧力との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態３に係る現像装置におけるトナー規制ブレードの説明図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る現像装置におけるトナー規制ブレードの説明図である。
【図１０】従来のトナー規制ブレードの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２−感光体
１０，１００−現像装置
１５−電子放出部
１６−照射手段
２３−遮蔽部材

Claims (7)

1. 感光体上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置であって、
   前記感光体にトナーを供給する現像ローラと、
   前記現像ローラの表面に形成されるトナー層の層厚を規制するトナー規制ブレードと、
   前記トナー規制ブレードの一部に形成され、かつ、光電効果によって発生させた電子によって前記トナー規制ブレードによって層厚が規制されたトナーを帯電させる電子放出部と、
   前記電子放出部に設けられ、光電効果によって発生させた電子を通過させる開口部と、
   トナー規制ブレードを挟んで前記現像ローラの反対側に配置された、前記電子放出部に対して光を照射する照射手段と、を備え、
   前記電子放出部を前記照射手段側から覆うように前記規制ブレードに設けられた、前記照射手段側へのトナーの移動を阻止するための、光透過性膜からなる遮蔽部材を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記電子放出部は、前記照射手段側の開口面積が前記現像ローラとの対向面側の開口面積よりも大きくなるよう前記規制ブレードに設けられ、かつ、内面に光電面が設けられたすり鉢状の開口部を備えており、
   前記遮蔽部材は、前記電子放出部における前記照射手段側に、前記開口部を覆うように設けられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記遮蔽部材は、特定波長の光を透過させる光透過性膜であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記光透過性膜は、石英ガラス、若しくはフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記特定波長の光は紫外線であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
6. 前記遮蔽部材の厚みは１０μｍ〜３００μｍに設定されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 請求項１ないし６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電子写真装置。

Images