WO2004049077A1 - 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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WO2004049077A1
WO2004049077A1 PCT/JP2003/014867 JP0314867W WO2004049077A1 WO 2004049077 A1 WO2004049077 A1 WO 2004049077A1 JP 0314867 W JP0314867 W JP 0314867W WO 2004049077 A1 WO2004049077 A1 WO 2004049077A1
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WO
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toner
opening
developing device
charging
light
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PCT/JP2003/014867
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French (fr)
Inventor
Taisuke Kamimura
Kiyoshi Toizumi
Toshimitsu Gotoh
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
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    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0887—Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
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    • G03G2215/0607—Developer solid type two-component
    • G03G2215/0609—Developer solid type two-component magnetic brush

Definitions

  • the present invention relates to a developing device used for an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
  • toner is supplied to a developing unit for a photosensitive member that carries and conveys an electrostatic latent image, and an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member is supplied.
  • the image is developed (visualized) by the toner.
  • the toner is sequentially supplied to the surface of the developing roller from a circumferential direction by a supply roller, and is carried and conveyed toward the photoconductor by the rotation of the developing roller.
  • the thickness of the toner layer formed on the developing roller is regulated on the developing roller by a blade provided downstream of the supply roller in the rotation direction of the developing roller.
  • the toner is charged by friction with the blade (triboelectric charging).
  • the charged toner is carried by the developing roller to a portion facing the photoconductor located further downstream in the rotation direction, and is electrostatically supplied to the electrostatic latent image on the photoconductor surface.
  • the electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image.
  • the visualized toner image is transferred to a recording sheet by a transfer unit, and then heated and pressed by a fixing unit and fixed on the recording sheet.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-281473 (published on: October 27, 1995) Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-2955327 (published on: January 10, 1995) and Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-6132 (published on: Heisei 9)
  • the toner contains a photomix compound that reacts to light of a specific wavelength, and the toner is directly irradiated with light inside the developing device. Accordingly, a method for charging the toner has been disclosed.
  • the blade which is a layer thickness regulating member, regulates the layer thickness of the toner and is also used for frictionally charging the toner. That is, in the above-described conventional configuration, the toner is charged by friction with the blade, so that a desired amount of charge is obtained in the toner. The blade is pressed against the developing roller with a relatively large pressing force (F). ing. As described above, in a configuration in which a large pressing force acts on the toner by the blade, the toner may be destroyed by the pressing force.
  • the driving energy (E k) of the developing roller is converted into the toner layer thickness regulating energy (E s) and the toner charging energy (E t) by the action of the blade, but a part of the heat loss energy (E t) It is consumed as E 1).
  • the heat loss energy (E 1) generated at this time there is a problem that the toner is softened to promote the rupture of the toner, or the softened toner is fused to the blade surface to deteriorate the triboelectric charging characteristics of the toner.
  • the toner may contain a photochromic material. Adjustment of toner components becomes difficult. Therefore, it is desirable to use toner which does not have such difficulty in component adjustment if possible.
  • the toner's softening point has been reduced to reduce the fixing energy, or the number of pigments in the toner has been increased to improve the coloring power (the toner's crush resistance has been reduced). And other improvements in toner.
  • the above-mentioned conventional triboelectric charging method is not suitable for such a toner because the pressure and thermal load on the toner are large as described above.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to prevent the deterioration of toner, that is, to prevent the destruction of the toner and the fusion of the toner to the blade, thereby improving the reliability of development. It is an object of the present invention to provide a developing device which can be applied to a toner whose softening point is reduced to reduce fixing energy and a toner which has an increased number of pigments to enhance coloring power. . Further, an image forming apparatus provided with the developing device is provided. Disclosure of the invention In order to achieve the above object, the developing device of the present invention includes charging means for charging a member to be charged, and supplies the charged member to an electrostatic latent image to develop the electrostatic latent image.
  • the charging means comprises: a light irradiating means for irradiating light; and a charging means disposed between the light irradiating means and the member to be charged, and penetrating from the light irradiating means side to the member to be charged.
  • a photoelectron emission unit that emits photoelectrons when irradiated with light from the light irradiation unit, and the inner surface of the opening has an opening that expands toward the light irradiation unit. As described above, it has a convex curved surface and emits the photoelectrons when irradiated with light from the light irradiation means.
  • the photoelectron emission unit when light is irradiated from the light irradiation unit to the photoelectron emission unit, the photoelectron emission unit emits photoelectrons.
  • the opening provided in the photoelectron emission unit has its inner surface facing the light irradiation unit side.
  • the inner surface has a large curved surface so that the opening is widened, so that the light receiving area of the inner surface is increased and the amount of emitted photoelectrons is increased, and the photoelectrons emitted from the inner surface are efficiently guided to the member to be charged through the opening. I will be. Thereby, the member to be charged can be stably charged, and a good image can be obtained.
  • the softening point is used to reduce the fixing energy.
  • Toner and coloring It is possible to provide a developing device that can be applied to a toner in which the number of pigments is increased to increase the power.
  • the developing device of the present invention is characterized in that a cross-sectional shape of the inner surface of the opening, which is cut in parallel with the penetrating direction through the center of the opening, is an arc.
  • the cross-sectional shape of the inner surface of the opening is an arc
  • the amount of photoelectrons emitted from the inner surface increases, and the electric field formed around the photoelectrons increases. To the member to be charged efficiently.
  • the developing device according to the present invention is characterized in that the radius of the arc is not less than the distance from one opening end of the opening to the other opening end.
  • the radius of the circular arc that is the cross-sectional shape of the inner surface of the opening is equal to or greater than the distance from one opening end to the other opening end of the opening, that is, the opening measured in the penetrating direction. Since the size is not less than the size of the portion, the opening can be formed by electroforming.
  • the developing device of the present invention is characterized in that the opening is formed by electroforming.
  • the cross-sectional shape of the inner surface of the opening into a convex curved surface such that the opening is widened toward one side by the electroforming.
  • a convex curved surface can be formed uniformly between the openings, so that uniform charging can be performed between the members to be charged, and a good image can be obtained.
  • the developing device of the present invention further comprises: It is characterized by the use of nickel or nickel-cobalt alloy for the release means.
  • nickel or a nickel cobalt alloy for the photoelectron emitting means, it is possible to perform accurate electrode processing using the above material. Also, if this material is used for the openings, uniform electrodeposition can be performed between the plurality of openings, so that uniform photoelectrons can be emitted and uniform image formation without unevenness can be achieved.
  • the developing device of the present invention emits photoelectrons when irradiated with light from the light irradiating means on at least a surface facing the light irradiating means. It is characterized in that a photoelectric film is formed.
  • the efficiency of the photoelectric effect with respect to the light irradiation from the light irradiation means is increased.
  • the developing device of the present invention is characterized in that the photoelectric film is any one of a noble metal, a compound of noble metals, and a compound of a noble metal and a base metal.
  • the photoelectric film can be formed of any of a noble metal, a compound of noble metals, and a compound of a noble metal and a base metal.
  • the amount of electron emission can be increased by the base metal having a low work function, and the noble metal having low reactivity in the atmosphere can be stabilized for a long time. Electrons can be emitted.
  • the noble metal is selected from gold, silver, and platinum
  • the base metal is selected from copper, palladium, and nickel. It is characterized by
  • the combination of the precious metal and the base metal facilitates the compounding and secures the molecular bonding, so that the change with time is less likely to occur, and the amount of electron emission can be increased and stable.
  • the emitted electrons can be emitted.
  • an image forming apparatus includes any one of the developing devices described above.
  • good image formation can be performed using a developing device capable of performing stable charging.
  • FIGS. 1 (a) to 1 (e) are cross-sectional views for comparing and determining an appropriate shape of an opening of an electron-emitting portion provided in the imaging device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 (a) to 1 (e) are cross-sectional views for comparing and determining an appropriate shape of an opening of an electron-emitting portion provided in the imaging device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 (a) to 2 (d) are cross-sectional views for explaining the dimensions of the openings and the applied bias in FIGS. 1 (a) to 2 (d).
  • FIGS. 3 (a) to 3 (e) are photoelectron distribution diagrams showing the state of emission of photoelectrons to the openings of FIGS. 1 (a) to 1 (e).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including the developing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows the configuration of the toner regulating blade used in the developing device of Fig. 4.
  • Fig. 5 (a) is a plan view
  • Fig. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line K-K in Fig. 5 (a).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including a developing device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 (a) and 7 (b) show the configuration of the toner charging section in FIG. 6, where FIG. 7 (a) is a cross-sectional view of the toner charging section, and FIG. 7 (b) shows the configuration of the toner charging section.
  • FIG. 4 is a developed plan view of an electron emission unit provided. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the developing device 10 is disposed so as to face the photoconductor drum 2, and converts the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor drum 2 into, for example, one component as a developer.
  • the developing device 10 includes a container-shaped developing tank 11 for storing toner, a supply roller 12, a developing roller 13, and a toner regulating blade 14.
  • the supply roller 1 2 is disposed in the developing device 10 and the developing roller 1 3 is rotatably provided so that the outer peripheral surfaces of the developing roller 3 and the outer peripheral surfaces thereof face each other, and supplies the toner in the developing tank 11 to the outer peripheral surface of the developing roller 13.
  • the developing roller 13 is rotatably disposed in the developing device 10 at a position facing the photoconductor drum 2, and carries the toner supplied by the supply roller 12 toward the photoconductor drum 2. I do.
  • the toner regulating blade 14 is disposed in contact with the developing roller 13 on the downstream side of the supply roller 12 and on the upstream side of the photosensitive drum 2 with respect to the rotation direction of the developing roller 13. 13 Controls the thickness of the toner layer formed on the surface.
  • the developing device 10 forms a toner charging unit (charging means) for charging the toner supplied to the photosensitive drum 2 to a predetermined charge amount, and is provided in a part of the toner regulating blade 14.
  • An electron emission section (photoemission means) 15 is provided, and an ultraviolet irradiator (light irradiation means) 16 for irradiating the electron emission section 15 with ultraviolet rays. Details of the toner charging section will be described later.
  • the process section mainly includes a photosensitive drum 2, a charging roller 3, an exposure section (not shown), a developing device 10, a transfer discharge roller 4, and a cleaning section (not shown). ), A static eliminator (not shown), and a fixing roller 5.
  • P indicates recording paper
  • L indicates a light beam emitted from the exposure unit and writing an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2.
  • the photoreceptor drum 2 is rotating in a predetermined direction (the direction of the arrow M shown in FIG. 4). First, the outer peripheral surface is uniformly charged by the charging roller 3. The uniformly charged photoreceptor drum 2 surface is exposed to light according to image data.
  • the light beam L to be controlled Te is irradiated, the electrostatic latent image is retained is formed (the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2 by the rotating photosensitive drum 2, a developing device Then, the toner is supplied to the developing device 10 so as to be visualized (a toner image is formed on the photosensitive drum 2).
  • Numeral 3 rotates in a predetermined direction (the direction of the arrow N shown in FIG. 4) for carrying and transporting the toner supplied to the photosensitive drum 2.
  • the photosensitive drum 2 is made of an organic optical semiconductor, and is charged to 170 V (the amount of charge by the charging roller 3), and has a peripheral speed of 50 mm / Rotating in M direction with s.
  • the developing roller 13 is made of a cylindrical conductive rubber elastic material, and rotates in the N direction at a peripheral speed equal to that of the photosensitive drum 2 when a developing bias of _400 V is applied.
  • the supply roller 12 is made of a cylindrical foamed rubber elastic material, and rotates in the N direction at the same peripheral speed as the photosensitive drum 2.
  • the transfer discharge roller 4 transfers the toner image formed on the photosensitive drum 2 by development to the paper P. Downstream of the transfer discharge roller 4 in the rotation direction of the photoconductor drum 2, a tallying section and a static elimination section are further disposed, and the cleaning section is provided with the photoconductor drum 2 after the transfer. The residual toner on the surface is removed, and the charge removing section removes the charge on the surface of the photosensitive drum 2.
  • the paper P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing roller 5, and is heated and pressurized when the paper P passes between the pair of upper and lower fixing rollers 5, so that the toner image is placed on the paper P. Be established.
  • the developing roller 10 13 Toner is sequentially supplied to the surface, and the developing roller 13 rotates while holding the toner.
  • the toner conveyed by the developing roller 13 is guided between the developing roller 13 and the contact area W s of the toner regulating blade 14, and the layer thickness of the toner on the developing roller 13 is regulated.
  • the contact area W s is provided at the tip of the toner regulating blade 14 as shown in FIG.
  • the toner whose thickness has been regulated on the developing roller 13 by the toner regulating blade 14 is charged by an electron emitting section 15 and an ultraviolet irradiator 16 which constitute a toner charging section, and is required for development. It is charged up to the charge amount. That is, by irradiating ultraviolet rays from the ultraviolet irradiator 16 to the electron emission portions 15 formed on the toner regulating blade 14, photoelectrons are induced from the electron emission portions 15 by the photoelectric effect. The photoelectrons are emitted toward the toner on the developing roller 13, and the toner is charged to a desired charge amount.
  • the light emission of the ultraviolet irradiator 16 be synchronized with the rotation of the developing roller 13 because unnecessary light emission leading to an increase in power consumption can be suppressed.
  • the space between the electron emitting portion 15 and the ultraviolet irradiator 16 is sealed so that toner does not enter and hinder light irradiation.
  • the electron emitting section 15 is formed at a position different from the contact area W s on the toner regulating blade 14, and the electron emitting section 15 is formed on the developing roller 13. Since the toner is not in contact with the toner, the toner can be charged without any load. For this reason, in the developing device 10, the toner regulating blade 14 only needs to be pressed against the developing roller 13 with at least a force necessary for regulating the layer thickness of the toner. The pressure and thermal load on the toner due to the toner regulation blade 14 can be greatly reduced.
  • the toner charged to the predetermined charge amount by the toner charging unit is further sent to a portion facing the photosensitive drum 2 by rotation of the developing roller 13, and the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2 is The electrostatic latent image is supplied electrostatically, and the electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image.
  • the toner regulating blade 14 uses, for example, a metal such as SUS (that is, a conductive substrate) as the substrate 14 1, and the region where the electron emission portion 15 is formed is formed as shown in FIG. As shown in (a), a plurality of openings 151 are provided. Further, a photocathode (photoelectric film) 152 is laminated in a region where the electron-emitting portion 15 is formed.
  • the opening 15 1 has a configuration in which a large number of small circular holes are formed.
  • the shape of the opening 15 1 is not particularly limited. However, the shape may be square or triangular, or may be a slit-shaped opening.
  • the photoelectric surface 152 of the electron emission portion 15 when the photoelectric surface 152 of the electron emission portion 15 is irradiated with ultraviolet rays, photoelectrons are induced by the photoelectric effect on the photoelectric surface 152. These photoelectrons are mainly generated on the surface irradiated with the ultraviolet light, that is, on the surface facing the ultraviolet irradiator 16. Some of the generated photoelectrons are radiated toward the toner from the side facing the developing roller 13 through the opening 151 of the electron emission section 15 and contribute to the charging of the toner.
  • FIGS. 1 (a) to 1 (e) show cross-sectional views taken along line KK of FIG. 5 (a) for various possible openings 151, respectively. That is, a cross section of the inner surface of each of the openings 151, which is cut in parallel with the penetration direction through the center of penetration of the openings 151, is shown.
  • the opening 151 is formed by electrode heating (electrifying port forming), and its inner surface is convex so that the opening widens toward the ultraviolet irradiator 16 side.
  • shape A In FIG. 5 '(b), the opening 151 is formed by etching, and the inner surface has a concave curved surface so that the opening widens toward the ultraviolet irradiator 16 (shape).
  • B In the same figure (c), the opening 151 is formed by etching, and the inner surface of the opening 151 in the same figure (b) is connected vertically symmetrically with the wider opening outside.
  • Shape shape
  • the opening 151 In the same figure (d), the opening 151 is formed by drilling a hole. It has a curved surface with a straight section so that the opening widens toward the UV irradiator 16 (shape D).
  • FIG. 11E shows the inner surface of the opening 151 as a cylindrical surface (shape E).
  • FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (d) correspond to openings A 51 of shapes A, B and D, respectively, and the opening diameter on the developing roller 13 side (toner side). Is ⁇ 1, and the opening diameter on the UV irradiator 16 side is ⁇ 2.
  • Fig. 2 (c) corresponds to the opening 151, which has the shape C. The opening diameter of the developing roller 13 and the ultraviolet irradiator 16 is ⁇ 2, and the opening inside the opening 15 The small diameter is assumed to be 1.
  • the thickness which is the distance from one opening end of the opening 151 to the other opening end, is the dimension of the opening 151 measured in the penetrating direction, and is defined as t.
  • Each of the electron-emitting portions 15 having the openings 15 1 is irradiated with ultraviolet rays from the top of the drawing.
  • Each opening 15 1 functions as a grid biased to the potential V 1, and the distance from each opening 15 1 to the ground plate of the potential V 0 as a reference of this potential is represented by L 1. I do. The bias is applied between the ground plate and the grid, and the generated electrons are transferred to the ground plate by the electric field effect of the pipe.
  • the toner regulating blade 14 is connected to the bias applying section 19 as shown in FIG. ing.
  • the bias applying unit 19 can be configured to be connected to the base material 141 of the toner regulating blade 14.
  • the bias applying unit 20 on the developing roller 13 side can also serve as a bias applying unit for applying a developing bias between the photosensitive drum 2 and the developing roller 13 as it is.
  • the bias applying sections 19 and 20 also constitute the toner charging section.
  • the toner regulation blade 14 An insulating layer 17 and a metal layer 18 are provided in a contact area W s with the developing roller 13 so that the conductive base material of the toner regulating blade 14 does not directly contact the developing roller 13. .
  • the insulating layer 17 and the metal layer 18 are illustrated for the opening 151, of the shape E, but the same configuration is applied to the other shapes A to D. That is, the insulating layer 17 is provided to insulate between the developing roller 13 and the base material 141 of the toner regulating blade 14.
  • the insulating layer 17 is provided on the base material 141. It is formed as a fluororesin layer having a thickness of 80 ⁇ .
  • the metal layer 18 provides appropriate hardness and surface roughness on the surface in contact with the developing roller 13 so that a uniform toner layer is formed on the surface of the developing roller 13. .
  • the configuration for insulating the developing roller and the toner regulating blade is not limited to the configuration in which the insulating layer is provided on the toner regulating blade side as described above, but may be formed of a conductive base material.
  • a configuration in which an insulating layer such as rubber is provided on the outer peripheral layer of the developing roller may be used.
  • the charging effect can be improved by the following two actions.
  • an electric field is generated between the toner regulating blade 14 and the developing roller 13 by applying the electric bias. Therefore, on the photocathode 15 of the electron emission section 15, photoelectrons generated near the opening 15 1 move along the lines of electric force, pass through the opening 15 1, and pass through the image roller. It is drawn to 13 side. That is, the generated photoelectrons are converted to toner Can be used efficiently for charging.
  • the photoelectrons attracted to the developing roller 13 are accelerated by the action of the electric field. When the accelerated electrons collide with gas molecules, the gas molecules emit electrons and are ionized.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (e) schematically show the photoelectron emission amount and the photoelectron transfer trajectory from each opening 151, which were found as a result of the simulation.
  • the trajectory of the photoelectrons is represented by a broken line, and the thicker the broken line, the greater the photoelectron quantity.
  • the amount of photoelectrons falling on the ground plate was confirmed by measurement and described in Table 1.
  • the inner surface of the opening 151 of the shape ⁇ is irradiated with light.
  • the direction is perpendicular to the direction, and it can be understood that the efficiency of electron generation is not good because ultraviolet light is not efficiently irradiated on the photoelectric surface 152.
  • the inner surface of the opening 151 which has a shape C, has a convex portion projecting in the radial direction at the center, and has a structure that blocks the irradiation of ultraviolet light from above. Since the surface area of the inner surface of the aperture 15 1 for receiving light is small, the amount of emitted electrons is reduced.
  • the inner surfaces of the openings 15 1 of shapes ⁇ and D have a structure that efficiently receives the irradiated ultraviolet rays, as can be seen from Table 1, the amount of electrons obtained by the ground plate is smaller than that of shape ⁇ . Few. As can be seen from the verification results, It was found that the inner surface of the opening 15 1 efficiently received ultraviolet light, and had a structure with particularly high electron generation efficiency. In the shape A, the electrons emitted by the received light pass through the opening and move in the toner direction, so that a large amount of emitted electrons can be obtained even with a small amount of light.
  • the opening 151 of the shape A has a convex curved surface so that the inner surface widens toward the ultraviolet irradiator 16 side, the light receiving area of the inner surface increases, and the As the amount of emission increases, photoelectrons emitted from the inner surface are efficiently guided to the toner through the openings 151.
  • This makes it possible to stably charge the toner and obtain a good image.Therefore, there is no need to perform mechanical charging such as frictional charging of the toner as in the related art, and the toner is subjected to a load such as a thermal load. Charging can be performed without applying stress. Further, it is possible to sufficiently charge a conventional toner which does not use a special composition such as a photochromic compound as a toner by light irradiation.
  • the developing device 10 can prevent the deterioration of the toner, that is, prevent the destruction of the toner and the fusion to the blade, and can improve the reliability of development. It can be applied to toners with a reduced softening point to reduce color and toners with an increased number of pigments to increase tinting strength.
  • the shape A is an arc
  • the amount of photoelectrons emitted from the inner surface of the opening 151 increases, and the electric field formed around the photoconductor efficiently guides the emitted photoelectrons to the toner.
  • the radius of this arc should be equal to or greater than the distance (the thickness t) from one opening end of the opening 15 1 to the other opening end, that is, equal to or greater than the dimension of the opening 15 1 measured in the penetrating direction.
  • the cross-sectional shape of the inner surface of the opening 151 is directed toward one side. It is easy to form a convex curved surface so as to widen the opening.
  • a convex curved surface can be formed uniformly between the openings, so that uniform charging can be performed between toners and a good image can be obtained.
  • the grid on the base material can be formed. Machining can be performed accurately by electroforming.
  • the photocathode 152 can be laminated by plating a metal on this material. Therefore, the opening 151, particularly the opening A 51 of the shape A, can be accurately formed in this portion by electroforming.
  • uniform electrodeposition can be performed between a plurality of openings, uniform photoelectrons can be emitted, and uniform image formation without unevenness can be achieved.
  • the photocathode 15 2 is provided on the surface of the electron emitting section 15 facing the ultraviolet irradiator 16.
  • the efficiency of the photoelectric effect with respect to the irradiation of light from the ultraviolet irradiator 16 increases, so that sufficient electrons are supplied to the toner. This makes it easy to charge the toner to a predetermined amount in order to form a good image.
  • the photocathode 15 2 is made of a noble metal, a compound of noble metals, and a noble metal. And a base metal.
  • the photocathode 152 By forming the photocathode 152 with a compound of noble metals, it is possible to increase the amount of electron emission due to a low work function base metal and to stabilize for a long time with a noble metal with low reactivity in the atmosphere Emitted electrons can be emitted.
  • Noble metals selected from gold, silver, and platinum can be used, and base metals selected from copper, palladium, and nickel can be used. If these precious metals and base metals are combined, they can be easily compounded, and reliable molecular bonds can be made, so that they do not easily change over time, and the amount of emitted electrons can be increased and stable electrons can be emitted. It becomes.
  • a combination of one of gold, silver, and platinum with one of copper, palladium, and nickel is preferred.
  • the material for forming the photoelectric surface 152 is not limited to the above-mentioned materials, and other materials such as Ta can be used as long as the photoelectric effect occurs when irradiated with light. , An alloy such as Mg—Ag, a semiconductor, or a conductive polymer.
  • the base material 14 1 of the toner regulating blade 14 may be the photocathode itself.
  • the photocathode 15 is not necessarily formed on both sides of the toner regulating blade 14 as shown in FIG. 1A, and at least the photocathode 15 is provided on the side facing the ultraviolet irradiator 16. It only has to be formed.
  • the light emitted to the electron-emitting portion 15 is not limited to the above-described ultraviolet light, but has a wavelength that can cause a photoelectric effect on the material forming the photoelectric surface 152. If so, visible light or X-rays may be used.
  • the developing device 10 is a toner regulating device.
  • the pressure contact force of the blade 14 can be significantly reduced as compared with a conventional developing device using a triboelectric charging method.
  • the pressing force and thermal load on the toner by the toner regulating blade 14 are significantly reduced, and problems such as toner destruction and toner fusion to the toner regulating blade 14 can be avoided.
  • the liquid crystal display device 1a is similar to the configuration of the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, but is replaced with a positive uniaxial film 14 and a negative uniaxial film 15. As shown in FIG. 8, a biaxial film (retardation film) 16 is laminated between the liquid crystal cell 11 and the polarizing plate 12.
  • the developing device 30 is disposed so as to face the photosensitive drum 2 as shown in FIG. 6, and forms an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 2 with a developer. Then, development is performed using, for example, a one-component nonmagnetic toner.
  • the developing device 30 includes a hopper 31, a developing tank 32, and a charging tank 33.
  • the process section mainly includes a photosensitive drum 2, a charging roller 3, an exposing section (not shown), and a developing device.
  • the apparatus 30 includes a transfer roller 4 for transfer, a cleaning section (not shown), a charge removing section (not shown), and a fixing roller 5.
  • the hopper 31 is a tank located at the uppermost stream of the developing device 30, and stores uncharged toner.
  • Developing tank 32 is photosensitive This is a tank for storing the toner supplied to the body drum 2, and has a configuration including a supply roller 34, a developing roller 35, and a toner regulating blade 36.
  • the supply roller 34 and the developing roller 35 are rotatably connected to each other such that their outer peripheral surfaces face each other.
  • the supply roller 34 supplies the toner in the developing tank 32 to the outer peripheral surface of the developing roller 35, and the developing roller 35 directs the toner supplied by the supply roller 34 to the photosensitive drum 2.
  • the toner regulating blade 36 is disposed in contact with the developing roller 35 on the downstream side of the supply roller 34 and on the upstream side of the photosensitive drum 2 with respect to the rotation direction of the developing roller 35, and is arranged in contact with the developing roller 35.
  • the thickness of the toner layer formed on the surface is regulated.
  • the charging tank 33 is located downstream of the hopper 31 and upstream of the developing tank 32, and is a tank for charging toner supplied from the hopper 31 to the developing tank 32 with toner. It is. That is, when the absence of toner is detected in the developing tank 32, the hopper 31 rotates the toner supply roller 37 to supply the toner to the developing tank 32. At this time, the toner supplied from the hopper 31 to the developing tank 32 always passes through the charging tank 33, and the toner is charged in the charging tank 33.
  • the charging tank 33 receives the light and induces its own electrons to emit the electrons.
  • the toner charging roller 38 and the cold cathode glass lamp that irradiates the toner charging roller 38 with ultraviolet rays. (Light irradiating means) 39 The toner charging section (charging means) having the following components is provided therein. Details of the toner charging section will be described later.
  • the toner supply roller 37 installed inside the hopper 31 is rotated, and the uncharged toner is sent from the hopper 31 into the charging tank 33.
  • the toner supply roller 37 for example, a urethane foam roller is used.
  • the toner is charged by a toner charging roller 38 and a cold cathode glass lamp 39 constituting a toner charging section, and charged to a charge amount necessary for development. That is, by irradiating light from the cold-cathode glass lamp 39 to the electron emission portion (photoelectron emission means) formed on the toner charging roller 38, photoelectrons are induced from the electron emission portion by the photoelectric effect. Is done. The photoelectrons are emitted toward the toner passing through the charging tank 33, and the toner is charged to a desired charge amount. It is preferable that the light emission of the cold cathode glass lamp 39 be synchronized with the rotation of the toner supply roller 37, because unnecessary light emission leading to an increase in power consumption can be suppressed.
  • the toner charging section including the toner charging roller 38 and the cold cathode glass lamp 39 is generated by a photoelectric effect on the toner passing through the charging tank 33.
  • the toner is charged by emitting photoelectrons and pouring the photoelectrons onto the toner. For this reason, it is possible to charge the toner that passes through the charging tank 33 without contacting the toner charging section. That is, the toner can be charged without any load.
  • an electrode plate 42 is provided on the inner side wall of the charging tank 33, and the toner charging roller 38 and the electrode plate 42 are connected to the bias applying section 43.
  • an electrical bias is applied between the toner charging roller 38 and the electrode plate 42.
  • the electrode plate 42 and the bias applying section 43 also constitute a toner charging section.
  • the bias applying section 43 is connected to the base material of the toner charging roller 38.
  • the toner charging roller 38 has a cylindrical shape and is provided in the charging tank 33.
  • a cold cathode glass lamp 39 is disposed inside the toner charging roller 38.
  • the shape of the toner charging roller is not limited to a cylindrical shape, but may be a rectangular tube shape or the like.
  • the base material of the toner charging roller 38 the same one as in the first embodiment can be used.
  • a plurality of openings 381 having the shape A described in the first embodiment are provided as shown in FIG. 7B.
  • the same photocathode 382 as in the first embodiment is stacked in the region where the electron-emitting portion is formed.
  • the electron emission section is described as being formed on the entire surface of the cylindrical side surface of the toner charging roller 38.
  • the electron emission section is formed in a partial area of the toner charging roller 38. It may be formed, for example, a configuration in which the electron emission portion is formed only in the bias application region (the region facing the electrode plate).
  • the opening 381 has many circular small holes.
  • the shape of the opening 381 is not particularly limited, and may be a square or a triangle, or may be a slit.
  • the opening may be shaped.
  • the photocathode 382 does not necessarily need to be formed on both sides of the toner charging roller 38. At least on the side facing the cold cathode glass lamp 39 (that is, the inside of the toner charging roller 38). (The peripheral surface side).
  • light emitted to the above-mentioned electron emitting portion of the toner charging roller 38 may be a visible light or an ultraviolet light as long as it has a wavelength capable of causing a photoelectric effect on a material forming the photoelectric surface 382. , X-rays etc. can be used.
  • the cold cathode glass lamp 39 emits light, so that the electron emission portion formed on the toner charging roller 38 is positioned on the inner side of the toner charging roller 38. Irradiate light from the As a result, photoelectrons are induced at the electron emission portion of the toner charging roller 38 by the photoelectric effect. Some of the photoelectrons generated in this way are emitted from the outer peripheral surface of the toner charging roller 38 through the opening 381 of the electron emission portion, and contribute to the charging of the toner.
  • the toner charging section is completely out of contact with the developing roller 13, and the surface roughness of the electron emission section in the toner charging section does not affect the toner layer formation. Therefore, the toner charging section can charge the toner without load, and the surface roughness of the electron emission section is not restricted by design.
  • the toner charged to a predetermined charge amount by the toner charging section of the charging tank 33 is sent to the developing tank 32.
  • the toner is sequentially supplied from the supply roller 34 to the surface of the developing roller
  • the roller 35 rotates while holding the toner.
  • the toner conveyed by the developing roller 35 is guided between the developing roller 35 and the contact area of the toner regulating blade 36, and the layer thickness of the toner on the developing roller 35 is regulated.
  • the toner regulating blade 36 is It is only necessary to press the toner with a force necessary for regulating the layer thickness of the toner at least with respect to 35, and the pressure and thermal load on the toner by the toner cut blade 35 are greatly reduced. can do.
  • the toner layer-formed on the developing roller 35 is further sent to a portion facing the photosensitive drum 2 by rotation of the developing roller 35, and the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2 is removed.
  • the electrostatic latent image is supplied electrostatically and developed (visualized) as a toner image.
  • the toner charging section is connected to the hopper 31 and the developing tank.
  • the toner charging section 33 is disposed between the charging tank 33 and the charging section 33, but the location of the toner charging section is not limited to this. That is, as long as the toner charging section can charge the toner in a state before the layer is formed on the developing roller 35, the toner charging section may be disposed at any arbitrary position in the developing device 30. May be. Specifically, if the toner charging section is arranged on the upstream side of the supply roller 34, it can charge the toner in a state before a layer is formed on the developing roller 35.
  • the process leading to the subsequent layer formation is performed. Agitating action occurs on the toner, and the toner charge amount on the developing roller 35 is made uniform.
  • the toner charging section is disposed in the charging tank 33 provided between the hopper 31 and the developing tank 32.
  • the toner that is floating and falling in the developing device is charged.
  • the toner charged by the toner charging unit is in a relatively scattered state (has a low degree of aggregation).
  • the toner charging unit can charge the falling toner relatively uniformly. As a result, the uniformity of the final toner charge amount is further improved.
  • the developing device 30 As described above, the developing device 30 according to the present embodiment has been described. However, since the toner is charged at a place other than the developing roller, the layer is formed by the layer thickness regulation when the charging is performed on the developing roller. Of the toner, the toner on the outer peripheral side receives a large amount of electrons emitted from the toner charging unit, and the amount of charge increases.On the other hand, the amount of charge on the inner peripheral side of the toner decreases, resulting in the final toner charging. In the case where the uniformity is lowered, the developing device 30 is particularly suitable for enhancing the uniformity of the toner charge.
  • the embodiments have been described above. In the description of each of the above embodiments, the case where a non-magnetic one-component toner is used as the toner has been described.
  • the toner that can be used in the developing device of the present invention is not limited to the non-magnetic one-component toner.
  • the toner may be a magnetic toner or a two-component toner.
  • the developing device of the present invention is intended to reduce the thermal load on the toner and to prevent the toner from being fused to the crushed blade and the blade. It is suitable when applied to a non-magnetic one-component toner that remarkably occurs.
  • the toner charging is mainly performed by the toner charging unit which is a characteristic configuration of the present invention, and the pressing force of the toner regulating blade to the developing roller is regulated by the toner layer thickness regulation.
  • the minimum required pressure is set.
  • the developing device of the present invention is not limited to this, and the toner charging unit may be used to assist the toner charging. That is, in this case, the pressing force of the toner regulating blade against the developing roller is set to the maximum pressing force within a range that does not cause problems such as toner rupture and fusion to the blade.
  • the toner charging unit of the present invention is configured to add an insufficient amount of the desired charging amount to the charging amount due to the friction charging in the toner charging unit of the present invention.
  • the charging capability required in the toner charging unit can be set small, so that the cost for the toner charging unit can be reduced.
  • the relationship between the charging ability of the toner charging unit and the pressing force of the toner regulating blade against the developer opening is the sum of the amount of toner charged by the toner charging unit and the amount of toner charged by frictional charging of the toner regulating blade. It is only necessary that the required amount of charge has been reached. In other words, the ratio between the toner charge amount by the toner charging unit and the toner charge amount by frictional charging of the toner regulating blade can be set arbitrarily within a range that does not cause problems such as toner rupture and fusion to the blade. .
  • the light irradiating means in the present invention is not limited to the ultraviolet irradiator 16 or the cold cathode glass lamp 39 used in each of the above embodiments, but can irradiate light capable of inducing a photoelectric effect. If so, there is no particular limitation.
  • the light irradiation means is preferably a light source that generates less heat, Xenon lamps and the like can be suitably used in addition to the X-ray irradiator and the cold cathode glass lamp.
  • the developing device of the present invention includes a charging device for charging a member to be charged, and supplies the charged member to an electrostatic latent image to develop the electrostatic latent image.
  • the charging means includes a light irradiation means for irradiating light, and an opening disposed between the light irradiation means and the member to be charged and penetrating from the light irradiation means side to the member to be charged side.
  • a photo-electron emission unit that emits photoelectrons by being irradiated with light from the light irradiation unit, wherein the inner surface of the opening has a convex curved surface such that the opening is widened toward the light irradiation unit side.
  • the device is configured to emit the photoelectrons when light is irradiated from the light irradiation means.
  • the light receiving area on the inner surface of the opening is increased to increase the amount of emitted photoelectrons, and the photoelectrons emitted from the inner surface are efficiently guided to the member to be charged through the opening.
  • the member to be charged can be stably charged, and a good image can be obtained.
  • the developing device can prevent the deterioration of the toner, that is, prevent the destruction of the toner and the fusion to the blade, and can improve the reliability of the development.
  • the softening point is used to reduce the fixing energy.
  • Developing device that can be used for toner with reduced color and toner with increased number of pigments to increase coloring power Is provided.
  • the developing device of the present invention has a configuration in which the cross-sectional shape of the inner surface of the opening, which is cut in parallel with the penetrating direction through the center of the opening, is an arc.
  • the amount of photoelectrons emitted from the inner surface of the opening increases, and the electric field formed around the aperture effectively guides the emitted photoelectrons to the member to be charged.
  • the developing device of the present invention has a configuration in which the radius of the arc is equal to or greater than the distance from one opening end of the opening to the other opening end.
  • the developing device of the present invention has a configuration in which the opening is formed by electroforming as described above.
  • the sectional shape of the inner surface of the opening can be easily made to be a convex curved surface so as to widen the opening toward one side by the electroforming. Also, when a plurality of openings are provided in the photoelectron emission means, a convex curved surface can be formed uniformly between the openings, so that uniform charging can be performed between the charged members, and a good image can be obtained. It works.
  • the developing device of the present invention has a configuration in which a nickel or nickel cobalt alloy is used for the photoelectron emitting means.
  • the developing device of the present invention further includes a photoelectric film that emits photoelectrons when irradiated with light from the light irradiating means, on at least a surface facing the light irradiating means. Is formed.
  • the efficiency of the photoelectric effect with respect to the irradiation of light from the light irradiating means is increased, so that sufficient electrons can be supplied to the member to be charged, and the member to be charged is required in order to perform good image formation. This has the effect of facilitating constant charging.
  • the developing device of the present invention has a configuration in which the photoelectric film is any of a noble metal, a compound of noble metals, and a compound of a noble metal and a base metal, as described above.
  • the photoelectric film can be formed of any of a noble metal, a compound of noble metals, and a compound of a noble metal and a base metal. As a result, it is possible to increase the amount of emitted electrons, and it is possible to obtain stable electrons over a long period of time by using a noble metal having low reactivity in the atmosphere.
  • the noble metal is selected from gold, silver, and platinum
  • the base metal is selected from copper, palladium, and nickel.
  • the compound can be easily compounded, and reliable molecular bonding can be performed, so that a change with the passage of time is less likely to occur, so that the amount of electron emission can be increased and stable electron emission can be achieved.
  • the image forming apparatus of the present invention has a configuration including any one of the developing devices as described above. Therefore, there is an effect that a good image can be formed using a developing device capable of performing stable charging.
  • the developing device of the present invention includes a charging unit for charging a member to be charged, and supplies the charged member to an electrostatic latent image to develop the electrostatic latent image.
  • the charging means includes a light irradiation means for irradiating light, and an opening disposed between the light irradiation means and the member to be charged and penetrating from the light irradiation means side to the member to be charged side.
  • a photo-electron emitting unit that emits photoelectrons when irradiated with light from the light irradiating unit, wherein the inner surface of the opening has a convex curved surface so that the opening is widened toward the light irradiating unit.
  • the photoelectrons are emitted when light is irradiated from the light irradiation means.
  • the photoelectron emission unit when light is irradiated from the light irradiation unit to the photoelectron emission unit, the photoelectron emission unit emits photoelectrons.
  • the opening provided in the photoelectron emission unit has its inner surface facing the light irradiation unit side.
  • the inner surface has a large light receiving area, so that the amount of photoelectrons emitted is large, and the photoelectrons emitted from the inner surface are efficiently guided to the member to be charged through the opening. I will Thereby, the member to be charged can be stably charged, and a good image can be obtained.
  • the toner which is one of the members to be charged, by frictional charging as in the related art, and it is possible to perform the charging without applying stress such as a thermal load. It becomes possible.
  • sufficient charging can be performed by light irradiation with respect to a conventional toner that does not use a special composition such as a photomix compound as a toner.
  • the developing device of the present invention is characterized in that a cross-sectional shape of the inner surface of the opening, which is cut in parallel with the penetrating direction through the center of the opening, is a circular arc.
  • the cross-sectional shape of the inner surface of the opening is an arc
  • the amount of photoelectrons emitted from the inner surface increases, and the electric field formed around the photoelectrons increases. To the member to be charged efficiently.
  • the developing device of the present invention is characterized in that the radius of the arc is equal to or greater than the distance from one opening end of the opening to the other opening end.
  • the radius of the circular arc that is the cross-sectional shape of the inner surface of the opening is equal to or greater than the distance from one opening end to the other opening end of the opening, that is, the opening measured in the penetrating direction. Since the size is not less than the size of the portion, the opening can be formed by electroforming.
  • the opening is formed by electroforming.
  • the developing device of the present invention is characterized in that nickel or a nickel copart alloy is used for the photoelectron emitting means.
  • nickel or a nickel cobalt alloy for the photoelectron emitting means, it is possible to perform highly accurate electrode processing using the above material.
  • this material is used for the openings, uniform electrodeposition can be performed between the plurality of openings, so that uniform photoelectrons can be emitted, and uniform image formation without unevenness can be achieved. .
  • a photoelectric film that emits photoelectrons when irradiated with light from the light irradiation means is formed on at least a surface of the photoelectron emission means facing the light irradiation means. It is characterized by:
  • the photoelectric film is formed on at least the surface facing the light irradiation means of the photoelectron emission means, the efficiency of the photoelectric effect with respect to light irradiation from the light irradiation means increases.
  • the developing device of the present invention is characterized in that the photoelectric film is any of a noble metal, a compound of noble metals, and a compound of a noble metal and a base metal.
  • the photoelectric film can be formed of any of a noble metal, a compound of noble metals, and a compound of a noble metal and a base metal.
  • the photoelectric film by forming the photoelectric film from a noble metal and a base metal, the amount of electron emission can be increased by the base metal having a low work function, and the noble metal having low reactivity in the atmosphere can be stabilized for a long time. Electrons can be emitted.
  • the noble metal may be gold, silver, or platinum.
  • the base metal is selected from copper, palladium, and nickel.
  • the combination of these noble metals and base metals facilitates the compounding and secures the molecular bonding, so that changes with time hardly occur and the amount of electron emission can be increased and stable.
  • the emitted electrons can be emitted.
  • an image forming apparatus includes any one of the developing devices described above.
  • good image formation can be performed using a developing device capable of performing stable charging.
  • the light receiving area of the inner surface is increased to increase the amount of emitted photoelectrons, and the photoelectrons emitted from the inner surface are efficiently guided to the member to be charged through the opening.
  • the member to be charged can be stably charged, and a good image can be obtained.
  • the developing device of the present invention is intended to reduce the thermal load on the toner and prevent the destruction of the toner and the fusion to the blade. Particularly, the problem of the fusion of the toner is remarkable. It is suitable when applied to a non-magnetic one-component toner that occurs in a toner. ⁇

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Abstract

　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を提供する。トナー規制ブレードに開口部（１５１）を備える電子放出部を設け、この開口部（１５１）を、形状Ａのように内面が紫外線が照射される側に向かって開口が広がるような凸の曲面となるように、電鋳加工によって形成する。開口部（１５１）を含めて電子放出部には光電面（１５２）を積層する。電子放出部に紫外線を照射し、光電面（１５２）から放出される光電子を開口を通してトナーへ導くと、形状Ａの開口部（１５１）はその他の形状（Ｂ～Ｅ）よりも多量の電子をトナーへ導くことができ、トナーを効率よく帯電させることができる。

Description

明 細 書 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 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。 背景技術
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。
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、 現像口 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. 転写手段によつ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。 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、 特開平 7 - 2 8 1 4 7 3号公報 （公開日 ： 平成 7年 （ 1 9 9 5 ) 1 0月 2 7 日 ) 、 特開平 7— 2 9 5 3 2 7号公報 （公開日 ： 平成 7年 （ 1 9 9 5 ) 1 1月 1 0 日） 、 および、 特開平 9— 6 1 3 2号公報 （公開日 ： 平成 9年 ( 1 9 9 7 ) 1月 1 0 日） には、 トナーに特殊な波長の光に反応するホ トク口ミ 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。
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、 特開平 4 - 2 2 0 6 5 7号公報 （公開日 ： 平成 4年 （ 1 9 9 2 ) 8月 1 1 日） および特開平 7 - 2 3 4 5 3 6号公報 （公開日 ： 平成 7 年 （ 1 9 9 5 ) 9月 5 日） に開示されている。
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 一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。
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 （E k ) は、 ブレード の作用によってトナー層厚規制エネルギー （E s ) と トナー帯電工ネル ギー （E t ) とに変換されるが、 一部は熱ロスエネルギー （E 1 ) 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 （E 1 ) によって は、 トナーが軟化することでトナーの破壌が促進される、 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。
また、 特殊なホ トク口ミツ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。
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 （トナーの耐破壌性が低下する） 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。
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 トナーの破壊やプレードへの融着 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。 発明の開示 本発明の現像装置は、 上記の目的を達成するために、 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 つ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。
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。
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。
この結果、 トナーの劣化防止、 即ち トナーの破壌やブレードへの融着 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。
さらに本発明の現像装置は、 上記の目的を達成するために、 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。
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。
さらに本発明の現像装置は、 上記の目的を達成するために、 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。
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、 電铸加工によって開 口部を形成することができる。
さらに本発明の現像装置は、 上記目的を達成するために、 上記開口部 は電鎵加工により形成されていることを特徴と している。
上記の発明によれば、 電鍚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。
さらに本発明の現像装置は、 上記目的を達成するために、 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。
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パ 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鐯加工 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 部間で均一な電鎵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。
さらに本発明の現像装置は、 上記目的を達成するために、 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。
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。
さらに本発明の現像装置は、 上記目的を達成するために、 上記光電膜 は貴金属、 貴金属同士の化合物、 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。
上記の発明によれば、 光電膜を貴金属、 貴金属同士の化合物、 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。 さらに本発明の現像装置は、 上記目的を達成するために、 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。
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。
また、 本発明の画像形成装置は、 上記目的を達成するために、 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。
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。
本発明のさらに他の目的、 特徴、 および優れた点は、 以下に示す記載 によって十分わかるであろう。 また、 本発明の利益は、 添付図面を参照 した次の説明で明白になるであろう。 図面の簡単な説明
図 1 ( a ) ないし図 1 ( 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 ) ないし図 2 ( d ) は、 図 1 ( a ) ないし図 2 ( d ) の開口 部の寸法およぴ印加パイァスを説明する断面図である。
図 3 ( a ) ないし図 3 ( e ) は、 図 1 ( a ) ないし図 1 ( 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は、 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は、 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、 図 5 ( a ) は平面図、 図 5 ( b ) は図 5 ( a ) の K一 K 断面図である。
図 6は、 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 ( a ) 及び図 7 ( b ) は、 図 6の トナー帯電部の構成を示すもの であり、 図 7 ( a ) はトナー帯電部の断面図、 図 7 ( 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。 発明を実施するための最良の形態
〔第 1の実施形態〕
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。
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。
現像装置 1 0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 1 0は、 トナーを収容する容器状の現像槽 1 1、 供 給ローラ 1 2、 現像ローラ 1 3、 およびトナー規制ブレード 1 4を備え た構成となっている。
供給ローラ 1 2は、 現像装置 1 0内に配置されており、 現像ローラ 1 3 と互いの外周面同士が対面するよ うに回転可能に違設され、 現像槽 1 1内のトナーを現像ローラ 1 3の外周面に供給する。 現像ローラ 1 3は. 現像装置 1 0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 1 2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 1 4は、 現像ローラ 1 3 の回 転方向に対し、 供給ローラ 1 2 の下流側、 かつ感光体ドラム 2 の上流側 にて現像ローラ 1 3 と接触して配置され、 現像ローラ 1 3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 1 0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 1 4の一部に具備された電子放出部 （光電 子放出手段） 1 5 と、 該電子放出部 1 5に対して紫外線を照射する紫外 線照射器 （光照射手段） 1 6 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。
ここで、 上記現像装置 1 0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 4に示すよ うに、 主に感光体ドラム 2、 帯電口 ーラ 3、 露光部 （図示せず） 、 現像装置 1 0、 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。 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 ( 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 1 0 と対向する位置まで移動し、 該現像装置 1 0 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 1 0の現像ローラ 1 3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。
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、 一 7 0 0 V (帯電ローラ 3による帯電量） に帯電して、 周速 度が 5 0 m m / sで M方向に回転している。 現像ローラ 1 3は、 円筒状 の導電性ゴム弾性材料で構成されており、 _ 4 0 0 Vの現像バイァスが 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 1 2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。
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、 さらにタ リ一二ング部およぴ除電部が配 置され、 該ク リ一ユ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。
次に、 現像装置 1 0における現像の詳細過程を説明する。
現像装置 1 0では、 上述したように、 供給ローラ 1 2より現像ローラ 1 3表面にトナーを順次供給して、 現像ローラ 1 3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 1 3によって搬送される トナーが現像ローラ 1 3 と トナー規制ブレード 1 4の接触領域 W s との 間に案内され、 現像ローラ 1 3上の トナーの層厚が規制される。 なお、 接触領域 W s は、 図 5 ( a ) に示すようにトナー規制ブレード 1 4の先 端に設けられている。
トナー規制ブレード 1 4によつて現像ローラ 1 3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 1 5および紫外線照射器 1 6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 1 4に形成された電子放出部 1 5に対し て紫外線照射器 1 6から紫外線を照射することによって、 光電効果によ つて電子放出部 1 5から光電子が誘起される。 この光電子は現像ローラ 1 3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 1 6の発光は、 現像ローラ 1 3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 1 5 と紫外線照射器 1 6 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。
上記構成の トナー帯電部において、 電子放出部 1 5は、 トナー規制ブ レード 1 4上の接触領域 W s とは別の位置に形成されており、 電子放出 部 1 5は現像ローラ 1 3上の トナーとは非接触となっているため、 トナ 一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 1 0では、 トナー規制ブレード 1 4は、 現像ローラ 1 3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、 トナー規制プレード 1 4による トナーへの加圧力およぴ熱的負荷を大幅 に低減することができる。
また、 電子放出部 1 5の形成領域は、 現像ローラ 1 3 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 1 5の表面粗さが設計上の制約を受けることはない。 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 1 3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。
続いて、 上記トナー規制ブレード 1 4の具体的構成を、 図 5 ( a ) 及 ぴ図 5 ( b ) を参照して説明する。
トナー規制プレード 1 4は、 例えば、 基材 1 4 1 と して S U S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 1 5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 1 5 1が設けら れている。 さらに、 電子放出部 1 5が形成される領域には、 光電面 （光 電膜） 1 5 2が積層されている。 図 5 ( a ) の記載では、 上記開口部 1 5 1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 1 5 1 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つ てもよい。
上記構成の トナー規制ブレード 1 4において、 電子放出部 1 5の光電 面 1 5 2に紫外線が照射されると、 該光電面 1 5 2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 1 6 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 1 5の開口部 1 5 1を通って現像口 ーラ 1 3 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。
ところで、 開口部 1 5 1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 1 5 1について光電子放出量をシミュレ —シヨンによって求めた。 図 1 ( a ) ないし図 1 ( e ) は、 考えられる 種々の開口部 1 5 1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 1 5 1の内面の、 開口部 1 5 1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。
図 5 ( a ) は開口部 1 5 1 を電铸加ェ （エレク ト口フォーミング） に よって形成したものであり、 その内面は、 紫外線照射器 1 6側に向かつ 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） 。 図 5' ( b ) は開口部 1 5 1をエッチングによつて形成したものであり、 その 内面は、 紫外線照射器 1 6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 1 5 1 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 1 5 1 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 1 5 1をドリル孔加ェにより形成したも のであり、 その内面は。 紫外線照射器 1 6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 1 5 1の内面を円筒面と したものである （形状 E とす る） 。
次に、 図 1 ( a ) ないし図 1 ( d ) のそれぞれについて、 開口部 1 5 1の各寸法の定義を図 2 ( a ) ないし図 2 ( d ) を用いて説明する。 図 2 ( a ) 、 図 2 ( b ) 及び図 2 ( d ) はそれぞれ順に形状 A · B · Dの開口部 1 5 1に対応しており、 現像ローラ 1 3側 （トナー側） の開 口径を φ 1 、 紫外線照射器 1 6側の開口径を φ 2 と している。 図 2 ( c ) は形状 Cの開口部 1 5 1に対応しており、 現像ローラ 1 3側およ ぴ紫外線照射器 1 6側の開口径を φ 2、 開口部 1 5 1の内部の最も小さ ぃ径を ψ 1 と している。 また、 開口部 1 5 1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 1 5 1の寸法 であるが、 これを t とする。
各開口部 1 5 1 を備える電子放出部 1 5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 1 5 1は電位 V 1 にバイアスされた グリ ツ ドとして機能するが、 各開口部 1 5 1からこの電位の基準となる 電位 V 0のグランドプレートまでの距離を L 1 とする。 グランドプレー トとグリ ツ ドとの間に上記バイアスが印加され、 発生した電子はパイァ 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。
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
1 5 と現像ローラ 1 3 との間に電気的バイァスを印加する構成となるた め、 現像装置 1 0では、 図 4に示すようにトナー規制ブレード 1 4はバ ィァス印加部 1 9 と接続されている。 このバイアス印加部 1 9は、 トナ 一規制プレード 1 4の基材 1 4 1に接続する構成とすることができる。 また、 現像ローラ 1 3側のバイアス印加部 2 0は、 感光体ドラム 2 と現 像ローラ 1 3 との間で現像バイァスを印加するためのパイァス印加部を そのまま兼用することができる。 パイァス印加部 1 9 · 2 0も トナー帯 電部を構成している。
従って、 トナー規制プレード 1 4には、 図 5 ( b ) に示すように、 ト ナー規制ブレー ド 1 4の導電性基材と現像ローラ 1 3 とが直接接触しな いよ うに、 現像ローラ 1 3 との接触領域 W s において絶縁層 1 7および 金属層 1 8が設けられている。 図 5 ( b ) では形状 Eの開口部 1 5 1 に ついて絶縁層 1 7および金属層 1 8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 1 7は、 現像口 ーラ 1 3 と トナー規制ブレード 1 4の基材 1 4 1 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 1 4 1 の上に厚さ 8 0 μ πιのフ ッ素樹脂層と して形成される。
また、 金属層 1 8は、 現像ローラ 1 3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 1 3 との接蝕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 1 8 と しては、 例えば、 厚さ 2 0 mの S U Sの金属層が積層される。
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。
上記構成の現像装置 1 0では、 トナー規制ブレー ド 1 4 と現像ローラ 1 3 との間に電気的パイァ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。
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 1 4 と現像ローラ 1 3 との間に電界が発生する。 この ため、 電子放出部 1 5の光電面 1 5 2において、 開口部 1 5 1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 1 5 1 を通過して現 像ローラ 1 3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。 次に、 第 2の作用として、 現像ローラ 1 3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。 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 1 4の構成とについて述べたが、 前記諸元の数値を図 2 ( a ) な いし図 2 ( d ) についてまとめたのが表 1である。
〔表 1〕 ダリッドバ グランドから
ィァス の赚
Ιβ狱 力 法 孑し径鴨） m
(ram) VI (V) L1 (皿) (βν/m) φ ΐ = 0 . 14
2 = 0.172
A 0.1 -500 0.1 599μν/ια φ ΐ = 0.12
0.1 0.1
B エッチング Φ2 = 0 .23 - 500 409 /iV/m ΐ = 0.14
φ2 = 0. 172 0.1 0. 1
C エッチング -500 386/zV/m
<ί>1 = 0.08
φ2 = 0.166 0.1 0.1
D ドリル -500 70.8 βΥ/m また、 シミ ュレーショ ンの結果分かった各開口部 1 5 1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 ) ないし図 3 ( 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。
上記の実験結果ゃ模式図から明らかな様に、 形状 A〜Eとも φ 1、 φ 2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 1 5 の平坦部 （開口部 1 5 1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 1 3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 1 5の平坦部で放出さ れた電子を開口部 1 5 1を通過させて トナーに導く ことは難しい。 従つ て、 トナ一に照射される電子の大半は開口部 1 5 1から放出された電子 であることが分かる。
そこで、 形状 Α〜Εの開口部 1 5 1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 Εの開口部 1 5 1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 1 5 2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 1 5 1 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 1 5 1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 Βおよ び Dの開口部 1 5 1 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 Α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 1 5 1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。
以上のように、 形状 Aの開口部 1 5 1はその内面が紫外線照射器 1 6 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 積が大きくなつ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 1 5 1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, 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。
この結果、 現像装置 1 0は、 トナーの劣化防止、 即ち トナーの破壊や ブレードへ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。
また、 前記形状 Aを円弧とすれば、 開口部 1 5 1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 1 5 1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 1 5 1の寸法以上と することにより、 電铸加ェによって開口部 1 5 1を形成することができ る。
また、 開口部 1 5 1の形成にフォ ト リ ソグラフィ一とめつき処理とを 行う電铸加工を用いると、 形状 Aのように開口部 1 5 1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 1 5に複数の開口部 1 5 1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。
なお、 トナー規制ブレード 1 4の電子放出部 1 5において基材 1 4 1 上に積層するダリ 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 ドの加工を電鎳加工で精度よく行うこ とができる。 光電面 1 5 2はこのダリ ッ ドの材料の上に金属をめつき処 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 1 5 1、 特に形状 Aの開口部 1 5 1を電錶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鎵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。
また、 現像装置 1 0では、 電子放出部 1 5の紫外線照射器 1 6 との対 向面上に光電面 1 5 2が設けられているが、 このように電子放出部 1 5 の少なく とも紫外線照射器 1 6 との対向面上に光電面 1 5 2を形成する ことにより、 紫外線照射器 1 6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 さらに、 光電面 1 5 2を貴金属、 貴金属同士の化合物、 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 1 5 2を貴 金属同士の化合物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 ょぴ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。
また、 光電面 1 5 2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 T a等の金属、 M g— A g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 1 4の基材 1 4 1そのものが光電 面をなしていてもよレ、。 また、 光電面 1 5 2は、 トナー規制ブレード 1 4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 1 6 との対向面側に形成されていれ ばよい。
さらに、 電子放出部 1 5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 1 5 2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。
このよ うに、 本実施の形態に係る現像装置 1 0は、 トナー規制プレー ド 1 4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 1 4による トナ 一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 1 4への トナー融着といった不具合を回避できる。
〔第 2 の実施形態〕
本実施形態に係る液晶表示装置 1 aは、 図 1に示す液晶表示装置 1 の 構成に類似しているが、 正の 1軸性フィルム 1 4および負の 1軸性フィ ルム 1 5に代えて、 図 8に示すように、 液晶セル 1 1 と偏光板 1 2 との 間に、 2軸性フィルム (位相差フイルム) 1 6 が積層されている。
本発明の他の実施の形態について図 6およぴ図 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。
本実施の形態に係る現像装置 3 0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 3 0は、 ホッパー 3 1、 現像槽 3 2、 および帯電 槽 3 3を備えている。
上記現像装置 3 0を備えた電子写真装置 （画像形成装置） におけるプ 口セス部は、 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 3 0、 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。
現像装置 3 0において、 ホッパー 3 1は、 現像装置 3 0 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 3 2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 3 4、 現像ローラ 3 5、 およびトナー規制ブレード 3 6を備えた構成となって いる。
供給ローラ 3 4および現像ローラ 3 5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 3 4 は現像槽 3 2内の トナーを現像ローラ 3 5の外周面に供給し、 現像ロー ラ 3 5は供給ローラ 3 4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 3 6は、 現像ローラ 3 5の回転 方向に対し、 供給ローラ 3 4の下流側、 かつ感光体ドラム 2の上流側に て現像ローラ 3 5 と接触して配置され、 現像ローラ 3 5表面に形成され る トナー層を層厚規制する。
帯電槽 3 3は、 ホッパー 3 1の下流、 かつ現像槽 3 2の上流に配置さ れており、 ホッパー 3 1から現像槽 3 2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 3 1は、 現像槽 3 2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 3 7を回転 させ、 現像槽 3 2に向けて トナー補給を行う。 このとき、 ホッパー 3 1 から現像槽 3 2へ補給される トナーは、 必ず帯電槽 3 3を通過し、 該帯 電槽 3 3にてトナー帯電が行われる。
このため、 帯電槽 3 3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 3 8 と、 該トナー帯電 ローラ 3 8に紫外線を照射する冷陰極ガラスランプ （光照射手段） 3 9 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。
次に、 現像装置 3 0における現像の詳細過程を説明する。 上記現像槽 3 2でトナー無しが検出された場合、 ホッパー 3 1内部に 設置されている トナー補給ローラ 3 7が回転され、 未帯電トナーがホッ パー 3 1から帯電槽 3 3内へ送り込まれる。 トナー補給ローラ 3 7には. 例えば発泡ウレタンローラが用いられる。
帯電槽 3 3では、 トナー帯電部を構成する トナー帯電ローラ 3 8およ ぴ冷陰極ガラスランプ 3 9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 3 8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 3 9から光を 照射することによって、 光電効果によつ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 3 3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 3 9の発光は、 トナー補給ローラ 3 7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。
上記構成の帯電槽 3 3において、 トナー帯電ローラ 3 8およぴ冷陰極 ガラスランプ 3 9を備える トナー帯電部は、 該帯電槽 3 3を通過する ト ナーに対して光電効果によつ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 3 3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。
このよ うな帯電を行うために、 現像装置 3 0では、 帯電槽 3 3の内面 側壁に電極板 4 2を設け、 トナー帯電ローラ 3 8 と電極板 4 2 とをバイ ァス印加部 4 3に接続することによって、 トナー帯電ローラ 3 8 と電極 板 4 2 との間に電気的パイァスを印加する構成となっている。 これら、 電極板 4 2およびバイアス印加部 4 3も トナー帯電部を構成している。 バイアス印加部 4 3は、 トナー帯電ローラ 3 8の基材に接続される。 現像装置 3 0では、 トナー帯電ローラ 3 8 と電極板 4 2 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 作用によつ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つて帯電効率を向上させることができ る。
図 7 ( a ) に示すように、 トナー帯電ローラ 3 8は円筒形状をなして 帯電槽 3 3内に備えられており、 トナー帯電ローラ 3 8の内部に冷陰極 ガラスランプ 3 9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ぐ角筒形状などであってもよい。 トナー 帯電ローラ 3 8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 3 8 1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 3 8 2が積層されている。
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 3 8 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 3 8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 する構成であつてもよい。
また、 図 7 ( b ) .では、 上記開口部 3 8 1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 3 8 1 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 3 8 2 は、 必ずしも トナー帯電ローラ 3 8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 3 9 との対向面側 （すなわち、 トナー帯 電ローラ 3 8の内周面側） に形成されていればよい。
さらに、 トナー帯電ローラ 3 8の上記電子放出部に照射される光は、 光電面 3 8 2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。
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 3 9を発光させることにより、 トナー帯電ローラ 3 8に形成 された電子放出部に対し、 該トナー帯電ローラ 3 8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 3 8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 3 8 1を通ってトナー帯電ローラ 3 8の外周面より放 射され、 トナーの帯電に寄与する。
また、 上記トナー帯電部は現像ローラ 1 3 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。
帯電槽 3 3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 3 2 へ送られる。 現像槽 3 2では、 上述したように、 供給ローラ 3 4より現像ローラ 3 5表面にトナーを順次供給して、 現像 ローラ 3 5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 3 5によって搬送される トナーが現像ローラ 3 5 と トナー規制プ レード 3 6の接触領域との間に案内され、 現像ローラ 3 5上の トナーの 層厚が規制される。
このとき、 現像ローラ 3 5 と トナー規制ブレー ド 3 6の接触領域との 間に案内される トナーは、 帯電槽 3 3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 3 6は、 現像ローラ 3 5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 ー舉制ブレード 3 5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。
現像ローラ 3 5に層形成されたトナーは、 さらに現像ローラ 3 5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。
なお、 現像装置 3 0では、 上記トナー帯電部がホッパー 3 1 と現像槽
3 2 との間に具備される帯電槽 3 3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 一帯電部は、 現像ローラ 3 5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 3 0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 3 4の上流側に配置されていれば、 現像ローラ 3 5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。
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 3 5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 3 5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 3 0では、 上記トナー帯電部は、 ホッパー 3 1 と現像槽 3 2 との間に具備される帯電槽 3 3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。
以上、 本実施の形態に係る現像装置 3 0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つてしまう ような場合には、 現像 装置 3 0はトナー帯電の均一性を高めるのに特に好適である。
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 トナ一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壌ゃブレ 一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。 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 一ドの現像ローラへの圧接力が トナーの破壌やブレードへの融着といつ 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。
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。
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口 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 一帯電量と トナー規制プレードの摩擦帯電による トナー帯電量との比率 は、 トナーの破壌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。
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 1 6や冷陰極ガラスランプ 3 9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。
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。
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。
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 口ミ 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。
この結果、 トナーの劣化防止、 即ち トナーの破壊やブレー ドへの融着 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。
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。
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。
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。
それゆえ、 電铸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。
さらに本発明の現像装置は、 以上のように、 上記開口部は電铸加工に より形成されている構成である。
それゆえ、 電鎳加工により開口部の内面の断面形状を一方側に向かつ 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。
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二 ッケルまたはニッケルコパルト合金が使用される構成である。
それゆえ、 この材料を用いて精度のよぃ電錶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 部間で均一な電铸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。
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。
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。
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 金属同士の化合物、 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。
それゆえ、 光電膜を貴金属、 貴金属同士の化合物、 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。
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 ょぴ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。
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。
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。 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。
以上のように、 本発明の現像装置は、 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。
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つ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。
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 口ミ 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。
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への融着 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。
さらに本発明の現像装置は、 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。
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。
さらに本発明の現像装置は、 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。 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、 電鎳加工によって開 口部を形成することができる。
さらに本発明の現像装置は、 上記開口部は電铸加工により形成されて いることを特徴と している。
上記の発明によれば、 電錶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。 さらに本発明の現像装置は、 上記光電子放出手段にニッケルまたは二 ッケルコパルト合金が使用されることを特徴と している。
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パ 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錄加工 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 部間で均一な電鎳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。
さらに本発明の現像装置は、 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。
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。
さらに本発明の現像装置は、 上記光電膜は貴金属、 貴金属同士の化合 物、 およぴ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。
上記の発明によれば、 光電膜を貴金属、 貴金属同士の化合物、 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。
さらに本発明の現像装置は、 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。
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。
また、 本発明の画像形成装置は、 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。
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。
発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態 様または実施例は、 あく までも、 本発明の技術内容を明らかにするもの であって、 そのよ うな具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきもの ではなく 、 本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、 いろ いろと変更して実施することができるものである。 産業上の利用の可能性
本発明の現像装置によれば、 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。 本発明の現像装置は、 トナーへの熱的負荷を低減し トナ一の破壊やブレー 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。 ·

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 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。
2 . 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ク レーム 1に 記載の現像装置。
3 . 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ク レーム 2に記載の現像装置。
4 . 上記開口部は電铸加工により形成されていることを特徴とするク レーム 1ないし 3のいずれかに記載の現像装置。
5 . 上記光電子放出手段にニッケルまたは二ッケルコバルト合金が使 用されることを特徴とするク レーム 1ないし 4のいずれかに記載の現像
6 . 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 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クレーム 1ないし 5のいずれかに記載の 現像装置。
7 . 上記光電膜は貴金属、 貴金属同士の化合物、 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ク レーム 6に記載の現
8 . 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ク レーム 7に記載の現像装置。
9 . クレーム 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。
PCT/JP2003/014867 2002-11-27 2003-11-21 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 WO2004049077A1 (ja)

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