(57)【要約】      （修正有）【課題】可撓性を有する電子放出素子の提供。【解決手段】互いに対向する第１電極１ａおよび第２電極１ｃと、第１電極と第２電極の間に設けられた可撓性の中間層１ｂとを有し、第１電極と前記第２電極の間に電圧を印加することにより、第２電極から電子を放出させる電子放出素子１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１電極および第２電極と、第１電極と第２電極の間に設けられた可撓性の中間層とを有し、第１電極と前記第２電極の間に電圧を印加することにより、第２電極から電子を放出させる電子放出素子。
【請求項２】
前記中間層は樹脂より形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子放出素子。
【請求項３】
前記中間層は導電性材料を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の電子放出素子。
【請求項４】
前記第１電極が金属板上に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子放出素子。
【請求項５】
前記第１電極が絶縁性基板上に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子放出素子。
【請求項６】
請求項１記載の電子放出素子の製造方法であって、予め湾曲した第１電極上に中間層と第２電極を形成し、第２電極および中間層を第１電極に沿って湾曲させることを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の電子放出素子の製造方法であって、第１電極上に中間層および第２電極を形成し、第１および第２電極と中間層とを湾曲させて曲面を形成することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項８】
画像形成装置の感光体の形状に沿った基材上に設けられ、感光体に対向するように設置されて帯電装置として機能することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子放出素子。
【請求項９】
電子線加速装置と併用され殺菌手段として機能することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子放出素子。
【請求項１０】
第２電極から放出する電子を用いてガスまたは粒子を帯電する帯電手段として機能することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子放出素子。
【請求項１１】
第２電極からの電子を液体中で放出させることで液体を還元する還元手段として機能することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子放出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧を印加することにより電子を放出する電子放出素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コピー機における感光体などの帯電技術として、従来から知られているものは大きく接触帯電方式と非接触帯電方式に分けられる。現在、接触帯電方式により感光体表面を帯電させる方法が実用化されている。この方法では、導電性のローラ、ブラシ、弾性ブレード等の導電性部材を感光体の表面に接触させ狭ギャップ間で放電させることによって感光体の表面を帯電させている。
【０００３】
このような接触帯電方式を利用した帯電方法のうち、特に導電性部材として導電性の弾性ローラを用いたローラ帯電方法が、帯電の安定性の観点から現在広く利用されている。ローラ帯電方法では、導電性の弾性ローラを感光体に加圧当接し、このローラに電圧を印加することによって感光体を帯電させる。
【０００４】
しかしながら、ローラ帯電方法により感光体を帯電させるとき、感光体の表面に極微な欠陥（ピンホール）があった場合、この感光体表面の欠陥部分において、導電性の弾性ローラから異常な量の電流リークが発生する。これにより感光体の表面が損傷し、画像形成に悪影響を及ぼす。
【０００５】
またローラ帯電方法においては感光体との間の狭ギャップで発生する微小放電により感光体を帯電させるため、帯電時にオゾンやＮＯｘが僅かながら発生する。
【０００６】
一方、非接触帯電方式としては、例えばコロナ放電を利用した方法が挙げられる。この方法は、非常に細いワイヤによりコロナ放電させて感光体の表面を帯電させるという方法である。この方法においては、感光体の表面を帯電させるために約４〜１０ｋＶ程度の高圧電源が必要である。
【０００７】
さらに、ワイヤからの放電によって多量のオゾンが発生するため、人体に悪影響を及ぼすばかりでなく、感光体の劣化を早めるという問題がある。このような問題を解決するため、例えばオゾンの発生量を低減させるように改善されたノコ歯方式のコロナ帯電器も多く商品化されている。
【０００８】
非接触帯電方式で、オゾンの発生を抑制できる帯電手法として近年、電子放出素子の開発が進んでいる。電子放出素子としては、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）型やＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）型、Ｓｐｉｄｔ型のなど様々な形態がある。
【０００９】
大気中で電子を放出させると、放出した電子はガス分子や粒子等に吸着しイオンや帯電粒子となる。このイオンを電界により対象となる被帯電物へ吸着させることで、被帯電物を帯電することが可能となる。被帯電物の帯電量は電子放出素子と被帯電物との電界強度に依存するため、被帯電物と電子放出素子との間の距離は短い程帯電の効率が向上する。
【００１０】
オゾンの発生を抑制した電子放出素子を用いて感光体を帯電する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここに用いられる電子放出素子は、導電性基材上に１００ｎｍ程度の５Ｈ−ＢＮなどのＳＰ３結合性窒化ホウ素薄膜をプラズマにより作製し、レーザー照射により１０μｍの高さが均一な紡錘状の突起を作製する。この電子放出素子によれば、非常に高硬度で耐熱性の高い材料を用いることにより、耐久性の高い電子放出素子を作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３２３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
湾曲状の被帯電物に帯電させる際、上述のように帯電効率は距離に依存するため被帯電物に平行に湾曲する電子放出素子を用いた方がより効率よく帯電させることが可能となる。しかしながら、上述の電子放出素子は、高硬度の材料を用いるために可撓性に乏しいという課題がある。
【００１３】
そのため、ＳＰ３結合性窒化ホウ素薄膜を形成後に電子放出素子を湾曲状に形成すると、薄膜に亀裂が生じる。また、上述の電子放出素子は膜の不均一が帯電ムラに影響するため、紡錘状の突起の高さを揃える必要がある。しかし、湾曲面へプラズマを用いて均一に薄膜を形成ためには基板形状に合わせて磁界を形成する必要があり、非常に高度な技術を要する。そのため、湾曲面において紡錘状の突起の高さを揃えることは容易ではない。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、湾曲形状を容易に作製できる電子放出素子とその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、互いに対向する第１電極および第２電極と、第１電極と第２電極の間に設けられた可撓性の中間層とを有し、第１電極と第２電極の間に電圧を印加することにより、第２電極から電子を放出させる電子放出素子を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電子放出素子によれば、可撓性の中間層を有するので、湾曲形状の電子放出素子を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１の電子放出装置の構成説明図である。
【図２】本発明の実施例１の電子放出素子の構成説明図である。
【図３】本発明の実施形態１に用いられる電子放出素子の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態１に用いられる電子放出素子の他の例を示す構成説明図である。
【図５】図１の電子放出装置に実施例１を適用した場合の説明図である。
【図６】本発明の実施形態２の電子放出装置の構成説明図である。
【図７】本発明の実施形態３の電子放出装置の構成説明図である。
【図８】本発明の実施形態４の電子放出装置の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の電子放出素子の特徴は、互いに対向する第１電極および第２電極と、第１電極と第２電極の間に設けられた可撓性の中間層とを有し、第１電極と前記第２電極の間に電圧を印加することにより、第２電極から電子を放出させることである。
【００１９】
前記中間層は樹脂より形成されていてもよいし、前記中間層は導電性材料を含んでもよい。導電性材料は中間層の電気伝導度を調整するために用いる材料であり、これには、例えば、導電性微粒子や導電性樹脂を用いることができる。
前記第１電極は金属板上に形成されてもよいし、絶縁性基板上に形成されてもよい。
【００２０】
別の観点によれば、この発明は、前記の電子放出素子の製造方法であって、予め湾曲した第１電極上に中間層と第２電極を形成し、第２電極および中間層を第１電極に対応して湾曲させることを特徴とする電子放出素子の製造方法を提供するものである。
前記の電子放出素子の製造方法において、第１電極上に中間層および第２電極を形成し、第１および第２電極と中間層とを湾曲させて曲面を形成するようにしてもよい。
【００２１】
また、この発明の電子放出素子は、画像形成装置の感光体の形状に沿った基材上に設けられ、感光体に対向するように設置されて帯電装置として機能することができると共に、電子線加速装置と併用されて殺菌手段としても機能することができる。
また、この発明の電子放出素子は、第２電極から放出する電子を用いてガスまたは粒子を帯電する帯電手段として機能することができ、また、第２電極からの電子を液体中で放出させることにより液体を還元する還元手段としても機能することができる。
【００２２】
以下、図面に示す実施形態１〜４に基づいて本発明を詳述する。なお、以下に記述する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２３】
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１における電子放出装置６の構成説明図である。同図に示すように、電子放出素子１は基材３の湾曲面に形成され、互いに対向して配置される第１電極１ａと第２電極１ｃとを有し、第１電極１ａと第２電極１ｃとの間に中間層１ｂを備えている。そして、電子放出素子１の構成を示す図２は、中間層１ｂが導電性微粒子８を含んだ樹脂７から形成されることを示している。
【００２４】
本発明の電子放出素子１は、中間層１ｂが導電性微粒子８を含んだ樹脂７であるため、基材３に合わせて湾曲した第１電極１ａの形状に沿って中間層１ｂを形成するか、又は、予め可撓性樹脂を用いて形成した中間層１ｂを第１電極１ａに沿わせることにより、被帯電物２の曲率に合わせて湾曲させることが可能となる。
なお、導電性微粒子８は電気伝導度を調整するために用いる材料であり、必ずしも微粒子である必要はない。例えば、導電性樹脂なども導電度の調整剤として用いることが可能である。また、樹脂の種類によってはこの調整剤が不要となる。
【００２５】
さらに、本発明の電子放出素子１の構成によると、中間層１ｂの材料として室温硬化型樹脂など、低温で硬化可能な樹脂を用いることが可能となる。低温で硬化可能な樹脂を用いることにより、高温での焼成工程を得ずに中間層１ｂを形成することができ、熱膨張率の異なる中間層１ｂや第１電極１ａに大きな体積変化を生じさせることがないため、第１電極１ａに反りを生じさせたり、中間層１ｂの剥離や亀裂が生じることを防止できる。このため、中間層１ｂや第２電極１ｃの剥離による部分的な欠損を抑制し、均一な電子放出性能をもつ電子放出素子を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の電子放出装置６は、電子放出素子１と、第１電極１ａと第２電極１ｃとの間に電圧を印加する電源４ａとを備えている。電子放出装置６は、電源４ａから、第１電極１ａと第２電極１ｃとの間に適度な電圧Ｖ１を印加することにより、該電極間で電子を加速させて第２電極１ｃの表面から電子を放出するものである。
【００２７】
本発明により作製した電子放出素子１は、真空中および大気圧中でも安定して駆動が可能であることが確認されている。電子放出素子１を大気中で駆動させることにより、第２電極１ｃの表面から放出される電子で大気中の分子をイオン化できるため、イオン発生装置としてイオン風冷却装置や帯電装置などに用いることができる。
【００２８】
また、本発明の電子放出装置６は、外部に強電界を必要とせず、内部の電極間で電子を加速させるので、オゾンを発生させずに電子を放出することができる。
【００２９】
図１では、被帯電物２としての円筒状の感光体に対して電子放出装置６により電子を放出すると、放出された電子は、大気中のガス分子などに付着し直ちにイオン化する。イオンは電子放出装置６と被帯電物２との間に印加される電源４ｂの電圧Ｖ２により、被帯電物２の方へ移動し被帯電物２を帯電させる。このように、本発明の電子放出素子１は、画像形成装置において被帯電物（感光体）２を一様に帯電する帯電装置に用いたり、転写装置やトナーのクリーニングに用いることができる。
【００３０】
また、図３や図４に示すように電子放出素子１に対向するように第３電極１０を置き、電源４ｂにより電圧Ｖ２を印加することで、電子放出素子１より放出された電子を回収させたり、加速させたりすることができる。真空中では、電子放出素子１より発生した電子を電子放出素子１と対向するように配置した第３電極１０により加速させることが可能となる。
【００３１】
これにより電子放出素子１の第３電極１０側に蛍光体層を配置した場合、第２電極１ｃから放出される電子を蛍光体層に照射することにより、蛍光体層を発光させることができるので、自発光装置として用いることもできる。その他にも電子線源として殺菌や滅菌、ＥＢ硬化、ＳＥＭなどの分析装置などに用いることができる。
【００３２】
＜実施例１＞
図２は、この発明の実施例１の電子放出素子１の構成を示す説明図である。この実施例の電子放出素子１は、第１電極１ａと、第１電極１ａ上の周囲に形成された絶縁膜１１と、中間層１ｂと、第２電極１ｃとを備えている。
【００３３】
第１電極１ａは、基板の機能を兼ねる電極基板であり、導電性を有する板状体で構成されている。例えば、第１電極１ａとして、アルミニウム板やステンレス鋼板を用いることができる。また、第１電極１ａは、ガラスなどの絶縁性基板上に導電性薄膜を形成したものを用いることもできる。この実施例では、板厚０．３ｍｍのステンレス鋼板を用いた。
【００３４】
次に、電子放出素子１の特徴部となる中間層１ｂについて説明する。中間層１ｂは、図２に示すように、主体となる樹脂７と、樹脂７中に分散された導電性微粒子８を含んでいる。樹脂７は、絶縁性の樹脂であり、例えば、シラノール(R3Si-OH)を縮合重合したシリコーン樹脂を用いることができる。
【００３５】
また、導電性微粒子８は、金属や半導電体など導電性材料を用いることが可能である。例えば、金、銀、白金、パラジウム、銅、アルミ等の導電性を有する金属微粒子を用いることができる。
【００３６】
樹脂７に対する導電性微粒子８の含有量を変えることにより、中間層１ｂの抵抗値を調整することができる。導電性微粒子８は中間層１ｂの導電性を調整するために用いるため、材料調整時に酸化し導電性が低下することを抑制するために、酸化しにくい貴金属類がより好ましい。
【００３７】
中間層１ｂは、樹脂７と導電性微粒子８を混合した分散液を用い、スピンコート法、ドクターブレード法、スプレー法、ディッピング法等により第１電極１ａの表面に塗布することができる。
【００３８】
この実施例では、試薬瓶へ樹脂７としてシリコーン樹脂（室温硬化性、東レ・ダウコーニング株式会社製）を入れ、これに導電性微粒子８としてＡｇナノ粒子（平均径１０ｎｍ、絶縁被覆アルコラート１ｎｍ膜、株式会社応用ナノ粒子研究所製）を混合し、さらに上記混合液が入った試薬瓶を超音波振動器にかけて導電性微粒子８を樹脂７中に分散させ、分散液を作製した。
【００３９】
なお、樹脂７と導電性微粒子８の割合は、シリコーン樹脂（７５〜９８ｗｔ％）、Ａｇナノ粒子（２〜２５ｗｔ％）の範囲が好ましい。上記分散液の割合とすることにより、中間層１ｂの抵抗値が調整され、５〜４０Ｖ程度の適度な印加電圧で電子放出させることができる。
【００４０】
この実施例では、シリコーン樹脂８０ｗｔ％、Ａｇナノ粒子（２０ｗｔ％）とした。このように作製した分散液をスピンコート法を用いて第１電極１ａの表面に１．０μｍの厚さで塗布し、室温で硬化させ中間層１ｂを得た。そして、中間層１ｂの表面にスパッタ法によりＡｕ−Ｐｄの厚さ５０ｎｍの第２電極１ｃを形成した。
【００４１】
ここでは、シリコーン樹脂として室温硬化性シリコーンを用いたが、シリコーン樹脂の硬化方法は限定されない。ただし、熱硬化性シリコーン樹脂は、硬化温度が一般的に１００℃〜１５０℃であり、熱応力による撓みが発生するため、第１電極１ａの材料や膜厚により適さない場合がある。一方、ＵＶ硬化性シリコーン樹脂は、ＵＶ光の照射によって硬化できるため熱応力が発生することがなく、第１電極１ａの材料や膜厚に影響されずに用いることができる。
【００４２】
実施例１の電子放出素子１を図１の電子放出装置６に具体的に適用する方法について説明する。
図５（ａ）は図１の電子放出装置６を被帯電物２側から見た図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。これらの図に示すように、第１電極１ａの上面の周囲に絶縁膜１１を形成し、幅１０ｍｍ、長さ２３４ｍｍの開口部１２から第１電極１ａが露出した状態の表面に、上記で作製した樹脂７と導電性微粒子８の分散液をスピンコート法で塗布した。
【００４３】
形成された塗布膜では大気中の湿気によりシリコーン樹脂が縮合重合し、樹脂７中にＡｇナノ粒子が分散されて中間層１ｂが形成される。中間層１ｂの膜厚は、電子放出素子に印加する電圧の大きさや中間層１ｂの抵抗値によって異なるが、例えば、０．３〜１０．０μｍとすることができる。
【００４４】
中間層１ｂの厚さが厚い程、絶縁破壊電圧が大きくなるため、より高い電圧Ｖ１（図２）を印加できる。また、中間層１ｂは導電性微粒子８の粒子径が大きい程、また、導電微粒子８の含有量が多い程、導電性微粒子８が凝集することにより、リークポイントができやすくなる。したがって、用いる導電性微粒子８の粒子径、含有量、および凝集状態から、作製する膜厚を決定することが好ましい。ここでは、中間層１ｂの膜厚を１μｍとした。
【００４５】
次に、中間層１ｂの表面に、マグネトロンスパッタ装置を用いて第２電極１ｃを形成した。第２電極１ｃは、第１電極１ａとの間で中間層１ｂに対して電圧を印加できるものであればよいため、導電性を有する材質および製法であれば特に制限されるものではない。
【００４６】
また、第２電極１ｃの膜厚は、厚すぎると電子が第２電極１ｃにトラップされて外部へ放出される電子の量が減少し、電子の放出効率が減少するため、できるだけ薄い方が好ましい。この実施例ではＡｕ−Ｐｄを材料として膜厚５０ｎｍ、幅１５ｍｍ、長さ２４４ｍｍの第２電極１ｃを形成した。
【００４７】
膜厚が薄く、素子面積が大きい場合、第２電極１ｃ上で電位勾配を発生しやすくなるため、開口部１２の外の第２電極１ｃを厚くするか、バスラインなどを形成し電位勾配をなくす方が好ましい。
【００４８】
次に、図１に示す被帯電物２として外径３０ｍｍの電子写真複写機用の感光体を用いた。そのため、上記のように製作した電子放出素子１を外径３０ｍｍの曲面に合うように湾曲した基材３上に接合した。接合方法は図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ビス１３を用いたが、接着剤や粘着剤などを用いてよい。
【００４９】
基材３の材料は、電子放出素子１が保持できれば材料は問わない。ただし、金属などの導電性を有する基材の場合、第１電極１ａから基材３を通して周辺部材へリーク電流が流れないように基材３と第１電極１ａの間に絶縁性フィルムを挿入するなどの絶縁処理を施す必要がある。
【００５０】
作製した電子放出素子１を図１に示すように、被帯電物２である感光体の内部にある金属管をアースに接続し、電源４ａから２０Ｖの直流電圧Ｖ１を印加し、電源４ｂから６００Ｖの直流電圧Ｖ２をそれぞれ印加し、第２電極１ｃと被帯電物２間の電位差を６００Ｖとした。
【００５１】
また、第２電極１ｃと被帯電物２間のギャップは１ｍｍに設定した。この時の被帯電物２、つまり感光体の表面の帯電電位は５５０Ｖ〜６００Ｖとなった。
【００５２】
＜実施例２＞
実施例２の電子放出素子において、実施例１の電子放出素子と異なるのは、第１電極１ａを可撓性樹脂フィルム上に形成したことである。それ以外の構成は実施例１と同じであり、詳細な説明は省略する。
【００５３】
可撓性樹脂フィルムとしては、適当な可撓性を有する樹脂フィルムであれば特に限定されないが、ここでは、厚さ２００μｍの絶縁性放熱シート（デンカ社製）を用いた。この絶縁性放熱シートを用いた第１電極は、実施例１の第１電極と比較して、より可撓性を有するため、電子放出素子１を被帯電物２の形状に合わせて変形することが、より容易になる。
【００５４】
加工方法としては、前記フィルム上に金属をスパッタや蒸着、インクジェットやスピンコート、スプレーなどによる塗布法やメッキなどを用いて厚さ０．５μｍの第１電極１ａを形成する。なお、前記フィルム上に導電性膜を圧着などにより接着することでも第１電極１ａを形成可能である。なお、第１電極１ａについては、導電性が確保できれば厚みに制限はない。ただし、第１電極１ａが厚すぎて、フィルムに対して大きな段差ができると、その部分で上層の中間層１ｂや電極１ｃが破断する恐れがあるため、フィルムに対して段差ができないような厚さが好ましい。
【００５５】
このようにして形成した第１電極１ａ上に、実施例１で記載した方法と同様にして中間層１ｂを作製した。なお、金属−樹脂間の接着力は一般的に弱いため、適宜プライマー処理などを用いて接着力を強化してもよい。第２電極１ｃの作製方法としては、実施例１で挙げた薄膜形成方法を用いた。ただし実施例１と異なるのは、上記フィルムが実施例１の第１電極よりも可撓性に優れるため容易にロール状にできる点である。
【００５６】
そのため、図５のような電子放出素子１のパターンが複数個並んだフィルムをロール・ツー・ロール方式でスパッタすることで、第２電極１ｃを同時に形成できるため、より容易に大量生産が可能となる。このようにして作製した電子放出素子１はパターン形状毎に切り出し、湾曲した基材に固定して使用することができる。
【００５７】
＜実施例３＞
実施例３の電子放出装置の特徴は、その製造方法において被帯電物２の形状に合わせてあらかじめ加工された曲面を有する第１電極１ａ上に中間層１ｂを形成したことである。それ以外は実施例１と同じであり、その構成は図５に示されているので詳細な説明は省略する。
【００５８】
なお、予め曲面を有する第１電極１ａ上に中間層１ｂを形成する手法として、ディッピングやスプレーなどの塗布法が挙げられる。これらの塗布法は曲面へも均一な膜を形成することが可能である。
【００５９】
また、第２電極１ｃの作製方法としては、実施例１と同様にスパッタ法や無電解メッキ法などが挙げられる。なお、無電解メッキ法を用いる場合、曲面への影響を考慮する必要がないが、樹脂の種類と処理液との組み合わせに考慮が必要となる。
【００６０】
しかし、この実施例では、第１電極１ａが予め曲面を有しているため、スパッタ時における金属ターゲットと中間層１ｂ間の距離が異なり、パターン作製位置によって電子放出素子１の第２電極１ｂの膜厚が不均一となり、素子によってばらつきが生じる原因となる。そのため、第２電極１ｂ形成時は複数個のパターンが並んだ基板でもパターンをマスクで覆い、ひとつずつ作製するか、または複数個のパターンを切り出して第２電極１ｂを形成するか、もしくは、電子放出素子を回転させながらスパッタ処理を行う機構を追加して表面電極の膜厚を均一化する処置が必要となる。
【００６１】
ここで、湾曲した曲面を有する電子放出素子１の場合、第２電極１ｃをスパッタ法で作製すると、湾曲により金属ターゲットに近い部分の膜厚が厚くなる。図５（ｂ）に示すように第２電極１ｃが内側になるように湾曲した曲面を有する電子放出素子１のパターニングの場合、湾曲により金属ターゲットに近くなる第２電極１ｃの端部の厚さが、金属ターゲットから遠い中央部分に比べて厚くなる。そして、第２電極１ｃの厚さが均一でないことから電子放出量にムラが生じる。それは、前述のように厚いほど第２電極１ｃへ回収される電子の量が増加し、放出量が減少するためである。
【００６２】
また、図１のように被帯電物２が感光体で帯電面が矢印Ｒ方向に回転するため、回転方向については電子放出量にムラがあっても感光体の長手方向（軸方向）へは帯電ムラとしてその影響がでない。そのため第２電極１ｂは回転方向に膜厚ムラが形成されても構わない。したがって上記の手法、つまり、パターンを一つずつマスクで覆い作製する手法を用いて電子放出素子１を作製することが可能であるが、曲面の半径と周長および被帯電物２の移動の有無および方向を考慮する必要がある。
【００６３】
実施形態２
図６は、この発明の実施形態２の電子放出装置６１の構成説明図であり、図６（ａ）は外観斜視図、図６（ｂ）は縦断面図を示す。
この実施形態では、実施例２で作製した電子放出素子１を、第２電極１ｃが内側になるよう筒状に形成し、電子放出素子１の内部に向かって電子を放出させる。電子放出素子１を筒状に形成する方法としては、厚さ１ｍｍ、内径２０ｍｍ、長さ５ｃｍのアルミニウム管１１４の内壁に実施例２で作製した電子放出素子１を、第２電極１ｃが内側になるように設置する。
【００６４】
このとき、アルミニウム管１１４の内面に電子放出素子１を接着させるために、あらかじめ第１電極１ａのフィルム面に粘着剤を塗布し粘着性を持たせておく。
【００６５】
次に、図６に示すように、アルミニウム管１１４の中心に棒状の第３電極１１０を図示しない固定部材を用いて固定する。第３電極１１０には外径３ｍｍのステンレス鋼の丸棒を用いている。
【００６６】
このように作製した筒状の電子放出装置６１の内部へ窒素ガスを流し、電源４ａから５００Ｈｚ、１８Ｖの交流電圧Ｖ１を、電源４ｂから１ｋＶの直流電圧Ｖ２をそれぞれ印加した。それにより、ガスや浮遊粒子へ電子が付着しガスや粒子を負に帯電できた。帯電したガスはイオンとして電子放出装置６１の外へ放出されるため、イオン発生装置として使用できる。
【００６７】
また、粒子を帯電させた場合は電子放出装置６１の外へ帯電した粒子を放出する際にフィルターを設けることで、帯電していない場合と比較して、より効率よく粒子を捕集可能である。また、粒子の飽和帯電量が既知の場合はフィルターに捕集された電荷量により粒子の個数濃度を測定することが可能である。
【００６８】
電子放出面である第２電極１ｃ近傍では、イオン化した粒子は電界により第３電極１１０方向へ引き寄せられる力が働く。しかし粒子を含んだガスの流れが早い程、粒子はガスの流れに従い第２電極１ｃへ衝突するため第２電極１ｃが損耗し易くなる。そのため、ガスの流速は遅い程好ましい。また、電源４ａから電圧Ｖ１として直流電圧を印加してもガスおよび粒子を帯電可能である。
【００６９】
実施形態３
図７はこの発明の実施形態３の電子放出装置６２の構成説明図であり、図７（ａ）は外観斜視図、図７（ｂ）は要部縦断面図を示す。ここでは、実施例２で作製した電子放出素子１を、第２電極１ｃを外側にして筒状に形成する。筒状に形成することで電子放出素子１の外周面から外へ向かって電子を放出することが可能となる。
【００７０】
筒状の形状に作製する方法としては、第１電極１ａの裏面へ粘着剤や接着剤を塗布して棒状部材１７へ接着させる。この棒状部材は絶縁性を有し電子放出素子１の形状を筒状に保持可能であればよいので、ここでは樹脂製の直径５ｍｍの丸棒を用いた。また、電子放出素子１の作製方法として、基材として導電性の棒にディッピング法などを用いて中間層１ｂを形成し、スパッタやメッキを用いて第１電極１ｃを作製してもよい。
【００７１】
このように作製した筒状の電子放出素子１を口部内径２１．８ｍｍの樹脂製のペットボトル容器１２０の内部にセッティングし、真空中で電源４ａから１５Ｖの直流電圧Ｖ１を、電源４ｂから６００Ｖの直流電圧Ｖ２印加する。そして、容器１２０の内部に加速した電子を電子線加速装置により照射すると、特許文献（特開２０１１−２６０００号公報）に記載の電子線容器殺菌装置と同様にペットボトル容器１２０の電子線殺菌が可能となる。
【００７２】
実施形態４
図８は実施形態４の電子放出装置６３を示す縦断面図である。この実施形態における電子放出装置６３は実施形態２（図６）から第３電極１１０を除去したものであるため、詳細な説明は省略する。実施形態２とさらに異なるのは、電子放出装置６３において、第１電極１ａの両端部が液体と接触しないように防水性の封止部材１３０を用いて防水を行う点である。
【００７３】
電子放出装置６３を水中に浸し、電源４ａから８Ｖの直流電圧Ｖ１を印加することで、特許文献（特開２００８−９８１１９号公報）に記載の電子放出装置と同様に水を還元し水素を発生することが可能となる。また、第２電極１ｃをひだ状にすることにより、還元対象との接触面積が増加し効率よく還元を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
１    電子放出素子
１ａ  第１電極
１ｂ  中間層
１ｃ  第２電極
２    被帯電物
３    基材
４ａ  電源
４ｂ  電源
６    電子放出装置
７    樹脂
８    導電性微粒子
１０    第３電極
１１    絶縁膜
１３    ビス
１７    基材
６１    電子放出装置
６２    電子放出装置
６３    電子放出装置
１１０    第３電極
１１４    アルミニウム管
１２０    ペットボトル容器
１３０    封止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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