(57)【要約】【課題】トナー破壊やトナーの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。【解決手段】トナー規制ブレード１４上において、現像ローラ１３と非接触となる領域に電子放出部１５を形成し、該電子放出部１５に光照射器１６から紫外線を照射することで電子を放出させ、現像ローラ１３上に層形成されたトナーに電子を降り注ぐことによって、トナーに負荷を与えることなく帯電を行う。また、電子放出部１５を光触媒より形成することで、トナー帯電用の電子の放出と共にラジカルを出現させ、該ラジカルによる有機物分解能力にて、電子放出部１５の自己クリーニングを行わせる。【選択図】　図１
2004012805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電された現像剤によって潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を帯電させる現像剤帯電手段を備え、
該現像剤帯電手段は、光の照射を受けることにより電子を放出する電子放出部と、該電子放出部に光を照射する光照射部とを有し、上記電子放出部より放出された電子を現像剤に向けて振り注ぐことにより現像剤を帯電し、かつ、
上記電子放出部が、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料よりなることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
帯電された現像剤によって潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を帯電させる現像剤帯電手段を備え、
該現像剤帯電手段は、光の照射を受けることにより電子を放出する電子放出部と、該電子放出部に光を照射する光照射部とを有し、上記電子放出部より放出された電子を現像剤に向けて振り注ぐことにより現像剤を帯電し、かつ、
上記電子放出部が、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料と光電効果にて電子を放出する光電子放出材料との混合材よりなることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
上記電子放出部に対して電界を印加して電子放出部のクリーニングを行う電界クリーニング手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
上記光照射部は、光触媒材料の電子放出に適した波長の光と光電子放出材料の電子放出に適した波長の光とを、同一光源より照射するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置
【請求項５】
上記光照射部は、光触媒材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源と、光電子放出材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源とを別々に備えていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置
【請求項６】
請求項１〜５の何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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機や、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に供される現像装置、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を担持搬送する感光体（潜像担持体）に対し、現像装置よりトナーが供給され、感光体の表面上の静電潜像がトナーによって現像（可視化）される。そして、感光体上のトナー像は、転写装置によって記録紙に転写された後、定着装置によって加熱及び加圧され、記録紙上に定着されることとなる。
【０００３】
上記現像装置では、供給ローラ等にて周方向から現像ローラ表面にトナーが順次供給され、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、上記現像ローラ表面に付着したトナーは、供給ローラよりも現像ローラの回転方向下流側に設けられた層厚規制部材であるブレードによって、現像ローラ上での層厚が規制される。
【０００４】
そして、トナーである現像剤が非磁性或いは磁性の１成分系現像剤である場合は、層厚規制と同時に、ブレードとの摩擦により電荷を帯びて摩擦帯電される。帯電されたトナーは、現像ローラにより、さらに回転方向下流側に位置する感光体との対向部まで担持搬送されて、感光体表面上の静電潜像に対して静電的に供給され、トナー像を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したブレードとの機械的な摺動による摩擦によりトナーを帯電させ現像装置の構成では、トナーを十分に帯電させようとすると、トナーの破壊や、トナーの帯電特性の劣化が生じるといった問題がある。
【０００６】
つまり、トナーを十分に帯電させようとすると、トナーに対するブレードの加圧力を大きくする必要がある。しかしながら、その一方でトナーには、この加圧力に比例した機械的及び熱的な負荷が加わる。そのため、加圧を大きくすると、該負荷にてトナーの破壊が生じることとなる。また、摩擦熱により軟化したトナーがブレードに融着することで、トナーとブレードとの摩擦が正常に行われず、トナーの帯電特性が劣化する。
【０００７】
このことを、エネルギー収支で考えると、以下のようになる。
【０００８】
現像ローラの駆動エネルギーをＥｋ、トナーの層厚を規制する層厚規制エネルギーをＥｓ、トナーを帯電させるトナー帯電エネルギーをＥｔ、消費される熱損失エネルギーをＥ１とすると、これらの間には、以下に示す（１）式の関係が成り立つ。
【０００９】
Ｅｋ＝Ｅｓ＋Ｅｔ＋Ｅ１　　　　…（１）
上記熱損失エネルギーＥ１にて、上述したトナー帯電特性の劣化やトナーの破壊劣化、軟化したトナーのブレードや現像ローラへの融着が生じる。
【００１０】
また、近年、省エネルギー技術として、トナーの軟化点を低減させてトナーを定着させるためのエネルギーを削減したり、トナーの顔料部数を増加させて着色力を高めたりといった、トナーの改良が行われている。しかしながら、上記のトナーの層厚を規制すると同時にトナーを帯電させる方式は、上述したとおり、熱的な負荷が大きい方式であるため、上記の改良されたトナーに利用することはできず、トナーに対して熱的な負荷の小さい帯電方式の開発が求められている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、トナーの破壊を防止し、かつ、ブレードヘのトナーの融着を防止して帯電特性を良好に維持できる、軟化点を低減したトナーや、顔料部数を増加させたトナーにも適合可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本願発明者らは、上記目的を達成するために、現状の課題のより詳細な分析を試みた。
【００１３】
上記熱損失エネルギーＥ１とブレードの現像ローラに対する加圧力Ｆとの間には、比例定数をＣ１とすると、これらの間には、以下に示す（２）式の関係が成り立つ。
【００１４】
Ｅ１＝Ｃ１×Ｆ　　　　…（２）
したがって、このことから、上記熱損失エネルギーＥ１を小さくしてトナーに対する熱的な負荷を小さくするためには、加圧力Ｆを小さくしなければならないことがわかる。
【００１５】
また、上記現像ローラの駆動エネルギーＥｋと加圧力Ｆとの間には、比例定数をＣ２とすると、これらの間には、以下に示す（３）式の関係が成り立つ。
【００１６】
Ｅｋ＝Ｃ２×Ｆ　　　　…（３）
さらに、上述のとおり、駆動エネルギーＥｋと、層厚規制エネルギーＥｓ、トナー帯電エネルギーＥｔ、及び熱損失エネルギーＥ１とのの間には、上記した（１）式の関係が成り立つため、（２）式と（３）式とを、（１）式に代入して、整理することにより、以下に示す（４）式が得られる。
【００１７】
（Ｃ２−Ｃ１）×Ｆ＝Ｅｓ＋Ｅｔ　　　　…（４）
このことから、加圧力Ｆは、トナーの帯電法を、トナー帯電エネルギーＥｔが加圧力Ｆを利用しない帯電法に転換することで、小さくできることがわかる。つまり、従来のブレードが有していたトナー層厚規制機能とトナー帯電機能とを分離し、加圧力Ｆを主に層厚規制エネルギーＥｓとして使用し、トナー帯電エネルギーＥｔは加圧力を利用せず、別のエネルギーにて帯電させるようにすればよい。
【００１８】
以上のことを踏まえて本発明の現像装置及びそれを備えた画像形成装置について説明する。
【００１９】
本発明の第１の現像装置は、上記の課題を解決するために、帯電された現像剤によって潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、現像剤を帯電させる現像剤帯電手段を備え、該現像剤帯電手段は、光の照射を受けることにより電子を放出する電子放出部と、該電子放出部に光を照射する光照射部とを有し、上記電子放出部より放出された電子を現像剤に向けて振り注ぐことにより現像剤を帯電し、かつ、上記電子放出部が、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料よりなることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、現像剤帯電手段によって現像剤の帯電を行うことができる。ここで、現像剤帯電手段は、光照射部からの光照射にて電子放出部より放出された電子を該現像剤に向けて降り注ぐことにより現像剤を帯電するようになっている。すなわち、現像剤帯電手段は、現像剤に対し加圧力を利用することなく無負荷で帯電を行うことができる。
【００２１】
したがって、例えば、上記した現像剤を潜像担持体へと搬送する現像ローラ表面の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材としてのブレードは、従来のように、層厚規制機能と現像剤を帯電させるための帯電機能との両方の機能を有する必要はなく、層厚規制機能のみとすることができる。
【００２２】
このため、本発明の上記現像装置では、上記ブレードの上記現像剤担持体に対する圧接力を従来のブレードに比べて大幅に低減することができ、上記現像剤に作用する負荷（機械的負荷及び熱的負荷）を軽減して、現像剤の破壊を防止する共に、ブレードへの現像剤の融着を防止して現像剤の帯電特性を良好に維持することが可能となる。
【００２３】
ところで、電子放出部は、現像剤に対して電子を降り注ぐ構成であるので、理論的には、現像剤等が付着し難い構成ではあるが、実験的には微量の現像剤や粉塵等が付着することが確認されている。また、装置が設置される環境下の温度変化にて結露が生じると、結露による汚染の問題もある。たとえ汚れが微量であっても、このような電子放出部に付着した汚れは、現像剤の帯電に悪影響を及ぼす懸念がある。
【００２４】
そこで、上記構成では、さらに、電子放出部を光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料より形成している。
【００２５】
これにより、電子放出による現像剤の帯電機能と共に、光触媒材料の有する光触媒効果にて、電子放出部に付着する現像剤や、電子放出部周囲に浮遊する粉塵を分解し、電子放出部を常に汚れのない状態に保持することが可能となる。
【００２６】
上記の光触媒材料としては、例えば金属酸化物半導体を挙げることができ、代表的なものとして、二酸化チタン（ＴｉＯ２）を挙げることができる。また、光触媒材料としては、水を全く弾かない超親水性表面を得ることのできるものもあり、このような超親水性表面を得る光触媒材料を用いることで、結露の発生を阻止して、結露による汚れを確実に防ぐことが可能となる。
【００２７】
また、本発明の第２の現像装置は、上記の課題を解決するために、帯電された現像剤によって潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、現像剤を帯電させる現像剤帯電手段を備え、該現像剤帯電手段は、光の照射を受けることにより電子を放出する電子放出部と、該電子放出部に光を照射する光照射部とを有し、上記電子放出部より放出された電子を現像剤に向けて振り注ぐことにより現像剤を帯電し、かつ、上記電子放出部が、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料と光電効果にて電子を放出する光電子放出材料との混合材よりなることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によれば、第１の現像装置と同様に、現像剤帯電手段として、光照射部からの光照射にて電子放出部より放出された電子を該現像剤に向けて降り注ぐことにより現像剤を帯電する構成を採用することで、上記現像剤に作用する負荷（機械的負荷及び熱的負荷）を軽減して、現像剤の破壊を防止する共に、ブレードへの現像剤の融着を防止して現像剤の帯電特性を良好に維持することが可能となる。
【００２９】
そして、第２の現像装置では、電子放出部を、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料と光電効果にて電子を放出する光電子放出材料との混合材よりなる構成としている。したがって、第１の現像装置と同様に、光触媒材料による現像剤の帯電と光触媒効果による電子放出部の防汚とに加え、光電子放出材料より放出される電子が現像剤の帯電に効果的に寄与することで、光触媒材料からの電子放出のみで現像剤を帯電させる場合に比して、より安定した帯電量を確保することができる。
【００３０】
電子放出部を光触媒材料と光電子放出材料との混合材より構成するにあたり、電子放出部における電子が放出される面に、両方の材料が混在するように設けることが好ましい。また、上記光電子放出材料としては、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よく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属や、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）等の合金、或いは、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコン（Ｓｉ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の半導体、導電ポリマーなどを用いることができる。
【００３１】
上記した本発明の第１及び第２の現像装置では、上記電子放出部に対して電界を印加して電子放出部のクリーニングを行う電界クリーニング手段が設けられていることがより好ましい。
【００３２】
光触媒材料の光触媒効果による汚れの分解能力は、汚れを形成する有機物を分解して、最終的には二酸化炭素や水に換えて空気中に放出するものである。したがって、付着した汚れを即時に除去するものではなく、即時クリーニングには対応できない。
【００３３】
そこで、上記の構成のように、電子放出部に対して電界を印加して電子放出部のクリーニングを行う電界クリーニング手段が別途設けておくことで、付着した汚れを即時に除去したい場合は、この電界クリーニング手段を用いることで、即時クリーニングに対応できるようになる。
【００３４】
また、光触媒材料の電子放出に適した波長の光、及び光電子放出材料の電子放出に適した波長の光が、共に同じであれば問題ないが、通常、両者は異なる場合が多い。
【００３５】
そこで、上記した本発明の第２の現像装置では、上記光照射部を、光触媒材料に適した波長の光と光電子放出材料に適した波長の光の両方を同一光源より照射するように設けることが好ましい。
【００３６】
これにより、上記光源をオンすることで、光触媒材料からの電子の放出と、光電子放出材料からの電子の放出とが同時に起こるので、現像剤を効率よく帯電させることができる。
【００３７】
また、上記した第２の現像装置では、上記光照射部を、光触媒材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源と、光電子放出材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源とを別々に備えている構成とすることも好ましい。
【００３８】
これにより、上記両光源をオンすることで、光触媒材料からの電子の放出と、光電子放出材料からの電子の放出とが同時に起こるので、現像剤を効率よく帯電させることができる。加えて、光源数が増えることで、光エネルギーが増し、放出される電子の量も増加するので、プロセス速度の速い高速マシンに搭載される場合などに望ましい構成であると言える。
【００３９】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記した第１及び第２の現像装置を備えたことを特徴としている。
【００４０】
上述したように、本発明の上記現像装置では、現像剤に作用する負荷（機械的負荷及び熱的負荷）を軽減して、現像剤の破壊を防止する共に、ブレードへの現像剤の融着を防止して現像剤の帯電特性を良好に維持することが可能となり、加えて、電子放出部の汚れを防止することができる。
【００４１】
したがって、このような現像装置を備えた画像形成装置は、現像剤の帯電特性が安定する結果、画質の高い画像を提供することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態を、以下に説明する。
【００４３】
まず、本実施の形態に係る現像装置１０の概略構成を、図１を参照して説明する。現像装置１０は、図１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非磁性の１成分系現像剤であるトナーを用いて現像する。現像装置１０は、トナーを収容する容器状の現像槽１１、供給ローラ１２、現像ローラ（現像剤担持体）１１３、及びトナー規制ブレード（層厚規制ブレード）１４を備えた構成となっている。
【００４４】
供給ローラ１２は、現像装置１０内に配置されており、現像ローラ１３と互いの外周面同士が対面するように回転可能に連設され、現像槽１１内のトナーを現像ローラ１３の外周面に供給する。
【００４５】
現像ローラ１３は、現像装置１０内に感光体ドラム（潜像保持体）２と対向する箇所にて回転可能に配置されており、供給ローラ１２により供給されたトナーを感光体ドラム２に向けて担持搬送する。
【００４６】
トナー規制ブレード１４は、現像ローラ１３の回転方向に対し、供給ローラ１２の下流側、かつ感光体ドラム２の上流側にて現像ローラ１３と接触して配置され、現像ローラ１３表面に形成されるトナー層の層厚を規制する。
【００４７】
さらに、現像装置１０は、感光体ドラム２に供給されるトナーを所定の電荷量に帯電させるためのトナー帯電手段（現像剤帯電手段）として、トナー規制ブレード１４の一部に具備された電子放出部１５と、該電子放出部１５に対して紫外線を照射する光照射部としての紫外線照射器１６とを備えている。このトナー帯電手段の詳細については後述する。
【００４８】
ここで、上記現像装置１０を備えた電子写真方式の画像形成装置におけるプロセス部を簡単に説明する。上記プロセス部は、図１に示すように、主に感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光装置（図示せず）、現像装置１０、転写用放電ローラ４、クリーニング装置（図示せず）、除電器（図示せず）、定着ローラ５からなる。また、図１中において、Ｐは記録用紙、Ｌは上記露光装置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。
【００４９】
感光体ドラム２は、所定方向（図１に示す矢印Ａ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、露光装置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る。
【００５０】
感光体ドラム２上に形成された上記静電潜像は、感光体ドラム２の回転によって、現像装置１０と対向する位置まで移動し、該現像装置１０によってトナーを供給されて可視化される（感光体ドラム２上にトナー像が形成される）。このとき、現像装置１０の現像ローラ１３は、感光体ドラム２に供給するトナーを担持搬送するために所定方向（図１に示す矢印Ｂ方向）に回転している。
【００５１】
なお、本実施の形態１では、感光体ドラム２は、有機光半導体で構成されており、−７００Ｖ（帯電ローラ３による帯電量）に帯電して、周速度が５０ｍｍ／ｓでＡ方向に回転している。現像ローラ１３は、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成されており、−４００Ｖの現像バイアスが、バイアス印加部２０により印加されており、感光体ドラム２と等しい周速度でＢ方向に回転している。供給ローラ１２は、円筒状の発泡性ゴム弾性材料で構成されており、感光体ドラム２と等しい周速度でＢ方向に回転している。
【００５２】
転写用放電ローラ４は、感光体ドラム２上に現像によって形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。感光体ドラム２の回転方向における転写用放電ローラ４の下流側には、さらにクリーニング装置及び除電器が配置され、該クリーニング装置は転写後の感光体ドラム２表面の残留トナーを除去し、該叙電器は感光体ドラム２表面を除電する。
【００５３】
トナー像が転写された後の用紙Ｐは定着ローラ５に搬送され、該用紙Ｐが上下一対の定着ローラ５の間を通過する際に加熱及び加圧を受け、トナー像が用紙Ｐ上に定着される。
【００５４】
次に、現像装置１０における現像の詳細過程を説明する。現像装置１０では、上述したように、供給ローラ１２より現像ローラ１３表面にトナーを順次供給して、現像ローラ１３がトナーを保持した状態で回転運動する。これにより、現像ローラ１３によって搬送されるトナーが現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４の接触領域Ｗｓとの間に案内され、現像ローラ１３上のトナーの層厚が規制される。なお、接触領域Ｗｓは、トナー規制ブレード１４の先端側に設けられている。
【００５５】
トナー規制ブレード１４によって現像ローラ１３上に層厚規制されたトナーは、トナー帯電手段を構成する電子放出部１５及び光照射器１６によって、電荷を与えられ、現像に必要な帯電量まで帯電される。すなわち、トナー規制ブレード１４に形成された電子放出部１５に対して光照射器１６から光、ここでは紫外線を照射することによって、電子放出部１５から電子が誘起される。この電子は現像ローラ１３上のトナーに向けて放出され、トナーが所望の帯電量に帯電される。
【００５６】
また、図示はしていないが、電子放出部１５と光照射器１６との間は、トナーが入り込んで光照射の障害とならないようにシールされることが好ましい。
【００５７】
上記構成のトナー帯電手段において、電子放出部１５は、トナー規制ブレード１４上の接触領域Ｗｓとは別の位置に形成されており、電子放出部１５は現像ローラ１３上のトナーとは非接触となっているため、トナーに対して無負荷の状態で帯電を行うことができる。このため、現像装置１０では、トナー規制ブレード１４は、現像ローラ１３に対して少なくともトナーの層厚規制に必要な程度の力にて圧接されていればよく、トナー規制ブレード１４によるトナーへの加圧力及び熱的負荷を大幅に低減することができる。
【００５８】
また、電子放出部１５の形成領域は、現像ローラ１３とは完全に非接触であるため、その表面粗さがトナーの層形成に及ぼすことはなく、該電子放出部１５の表面粗さが設計上の制約を受けることはない。
【００５９】
上記トナー帯電手段によって所定の帯電量まで帯電されたトナーは、さらに現像ローラ１３の回転によって感光体ドラム２との対向部まで送られ、感光体ドラム２の表面上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。
【００６０】
続いて、上記トナー規制ブレード１４の具体的構成を、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。トナー規制ブレード１４は、例えば、基材としてＳＵＳの金属（すなわち、導電性基材）を使用しており、電子放出部１５が形成される領域では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、エッチング加工等により複数の開口部１５１が設けられている。図２（ａ）の記載では、上記開口部１５１は、円形状の小径穴が多数形成された構成となっているが、本発明においては開口部１５１の形状は特に限定されるものではなく、四角や三角の形状であってもよく、また、スリット形状の開口部であってもよい。
【００６１】
そして、電子放出部１５が形成される領域には、光電面１５２として、光触媒材料よりなる薄膜が、例えば蒸着によって積層されている。上記光電面１５２は、トナー規制ブレード１４において、図２（ｂ）に示すように両面に形成されている。
【００６２】
光電面１５２を形成する光触媒材料は、光が照射されると酸化還元反応を呈し、光が照射されると、その表面より電子を放出する一方、電子が抜け出た穴である正孔にてラジカルを出現させる。光触媒材料としては、例えば金属酸化物半導体を挙げることができ、代表的なものとして、二酸化チタン（ＴｉＯ２）を挙げることができる。また、光触媒材料としては、水を全く弾かない超親水性表面を得ることのできるものもある。
【００６３】
上記光照射器１６より電子放出部１５に照射される光は、光触媒材料が励起して電子を放出する程のエネルギーを得るため、通常は紫外線となる。光電面１５２が、光触媒材料としての二酸化チタンからなる場合は、波長４００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、波長３７０〜３８０ｎｍの光である。
【００６４】
但し、紫外線に限定されるものではなく、光電面１５２を形成する光触媒材料に対して電子を放出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。つまり、光照射器１６から照射される光の波長は、光電面１５２を構成する材料における仕事関数に応じて、適宜変更することが好ましい。
【００６５】
また、光照射器１６においては、波長変換素子を介して光を照射させる構成とし、波長変換素子にて所望の波長の光を得るようにしてもよい。紫外線照射が可能な光源は高価となるが、可視光を波長変換素子にて紫外線に変換することで、安価にて紫外線を生成することができる。
【００６６】
上記構成のトナー規制ブレード１４において、電子放出部１５の光電面１５２に紫外線が照射されると、該光電面１５２を構成する光触媒材料より電子が放出される。この電子は、主に、紫外線の照射面側、すなわち、紫外線照射器１６との対向面側において発生するものであるが、発生した電子の一部は、電子放出部１５の開口部１５１を通って現像ローラ１３との対向面側からトナーに向けて放射され、トナーの帯電に寄与する。
【００６７】
そして、同時に、該光電面１５２は、光触媒材料よりなるので、電子放出にて生成した正孔にてＯＨラジカルを出現させ、ＯＨラジカルの強力な酸化力にて、光電面１５２に付着するトナーや、その周囲にある粉塵を分解して光電面のクリーニングを行う。光触媒材料の光触媒効果にて、汚れを形成する有機物は、最終的には二酸化炭素や水に分解され、空気中に放出される。
【００６８】
電子放出部１５は、電子を放出して現像剤に降り注ぐものであるため、基本的には光電面１５２は、汚れが付着し難い構成である。しかしながら、浮遊するトナーや粉塵が付着する恐れが皆無ではなく、また、装置が設置される環境下の温度変化にて結露が生じると、汚れが固着され易い。このような光電面１５２の汚れは、電子の安定した放出を妨げ、ひいては、安定したトナー帯電の妨げとなる。
【００６９】
そのため、光電面１５２をクリーニングする必要があるが、光電面１５２は、１００ｎｍ以下の非常に薄い薄膜であるため、光電面１５２の表面を、例えば、ブラシもしくはブレードを用いた機械的な方法によってクリーニングすると、光電面として成膜されている光触媒材料が剥離もしくは磨耗してしまう恐れがある。光触媒材料が剥離もしくは磨耗してしまうと、電子を放出することができなくなり、トナーを安定し帯電させることが不可能となる。
【００７０】
上述のように、電子放出部１５の光電面１５２を光触媒材料より構成することで、電子放出による現像剤の帯電と共に、光電面１５２の自己クリーニングが可能なる。また、この場合、超親水性表面を得る光触媒材料を用いることで、結露の発生を阻止でき、結露による汚れを確実に防ぐことができる。
【００７１】
なお、上記した電子放出部１５において、該電子放出部１５が電気的にフロートの状態であれば、電子放出部１５の光電面１５２が電子を放出しつづけることができないことは容易に理解できる。このため、電子放出部１５は、光電面１５２から放出した分の電子を外部から供給可能な構成とする必要がある。ここで、上記電子放出部１５は、ＳＵＳからなるトナー規制ブレード１４の基材上に光電面１５２として光触媒を蒸着した構成であるため、トナー規制ブレード１４の基材を接地することにより上記構成は容易に実現できる。
【００７２】
このように、本実施の形態１に係る現像装置１０は、電子放出部１５を備えたトナー帯電手段にてトナーを帯電させる構成であるので、トナー規制ブレード１４の圧接力を従来の摩擦帯電方式を用いた現像装置に比べ大幅に低減することができる。
【００７３】
これにより、トナー規制ブレード１４によるトナーへの加圧力及び熱的負荷が大幅に低減され、トナー破壊やトナー規制ブレード１４へのトナー融着といった不具合を回避できる。
【００７４】
また、電子放出部１５における光照射にて電子を放出する光電面１５２を、光触媒材料にて形成しているので、電子の放出によるトナーの帯電だけでなく、光電面１５２の自己クリーニングも併せて実施することができる。
【００７５】
なお、ここでは、トナー規制ブレード１４として、基材にＳＵＳの金属（すなわち、導電性基材）を使用し、電子放出部１５が形成される領域では、エッチング加工等により複数の開口部１５１が設けられている構成を例示したが、この構成に限定されるものではない。
【００７６】
例えば、光触媒材料が電子を放出する波長の光を透過する石英ガラスや透明アクリル樹脂よりなる平板を基材として使用し、電子放出部１５が形成される領域に、光電面として上記した光触媒材料よりなる薄膜を形成した構成としてもよい。石英ガラスや透明アクリル樹脂よりなる平板の場合、電子を通す開口部を形成する必要がないため、コスト削減が図れる。
【００７７】
この場合も、電子放出部１５において、該電子放出部１５が電気的にフロートの状態であれば、電子放出部１５の光電面が電子を放出しつづけることができない。したがって、石英ガラスや透明アクリル樹脂上に、透明ＩＴＯ（Ｉｒｉｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を成膜して基材とすることで、トナー規制ブレード１４の基材を接地することにより、電子放出部１５を、光電面から放出した分の電子を外部から供給可能な構成とできる。
【００７８】
但し、石英ガラスは光触媒材料の光触媒効果にて侵されることはないが、透明アクリル樹脂は有機物であるので、光触媒効果にて侵される。そこで、基材として透明アクリル樹脂を用いる場合は、透明アクリル樹脂との間に、有機物分解作用を呈しないような保護膜を介して光触媒材料を成膜することが必要である。
【００７９】
〔実施の形態２〕
本発明の実施のその他の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いたと同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８０】
上記実施の形態１に係る現像装置１０では、トナー帯電手段における電子放出部１５の光電面１５２は、光触媒材料よりなる構成であった。電子放出部１５の光電面１５２を光触媒材料にて形成することで、電子の放出によるトナーの帯電だけでなく、光電面１５２の自己クリーニングも併せて実施することが可能である。
【００８１】
ところが、光触媒材料は、光照射にて電子を放出するが、その電子の放出量としては、例えばＡｌ等の光電効果にて電子を放出する光電子放出材料と比較するとやや劣ると言わざるを得ない。このため、上記現像装置１０のトナー帯電手段では、そのトナー帯電効率はあまり高くなく、プロセス速度の速い高速マシンには向かない。
【００８２】
本実施の形態２では、現像装置においてトナー帯電効率を向上させることのできる好適例を説明する
本実施の形態２に係る現像装置は、現像装置１０の構成において、トナー規制ブレード１４における電子放出部１５における光電面１５２が、図３に示すような光電面１５２’となっている。該図に示すように、光電面１５２’は、上記した光触媒材料と光が照射されることで光電効果にて電子を放出する光電子放出材料とが、基材上に混在して成膜されている構成である。
【００８３】
図３では、光触媒材料として二酸化チタンの分子と、光電子放出材料としてのＡｌの分子とを、ＳＵＳよりなる基材上に混在させている例を模式的に示している。光触媒材料の分子と光電子放出材料の分子とを混在させて基材上に成膜するにあたり、該図に示すように、双方が光電面１５２’の表面に存在するように形成することが好ましい。
【００８４】
上記光電子放出材料としては、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どのようなものでも採用できる。例えば、上記したアルミニウム（Ａｌ）以外に、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属を用いることが可能であり、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）等の合金などを用いることができる。
【００８５】
また、金属に代えて、光電効果の生じるような半導体からなる半導体層を設けるようにしてもよい。このような半導体層としては、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコン（Ｓｉ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いることが可能である。また、導電ポリマーを用いることもできる。
【００８６】
電子放出部１５の光電面１５２’を、このような構成とすることで、光触媒材料から放出される電子に加えて、光電子放出材料からも光電効果にて電子が放出されるので、トナーへと降り注がれる電子の量が効果的に増加し、帯電効率が向上し、トナーの帯電量を効果的に確保することができる。
【００８７】
また、これに伴い、実施の形態１の現像装置１０では、光照射器１６より電子放出部１５に照射される光は、光触媒材料が電子を放出する程のエネルギーを得るための光であったが、本実施の形態の現像装置では、光電面１５２’を構成するもう一つの材質である光電子放出材料が光電効果にて電子を放出し得る波長の光も必要となる。
【００８８】
そこで、本実施の形態の現像装置では、光照射器は、光触媒材料の電子放出に適した波長の光と、光電子放出材料の電子放出に適した波長の光の両方を照射できるように構成されている。
【００８９】
この場合、光照射器を、光触媒材料に適した波長の光と光電子放出材料に適した波長の光の両方を同一光源より照射するように設けても、また、光触媒材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源と、光電子放出材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源とを別々に備え、各々の光源より照射するように設けてもよい。
【００９０】
２種類の波長の光を、１つの光源より照射する構成は、光照射器を実施の形態１の現像装置１０における光照射器１６と同様のサイズとできる。これに対し、光源を２本とした構成は、光照射器１６よりサイズは大きくなるが、光源数が増えることで、光エネルギーが増して放出される電子の量も増加するので、プロセス速度の速い高速マシンに搭載される場合などにより好ましい構成であると言える。
【００９１】
具体的な数値を挙げれば、光触媒材料としての二酸化チタンからなる場合は、上述したように、波長４００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、波長３７０〜３８０ｎｍの光である。そして、光電子放出材料として、Ａｌ等を用いた場合は、波長３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、波長２６０ｎｍ以下の光である。
【００９２】
なお、本実施の形態の現像装置では、電子放出部１５における光電面１５２’材質が異なり、該材質に合わせて光照射器より出力される光の波長が異なる以外は、現像装置１０と同じ構成を有している。
【００９３】
したがって、実施の形態１で述べたように、電子放出部１５が形成されるトナー規制ブレード１４の基材として、光触媒材料や光電子放出材料が電子を放出する波長の光を透過する石英ガラスや透明アクリル樹脂よりなる平板に、透明ＩＴＯ膜を成膜したものを使用することもできる。
【００９４】
〔実施の形態３〕
本発明の実施のさらに他の形態について以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１、２で用いたと同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００９５】
上記実施の形態１に係る現像装置１０では、光電面１５２から飛び出た電子は、電子放出部１５の開口部１５１を通って現像ローラ１３との対向面側からトナーに向けて放射される。しかしながら、上記構成において、トナー規制ブレード１４の光照射面側で発生する電子は、開口部１５１を通過するとは限らず、該開口部１５１を通過しない電子はトナーの帯電には寄与しない。このため、実施の形態１に係る現像装置１０のトナー帯電手段では、さらにトナー帯電効率を高くする余地を有していると言える。
【００９６】
本実施の形態３では、現像装置においてトナー帯電効率を向上させることのできるより好適例を説明する。
【００９７】
本実施の形態２に係る現像装置２１は、図４に示すように、現像装置１０の構成においてトナー規制ブレード１４をトナー規制ブレード１４’に代えると共に、該トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加する構成となっている。このため、トナー規制ブレード１４’はバイアス印加部１９と接続されている。
【００９８】
トナー規制ブレード１４’の基材は、ＳＵＳからなるため、該基材にバイアス印加部１９を接続することで、トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加することができる。また、現像ローラ１３側については、感光体ドラム２と現像ローラ１３との間で現像バイアスを印加するためのバイアス印加部２０をそのまま兼用することができる。現像装置２１においてその他の構成は現像装置１０と同じである。
【００９９】
トナー規制ブレード１４’の具体的構成を、図５（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。トナー規制ブレード１４’は、トナー規制ブレード１４とほぼ同様の構成であるが、図５（ｂ）に示すように、現像ローラ１３との接触領域Ｗｓにおいて絶縁層１７及び導電層１８が設けられている点が異なっている。なお、トナー規制ブレード１４’上に形成される電子放出部１５の構成は、トナー規制ブレード１４と同様の構成である。
【０１００】
現像装置２１では、トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加するため、現像装置１０のようにトナー規制ブレード１４の導電性基材と現像ローラ１３とが直接接触する構成であれば、トナー規制ブレード１４と現像ローラ１３との間が導通してしまい上述のような電気的バイアスを印加することができない。
【０１０１】
すなわち、絶縁層１７は、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４’の基材との間を絶縁するために設けられるものであり、例えば、上記基材の上に厚さ８０μｍのフッ素樹脂層として形成される。
【０１０２】
また、導電層１８は、上記絶縁層１７と現像ローラ１３の表面上のトナーとが直接接触して不要な帯電をトナーが被ることを避けるためのものである。また、該導電層１８は、均一なトナー層が形成されるように、現像ローラ１３との接触面において適切な硬度や表面粗さを提供するものでもある。導電層１８としては、例えば、厚さ２０μｍのＳＵＳの層が積層される。
【０１０３】
上記構成の現像装置２１では、トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加することにより、以下の２つの作用によって帯電効果を向上させることができる。
【０１０４】
まず、第１の作用として、上記電気的バイアスを印加することで、トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に電界が発生する。このとき、トナー規制ブレード１４’の電子放出部１５における開口部１５１付近では図６に示すような電気力線（図中、破線にて示す）が発生する。
【０１０５】
このため、電子放出部１５の光電面１５２において、開口部１５１付近で発生した電子は、上記電気力線に沿って移動し、開口部１５１を通過して現像ローラ１３側に引き寄せられる。すなわち、発生した電子をトナーの帯電に効率的に使用できる。
【０１０６】
次に、第２の作用として、現像ローラ１３側に引き寄せられた電子は、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。
【０１０７】
ここで、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４’間の電気的バイアスは、電界強度が０．５〜２．５×１０７（Ｖ／ｍ）となる範囲で印加されている。
【０１０８】
また、実施の形態１において、電子放出部１５をもつトナー規制ブレード１４の基材として、光触媒材料が電子を放出する波長の光を透過する石英ガラスや透明アクリル樹脂よりなる平板を使用する構成例を挙げたが、本実施の形態のトナー規制ブレード１４’においても、該構成を採用するができる。
【０１０９】
つまり、その場合は、石英ガラスや透明アクリル樹脂よりなる平板上に透明ＩＴＯを成膜して基材として、該透明ＩＴＯ膜とバイアス印加部１９とを接続すればよい。
【０１１０】
但し、基材として石英ガラスや透明アクリル樹脂よりなる平板を使用した場合、基材自体を光は透過できるので、開口部１５１を設けた構成のように電子が開口部１５１を通過しないといった問題はない。しかしながら、この場合も、現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４’との間にバイアス電圧を印加することで、上記した第２の作用である、電子のなだれ現象にて、トナーの帯電効率を大幅に向上できる。
【０１１１】
〔実施の形態４〕
本発明の実施のさらに他の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１〜３で用いたと同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
上記実施の形態１に係る現像装置１０と同様に、実施の形態２に係る現像装置でも、光電面１５２’から飛び出た電子は、電子放出部１５の開口部１５１を通過するとは限らず、該開口部１５１を通過しない電子はトナーの帯電には寄与しない。
【０１１３】
このため、本実施の形態４の現像装置は、実施の形態２に係る現像装置のトナー帯電手段においても、上記した実施の形態３の現像装置２１におけるトナー規制ブレード１４’の構成として、バイアス印加部１９より、トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に電気的バイアスを印加するようになっている。
【０１１４】
これにより、上記した２つの作用、つまり、トナー規制ブレード１４’と現像ローラ１３との間に発生した電界によって、光電面１５２’より飛び出した電子が移動し、開口部１５１を通過して現像ローラ１３側に引き寄せられる作用と、現像ローラ１３側に引き寄せられた電子が上記電界によって加速され、いわゆる電子なだれの現象を発生させる作用にて、トナーの帯電効率が大幅に向上する。
【０１１５】
〔実施の形態５〕
本発明の実施のさらに他の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１〜４で用いたと同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
上記実施の形態１〜４に係る各現像装置では、光電面１５２・１５２’を、光触媒材料を成膜することで、光触媒材料の光触媒効果にて自己クリーニングするようになっている。しかしながら、光触媒材料の光触媒効果による汚れの分解能力は、汚れを形成する有機物を分解して、最終的には二酸化炭素や水に換えて空気中に放出するものである。したがって、付着した汚れを即時に除去するものではなく、即時クリーニングには対応できない。
【０１１７】
本実施の形態５では、電子放出部１５の汚れを即時に除去できる好適例を説明する。
【０１１８】
本実施の形態５に係る現像装置２３は、図７に示すように、現像装置２１の構成において、バイアス印加部１９を、バイアス印加部２２に代えた構成である。バイアス印加部２２は、バイアス印加部１９と同じ現像ローラ１３とトナー規制ブレード１４との間にバイアス電圧を印加する機能に加えて、電子放出部１５に対して電界を印加して電子放出部１５のクリーニングを行う電界クリーニング手段として機能を有している。現像装置２３においてその他の構成は現像装置２１と同じである。
【０１１９】
バイアス印加部２２における電界クリーニングにいついて説明する。バイアス印加部２２は、電子放出部１５の光電面１５２に対して電圧を印加し、該印加電圧にて生じる電界の力でトナーや粉塵を強制的に除去するものである。このような電界の印加は、トナー規制ブレード１４の基材がＳＵＳであれば、基材に直接印加される。また、トナー規制ブレード１４の基材が石英ガラスや透明アクリル樹脂の平板であれば、その表面に形成された透明ＩＴＯ膜に印加される。
【０１２０】
また、電界クリーニングのための印加する電圧の極性は、使用されるトナーの平均帯電量特性の同一極性を印加する必要がある。つまり、ここではトナーはマイナスに帯電されるので、マイナス極性の電圧を印加する。
【０１２１】
また、電界クリーニングのために印加される電圧には、上限が定められる。つまり、あまりにも高い電圧を光電面１５２に印加すると、光電面１５２と現像ローラ１３との間で気中放電（火花放電）が発生し、光電面１５２を構成している光触媒材料の膜を剥離あるいは破壊してしまうからである。光電面１５２において気中放電が発生するとピンホール等が発生し、トナーを安定して帯電させることができなくなる。
【０１２２】
したがって、電界クリーニングのために光電面１５２に印加される電圧の限度値は、以下に示すパッシェンの法則を用いて決定されている。パッシェンの法則では、平板電極間において８〜１００μｍの空隙距離Ｇと、気中放電開始電圧Ｋとの間には、以下に示す（５）式の関係が成り立つ。
【０１２３】
Ｋ＝３１２＋６．２×Ｇ　　　　…（５）
そこで、空隙距離Ｇを最大の１００μｍとしたときの上記（５）式により求められる気中放電開始電圧値９３２Ｖを、電界クリーニングのために光電面１５２に印加される電圧の限度値とする。つまり、現像ローラ１３の電位を０Ｖとすれば、光電面１５２に印加する電圧の限度値は、−９３２Ｖとなる。
【０１２４】
また、上記のように気中放電が生じると、オゾンが発生する。その結果、オゾンが光電面１５２を汚染することとなる。しかし、電界クリーニングのための印加電圧を上記の電圧の限度値内に設定する限りは、この汚染も生じることもない。
【０１２５】
また、印加する電圧として、ＤＣ電圧のみを印加しても良いが、電面１５２の汚れである粉塵や付着したトナーに、ＤＣ（直流）バイアスを印加して、その電界のみで飛翔させるには、電界にてトナーが受電される時間が必要であり、その時間がマシンの印字工程の１サイクル時間より長いと、効果的に汚れを即時クリーニングできない。
【０１２６】
そこで、本実施の形態では、上記バイアス印加部２２は、ＤＣバイアスにＡＣ（交流）電圧が重畳された電圧を、光電面１５２に印加するようになっている。ＤＣバイアスにＡＣ電圧を重畳させて、光電面１５２に有る汚れをＡＣの周波数で振動させることで、より迅速に、かつより確実に、汚れを光電面１５２より除去することが可能となる。このようなＡＣを重畳させた、振動を伴うクリーニングは、例えばマルチ印字における次印字動作までの短い時間での即時クリーニングを可能とする。
【０１２７】
図８に、本実施の形態に係る現像装置の、電界クリーニングのために光電面１５２に印加されるクリーニング用の電圧を示す。
【０１２８】
ここで、ＤＣバイアスは−９００Ｖに設定されている。重畳するＡＣの周波数は、５００Ｈｚ〜１０ＫＨｚの範囲で適宜設定すればよく、重畳する交流電圧の波形は、サイン波、矩形波、または、パルス波の何れでも構わない。
【０１２９】
ＡＣ電圧を重畳するＤＣバイアスの極性は、使用されるトナーの平均帯電量特性の同一極性であり、重畳するＡＣ電圧としては、汚れを振動させるために、少なくとも使用されるトナーの帯電極性の逆極性が発生する電圧が必要である。但し、あくまでバイアスはマイナス極性内である。そして、この場合、図８に示す電位差ＥＶ、つまり、ＡＣが印加されて最もゼロ電位に近い状態での電位差が、５０〜１５０Ｖとなるように設定することが最も効果的である。
【０１３０】
但し、ＤＣバイアスにＡＣを重畳させる場合も、現像ローラ１３と光電面１５２との間の最大電位差が、前記した気中放電開始電圧以下に設定しておく必要があることは言うまでもない。
【０１３１】
このような電界クリーニングのよる即時クリーニングの実施タイミングは、現像装置２３による現像時以外であれば、特に限定されるものではない。例えば、この現像装置２を備える画像形成装置の電源投入時、ジャムリカバリー時、現像動作の待機時、画像形成の指令が入力された後の現像動作の直前、あるいは、連続した現像動作の途中に適宜クリーニングを行えばよい。
【０１３２】
また、上記電界クリーニング時には、電子の放出によるトナーの帯電を避けるため、光照射器１６の動作を停止させておくことが好ましい。
【０１３３】
なお、ここでは、実施の形態３の現像装置２１と電界クリーニング手段とを組み合わせた例を説明したが、実施の形態１、２、４の何れの現像装置にも、組み合わせることができる。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明の第１の現像装置は、以上のように、帯電された現像剤によって潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、現像剤を帯電させる現像剤帯電手段を備え、該現像剤帯電手段は、光の照射を受けることにより電子を放出する電子放出部と、該電子放出部に光を照射する光照射部とを有し、上記電子放出部より放出された電子を現像剤に向けて振り注ぐことにより現像剤を帯電し、かつ、上記電子放出部が、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料よりなることを特徴としている。
【０１３５】
これによれば、現像剤に対し加圧力を利用することなく無負荷で帯電を行うことができるので、例えば、上記した現像剤を潜像担持体へと搬送する現像ローラ表面の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材としてのブレードは、従来のように、層厚規制機能と現像剤を帯電させるための帯電機能との両方の機能を有する必要はなく、層厚規制機能のみとすることができる。
【０１３６】
このため、本発明の上記現像装置では、上記ブレードの上記現像剤担持体に対する圧接力を従来のブレードに比べて大幅に低減することができ、上記現像剤に作用する負荷（機械的負荷及び熱的負荷）を軽減して、現像剤の破壊を防止する共に、ブレードへの現像剤の融着を防止して現像剤の帯電特性を良好に維持することが可能となるという効果を奏する。
【０１３７】
さらに、電子放出部を光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料より形成しているので、電子放出による現像剤の帯電機能と共に、光触媒材料の有する光触媒効果にて、電子放出部に付着する現像剤や、電子放出部周囲に浮遊する粉塵を分解し、電子放出部を常に汚れのない状態に保持することが可能となるという効果を併せて奏する。
【０１３８】
また、本発明の第２の現像装置は、以上のように、帯電された現像剤によって潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、現像剤を帯電させる現像剤帯電手段を備え、該現像剤帯電手段は、光の照射を受けることにより電子を放出する電子放出部と、該電子放出部に光を照射する光照射部とを有し、上記電子放出部より放出された電子を現像剤に向けて振り注ぐことにより現像剤を帯電し、かつ、上記電子放出部が、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料と、光電効果にて電子を放出する光電子放出材料との混合材よりなることを特徴としている。
【０１３９】
これによれば、上記した第１の現像装置と同様に、現像剤帯電手段として、光照射部からの光照射にて電子放出部より放出された電子を該現像剤に向けて降り注ぐことにより現像剤を帯電する構成を採用することで、上記現像剤に作用する負荷（機械的負荷及び熱的負荷）を軽減して、現像剤の破壊を防止する共に、ブレードへの現像剤の融着を防止して現像剤の帯電特性を良好に維持することが可能となる。
【０１４０】
加えて、電子放出部を、光の照射によって電子を放出すると共に放出された電子にてラジカルを出現する光触媒材料と光電効果にて電子を放出する光電子放出材料との混合材よりなる構成としている。したがって、第１の現像装置と同様に、光触媒材料による現像剤の帯電と光触媒効果による電子放出部の防汚とに加え、光電子放出材料より放出される電子が現像剤の帯電に効果的に寄与することで、光触媒材料からの電子放出のみで現像剤を帯電させる場合に比して、より安定した帯電量を確保することができるという効果を奏する。
【０１４１】
また、上記した本発明の第１及び第２の現像装置では、上記電子放出部に対して電界を印加して電子放出部のクリーニングを行う電界クリーニング手段が設けられていることがより好ましい。
【０１４２】
光触媒材料の光触媒効果による汚れの分解能力は、汚れを形成する有機物を分解して、最終的には二酸化炭素や水に換えて空気中に放出するものであるため、即時クリーニングには対応できないが、このように、電子放出部に対して電界を印加して電子放出部のクリーニングを行う電界クリーニング手段が別途設けておくことで、即時クリーニングに対応できるという効果を併せて奏する。
【０１４３】
また、上記した本発明の第２の現像装置では、上記光照射部を、光触媒材料に適した波長の光と光電子放出材料に適した波長の光の両方を同一光源より照射するように設けることが好ましい。
【０１４４】
これにより、上記光源をオンすることで、光触媒材料からの電子の放出と、光電子放出材料からの電子の放出とが同時に起こるので、現像剤を効率よく帯電させることができるという効果を併せて奏する。
【０１４５】
また、上記した第２の現像装置では、上記光照射部を、光触媒材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源と、光電子放出材料の電子放出に適した波長の光を照射する光源とを別々に備えている構成とすることも好ましい。
【０１４６】
これにより、上記両光源をオンすることで、光触媒材料からの電子の放出と、光電子放出材料からの電子の放出とが同時に起こるので、現像剤を効率よく帯電させることができる。また、光源数が増えることで、光エネルギーが増し、放出される電子の量も増加するので、プロセス速度の速い高速マシンに搭載される場合などに望ましい構成を提供できるという効果を併せて奏する。
【０１４７】
本発明の画像形成装置は、以上のように、上記した第１及び第２の現像装置を備えたことを特徴としている。
【０１４８】
上述したように、本発明の上記現像装置では、現像剤に作用する負荷（機械的負荷及び熱的負荷）を軽減して、現像剤の破壊を防止する共に、ブレードへの現像剤の融着を防止して現像剤の帯電特性を良好に維持することが可能となり、加えて、電子放出部の汚れを防止することができる。
【０１４９】
したがって、このような現像装置を備えた画像形成装置は、現像剤の帯電特性が安定する結果、画質の高い画像を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】上記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２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る現像装置に備えられたトナー規制ブレードの光電面の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】上記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）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】上記トナー規制ブレードと現像ローラとの間に電気的バイアスを印加した時に、トナー規制ブレードの開口部付近に生じる電気力線を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】上記現像装置のトナー規制ブレードの電子放出部に電界クリーニング時に印加されるクリーニング電圧を示すグラフである。
【符号の説明】
２　　　感光体ドラム（潜像保持体）
１０　　　現像装置
１３　　　現像ローラ
１４　　　トナー規制ブレード
１４’　　トナー規制ブレード
１５　　　電子放出部
１６　　　光照射器（光照射部）
１９　　　バイアス印加部
２１　　　現像装置
２２　　　バイアス印加部（電界クリーニング手段）
２３　　　現像装置
１５２　　光電面
１５２’　光電面
【図１】
2004012805.tif 000003
【図２】
2004012805.tif 000004
【図３】
2004012805.tif 000005
【図４】
2004012805.tif 000006
【図５】
2004012805.tif 000007
【図６】
2004012805.tif 000008
【図７】
2004012805.tif 000009
【図８】
2004012805.tif 000010