(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板と、該基板の一表面側に形成された強電界ドリフト部と、該強電界ドリフト部上に形成された導電性薄膜よりなる表面電極とを備え、表面電極を導電性基板に対して正極として直流電圧を印加することにより導電性基板から注入された電子が強電界ドリフト部をドリフトし表面電極を通して放出される電界放射型電子放出素子を有する帯電装置において、前記電子放出素子の少なくとも一部に電気的負性気体を含む気体を接触させ、放出された電子と電気的負性気体分子により発生した負イオンとにより被帯電体を帯電させる構成とし、かつ、前記導電性基板の少なくとも一部を下部電極として形成し、該下部電極の上に、低抵抗部と強電界ドリフト部とをストライプ状に、もしくは低抵抗部を網状に形成し、前記低抵抗部と前記下部電極とが熱的及び電気的に接触していることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記低抵抗部をシリサイドとしたことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
導電性基板と、該基板の一表面側に形成された強電界ドリフト部と、該強電界ドリフト部上に形成された導電性薄膜よりなる表面電極とを備え、表面電極を導電性基板に対して正極として直流電圧を印加することにより導電性基板から注入された電子が強電界ドリフト部をドリフトし表面電極を通して放出される電界放射型電子放出素子を有する帯電装置において、前記電子放出素子の少なくとも一部に電気的負性気体を含む気体を接触させ、放出された電子と電気的負性気体分子により発生した負イオンとにより被帯電体を帯電させる構成とし、かつ、前記導電性基板の少なくとも一部を下部電極として形成し、該下部電極の上に、シリサイドと強電界ドリフト部のいずれかを島状に分布するよう形成し、前記シリサイドと前記下部電極とが熱的及び電気的に接触していることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
絶縁性基板に導電層を付与して前記導電性基板とし、前記導電層としてシリサイドを用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項５】
絶縁性基板に導電層を付与して前記導電性基板とし、前記導電層としてシリコン上のシリサイドを用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項６】
シリコン基板を用い、該シリコン基板上にシリサイドを形成して前記導電性基板としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項７】
前記低抵抗部を構成するシリサイドは、ニッケル、パラジウム、白金のいずれか、または、その組み合わせとのシリサイドであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の帯電装置の製造方法において、導電性部に金属を低抵抗部のパターンに合わせて形成し、その後に、シリコンをシリサイド形成温度以上で成膜し、低抵抗部及び強電界ドリフト部となる部分を形成する過程を含むことを特徴とする帯電装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の帯電装置の製造方法において、シリコンを基板の導電性部に成膜し、金属を低抵抗部のパターンに合わせ形成し、その後に、シリコンをシリサイド形成温度以上に加熱することにより、低抵抗部及び強電界ドリフト部となる部分を作製する過程を含むことを特徴とする帯電装置の製造方法。
【請求項１０】
前記金属は、ニッケル、パラジウム、白金のいずれか、またはその組み合わせを用いることを特徴とする請求項８記載の帯電装置の製造方法。
【請求項１１】
感光体上に静電潜像を保持させて画像を形成する画像形成装置において、請求項１乃至７記載の帯電装置を用いて該感光体を帯電させる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、被帯電体を帯電させる帯電装置に係り、特に電子放出による負イオンと電子を利用して被帯電体を帯電させるようにした帯電装置及び帯電装置を用いた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電器においては、基本的に、放電を用いてイオンを発生させているため、オゾン及びＮＯｘを発生する。比較的放電の悪影響の少ないもので接触型の帯電器があるが、感光体磨耗、ＮＯｘ系化合物の表面付着などの問題が生じる。また、放電により発生するＮＯｘに起因する物質が感光体に付着し吸湿することで、感光体表面電位を低下させることにより不良画像が発生するという不具合が問題になっている。
【０００３】
また、最近の環境保護意識の向上に伴い、電子写真方式の画像形成装置に対しても、発生するオゾン量を規制するための規格が設定されており、電子写真プロセスで発生するオゾン量を低減して規制値を超えない複写機やプリンタを開発することが要求されている。
【０００４】
これら問題点を解消するため、非放電型の電荷発生器が検討されている。例えば、特開平８−２０３４１８号公報等に開示されているような静電潜像形成装置に用いられる電荷発生器が知られている。この公報記載の静電潜像形成装置においては、ライン電極表面にＰＮ接合の半導体素子、又はエレクトロルミネッセンス材料よりなる電子放出素子層を設けた電荷発生器、及びこれを一画素単位で独立に駆動させ誘電体上に潜像を形成している。
【０００５】
一方、最近においては、電界放射型の電子源が検討されている。例えば、特許第２９６６８４２号公報には、冷却部材として半導体を用いた電界放射型電子源が開示されている。特許第３０７９０９７号公報には、網目状の強電界ドリフト層を形成し、その中に冷却部を構成した電界放射型電子源が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−２０３４１８号公報記載の電荷発生器は、基本的に電子放出素子層を一体で作製されるため、大型の電子放出素子を作製するために大型の装置が必要となり、製造コストがかかってしまうという課題が残されている。また、電荷発生器を単純に画像形成装置内に配置するだけでは、大きな幅を有する誘電体を帯電させる場合に、帯電ムラを発生し易いという問題がある。
【０００７】
一方、上記特許第２９６６８４２号公報記載の電界放射型電子源の場合、半導体は、熱伝導率が低く、出力を上げると破壊してしまうという問題が残されている。また、上記特許第３０７９０９７号公報記載の電界放射型電子源の場合、冷却部分が分離しているため網目状の各部分毎に熱のムラができてしまい、これが電子放出ムラにつながるという問題が残されている。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、電子放出素子を用いた帯電装置において、高出力に耐え、しかも帯電ムラの少ない電子放出素子を構成し、それにより高効率の帯電装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、オゾン発生量が少なく、ＮＯｘによる感光体の寿命低下を少なくし、かつ安定した高画質の画像形成が可能な電子写真方式の画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、導電性基板と、該基板の一表面側に形成された強電界ドリフト部と、該強電界ドリフト部上に形成された導電性薄膜よりなる表面電極とを備え、表面電極を導電性基板に対して正極として直流電圧を印加することにより導電性基板から注入された電子が強電界ドリフト部をドリフトし表面電極を通して放出される電界放射型電子放出素子を有する帯電装置において、前記電子放出素子の少なくとも一部に電気的負性気体を含む気体を接触させ、放出された電子と電気的負性気体分子により発生した負イオンとにより被帯電体を帯電させる構成とし、かつ、前記導電性基板の少なくとも一部を下部電極として形成し、該下部電極の上に、低抵抗部と強電界ドリフト部とをストライプ状に、もしくは低抵抗部を網状に形成し、前記低抵抗部と前記下部電極とが熱的及び電気的に接触していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した帯電装置は、前記低抵抗部をシリサイドとしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載した帯電装置は、導電性基板と、該基板の一表面側に形成された強電界ドリフト部と、該強電界ドリフト部上に形成された導電性薄膜よりなる表面電極とを備え、表面電極を導電性基板に対して正極として直流電圧を印加することにより導電性基板から注入された電子が強電界ドリフト部をドリフトし表面電極を通して放出される電界放射型電子放出素子を有する帯電装置において、前記電子放出素子の少なくとも一部に電気的負性気体を含む気体を接触させ、放出された電子と電気的負性気体分子により発生した負イオンとにより被帯電体を帯電させる構成とし、かつ、前記導電性基板の少なくとも一部を下部電極として形成し、該下部電極の上に、シリサイドと強電界ドリフト部のいずれかを島状に分布するよう形成し、前記シリサイドと前記下部電極とが熱的及び電気的に接触していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載した帯電装置は、絶縁性基板に導電層を付与して前記導電性基板とし、前記導電層としてシリサイドを用いたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載した帯電装置は、絶縁性基板に導電層を付与して前記導電性基板とし、前記導電層としてシリコン上のシリサイドを用いたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載した帯電装置は、シリコン基板を用い、該シリコン基板上にシリサイドを形成して前記導電性基板としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載した帯電装置は、前記低抵抗部を構成するシリサイドが、ニッケル、パラジウム、白金のいずれか、または、その組み合わせとのシリサイドであることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載した帯電装置の製造方法は、導電性部に金属を低抵抗部のパターンに合わせて形成し、その後に、シリコンをシリサイド形成温度以上で成膜し、低抵抗部及び強電界ドリフト部となる部分を形成する過程を含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載した帯電装置の製造方法は、シリコンを基板の導電性部に成膜し、金属を低抵抗部のパターンに合わせ形成し、その後に、シリコンをシリサイド形成温度以上に加熱することにより、低抵抗部及び強電界ドリフト部となる部分を作製する過程を含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載した帯電装置の製造方法は、前記金属が、ニッケル、パラジウム、白金のいずれか、またはその組み合わせを用いることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載した画像形成装置は、感光体上に静電潜像を保持させて画像を形成する画像形成装置において、請求項１乃至７記載の帯電装置を用いて該感光体を帯電させることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２２】
図ｌは、本発明に係る帯電装置の電子放出素子の基本的構成例を示す。図１は、便宜上、このような平面として表示している。
【００２３】
図１に示すように、本発明の帯電装置に適用される電子放出素子１は、石英基板６上に形成された、下部電極５上に半導体層（例えば、単結晶シリコン）が形成され、半導体層を陽極酸化によりポーラス化し、その後、急速熱酸化（ＲＴＯ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）により多孔質半導体層（ポーラスシリコン）２を形成する。この多孔質半導体層２を薄い酸化膜で覆い、最後に、表面に電子がトンネル効果で通過できるような薄膜電極７を形成する。
【００２４】
図１に示した被帯電体は、通常、電子写真用感光体である。図示した被帯電体の電極は、感光体のアルミドラムと考えることができる。この場合、被帯電体は、電子放出素子１に対し、一定の線速度Ｓで移動すると仮定する。
【００２５】
電源８で、２０Ｖほどの電圧をかけると真空中の電子として１ｍＡ／ｃｍ２程度の電流が観測される。バイアス電源９で、電子放出素子の表面電極７と被帯電体との間に所定の電圧を印加して電界をかける。図１に示した構成では、大気圧気体であるためイオン化の効率等で、真空中の電子の場合より低い電流値となる。しかし、負帯電用のスコロトロン帯電器と同じようにこのイオンにより帯電が可能である。
【００２６】
図１に示した電子放出素子１は、ポリシリコンから作成された多孔質半導体層（ポーラスシリコン）を用いた。このポーラスシリコンの作成方法については、例えば、特許第２９６６８４２号公報等に開示される電界放射型電子源に用いられている。しかし、本発明の電子放出素子としてこれに限られるものではなく、図１に示した例のように、固体中から電子を放出するもので有ればよく、電子の放出量に関係して、帯電効率が変化するもので有れば適用可能である。
【００２７】
例えば、本発明の帯電装置に適用可能な電子放出素子としては、ＭＩＳ（金属−絶縁体−半導体）構造を有するもの、あるいはＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）構造を有するものであってもよい。
【００２８】
また、（ａ）半導体基板と、（ｂ）該半導体基板の表面を陽極酸化処理により多孔質化した多孔質半導体層と、（ｃ）該多孔質半導体眉上に形成される金属薄膜電極と、（ｄ）前記半導体基板の裏面に形成されるオーミック電極とを有するものであってもよい。
【００２９】
さらに、下部電極と、下部電極上に形成されたタンタルオキサイド（Ｔａ２Ｏ５）膜と前記タンタルオキサイド（Ｔａ２Ｏ５）膜上に形成されたＺｎＳ膜と、前記ＺｎＳ膜上に形成された上部電極により構成されているエレクトロルミネッセント素子であるもの、等であってもよい。
【００３０】
本発明の電子放出素子によるイオン化での帯電機構は、オゾン、ＮＯｘの発生量が極めて少ない。しかし、通常半導体を用いたプロセスでは、単結晶シリコンで３００ｍｍ程度、ポリシリコンやアモルファスシリコンでも、大型のものは成膜装置的な制約がある。また、大型化に伴いばらつきの度合いが大きくなる。本構成では、たとえば、６インチの単結晶プロセスで、多数のチップを作製し、特性によるクラス分けを行い帯電ムラを低減化できる。
【００３１】
図２は、本発明の帯電装置の電子放出による電気的負性気体の負イオン化を説明するための図である。
【００３２】
電子放出による電気的負性気体の負イオンの構成は、大気の条件により変動するので、必ずしもこれに固定されるわけではないが、おおむね図２に示すような形で、電荷が伝わっていくと考えられる。
【００３３】
電子の大気中での平均自由工程は、０．３４μｍ程度といわれており、電子での電荷の輸送は大気中である限り、支配的ではないと考えられる。これら電子放出素子によるイオン化での帯電機構は、オゾン、ＮＯｘの発生量が極めて少ない。しかし、電子の放出量が帯電量に直接影響するため、このムラが直接帯電電位に影響する。これを防止する構成が必要である。
【００３４】
図３は、本発明の帯電装置の一実施例を説明するための構成例を示す図である。
【００３５】
図３に示すように、絶縁性基板６に導電層（下部電極５）を付与して、導電性基板とし、該基板の一表面側に形成された強電界ドリフト部２と、強電界ドリフト部２上に形成された導電性薄膜よりなる表面電極７とを備え、表面電極７を導電性基板に対して正極として直流電圧を印加することにより導電性基板から注入された電子が強電界ドリフト部２をドリフトし表面電極７を通して放出される電界放射型電子放出素子１を有する帯電装置が構成される。
【００３６】
図１、図２に示したように、この実施例においても、電子放出素子１の少なくとも一部に電気的負性気体を含む気体を接触させ、放出された電子と電気的負性気体分子により発生した負イオンとにより被帯電体を帯電させる構成である。
【００３７】
図３に示した実施例においては、前記導電性基板の少なくとも一部を下部電極５として形成し、下部電極５の上に、低抵抗部３と強電界ドリフト部２とをストライプ状に形成し、低抵抗部３と下部電極５とが熱的及び電気的に接触させる。
【００３８】
あるいは、下部電極５上で、低抵抗部５を網状に形成して低抵抗部３と下部電極５とが熱的及び電気的に接触させてもよい。
【００３９】
本発明に係る帯電装置においては、好適には、低抵抗部３をシリサイドとして構成するとよい。
【００４０】
あるいは、上記したものとは異なる別の実施例において、前記導電性基板の少なくとも一部を下部電極５として形成し、下部電極５の上に、低抵抗部３として形成したシリサイドと、強電界ドリフト部２のいずれかを島状に分布するよう形成し、該シリサイド３と下部電極５とが熱的及び電気的に接触させる構成としてもよい。図１、図２に示したように、この実施例においても、電子放出素子１の少なくとも一部に電気的負性気体を含む気体を接触させ、放出された電子と電気的負性気体分子により発生した負イオンとにより被帯電体を帯電させる点は同じである。
【００４１】
本発明に係る帯電装置においては、絶縁性基板６（例えば、石英ガラス）に導電層を付与して前記導電性基板とし、前記導電層としてシリサイドを用いる構成としてもよい。
【００４２】
あるいは、本発明に係る帯電装置においては、絶縁性基板６（例えば、石英ガラス）に導電層を付与して前記導電性基板とし、前記導電層としてシリコン上のシリサイドを用いる構成としてもよい。
【００４３】
また、本発明に係る帯電装置においては、シリコン基板を用い、シリコン基板上にシリサイドを形成して前記導電性基板としてもよい。
【００４４】
さらに、本発明に係る帯電装置においては、低抵抗部３を構成するシリサイドには、好適には、ニッケル、パラジウム、白金のいずれか、または、その組み合わせとのシリサイドを用いる。
【００４５】
通常、強電界ドリフト部２は、素子自体に流れる電流の方が、電子放出による電流よりもかなり大きい、そのためこの素子電流により発生する熱を適宜逃がしていないと熱暴走が発生し、さらには素子破壊につながっていく。低抵抗部３は、表面電極７とは、十分な絶縁構造で絶縁が保たれており、素子電流は、強電界ドリフト部２を流れるようになっている。低抵抗部３にシリサイドを用いる理由は、金属をシリコンと一緒に加熱するとシリサイドになりやすくポリシリコンに比べると抵抗が低く熱伝導性も高く放熱効果が期待できるからである。
【００４６】
図４は、図３の実施例の帯電装置における電子放出素子の基板と平行な断面を示す図である。
【００４７】
図４において、低抵抗部３が平面的につながっているため、放熱効率が高く、面の一部分が高温になるのを防ぐことができる。下部電極５としては、原理的には、電気伝導性のあるものであれば良い。しかし、プロセス上、高温に耐えうるもので、シリコンプロセスに整合性があるものが良い。つまり、アルカリ金属などの不純物が少なく、シリコンと高温で反応しにくいものが望ましい。そのため、シリサイド、シリサイドとシリコンの組み合わせたもの（いわゆるポリサイドなど）が最適である。
【００４８】
図５は、本発明の帯電装置の他の実施例における電子放出素子の基板と平行な断面を示す図である。
【００４９】
図５に示した構成においては、強電界ドリフト部２は、図４と同様のものを適用できる。冷却効率は、図４の実施例に劣るが、下部電極５との熱的な接合をとり、下部電極５が十分な熱伝導を持つ構成にすることにより、適応できる。
【００５０】
上記の実施例においては、低抵抗部３を構成するシリサイドには、好適には、ニッケル、パラジウム、白金のいずれか、または、その組み合わせとのシリサイドを用いた。他のモリブデン、タングステン、タンタル、チタンなどを用いた場合には、基本的にシリコン拡散により、シリサイド化反応が進むため段差は比較的大きくなる構成となる。
【００５１】
図６は、本発明に係る電子放出素子の製造方法の一実施例を説明するための図である。
【００５２】
図６において、まず、下部電極５を公知の技術を用いて、基板（図示せず）上に形成する。下部電極５を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、金属２１としての白金をメッシュ構造にパターニングすることにより、図６（Ａ）に示す構造が得られる。
【００５３】
次に、ポリシリコン２２の成膜は、ＬＰＣＶＤ法により行い、成膜条件は、真空度を２０Ｐａ、基板温度を６４０℃、モノシランガスの流量を６００ｓｃｃｍとした。この温度では、白金とシリコンが反応するため、白金シリサイドとポリシリコン２２のパターンが形成され、図６（Ｂ）に示す構造が得られる。
【００５４】
ポリシリコン層２２を形成した後、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを略１：１で混合した混合液よりなる電解液を用い、白金電極（図示せず）を負極、下部電極５を正極として、ポリシリコン層２２に光照射を行いながら定電流で陽極酸化処理を行うことによって、多孔質ポリシリコン層（強電解ドリフト部２となる）が形成される。
【００５５】
なお、本実施形態では、陽極酸化処理の条件として、電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ２一定、陽極酸化時間を３０秒とするとともに、陽極酸化中に５００Ｗのタングステンランプによりポリシリコン層２２の表面に光照射を行った。
【００５６】
次に、急速熱酸化（ＲＴＯ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａ１  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）技術によって多孔質ポリシリコン層（強電界ドリフト部２となる）及び白金シリサイド（低抵抗部３となる）の急速熱酸化を行うことにより図６（Ｃ）に示す構造が得られる。酸化工程によって、白金シリサイド３の周囲はシリコン酸化膜３１に覆われる。急速熱酸化の条件としては、酸化温度を９００℃、酸化時間を１時間とした。最後に、表面電極７として金や白金などの金属薄膜を、例えば蒸着により、形成することによって、図１及び図３に示す構造の電子放出素子１が得られる。
【００５７】
図７は、本発明に係る電子放出素子の製造方法のさらに別の例を説明するための図である。
【００５８】
図７において、まず、下部電極５を公知の技術を用いて形成する。下部電極５を形成した後、ポリシリコン２２を成膜する。ポリシリコン２２の成膜は、ＬＰＣＶＤ法により行い、成膜条件は、真空度を２０Ｐａ、基板温度を６４０℃、モノシランガスの流量を６００ｓｃｃｍとした。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、金属２１としての白金をメッシュ構造にパターニングすることにより、図７（Ａ）に示す構造が得られる。
【００５９】
次に、６００℃に基板を加熱する。この温度では、白金とシリコンが反応するため、白金シリサイド（低抵抗部３となる）とポリシリコン２２（強電界ドリフト部２となる）のパターンが形成され、図７（Ｂ）に示す構造が得られる。
【００６０】
この後は、図６と同様に、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを略１：１で混合した混合液よりなる電解液を用い、白金電極（図示せず）を負極、下部電極５を正極として、ポリシリコン層２２に光照射を行いながら定電流で陽極酸化処理を行うことによって、多孔質ポリシリコン層（すなわち、強電界ドリフト部２）が形成される。酸化工程によって、白金シリサイド３の周囲はシリコン酸化膜３１に覆われる。
【００６１】
なお、本実施形態では、陽極酸化処理の条件として、電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ２一定、陽極酸化時間を３０秒とするとともに、陽極酸化中に５００Ｗのタングステンランプによりポリシリコン層２２の表面に光照射を行った。
【００６２】
次に、急速熱酸化（ＲＴＯ）技術によって多孔質ポリシリコン層（強電界ドリフト部２となる）及び白金シリサイド（低抵抗部３となる）の急速熱酸化を行うことにより図７（Ｃ）に示す構造が得られる。急速熱酸化の条件としては、酸化温度を９００℃、酸化時間を１時間とした。最後に、表面電極として金や白金などの金属薄膜を、例えば蒸着により、形成することによって、図１及び図３に示す構造の電子放出素子が得られる。
【００６３】
図８は、本発明に係る帯電装置を用いた画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【００６４】
図８を用いて、本発明に係る帯電装置１０を画像形成装置に適用する場合について説明する。この例では、画像形成装置は電子写真方式の複写機やプリンタとして用いられる静電潜像形成装置である。
【００６５】
この画像形成装置は、中心軸Ｏの周りに回動可能に設けられたドラム形状の感光体１２を備えている。この感光体１２が、本発明の帯電装置１０が放出する電子とイオンにより帯電される被帯電体である。画像形成動作が開始されると、感光体１２は矢印Ｓの方向に中心軸Ｏ周りに一定線速度で回動される。
【００６６】
感光体１２の周囲には、上記帯電装置１０、現像ローラ１６、転写チャージャ１４及び除電ブラシ１８が配備されている。帯電装置１０により帯電された感光体１２は、露光装置２０が画像情報にしたがって発生する光ビームの光走査を受け、感光体上に静電潜像が記録される。感光体１２に近接させた現像ローラ１６の表面には帯電したトナーが供給され、このトナーが感光体１２の静電潜像に付着して画像を顕像化する。すなわち、トナー像が形成される。
【００６７】
一方、図示されていない紙搬送手段によって、被記録体１３（通常、被記録体として記録紙を用いる）が記録タイミングに合わせて感光体１２の転写チャージャ１４近傍に搬送される。記録紙１３が感光体１２を通過する際に、転写チャージャ１４によって、トナー像が転写される。記録紙１３はさらに、定着ローラ２０へ搬送され、定着ローラ２０で定着されて、画像形成装置の外側に設けられた排紙トレイに排出される。除電ブラシ１８は、感光体１２に残った電荷を取り除き、帯電装置１０による感光体１２の再帯電に備える。
【００６８】
図８に示すように、本発明の帯電装置１０を、電子写真方式の静電潜像形成装置における帯電器として適用することで、従来の電子写真プロセスをほとんど変更することなく、オゾンと窒素酸化物が非常に少ない画像形成装置を構成することができる。また、本発明の帯電装置１０に用いる電子放出素子１は、低抵抗部に配置する構成としたため、大きな幅の被帯電体に帯電させる場合にも帯電むらを低減させ、安定した帯電効率を実現することが可能となる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の帯電装置によれば、低いエネルギーの電子による放電を伴わない負イオン形成により被帯電体を帯電させる電子放出素子を用いているため、オゾン、ＮＯｘの発生量が極めて少ない。また、帯電むらを低減させ、安定した帯電効率を実現することが可能となる。
【００７０】
請求項１に記載した帯電装置は、低抵抗部の基板横方向への電気的接続により、均一な電場形成が可能となり、同様に基板横方向への熱的接続により、冷却効率を上げ、温度分布をより均一にでき、結果として均一な電子放出となり、被帯電体を均一に帯電させることが可能となる。
【００７１】
請求項２に記載した帯電装置によれば、シリサイドは、従来のポリシリコンの１／１０乃至１／５０の電気抵抗であり、抵抗ロス分が小さくなため、均一電場を生成でき、さらに熱伝導性が格段に良いため、蓄熱による強電界ドリフト層の破壊を防止できる。
【００７２】
請求項３に記載した帯電装置によれば、シリサイドは、従来のポリシリコンの１／１０乃至１／５０の電気抵抗であり、そのため熱伝導性が格段に良いため、蓄熱による強電界ドリフト層の破壊を防止できる。
【００７３】
請求項４に記載した製造方法によれば、強電界ドリフト層を構成するために必要なシリコンは、成膜時に高温が必要であり、通常の金属は反応してしまいシリサイドになってしまうため使用できない。金属によっては、３００℃程度でもシリサイドを形成してしまうものもある。そのため、元々シリサイドとしてあれば、それ以上のシリサイド化は、進行しにくくなるため電子放出素子を作製するのに余分な反応が起こりにくくなる。電子放出素子を容易に製造することができる。
【００７４】
請求項５に記載した製造方法によれば、余分なシリコンがあるとさらに、目的としないシリサイド化などの反応が起こりにくくなり、容易に電子放出素子の製造できる。
【００７５】
請求項６に記載した製造方法によれば、余分なシリコンがあるとさらに、目的としないシリサイド化などの反応が起こりにくくなり、容易に電子放出素子の製造できる。
【００７６】
請求項７に記載した帯電装置によれば、ニッケル、パラジウム、白金は、これらの金属の拡散により反応が進んで行き、シリサイドがシリコンの中に進入するように形成されるため、よりなだらかになっていくため、低抵抗部と強電界ドリフト部になる両方の部分を段差なく形成できる構成となる。
【００７７】
請求項８に記載した製造方法によれば、シリコンを成膜しながら、金属が存在する部分は、シリサイドが形成されていき、同時に作製しているため、低抵抗部と強電界ドリフト部になる両方の部分を段差なく形成できる。
【００７８】
請求項９に記載した製造方法によれば、拡散により反応が進んで行き、なだらかになっていくため、低抵抗部と強電界ドリフト部になる両方の部分を段差なく形成できる。
【００７９】
請求項１０に記載の製造方法によれば、ニッケル、パラジウム、白金は、これらの金属の拡散により反応が進んで行き、シリサイドがシリコンの中に進入するように形成されるため、よりなだらかになっていくため、低抵抗部と強電界ドリフト部になる両方の部分を段差なく形成できる。他のモリブデン、タングステン、タンタル、チタンなどは、基本的にシリコン拡散により、シリサイド化反応が進むため段差は比較的大きくなる。
【００８０】
請求項１１に記載の画像形成装置によれば、請求項１乃至７記載の帯電装置を使用することにより、オゾン、ＮＯｘの発生の少ない電子写真方式の画像形成装置を提供でき、感光体の劣化因子が少なくなり、高寿命で、環境に配慮した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る帯電装置に適用される電子放出素子の基本的構成を示す図である。
【図２】本発明の帯電装置の電子放出による電気的負性気体の負イオン化を説明するための図である。
【図３】本発明の帯電装置の一実施例を説明するための構成例を示す図である。
【図４】図３の実施例の帯電装置における電子放出素子の基板と平行な断面を示す図である。
【図５】本発明の帯電装置の他の実施例における電子放出素子の基板と平行な断面を示す図である。
【図６】本発明に係る電子放出素子の製造方法の一実施例を説明するための図である。
【図７】本発明に係る電子放出素子の製造方法の他の実施例を説明するための図である。
【図８】本発明に係る帯電装置を用いた画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
１  電子放出素子
２  強電界ドリフト層
３  低抵抗部
５  下部電極
６  絶縁性基板
７  薄膜電極
８  電源
９  バイアス電源
１０  帯電装置
１２  感光体
２１  金属
２２  ポリシリコン層
３１  シリコン酸化膜
【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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