CN102255248B - 离子产生元件、带电装置、图像形成装置 - Google Patents

离子产生元件、带电装置、图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种离子产生元件、带电装置及图像形成装置。本发明的离子产生元件的放电电极的与电介质接触的表面以外的表面露出在环境中，放电电极的露出在环境中的面以外的面埋入电介质的内部而配置，将放电电极和感应电极在它们的层叠方向投影时，投影的放电电极和感应电极没有重叠的区域。从而可均匀、稳定地产生离子，延长使用寿命。

Description

离子产生元件、带电装置、图像形成装置
本申请为2008年8月5日提交的、申请号为200810145406.3的、发明名称为“离子产生元件及其制造方法、带电装置、图像形成装置”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及到一种在复印机、打印机、传真机等图像形成装置使用、且用于图像形成处理离子产生元件、该离子产生元件的制造方法、带电装置、及图像形成装置，所述图像形成处理是指通过调色剂使图像承载体上形成的静电潜影显影并将其转印定影到打印介质上。
背景技术
以往，在采用电子照相方式的图像形成装置中，在带电单元、转印单元、及剥离单元等中使用电晕放电方式的带电装置，上述带电单元使作为承载静电潜影的图像承载体的感光体带电；上述转印单元将感光体上形成的调色剂图像经由作为被转印材料及中间转印体的转印带转印到作为被转印材料及记录介质的记录纸上；上述剥离单元剥离与感光体静电接触的记录纸。
作为这种电晕放电方式的带电装置的专利文献1(日本国公开公报特开平6-11946号公报(1994年1月21日公开))的带电装置具有：保护盒，具有与感光体及转印带等被带电体相对的开口部；和放电电极，放电面为线状、锯齿状或针状，张设在保护盒的内部。专利文献1公开的带电装置是：通过向放电电极施加高压产生电晕放电使被带电体均匀带电的所谓“无栅格电极型带电器”；在放电电极和被带电体之间设置栅格电极，向该栅格电极施加所需电压，从而使被带电体均匀带电的所谓“有栅格电极型带电器”。
图12是说明电晕放电方式的带电装置中的带电机理的图。通过在曲率半径小的放电电极71和栅格电极72之间施加高压，在二个电极之间形成不均匀电场。这样一来，在放电电极71附近因强电场产生局部的电离作用，电子在朝向被带电体11的方向(图12的箭头D的方向)上被放出(电子雪崩产生的放电)，被带电体11上的调色剂12带电。并且，栅格电极72用于控制朝向被带电体11的电子的量，对该栅格电极72也进行电子的放电。
将上述电晕放电方式的带电装置用于使转印到中间转印体、记录纸等转印介质前的调色剂图像带电的转印前带电装置，例如由专利文献2(日本国公开公报特开平10-274892号(1998年10月13日公开))、及专利文献3(日本国公开公报特开2004-69860号公报(2004年3月4日公开))所公开。根据专利文献2及3公开的技术，在图像承载体上形成的调色剂图像内即使有带电量的不均，也可在转印前使调色剂图像的带电量均匀，因此抑制了转印调色剂图像时的转印余量的下降，可将调色剂图像稳定地转印到转印介质。
但是，上述现有的带电装置存在多个问题。第1问题与配置带电装置的空间相关。电晕放电方式的带电装置不仅需要放电电极71，而且需要保护盒、栅格电极72等。并且，需要使放电电极71和被带电体11的间隔保持较大(例如10mm左右)。因此，设置带电装置的空间需要较大。在图像形成装置中，带电装置的周边配置有：感光体；显影单元，向感光体上形成的静电潜影提供调色剂，在感光体上形成调色剂图像；一次转印单元，将感光体上形成的调色剂图像转印到转印带；记录转印单元，将转印带上形成的调色剂图像转印到记录纸上。因此用于配置带电装置的空间较小，需要较大空间的电晕放电方式的带电装置难于布局。
第2问题与带电装置使被带电体11带电时产生的放电生成物有关。在电晕放电方式的带电装置中，如图12所示，大量产生臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)等放电生成物。具体而言，通过伴随从带电装置放出的电子放电的能量，大气中存在的氮气分子(N2)解离为氮原子(N)，其与氧气分子(O2)结合，产生氮氧化物(二氮化氮：NO2)。同样，大气中存在的氧气分子(O2)解离为氧原子(O)，其与氧气分子(O2)结合而产生臭氧(O3)。当大量产生臭氧时，引起臭氧臭气、对人体有害影响、强氧化力造成的配件劣化等问题。并且，当产生氮氧化物时，氮氧化物作为铵盐(硝酸铵)附着，导致异常图像产生。尤其是作为感光体使用有机感光体(OPC)时，通过臭氧及氮氧化物易产生空点(脱墨)、图像流动等图像缺陷。
第3问题与带电装置使被带电体11带电时产生的电晕风有关。电晕风是通过电晕放电产生的电子流从放电电极71向被带电体11产生的风。电晕放电方式的带电装置用于转印前带电装置时，因电晕风使被带电体11上形成的调色剂图像紊乱。
因此，作为可降低放电生成物的产生的带电装置，提出了使导电辊、导电刷与被带电体接触并带电的接触带电方式的带电装置的方案。但是在该接触带电方式的带电装置中，使导电辊、导电刷与被带电体接触而带电，因此难于不扰乱被带电体上形成的调色剂图像而使之带电。因此，将接触带电方式的带电装置作为转印前带电装置使用是不适当的。
并且，专利文献4(日本国公开公报特开平8-160711号(1996年6月21日公开))中公开了可降低放电生成物的产生的电晕放电方式的带电装置。专利文献4公开的带电装置具有：多个放电电极，以基本恒定的间距，在预定的轴方向上排列；高压电源，用于向放电电极施加预定的放电开始电压以上的电压；电阻器，设置在高压电源的输出电极和放电电极之间；栅格电极，接近放电电极，设置在放电电极和本之间的位置；栅格电源，用于向栅格电极施加预定的栅格电压，其中，放电电极和栅格电极的间隙设定为4mm以下。因此，通过减小放电电极和栅格电极之间的间隙，放电电流变小，可降低放电生成物的产生。
但是，在专利文献4公开的带电装置中，降低放电生成物的产生的效果不是很充分，产生0.3ppm左右的臭氧。并且在专利文献4公开的带电装置中，放电电极和栅格电极的间隙较小，因此来自放电生成物、调色剂、及作为被转印材料的记录纸的纸粉等异物易附着到放电电极上。附着到放电电极的异物由于电晕放电方式的放电电极的放电面为针状等复杂的形状，因此难于去除(清洁)。并且，由于放电能量，放电电极的前端易磨损、劣化，因此放电电极的放电变得不稳定。进一步，在专利文献4公开的带电装置中，被带电体在与放电电极间隔很小的状态下配置，因此易产生多个放电电极的间距引起的长边方向(配置了多个放电电极的轴方向)的带电不均。为了消除带电不均，可减小放电电极的间距，此时放电电极数增加，制造成本增大。
并且，专利文献5(日本国特许公开公报特开2000-173744号(2000年6月23日))、专利文献6(日本国特许公开公报特开2003-249327号(2003年9月5日公开))、专利文献7(日本国特许公开公报特开2003-327416号(2003年11月19日公开))、专利文献8(日本国特许公开公报特开2005-50590号(2005年2月24日公开))、专利文献9(日本国特许公开公报特开2003-36954号公报(2003年2月7日公开))、专利文献10(特开2006-340740号公报(2006年12月21日公开))中，公开了沿面放电方式的离子产生装置、带电装置。在沿面放电方式的离子产生装置、带电装置中，放电电极和感应电极隔着电介质相对配置，具有通过向二个电极之间施加脉冲波形电压而产生离子的离子产生元件(沿面放电元件)。在沿面放电方式的离子发生装置、带电装置中，被带电体与放电电极相对，配置在与感应电极相反的一侧，通过产生的离子使被带电体带电。
上述沿面放电方式的带电装置不需要电晕放电方式的带电装置所具有的保护盒、栅格电极等。因此用于配置带电装置的空间可设定得较小。并且在沿面放电方式的带电装置中，放电电极形成为板状，放电面是平坦的。因此放电电极上附着了异物时，可简单地清洁异物。进一步，在沿面放电方式的带电装置中，放电电极和感应电极之间产生放电，因此不产生电晕风。从而可防止因电晕风使被带电体上形成的调色剂图像紊乱。
但是，在上述现有的沿面放电方式的带电装置中，对于覆盖放电电极的保护层，使用由粘度高的氧化铝等构成的陶瓷类涂料通过丝网印刷形成。因此，保护层中易产生厚度不均、小孔、空隙、裂纹等缺陷，并由此易产生放电不均的问题。
专利文献6公开了如下沿面放电方式的带电装置：粘合不锈钢、铜并进行蚀刻，从而形成放电电极。电介质使用云母、树脂时，在高温高湿环境下，电介质吸湿，绝缘电阻发生变化，从而产生放电不均的问题。并且，使用粘合层将放电电极粘合到电介质而形成时，因放电能量导致粘合层劣化，放电电极部分浮沉，产生放电不均的问题。
并且，专利文献9公开了形成以钨为主要成分的放电电极的技术。在该放电电极上，作为保护层使用陶瓷类的材料(氧化铝)，因此易产生放电不均的问题。
发明内容
因此，本发明鉴于以上问题而产生，其目的在于提供一种可均匀、稳定地产生离子、使用寿命(耐久性)长的离子产生元件、离子产生元件的制造方法、带电装置、及图像形成装置。进一步，在离子产生元件中，消除小孔、裂纹、空隙，可提高放电均匀性及画质均匀性。
为了解决上述问题，本发明的离子产生元件，放电电极，形成在电介质上；和感应电极，形成在上述电介质的与形成有上述放电电极的面相对的面上，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差，从而伴随沿面放电而产生离子，该离子产生元件的特征在于，上述放电电极的与上述电介质接触的表面以外的表面由金属的保护层覆盖，上述金属由金、或金及镍构成。
以往，作为保护层，使用与电介质相同的陶瓷类的材料并通过丝网印刷形成，但这种保护层易产生厚度不均、小孔、空隙、裂纹等缺陷，并由此易产生放电不均。而当失去保护层时，因放电电极材质不同，通过放电能量，放电电极磨损、氧化，与设置保护层时相比，寿命极度缩短。而如本发明所述的上述构成，由金属形成保护层，保护层可通过镀敷处理形成，因此和现有技术相比可形成得较薄，并且均匀，可抑制小孔、裂纹、空隙。因此，上述构成的离子产生元件可均匀、稳定地产生离子，使用寿命(耐久性)也延长。
本发明的其他目的、特征及优点可通过下述记载得以明确。并且，本发明的好处通过参照了附图的下述说明可得以明确。
附图说明
图1(a)是未设置保护层的离子产生元件的截面图。
图1(b)是用金及镍设置了保护层的离子产生元件的截面图。
图2是表示具有本发明涉及的离子产生元件的本发明的带电装置的构成的图。
图3(a)是表示具有本发明涉及的离子产生元件的离子产生装置的构成的图。
图3(b)是本发明涉及的离子产生元件的侧视图。
图4是表示本发明涉及的图像形成装置的主要部分的构成的说明图。
图5(a)是表示离子产生元件的放电电极从电介质的上表面露出的状态的图。
图5(b)是表示离子产生元件的放电电极埋入电介质的内部的状态的图。
图6(a-1)是放电电极的基底部的宽度较窄、并且感应电极的形状为面状的离子产生元件的截面图。
图6(a-2)是图6(a-1)的离子产生元件的平面图。
图6(b-1)是放电电极的基底部的宽度较宽、并且感应电极的形状为U字状的离子产生元件的截面图。
图6(b-2)是图6(b-1)的离子产生元件的平面图。
图7(a)是测定离子产生元件的放电分布的测定装置的俯视图。
图7(b)是测定离子产生元件的放电分布的测定装置的主视图。
图8是表示使用图7(a)及图7(b)所示的测定装置测定的放电电流分布数据的一例的图。
图9是表示评价离子产生元件的耐久性的评价装置的图。
图10(a)是用于说明放电电极的基底部的宽度较窄、并且感应电极的形状为面状的离子产生元件的氧化的平面图。
图10(b)是用于说明放电电极的基底部的宽度较宽、并且感应电极的形状为U字状的离子产生元件的氧化的平面图。
图11(a)是设置了以玻璃类材料为主要成分的保护层的离子产生元件的截面图。
图11(b)是设置了LTCC的保护层的离子产生元件的截面图。
图11(c)是未设置保护层的离子产生元件的截面图。
图12是说明电晕放电方式的带电装置中的带电机理的图。
具体实施方式
以下根据图1(a)～图4具体说明本发明的离子产生元件、带电装置、及具有该装置的图像形成装置的一个实施方式。并且，以下实施方式是将本发明具体化的一例，不用于限定本发明的技术范围。
首先，说明本实施方式中的离子产生元件及带电装置。图2是表示本发明的一个实施方式的带电装置100的结构的图。并且，图3(a)及(b)是表示具有离子产生元件21的离子产生单元20的构成的图，图2(a)是侧视图，图3(b)是主视图。
带电装置100使作为带电的对象物的被带电体11带电。并且在被带电体11上形成了调色剂图像时，使被带电体11上的调色剂12带电。如图2所示，带电装置100具有：离子产生单元20、相对电极3、和电压控制单元(控制电路)10。
离子产生单元20具有：离子产生元件21，其含有电介质4、放电电极1、感应电极2、及保护层(涂层)6；和放电电压施加单元(高压电源)7，向放电电极1及/或感应电极2施加电压。离子产生单元20通过放电电压施加单元7而在放电电极1和感应电极2之间产生电位差，通过由该电位差产生的放电(在放电电极1附近在电介质4的沿面方向上产生的电晕放电)，产生离子。
电介质4粘合大致长方形的上部电介质4a和下部电介质4b而形成为平板状。作为构成电介质4的材料，如果为有机物则优选具有良好耐氧化性的材料。例如，可使用聚酰亚胺或玻璃钢板等树脂。并且，作为构成电介质4的材料选择无机物时，可使用云母、高纯度氧化铝、结晶玻璃、镁橄榄石及块滑石、作为玻璃和氧化铝的复合材料的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic：LTCC)等陶瓷。此外，考虑到耐腐蚀性，作为构成电介质4的材料，优选无机物，进一步考虑到成形性、下述电极形成的难易性、耐湿性的高低等，优选使用陶瓷成形。并且，放电电极1和感应电极2之间的绝缘电阻优选均匀，因此电介质4的材料内部的密度不均越少、电介质4的绝缘率越均匀越好。
放电电极1在上部电介质4a的表面与上部电介质4a一体化形成。作为放电电极1的材料，只要是例如金、钨、银、银钯、不锈钢等具有导电性即可，没有特别限定。但条件是不会因放电产生熔融、飞散等变形。放电电极1从上部电介质4a的表面突出配置时，优选放电电极1的厚度均匀。并且放电电极1配置在上部电介质4a的内部时(由放电电极1的保护层6覆盖的面以外的面埋入电介质4内部时)，优选配置为距上部电介质4a表面的放电电极1的深度均匀。在本实施方式中，放电电极1由银钯、金、钨构成的材料形成。放电电极1的形状只要是以下形状可以是任意的：在与在离子产生元件21和相对电极3之间移动的被带电体11的移动方向垂直的方向上延伸，且沿着被带电体11的表面的形状。但放电电极1如图3(b)所示，是例如周边具有多个前端部的梳齿状那样易产生与感应电极2的电场集中的形状时，即使施加到放电电极1和感应电极2之间的电压较低，也可在上述两个电极间放电，因此优选该形状。
感应电极2形成在电介质4的内部(上部电介质4a和下部电介质4b之间)，与放电电极1夹持上部电介质4a而配置。之所以这样配置感应电极2是因为，放电电极1和感应电极2之间的绝缘电阻优选均匀，因此放电电极1和感应电极2优选平行。通过这样配置放电电极1和感应电极2，放电电极1和感应电极2的距离(电极间距离)固定，因此放电电极1和感应电极2之间的放电状态稳定，可以适当地产生离子。
此外，感应电极2可将电介质4作为一层设置在电介质4的背面(与配置放电电极1的面相反一侧的面)。即，这种情况下，放电电极1和感应电极2夹持成为一层的电介质而设置。此时，为了防止因施加电压而在放电电极1上流动的电流通过电介质4流向感应电极2，需要对施加到放电电极1的电压确保充分的表面距离，或者用下述绝缘性保护层6覆盖放电电极1或感应电极2。
作为感应电极2的材料，和放电电极1一样，只要是例如金钨、银、银钯、不锈钢等具有导电性即可，没有特别限定。在本实施方式中，感应电极2由银钯、金、钨构成的材料形成。感应电极2的形状如图3(b)所示，形成为放电电极1的边缘具有多个尖锐部的锯齿状时，感应电极2的上表面形状形成为U字状。
放电电压施加单元7具有：交流高压电源，向放电电极1或(及)感应电极2施加电压；和电压施加电路，是通过由交流高压电源施加电源而使电流流动的电路。例如，使放电电极1和感应电极2一起与电压施加电路连接时，交流高压电源向放电电极1和感应电极2的两个电极施加电压。并且使感应电极2接地而作为接地电位，使放电电极1与电压施加电路连接时，交流高压电源仅向放电电极1施加电压。并且使放电电极1接地而作为接地电位，使感应电极2与电压施加电路连接时，交流高压电源仅向感应电极2施加电压。在本实施方式中，放电电压施加单元7仅向放电电极1施加电压。在感应电极2接地的状态下，放电电压施加单元向放电电极1施加电压时，根据放电电极1和感应电极2之间的电位差，在放电电极1附近产生沿面放电。通过该沿面放电，存在于放电电极1周围的空气离子化，产生阴离子。
并且离子产生单元20上优选设置加热电介质4的加热单元，感应电极2也可用作加热单元。在本实施方式中，感应电极2形成为，感应电极2的上表面形状为U字状，感应电极2的一端与加热器电源9连接，另一端接地。通过加热器电源9向感应电极2施加预定电压(例如10V)，感应电极2通过焦耳热发热。通过感应电极2发热，电介质4被加热(例如60℃)。通过电介质4升温，抑制了电介质4的吸湿。因此在高湿环境下也可稳定地产生离子。此外，电介质4为陶瓷时，虽然电介质4自身不吸湿，但当电介质4表面结露时，放电性能下降，因此通过加热器发热可有效防止或消除结露。
保护层(涂层)6以覆盖放电电极的方式形成在电介质4上。此外，在本实施方式中，保护层6由金属(例如金或镍及金)形成。也可无保护层，放电电极1直接露出在环境中。并且由于保护层6覆盖放电电极1，因此可防止通过向放电电极1施加电压时的放电能量而使放电电极1磨损/劣化。
以下说明本实施方式中的离子产生元件21的制造方法。但离子产生元件21的制造方法不限于以下方法、数值。首先，将厚0.2mm及厚0.7mm的由LTCC构成的生片(Green Sheet)例如切断为宽400mm×长400mm，做成厚0.2mm的上部电介质4a及厚0.7mm的下部电介质4b。接着将以银钯为主要成分的放电电极1丝网印刷并形成在上部电介质4a的上表面，使放电电极1与上部电介质4a一体化。并且同样将以银钯为主要成分的感应电极2丝网印刷并形成在下部电介质4b的上表面，使感应电极2与下部电介质4b一体化。此外，离子产生元件21最终的大小为8mm×356mm，在一个生片中形成多个离子产生元件21(在本实施方式中通过一个生片获得14个离子产生元件21)。
接着，将上部电介质4a的下表面(未形成放电电极1的面)、及下部电介质4b的上表面(形成了感应电极2的面)重叠后，使用冲压夹具进行压接(温水均压冲压：WIP)。接着，对层叠的生片，通过与多个离子产生元件的外形一致的模具切断为预定的大小。之后，将它们加入到加热炉，在非氧化性氛围下以800～900℃烧制。
这样一来，可做成将放电电极1、电介质4、和感应电极2一体化的离子产生元件21。
之后，在放电电极1上连接放电电压施加单元7，在感应电极2上连接加热器电源9，可制造出离子产生单元20。
相对电极3与离子产生单元20的放电电极1相对配置，控制由离子产生单元20产生的离子的流动。作为构成相对电极3的材料，只要是例如钨、银、不锈钢等那样具有导电性的材料即可，没有特别限定。在本实施方式中，相对电极3由不锈钢构成的材料形成，形成为板状。并且，在相对电极3上连接相对电压施加单元8。相对电压施加单元8包括向相对电极3施加电压的相对电极电源。相对电极3经由相对电极电源而接地，从相对电极电源施加预定的电压。相对电压施加单元8向相对电极3施加与产生的离子的极性相反极性的电压。通过这样构成相对电极3，在离子产生单元20的放电电极1附近产生的离子向相对电极3流动。相对电压施加单元8用于使放电电极1附近产生的离子易于朝向被带电体方向而配置，不是必须的，可省略。
在带电装置100中使被带电体11带电时，被带电体11配置在离子产生单元20的放电电极1和相对电极3之间，在粘合在相对电极3的状态下与放电电极1相对配置。因此，在配置了被带电体11的状态下，放电电压施加单元7向放电电极1施加电压时，在放电电极1和感应电极2之间产生放电，在放电电极1附近产生沿面放电。由于放电产生在放电电极1和感应电极2之间，因此可防止如现有的电晕放电方式的带电装置那样产生电晕风。
通过沿面放电将放电电极1周围的空气离子化而产生的离子向朝向相对电极3的方向(图2中箭头A的方向)流动，使被带电体11带电。离子产生单元20产生的离子向相对电极3流动，使被带电体11带电，因此可防止离子滞留在放电电极1附近。因此，可防止相对离子产生单元20产生的离子量，用于使被带电体11带电的离子量变少，可提高离子的使用效率。因此，离子产生单元20在施加到放电电极1的施加电压较小的状态下，可产生使被带电体11带电所需的量的离子，稍后详述。其结果是，可降低臭氧等放电生成物的产生量。
电压控制单元10包括相对电极电流计22，用于测量在相对电极3中流动的电流量。相对电极电流计22与相对电极3连接。电压控制单元10反馈控制放电电压施加单元7或(及)相对电压施加单元8施加的电压的大小，以使在相对电极3中流动的电流量为被带电体11的带电量达到饱和量时在相对电极3中流动的电流量以上。通过离子产生单元20产生的离子的产生量因放电电极1上的异物附着、产生离子的环境条件等而变动。并且，通过放电电极1及被带电体11附近的风的流动的变化等，产生的离子到达被带电体11的比例也变动。因此，被带电体11的带电量，即使将施加到放电电极1的电压保持恒定时，也总是存在不是相同的量的情况。由于被带电体11的带电量和在相对电极3中流动的电流量存在相关关系，因此将在该相对电极3中流动的电流量作为控制被带电体11的带电量的指标，根据该指标反馈控制施加到放电电极1的电压的大小。这样一来，可总是向被带电体11施加最佳的离子量。
接着说明具有上述带电装置100的图像形成装置。图4是表示本实施方式的图像形成装置200的概要结构的截面图。图像形成装置200是所谓串列方式，是中间转印方式的打印机，可形成全彩图像。
图像形成装置200如图4所示，具有可视图像形成单元30a～30d、转印单元40、及定影单元50。
可视图像形成单元30a～30d设置四个，以对应彩色图像信息中含有的青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)及黑色(K)的各色图像信息。四个可视图像形成单元30a、30b、30c、30d除了使用的调色剂颜色不同以外，是相同的结构，分别使用青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)及黑色(K)的调色剂。以下仅说明可视图像形成单元30a，省略其他可视图像形成单元30b～30d的说明。随之在图4中，仅图示了可视图像形成单元30a中的部件，其他可视图像形成单元30b～30d具有和可视图像形成单元30a同样的部件。可视图像形成单元30a具有：感光体(静电潜影承载体)31、潜影形成前带电单元110、显影单元32、中间转印前带电单元120、感光体用清洁单元33。
感光体31是承载与从外部传送的图像信息对应的静电潜影的图像承载体，由驱动单元(未图示)可绕轴线旋转驱动地支持，包括未图示的圆筒状的导电性基体、及形成在导电性基体表面的感光层。感光体31在图像形成时被控制为预定的圆周速度(例如167～225mm/s)并旋转。感光体31上形成的静电潜影，是根据从外部传送的图像信息由激光写入单元(未图示)照射激光(曝光)而形成。感光体31可使用本领域常用的，例如可使用感光鼓，其包括作为导电性基体的铝管、形成在铝管表面的有机感光层。有机感光层层叠含有电荷产生物质的电荷产生层、及含有电荷输送物质的电荷输送层而形成。有机感光层也可使电荷产生物质和电荷输送物质包含在一个层中。
潜影形成前带电单元110用于使通过激光写入单元照射激光前的感光体31的表面带电为预定电位。作为潜影形成前带电单元110，在本实施方式中，使用以上说明的带电装置100，稍后详述，通过放出的离子使感光体31带电。
显影单元32向感光体31上形成的静电潜影提供调色剂，使静电潜影显影，并形成调色剂图像。显影单元32具有：向感光体31提供调色剂的显影辊、限制在显影辊外周面形成的调色剂层的厚度的层厚限制部件、向显影辊提供调色剂的搅拌供给辊等。
中间转印前带电单元120是使感光体31的表面上形成的调色剂图像在转印前带电的单元。作为中间转印前带电单元120，在本实施方式中，使用以上说明的带电装置100，稍后详述，通过放出的离子使调色剂图像带电。
感光体用清洁单元33将通过转印动作从感光体31未转印到转印带41的调色剂、即残留调色剂从感光体31的表面去除、回收。
此外，在感光体31的周围，从感光体31的旋转方向(图4中为箭头B方向)上游开始依次配置：潜影形成前带电单元110、激光写入单元、显影单元32、中间转印前带电单元120、感光体用清洁单元33。并且，沿着转印带41配置有与各色对应的四个可视图像形成单元30a～30d。
转印单元40将在感光体31上显影并形成的各色调色剂图像与转印带41重叠转印，并且将转印到转印带41的调色剂图像再次转印到作为记录介质的记录纸60上。转印单元40包括：转印带41、配置在该转印带41周围的四个中间转印单元42a～42d、记录转印前带电单元130、记录转印单元43、及转印用清洁单元44。
转印带41是将由可视图像形成单元30a～30d可视化的各色调色剂图像重叠并转印的中间转印体。具体而言，转印带41是环形带，由一对驱动辊及导辊架设，并且在图像形成时被控制为预定的圆周速度(例如167～225mm/s)，并传送驱动。
中间转印单元42a～42d相对各可视图像形成单元30a～30d设置，通过施加与在感光体31表面形成的调色剂图像相反极性的偏压，将调色剂图像转印到转印带41。各中间转印单元42a～42d含有绕轴线旋转驱动的中间转印辊，中间转印辊经由转印带41与感光体31相对配置。
记录转印前带电单元130用于使与转印带41重叠转印的调色剂图像再带电，使用以上说明的带电装置100，稍后详述，通过放出的离子使调色剂图像带电。
记录转印单元43是将转印到转印带41的调色剂图像再次转印到记录纸60的单元。记录转印单元43含有绕轴线旋转驱动的二个记录转印辊，通过二个记录转印辊夹持转印带41。从送纸单元(未图示)提供到转印带41上的记录纸60通过二个记录转印辊的压接部，从而将调色剂图像转印到记录纸60。转印用清洁单元44用于清洁将调色剂图像转印到记录纸60后的转印带41的表面。此外，在转印带41的周围，在转印带41的旋转方向(图4中为箭头C方向)上从上游开始依次配置：中间转印单元42a～42d、记录转印前带电单元130、记录转印单元43、转印用清洁单元44。
定影单元50是使转印到记录纸60上的调色剂图像定影到记录纸60的单元。定影单元50相对于记录转印单元43配置在传送记录纸60的传送方向下游一侧。定影单元50包括绕轴线旋转驱动的加热辊及加压辊。加热辊的内部配置将加热辊表面加热到定影温度的热源。在加压辊的两端部配置使加压辊以预定压力压接到加热辊的加压部件。定影单元50使转印了调色剂图像的记录纸60通过加热辊和加压辊的压接部，通过加热辊产生的对调色剂图像的加热熔融作用、及加压辊产生调色剂图像到记录纸60的固定作用，将调色剂图像定影到记录纸60。形成了记录图像的记录纸60排出到排纸单元(未图示)。
其中，图像形成装置200具有：由上述带电装置100构成的潜影形成前带电单元110、中间转印前带电单元120、及记录转印前带电单元130。潜影形成前带电单元110中，作为带电对象物的被带电体是感光体31，离子产生单元20的放电电极1与感光体31相对配置。并且在潜影形成前带电单元110中，感光体31兼用作相对电极。潜影形成前带电单元110中，从离子产生单元20产生的离子向兼作相对电极的感光体31的方向流动，使绕轴线旋转的感光体31的表面带电。
在中间转印前带电单元120中，作为带电对象物的被带电体是在感光体31上形成的调色剂图像，离子产生单元20的放电电极1与感光体31相对配置。并且在中间转印前带电单元120中，感光体31兼作相对电极。在中间转印前带电单元120中，由离子产生单元20产生的离子向兼作相对电极的感光体31的方向流动，使绕轴线旋转的感光体31上形成的调色剂图像带电。
在记录转印前带电单元130中，作为带电对象物的被带电体是在转印带41上形成的调色剂图像，转印带41配置在离子产生单元20的放电电极1和相对电极3之间，在与相对电极3紧贴的状态下，与放电电极1相对配置。在记录转印前带电单元130中，由离子产生单元20产生的离子向相对电极3的方向流动，使以预定圆周速度移动的转印带41上形成的调色剂图像带电。
在图像形成装置200中，用于使作为图像承载体的感光体31及作为中间转印体的转印带41上形成的调色剂图像带电的带电单元，由可防止产生臭氧等放电生成物的带电装置100构成。因此可防止放电生成物附着到感光体31及转印带41。当图像形成装置200将记录图像形成在记录纸60时，可防止因放电生成物附着到感光体31或转印带41而产生空点、图像流动等图像缺陷。此外可防止产生具有强氧化力的臭氧，因而可防止构成图像形成装置200的配件氧化并劣化。
并且，图像形成装置200具有的中间转印前带电单元120及记录转印前带电单元130由带电装置100构成，因此可防止产生电晕风。因而可防止感光体31及转印带41上形成的调色剂图像在紊乱的状态下带电。并且，中间转印前带电单元120及记录转印前带电单元130使调色剂图像带电，因此可提高调色剂图像的带电量，可在提高了转印效率的状态下转印调色剂图像。
并且，在图像形成装置200中，使感光体31及转印带41带电的带电单元由提高了离子使用效率的带电装置100构成。因此在感光体31及转印带41高速驱动的情况下，也可使感光体31及转印带41充分带电。因此由带电装置100构成的带电单元也可对应打印处理速度快的高速图像形成装置。
(实施例)
接着说明使用了本发明的离子产生元件的实施例、参考例及比较例。在此说明离子产生单元21的构成或制造方法与其特性的关系。首先，改变以下构成条件(参数)，制造实施例、参考例、及比较例的离子产生元件(实施例1～6、参考例1、2、比较例)，利用这些示例进行放电均匀性、画质均匀性、耐久性的三点评价。此外，对于各离子产生元件的以下未记载的条件，通过在上述实施方式中说明的制造方法、尺寸来制造。
(离子产生元件的构成条件)
(1)保护层
制造出在放电电极1上设置有保护层(涂层)6及没有设置保护层(涂层)6的离子产生元件。在实施例1～3、5、6、参考例1中，未设置保护层。在实施例4、参考例2及比较例中，设置了保护层6。
(2)放电电极的印刷工序
放电电极1的印刷在WIP工序前或WIP工序后进行。其中，如上述实施方式所说明的，离子产生元件21通过将上部电介质4a和下部电介质4b用冲压夹具压接(WIP)来制造。其中，在上部电介质4a上通过丝网印刷形成放电电极1，在WIP工序后形成放电电极1时，如图5(a)所示，放电电极1以从上部电介质4a的上表面露出的状态形成。另一方面，形成放电电极1后进行WIP工序时，如图5(b)所示，通过施加冲压夹具的压力，放电电极1在埋入到上部电介质4a内部的状态下形成。实施例1～6及参考例2在WIP工序前形成放电电极1。即，在实施例1～6及参考例2中，放电电极1在埋入到上部电介质4a内部的状态下形成。参考例1及比较例在WIP工序后形成放电电极1。
(3)放电电极形状
放电电极1的形状如图6(a-2)或图6(b-2)所示，形成具有多个尖锐部的放电部1b从长方形的基底部1a边缘突出的锯齿状。即，放电部1b在与放电电极1的长边方向垂直、且与放电电极1的层叠方向垂直的方向上，从基底部1a突出。其中，设含有与放电电极1的长边方向垂直、且与放电电极1的层叠方向垂直的方向中的放电部1b的放电电极1的整体的宽度为H，与放电电极1的长边方向垂直、且与放电电极1的层叠方向垂直的方向上的基底部1a的宽度为W，如下述(a)、(b)那样改变H和W的宽度，制造出W/H的值不同的二种形状的离子产生元件。
(a)H＝300μm、W＝100μm、W/H＝0.33(参照图6(a-2))
(b)H＝500μm、W＝300μm、W/H＝0.6(参照图6(b-2))
实施例1、参考例1及比较例使W/H＝0.33，实施例2～6、参考例2使W/H＝0.6。
(4)感应电极形状
作为感应电极2的形状，制造出以下不同的二种离子产生元件：如图6(a-1)及图6(a-2)所示，以与放电电极1全部重叠(在层叠方向投影时，投影的放电电极1和感应电极2重叠)的方式形成为面状；或者如图6(b-1)及图6(b-2)所示，以与放电电极1完全不重叠(在层叠方向投影时，投影的放电电极1和感应电极2没有重叠的区域)的方式，包围放电电极1的周围而形成为U字状。
在实施例1、2、参考例1及比较例中将感应电极2形成为面状，在实施例3～6及参考例2中将感应电极2形成为U字状。
(5)保护层的材料
保护层6的材料(涂材)使用以下三种。
(a)LTCC(高粘度涂材)
将与电介质4相同的LTCC通过有机溶剂形成的膏状物(粘度300Pa·s)在丝网印刷下形成，与电介质4(陶瓷基板)同时烧制，形成LTCC的保护层6b。此外，保护层6b的厚度为10～20μm，通过使用触针式的表面粗糙度计测定保护层6b的边界部分的台阶差而求得。在比较例中，作为保护层6形成了LTCC的保护层6b。
(b)二氧化硅(低粘度涂材)
烧制电介质4(陶瓷基板)后，将以玻璃类材料(二氧化硅)为主要成分的低粘度的保护层材料通过浸渍涂敷到放电电极1上来烧制，形成以二氧化硅为主要成分的保护层(以玻璃类材料为主要成分的保护层)6a。作为低粘度的保护层6a材料，在本实施例中使用大阪有機化学工業公司制造的玻璃类涂材(商标名：スカイミツク、品种：HRC-クリア-、粘度：4.8mPa·s)。此外，丝网印刷后的保护层材料与电介质4同时烧制，但上述浸渍的涂材的烧制温度为150～200℃，低于电介质的烧制温度(约850℃)，因此烧制成电介质4后，进行浸渍处理，以200℃烧制。以该二氧化硅为主要成分的保护层6a的厚度约为4μm，根据涂敷前后的离子产生元件21的重量变化进行换算而求出。在参考例2中，作为保护层6a，形成了以玻璃类材料(二氧化硅)为主要成分的保护层6a。
(c)镍及金
烧制成电介质4(陶瓷基板)后，通过电解镀敷法在放电电极1上形成镍及金的保护层6c。作为保护层6c的厚度，镍为3～4μm，金为约0.2μm，整体大概4μm的厚度。在实施例4中，作为保护层6形成镍及金的保护层6c。
(6)放电电极材料
放电电极1的材料使用以下三种，均通过丝网印刷在电介质4上形成。
(a)以银钯为主要成分的膏状材料
(b)以金为主要成分的膏状材料
(c)以钨为主要成分的膏状材料
作为放电电极1的材料，在实施例1～4、参考例1、2及比较例中使用以银钯为主要成分的膏状材料，在实施例5中使用以金为主要成分的膏状材料，在实施例6中使用以钨为主要成为的膏状材料。此外，在银钯、金的情况下，作为电介质4使用LTCC基板，在钨的情况下从烧制温度的关系出发，作为电介质4使用氧化铝基板。
对改变上述条件而制造的离子产生元件(实施例1～6、参考例1、2、及比较例)，在下述表1中对其进行汇总。
(评价实验)
(1)放电均匀性
对离子产生元件21的放电均匀性的评价方法使用图7(a)、图7(b)及图8进行说明。图7(a)、图7(b)是表示测定离子产生元件21的放电分布的测定装置300的图，图7(a)是俯视图，图7(b)是主视图。测定装置300包括测定电极301、相对电极3、测定电极移动机构302、电机303、及电流计304。
测定电极301是宽2mm×高5mm(w×h)的不锈钢制的电极，安装在测定电极移动机构302上。测定电极移动机构302由滚珠丝杠构成，通过电机303的旋转使测定电极301移动。并且，测定电极301经由电流计304而接地，从而可测定在测定电极301中流动的放电电流。进一步，在测定电极301的背面配置有接地的不锈钢制的相对电极3。并且，相对于测定电极301，在离开预定间隔(g＝5mm)的位置，通过保持部件(未图示)固定离子产生元件21。
并且，向离子产生元件21施加电压，产生离子的同时，使测定电极301沿离子产生元件21的长边方向移动，通过电流计301测定流入到测定电极301的电流，从而测定离子产生元件1的长边方向的放电电流分布。
图8是表示使用测定装置300测定的放电电流分布数据的一例的图。根据该放电电流分布数据，求出放电电流分布的变动系数(标准偏差÷均匀值)，根据下述基准进行放电均匀性的评价。基准是，变动系数10％以下的评价为“◎”、变动系数10～20％的评价为“○”、变动系数20～30％的评价为“○△”、变动系数30～40％的评价为“△”、变动系数40～60％的评价为“△×”、变动系数60％以上的评价为“×”。
(2)画质均匀性
对将以上制造的各离子产生元件用于记录转印前带电单元130时的画质均匀性进行评价。具体而言，使用制造的各离子产生元件形成记录转印前带电单元130，将这些记录转印前带电单元130适用于作为图像形成装置200的夏普公司制造的彩色复合机MX-4500。此外，在该记录转印前带电单元130中，离子产生元件21与转印带41相对配置，使放电电极和转印带的间隙g为5mm，相对电极3与转印带41紧贴，且经由转印带41与放电电极1相对配置。在该状态下，将脉冲状的电压施加到放电电极1，使约10μA的相对电极电流在相对电极3中流动。此时，在图像形成装置200中，将半色调图像打印到记录纸上，对记录纸的半色调图像的均匀性通过目视进行评价(6个层次)。即，着眼于损坏半色调图像的画质(均匀性)的白条、黑条的程度、个数来进行评价，按照半色调图像均匀性良好的顺序评价为“◎”、“○”、“○△”、“△”、“△×”、“×”。
(3)耐久性
参照图9对离子产生元件的耐久性的评价方法进行说明。图9是表示评价离子产生元件21的耐久性的评价装置400的图。评价装置400由相对电极3及电流计401构成。相对电极3是不锈钢制的电极，经由电流计401接地，从而可测定流入到相对电极3的放电电流。并且，对于相对电极3，在隔预定间隔(g＝5mm)的位置上，通过保持部件(未图示)固定离子产生元件21。
并且，向离子产生元件21施加电压，在产生离子的状态下放置的同时，定期进行上述(2)的画质检查(目视检查)，调查半色调图像的均匀性到允许值以下为止的放电时间、及放电电极断线为止的时间，根据下述基准评价耐久性。
将画质变为允许值以下的时间为200小时以上的评价为“◎”、将画质变为允许值以下的时间为100～200小时的评价为“○”、将画质变为允许值以下的时间为60～100小时的评价为“○△”、将画质变为允许值以下的时间为30～60小时的评价为“△”、将画质变为允许值以下的时间为10～30小时的评价为“△×”、将画质变为允许值以下的时间为10小时以下的评价为“×”。
并且，将放电电极断线为止的时间为200小时以上的评价为“◎”、将放电电极断线为止的时间为100～200小时的评价为“○”、将放电电极断线为止的时间为60～100小时的评价为“○△”、将放电电极断线为止的时间为30～60小时的评价为“△”、将放电电极断线为止的时间为10～30小时的评价为“△×”、将放电电极断线为止的时间为10小时以下的评价为“×”。
此外，当放电电极断线时无法评价画质，因此放电电极1先断线时，使画质变为允许值以下为止的时间为与断线时间同样的时间。
(评价结果)
将以上制造的各离子产生元件的条件、及各离子产生元件的评价实验的结果显示在表1中。此外，比例较基于现有的离子产生元件的构成，实施例1～6基于本发明涉及的离子产生元件的构成，参考例1、2基于本发明的参考方式涉及的离子产生元件的构成。
(1)保护层的有无
根据比较例及参考例1的比较结果，和设置LTCC的保护层6a相比，无保护层的在放电均匀性、画质均匀性上均大幅提高。对其原因使用图11(b)及图11(c)说明。放电均匀性受到保护层6的均匀性影响，保护层6薄、保护层6中有小孔、裂纹、空隙等时，造成放电过多(黑条状的图像缺陷)，并且当保护层6厚时，造成放电过少(白条状的图像缺陷)。
保护层6通过丝网印刷形成时，因伴随涂刷器移动的压力变动、长边方向的压力不均等，如图11(b)所示，易产生层厚不均。并且当膏体粘度过高时，易产生小孔、间隙。
因此，如图11(c)所示，通过去除作为放电不均的原因的保护层6，放电均匀性、画质均匀性得以提高。但另一方面，由于保护层具有抑制放电能量造成的放电电极劣化的作用，因此当去除保护层6时，耐久性下降，寿命变短。
(放电电极的印刷工序)
根据参考例1及实施例1的比较结果，可知和WIP工序后印刷放电电极1(参考例1)相比，WIP工序前印刷放电电极(实施例1)可提高耐久性。在此对WIP工序前印刷放电电极1可提高耐久性的原因进行说明。如图5(a)所示，WIP工序后印刷放电电极时，放电电极1的放电极1b前端在从电介质(陶瓷基板)上表面露出的状态下形成，与之相对，如图5(b)所示，WIP工序前印刷放电电极1时，通过WIP工序，放电电极1埋入到电介质4(陶瓷基板)内。因此，放电电极1的放电部1b前端在埋入到电介质4内部的状态下形成。放电电极1埋入到电介质4内部时，和现有技术中的露出的情况相比，放电能量集中的(电力线集中)的放电部1b前端被电介质4保护，因此提高了耐久性，可延长使用寿命。
(放电电极形状)
从实施例1及实施例2的比较结果可知，作为放电电极1的形状，增大基底部1a的宽度W相对于放电电极1整体的宽度H的比例、即增大W/H时，可提高耐久性。对于增大W/H会提高耐久性的原因参照图10(a)及图10(b)说明。放电电极1中没有保护层6、作为放电电极1的材料使用银钯等易氧化的材料时，通过放电能量，放电电极1长时间后被氧化(黑色化)。该氧化现象根据放电能量的强度、使用寿命设定等使用条件，不仅在放电部1b产生，而且进展到基底部1a。因此，如实施例1所示，基底部1a的宽度小到W/H＝0.33时，氧化影响到基底部1a。氧化的部分的电阻值上升，因此如图10(a)所示，氧化进展到基底部1a时，无法均匀地向放电部1b提供电流，产生放电不均，严重的情况下会断线。
另一方面，如实施例2所示，基底部1a的宽度大到W/H＝0.6时，氧化即使影响到基底部1a，如图10(b)所示，未氧化的部分在连续的状态下被保持。因此不会断线，可向各放电部均匀地提供电流。由于放电部1b氧化，电阻上升，因此在同一施加电压条件下(峰值电压、频率)，和初期相比，放电性能下降。但是，例如缓慢提高峰值电压、频率等，通过长时间校正施加电压条件，可抑制氧化造成的电阻上升的影响。
(感应电极形状)
从实施例2及实施例3的比较结果可知，作为感应电极2的形状，和面状(与放电电极有重叠)相比，U字状(与放电电极无重叠)的可提高耐久性。
对于使感应电极2的形状为U字状可提高耐久性的原因进行说明。如实施例2所示，感应电极2为面状时，放电电极1和感应电极2变为重叠(相对)的位置关系。因此，放电电极1不仅在放电部1b中、而且在基底部1a中也与感应电极2相对。其结果是，放电不仅在放电部1b发生，而且在基底部1a中也多少会发生，如图10(a)所示，放电引起的氧化现象不仅在放电部1b、而且在基底部1a中也发生。在氧化的部分中电阻上升，因此如图10(a)所示，从基底部1a开始氧化时，无法均匀地向放电部1b提供电流，产生放电不均，严重情况下会断线。
另一方面，如实施例3所示，使感应电极2包围放电电极1周围地呈U字状，使放电电极1和感应电极2不重叠(相对)时，放电仅在放电部1b前端产生，在基底部1a中不产生放电。其结果是，可防止基底部1a氧化，无需担心断线，可均匀地向各放电部提供电流。
并且，放电部1b氧化时电阻上升，因此在同样的施加电压条件下(峰值电压、频率)和初期相比放电能力下降，但例如逐渐提高峰值电压、频率等，长时间地校正施加电压条件，可抑制电阻上升的影响。
(涂料)
(1)二氧化硅(低粘度涂料)
从比较例和参考例2的比较结果可知，作为保护层6，和丝网印刷陶瓷类材料(LTCC)的材料相比，将玻璃类材料(二氧化硅)浸渍处理的材料在放电均匀性、画质均匀性上更优良。
对其原因参照图11(a)及图11(b)进行说明。放电的均匀性受到保护层6的均匀性的影响，当保护层6薄、存在小孔、裂纹、间隙等时，会放电过多(黑条状的图像缺陷)，并且当保护层6厚时会放电过少(白条状的图像缺陷)。LTCC的情况下，保护层6材料(涂料)粘度较高，因此如果不用丝网印刷就无法形成保护层6。其结果是，伴随涂刷器移动的压力变动、长边方向的压力不均等，如图11(b)所示，易产生层厚不均。并且当粘度过高时，易产生小孔、间隙。
另一方面，以玻璃类材料为主要成分的涂料(以二氧化硅为主要成分的涂料)粘度低，因此可通过浸渍处理形成保护层6。其结果是，如图11(a)所示，和LTCC相比，成为薄(在本实施例中约4μm)且均匀、无小孔、裂纹、空隙等的保护层6。这样一来，可确保放电均匀性的同时延长使用寿命。
并且，从实施例3和参考例2的比较结果可知，与没有保护层6时相比，设置以玻璃类材料(二氧化硅)为主要成分的保护层6a时，可提高耐久性。这是因为，通过以玻璃类材料为主要成分的保护层6a保护了放电电极，可抑制放电产生的劣化、氧化。
此外，作为低粘度涂料的涂敷方法，不限于浸渍，例如可适用喷射涂敷、辊涂等任意的涂敷方法。
(2)镍及金
从实施例3和实施4的比较结果可知，通过镀敷处理在放电电极1上设置镍及金的保护层6c时，和未设置保护层6时相比，可进一步提高放电均匀性、画质均匀性。对其原因参照图1(a)及图1(b)进行说明。图1(a)及图1(b)是从长边方向观察离子产生元件21的截面的图。如上所述，放电电极1和保护层6一样也通过丝网印刷形成，因此如图1(a)及图1(b)所示，在放电电极1的内部也存在间隙。
如图1(a)所示，从离子产生元件21的端部通过供电电极提供电流时，电流在放电电极1内部流动，因此由于放电电极1内部的空隙分布的不均，而在离子产生元件21的长边方向上，电流分布产生不均。因此，与保护层6的不均相比，影响程度虽小，但对放电均匀性、画质均匀性造成了影响。
另一方面，通过镀敷处理在放电电极1上设置镍及金的保护层(镍金镀金层)6c时，如图1(b)所示，镍金镀金层和放电电极1相比，没有空隙等地均匀地形成。
并且，镀敷材料(镍及金)和放电电极1材料(银钯)相比，电阻较小(1/3)，因此从供电电极提供的电流主要在镍金镀敷层6c中流动。其结果是，在离子产生元件21的长边方向上电流分布变得均匀，放电均匀性、画质均匀性提高。
并且，从实施例3和实施例4的比较结果可知，和没有保护层6时相比，设置镍金镀金层6c会提高耐久性。这是因为，通过镍金镀金层6c保护了放电电极1，可抑制放电产生的劣化、氧化。
(放电电极材料)
从实施例3、5、6的比较结果可知，和放电电极1使用以银钯为主要成分的材料时(实施例3)相比，使用以金(实施例5)、钨(实施例6)为主要成分的材料时，耐久性提高。这是因为，金、钨和与银、银钯为主要成分的材料相比，不易氧化，放电造成的劣化较小。
并且，从实施例3和实施例5的比较结果可知，和放电电极1使用以银钯为主要成分的材料时(实施例3)相比，使用以金(实施例5)为主要成分的材料时，可进一步提高放电均匀性、画质均匀性。这是因为，和使用银钯的放电电极1材料相比，使用金的放电电极1材料时电阻值小(约1/3)，其结果是，不易受到放电电极1内部的空隙的影响。
此外，本发明的涉及的离子产生元件不限于实施例，如上所述，只要有由金属构成的保护层6、或无保护层而使放电电极直接露出在环境中，则放电电极1状态(是否埋入电介质)、放电电极1形状(W/H)、感应电极2形状(面状还是U字状)、放电电极1材料(银钯、金、钨)等各种组合可适用。
如上所述，本发明的离子产生元件具有：放电电极，形成在电介质上；和感应电极，形成在上述电介质的与形成有上述放电电极的面相对的面上，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差，从而伴随沿面放电而产生离子，其中，上述放电电极的与上述电介质接触的表面以外的表面由金属的保护层覆盖，上述金属由金、或金及镍构成。
由于金可长时间保持稳定，对放电的保护作用较强，因此优选用作保护层。并且，当形成上述保护层的金属是金及镍时，作为形成放电电极的材料，例如象银钯一样，即使使用不易直接形成金(不易实施镀金)的材料，也可在其之间设置镍层(进行镀镍)，从而可形成最表层为金的保护层。
并且，本发明的离子产生元件具有：放电电极，形成在电介质上；感应电极，形成在上述电介质的与形成有上述放电电极的面相对的面上，通过向上述放电电极和上述感应电极之间施加电压，伴随沿面放电而产生离子，其中，上述放电电极的与上述电介质接触的表面以外的表面由保护层覆盖，上述保护层由金属构成。
在本发明的离子产生元件中，除了上述构成外，优选形成上述保护层的金属的电阻值小于形成上述放电电极的材料的电阻值。
根据上述结构，由于形成保护层的金属的电阻值(体积电阻值)小于形成放电电极的材料的电阻值(体积电阻值)，因此可抑制放电不均的产生。
在本发明的离子产生元件中，除了上述构成外，优选上述放电电极由以金为主要成分的材料、或以钨为主要成分的材料构成。
根据上述结构，放电电极由以金为主要成分的材料、或以钨为主要成分的材料构成时，和使用银钯的放电电极材料相比，电阻值较小，因此不易受到放电电极内部的空隙的影响。并且，作为放电电极材料，使用以金为主要成分的材料或以钨为主要成分的材料时，和以银、银钯为主要成分的材料相比，不易氧化，可减少放电能量造成的劣化。
在本发明的离子产生元件中，除了上述构成外，优选上述放电电极的由上述保护层覆盖的面以外的面埋入上述电介质的内部而配置。
根据上述结构，放电电极的由保护层覆盖的面以外的面埋入电介质内部时，和从电介质露出时相比，放电能量集中的放电部前端受到电介质保护。因此可延长离子产生元件的寿命。
本发明的离子产生元件如上所述，放电电极，形成在电介质上；和感应电极，形成在上述电介质的与形成有上述放电电极的面相对的面上，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差，从而伴随沿面放电而产生离子，该离子产生元件的特征在于，上述放电电极的与上述电介质接触的表面以外的表面露出在环境中，上述放电电极的露出在环境中的面以外的面埋入电介质的内部而配置。
如上述构成所述，放电电极的与电介质接触的表面以外的表面露出在环境中，即不具有保护层，放电电极的露出在环境中的面以外的面埋入在电介质的内部，从而与现有技术相比可均匀、稳定地产生离子，并提高寿命(耐久性)。
进一步，除了上述构成外，在本发明的离子产生元件中，优选上述放电电极由以金为主要成分的材料、或以钨为主要成分的材料构成。放电电极由以金为主要成分的材料、或以钨为主要成分的材料构成时，和使用银钯的放电电极材料相比，电阻值较小，因此不易受到放电电极内部的空隙的影响。并且，作为放电电极材料，使用以金为主要成分的材料或以钨为主要成分的材料时，和以银、银钯为主要成分的材料相比，不易氧化，可减少放电能量造成的劣化。进一步，作为放电电极，更优选以金为主要成分。当由以金为主要成分的材料构成时，更不易氧化，可以进一步减小放电能量造成的劣化。
在本发明的离子产生元件中，除了上述构成外，优选将上述放电电极和上述感应电极在它们的层叠方向投影时，投影的上述放电电极和上述感应电极没有重叠的区域。
根据上述结构，在层叠方向上投影的上述放电电极和上述感应电极没有重叠区域时(放电电极和感应电极未重叠)，和重叠时相比，在作为放电电极的放电部以外的部分的基底部(远离感应电极的部分)之下没有感应电机，因此在该基底部的放电被抑制。因此，可延长离子产生元件的使用寿命。
在本发明的离子产生元件中，除了上述构成外，优选上述放电电极包括：基底部；和放电部，在与上述放电电极的长边方向垂直、且与上述放电电极的层叠方向垂直的方向上，从上述基底部突出，将与上述放电电极的长边方向垂直、且与上述放电电极的层叠方向垂直的方向中的上述基底部的宽度设为W，与上述放电电极的长边方向垂直、且与上述放电电极的层叠方向垂直的方向中的上述放电电极整体的宽度设为H时，W/H≥0.6。
和放电电极整体的宽度H相比，基底部的宽度W小时，在因放电能量放电部氧化的情况下，氧化影响到基底部，产生基底部断线的问题。但如上述结构所示，通过增大放电电极整体的宽度H中基底部的宽度W的比例，可防止基底部的断线，延长离子产生元件的使用寿命。
本发明的离子产生元件的制造方法，该离子产生元件具有：放电电极，形成在电介质上；和感应电极，形成在上述电介质的与形成有上述放电电极的面相对的面上，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差，从而伴随沿面放电而产生离子，该离子产生元件的制造方法的特征在于，包括镀敷处理工序，通过镀敷形成保护层，该保护层覆盖上述放电电极的与上述电介质接触的表面以外的表面。
根据上述方法，通过镀敷形成保护层，从而可形成比现有技术薄且均匀的、抑制了小孔、裂纹、空隙的保护层。因此可均匀、稳定地产生离子，制造出使用寿命(耐久性)长的离子产生元件。
本发明的带电装置的特征在于，具有：上述任意一个离子产生元件；和电压施加单元，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差。
根据上述构成，由于具有本发明的任意一种离子产生元件，因此可提供一种稳定、高效地使被带电体均匀带电、使用寿命长的带电装置。
本发明的图像形成装置作为使静电潜影承载体带电的带电装置，具有上述带电装置。
在使静电潜影承载体带电的装置中使用本发明的带电装置，可提供一种使静电潜影承载体适当带电、使用寿命长的图像形成装置。
本发明的一种图像形成装置作为向承载体上承载的调色剂提供电荷的转印前带电用的带电装置，具有上述带电装置。
使用本发明的带电装置可使转印前的调色剂适当带电，提高转印效率、转印均匀性。
以上详细说明的具体实施方式及各实施例只是用于明确本发明的技术内容，不仅限定为该具体示例作狭义解释，在本发明的主旨和权利要求范围内，可进行各种变更并实施。并且，本说明书中公开的数值范围以外的情况下，在不违反本发明的合理范围内时，也包含在本发明中。
此外，在使用电子照相方式的图像形成装置中，本发明也可用于进行以下带电的装置：用于使感光体、中间转印体等图像承载体上形成的调色剂图像在转印前带电的的转印前带电、使感光体带电的潜影用带电、或辅助显影装置内的调色剂的带电的调色剂的预备带电等。

Claims (6)

1.一种离子产生元件，具有：放电电极，形成在电介质上；和感应电极，形成在上述电介质的与形成有上述放电电极的面相对的面上，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差，从而伴随沿面放电而产生离子，该离子产生元件的特征在于，
上述放电电极的与上述电介质接触的表面以外的表面露出在环境中，上述放电电极的露出在环境中的面以外的面埋入电介质的内部而配置，
将上述放电电极和上述感应电极在它们的层叠方向投影时，投影的上述放电电极和上述感应电极没有重叠的区域。
2.根据权利要求1所述的离子产生元件，其特征在于，上述放电电极由以金为主要成分的材料、或以钨为主要成分的材料构成。
3.根据权利要求1所述的离子产生元件，其特征在于，
上述放电电极包括：基底部；和放电部，在与上述放电电极的长边方向垂直、且与上述放电电极的层叠方向垂直的方向上，从上述基底部突出，
将与上述放电电极的长边方向垂直、且与上述放电电极的层叠方向垂直的方向中的上述基底部的宽度设为W，与上述放电电极的长边方向垂直、且与上述放电电极的层叠方向垂直的方向中的上述放电电极整体的宽度设为H时，W/H≥0.6。
4.一种带电装置，其特征在于，具有：权利要求1所述的离子产生元件；和电压施加单元，施加电压以在上述放电电极和上述感应电极之间产生电位差。
5.一种图像形成装置，其特征在于，作为使静电潜影承载体带电的带电装置，具有权利要求4所述的带电装置。
6.一种图像形成装置，其特征在于，作为向承载体上承载的调色剂提供电荷的转印前带电用的带电装置，具有权利要求4所述的带电装置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7725052B2 (en) * 2007-04-05 2010-05-25 Sharp Kabushiki Kaisha Ion generating device and image forming apparatus including same
JP4538509B2 (ja) * 2008-02-29 2010-09-08 シャープ株式会社 イオン発生素子、帯電装置および画像形成装置
JP2009300597A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Sharp Corp イオン発生素子、帯電装置および画像形成装置
KR20110074240A (ko) * 2009-12-24 2011-06-30 삼성전자주식회사 대전장치 및 이를 갖춘 화상형성장치
KR102103361B1 (ko) * 2013-11-07 2020-04-22 엘지전자 주식회사 이온발생장치 및 그 제조방법
USD755360S1 (en) 2015-03-25 2016-05-03 Naturion Pte. Ltd Automotive ionizer
US9952531B2 (en) * 2016-04-28 2018-04-24 Canon Kabushiki Kaisha Developing member having alumina particles exposed within protrusions
CN107564380A (zh) * 2017-09-13 2018-01-09 吴世贵 一种静电复印实验装置的静电发生器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095217A2 (en) * 1982-05-26 1983-11-30 Agfa-Gevaert N.V. Electrophotographic apparatus
EP0232136A2 (en) * 1986-01-30 1987-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Charging or discharging device
CN1728483A (zh) * 2004-07-27 2006-02-01 三星电子株式会社 离子发生器
CN1749875A (zh) * 2004-09-17 2006-03-22 夏普株式会社 带电装置和图像形成装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT302636B (de) * 1966-01-24 1972-10-25 Dietrich Erben Vorrichtung zur Behandlung der Oberfläche von dünnwandigen Kunststoff- oder Metallflächen od.dgl.
US3970905A (en) * 1974-07-10 1976-07-20 Onoda Cement Company, Ltd. Thin wire type of electric field curtain system
JPS576385A (en) 1980-06-12 1982-01-13 Citizen Watch Co Ltd Movement structure of digital watch
JPS60232570A (ja) 1984-05-02 1985-11-19 Ricoh Co Ltd 放電器
JPS61231573A (ja) * 1985-04-05 1986-10-15 Senichi Masuda コロナ放電器
JPS6321673A (ja) 1986-07-15 1988-01-29 Canon Inc 放電装置
US4783716A (en) * 1986-01-30 1988-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Charging or discharging device
US5138348A (en) * 1988-12-23 1992-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for generating ions using low signal voltage and apparatus for ion recording using low signal voltage
JP2822062B2 (ja) * 1989-08-30 1998-11-05 京セラ株式会社 オゾン発生用放電体
US5202705A (en) * 1990-10-05 1993-04-13 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrostatic latent image forming device having a ceramic insulating layer
US5239317A (en) * 1991-02-20 1993-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for generating ions in solid ion recording head with improved stability
DE69701060T2 (de) * 1992-06-04 2000-06-08 Sharp Kk Ladegerät
JP2899172B2 (ja) 1992-06-26 1999-06-02 シャープ株式会社 帯電装置
JPH06135048A (ja) * 1992-10-22 1994-05-17 Fuji Xerox Co Ltd 静電記録ヘッド
JPH081988A (ja) 1994-06-17 1996-01-09 Olympus Optical Co Ltd イオンフロー静電記録ヘッドとその製造方法
JPH08160711A (ja) 1994-12-05 1996-06-21 Ricoh Co Ltd 帯電装置
JPH08240968A (ja) 1995-03-02 1996-09-17 Fuji Xerox Co Ltd 放電装置
JPH08258323A (ja) 1995-03-17 1996-10-08 Olympus Optical Co Ltd イオンフロー静電記録ヘッド及びその製造方法
JPH1022055A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Toto Ltd コロナ放電器
US6024930A (en) * 1996-08-08 2000-02-15 Quantum Electronics Corporation Ozone generator plate
US5983060A (en) * 1997-03-31 1999-11-09 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus which removes a surface potential of an intermediate transfer member
JPH10274892A (ja) 1997-03-31 1998-10-13 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JPH1140316A (ja) * 1997-07-18 1999-02-12 Canon Inc コロナ帯電器
US6239823B1 (en) * 1998-06-11 2001-05-29 Richard Allen Fotland Electrostatic latent image forming printhead having separate discharge and modulation electrodes
JP2000173744A (ja) 1998-11-30 2000-06-23 Toshiba Lighting & Technology Corp イオン発生基板、画像形成装置
JP3666330B2 (ja) * 1999-12-13 2005-06-29 コニカミノルタホールディングス株式会社 画像形成装置および画像形成装置用帯電装置の製造方法
JP2001313149A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Takuma Co Ltd 沿面放電電極及び沿面放電装置
JP2002237368A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd イオン発生装置とその製造方法
JP2003036954A (ja) 2001-05-15 2003-02-07 Ngk Spark Plug Co Ltd イオン発生素子及びイオン発生装置
JP2003249327A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Okabe Mica Co Ltd イオン発生装置
JP2003327416A (ja) 2002-05-14 2003-11-19 Katayama Seisakusho:Kk オゾン発生用放電体
JP2004069860A (ja) 2002-08-02 2004-03-04 Canon Inc 画像形成装置
JP2005050590A (ja) 2003-07-30 2005-02-24 Kyocera Corp 電界装置
JP4828868B2 (ja) 2005-06-07 2011-11-30 シャープ株式会社 正負イオン発生装置及びそれを備えた空気浄化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095217A2 (en) * 1982-05-26 1983-11-30 Agfa-Gevaert N.V. Electrophotographic apparatus
EP0232136A2 (en) * 1986-01-30 1987-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Charging or discharging device
CN1728483A (zh) * 2004-07-27 2006-02-01 三星电子株式会社 离子发生器
CN1749875A (zh) * 2004-09-17 2006-03-22 夏普株式会社 带电装置和图像形成装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平10-22055A 1998.01.23
JP特开平6-11946A 1994.01.21
JP特开平8-240968A 1996.09.17

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