JP2000260551A

JP2000260551A - 放電装置

Info

Publication number: JP2000260551A
Application number: JP11058634A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Ito; 和善伊藤; Yasuo Takayama; 康夫高山; Kazuhiro Hayashi; 和廣林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成でオゾン濃度を低減することがで
きる放電装置を提供する。【解決手段】放電装置としての帯電装置１０は、支持
部材３０にセラミック等の絶縁性でかつオゾンを吸着す
る性質を持つ基板３２が取り付けられている。基板３２
上には、ヒータ電極３４、励起電極３６Ａ、３６Ｂ、３
６Ｃが形成されており、これらの電極を被うように誘電
体層３８が形成され、さらにその上に開口部４２が複数
個形成された放電電極４０が形成されている。また、基
板３２は、矢印Ｐ方向下流側に延長され、この延長部分
は基板３２本体部分と分離され、延長基板３２Ａ、３２
Ｂとして支持部材３０上に取り付けられている。開口部
４２において発生する沿面コロナ放電により発生したオ
ゾンは延長基板３２Ａ、３２Ｂに吸着され、機外排出温
度が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置、現像装
置、転写装置、及び除電装置等に用いる放電装置に係
り、特に、イオンデポジション方式を適用した放電装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザプリンタ等の画像形成
装置では、コロナ放電を利用した放電装置としての帯電
装置が用いられている。このコロナ放電はオゾンを大量
に発生させるが、活性炭を含んだフィルターバックを装
着することにより、発生したオゾンが機外に排出するの
防止する技術が提案されている（特開昭４８−７７８４
４号公報、特開昭４９−１３３２８６号公報、特公昭５
２−１６８７５号公報、特公昭５６−１７９３９号公
報）。

【０００３】一方、近年では、画像形成装置の小型化、
スピード適正オゾン濃度の低減等を目的として非接触の
帯電装置や、イオンデポジション方式の帯電装置が提案
されている（特開平６−７５４５７号公報、特開平９−
３１１５２５号公報）。このイオンデポジション方式の
帯電装置は、幅１０ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、及び厚さ
０．５〜１．０ｍｍ程度のセラミック等の基板上に誘電
電極、誘電層、及び放電電極が形成されたイオン発生器
を備えており、誘電電極と放電電極との間に交流電圧を
印加することにより放電電極付近の空気がイオン化され
てコロナ放電する。さらに、これに発熱層を形成してイ
オン発生器から発生するイオン（荷電粒子）の発生量を
安定化させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性炭
を含んだフィルターバックはコストがかかるという問題
があった。また、イオンデポジション方式の帯電装置の
場合にも、発生するオゾンの濃度が機外排出基準を超え
る場合があるため、排気用のダクトやファン、オゾン吸
着用フィルタが必要となり、コストがかかるという問題
があった。また、セラミックはオゾンを吸着する性質が
あるが、上記従来技術における帯電装置では、セラミッ
ク基板が発熱体により加熱されているため、オゾンの吸
着能力が低下するという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題を解決すべく成された
ものであり、簡単な構成でオゾン濃度を低減することが
できる放電装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、基板上に、誘電体を挟んで
励起電極及び放電口が設けられた放電電極が形成される
と共に、前記励起電極及び前記放電電極に電力を印加す
ることにより放電する放電装置において、前記基板は、
オゾン吸着性を有する部材で構成され、前記放電電極が
形成される領域外に延長されていることを特徴としてい
る。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、放電装置
は、励起電極と放電電極との間に電力が印加されること
により放電口付近の空気がイオン化され、コロナ放電す
る。基板は、オゾン吸着性を有する部材、例えばセラミ
ックで構成されており、前記放電電極が形成される領域
外に延長されているため、コロナ放電により発生するオ
ゾンは、前記基板の延長された部分に吸着される。この
ため、機外に排出されるオゾンを低減させることができ
る。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求光１記載の放
電装置において、前記基板の前記放電電極が形成される
側と前記基板の延長部分とが分離されていることを特徴
としている。請求項２記載の発明によれば、前記基板の
前記放電電極が形成される側と前記基板の延長部分とが
分離されているので、放電手段の側の基板の熱が前記延
長部分に伝わるのを防ぐことができるので基板の延長部
分の温度が上昇せず、オゾンの吸着性が低下するのを防
止することができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２に記載の放電装置において、前記基板と前記基板が
取り付けられる部材との間に、前記部材から伝わる熱を
断熱する断熱部材を備えたことを特徴としている。請求
項３記載の発明によれば、前記基板と前記基板が取り付
けられる部材との間に、前記部材から伝わる熱を断熱す
る断熱部材を備えたので、基板の延長部分の温度が上昇
するのをさらに防止することができると共に、前記基板
が取り付けられる部材側の加熱時の消費電力を抑えるこ
とができ、ヒートアップ時間（装置が暖まって稼動可能
な状態になるまでの時間）を短縮することができる。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３に記載の放電装置において、前記基板の延長部分を
複数に分割したことを特徴としている。請求項４記載の
発明によれば、前記基板の延長部分を複数に分割したの
で、基板の表面積が増え、オゾンの吸着能力を高めるこ
とができる。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４に記載の放電装置において、前記基板の延長部分の
表面に凹凸を設けたことを特徴としている。請求項５に
記載の発明によれば、前記基板の延長部分の表面に凹凸
を設けたので、基板の表面積が増え、、オゾンの吸着能
力を高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】［第1の実施の形態］以下、図面
を参照して本発明の第1の実施の形態を詳細に説明す
る。

【００１３】図２には、本実施の形態に係る帯電装置１
０が適用される画像形成装置１２が示されている。画像
形成装置１２は、感光体１４を備えており、感光体１４
の周囲には、帯電装置１０、露光装置１６、現像装置１
８、転写装置２０、クリーニング装置２２、及び除電装
置２４が配置されている。また、記録用紙２６の搬送方
向Ａの下流側には、定着装置２８が配置されている。

【００１４】感光体１４は、図中矢印Ｂ方向に回転し、
帯電装置１０によりその表面が一様に帯電される。露光
装置１６は、帯電装置１０により帯電された感光体１４
を形成すべき画像に応じて露光し、静電潜像を形成す
る。現像装置１８は、静電潜像が形成された部位にトナ
ーを付着させることにより現像する。転写装置２０は、
矢印Ａ方向に搬送される記録用紙２６に感光体１４上に
形成されたトナー像を転写する。記録用紙２６は、トナ
ー像が転写された後、定着装置２８により定着処理が施
され、画像形成が終了する。

【００１５】一方、感光体１４は、クリーニング装置２
２により転写されずに残ったトナーがクリーニングされ
た後、除電装置２４により除電され、１サイクルが終了
する。

【００１６】帯電装置１０は、図１に示すように、例え
ば金属製の支持部材３０に例えばセラミック等の絶縁性
でかつオゾンを吸着する性質を持つ基板３２が取り付け
られている。なお、図１は、後述する図４に示すＡ−
Ａ’線に沿った断面を示している。この基板３２上に
は、図３に示すように、図中矢印Ｐ方向と略直交する方
向を長手方向とする帯状のヒータ電極３４、励起電極３
６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃが形成されており、これらの電極
を被うように誘電体層３８が形成され、さらにその上に
開口部４２が複数個形成された放電電極４０が形成され
ている。なお、基板３２は、矢印Ｐ方向下流側に延長さ
れ、この延長部分は基板３２本体部分と分離され、延長
基板３２Ａ、３２Ｂとして支持部材３０上に取り付けら
れている。

【００１７】ヒータ電極３４は、ヒータ電源４４が接続
されており、このヒータ電源４４により加熱されること
により、荷電粒子の発生に伴って放電電極４０の近傍に
付着する硝酸塩を熱分解する。

【００１８】励起電極３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃは、それ
ぞれ交流電源４６に接続されており、交流電源４６は直
流バイアス電源４８のマイナス側が接続されている。直
流バイアス電源４８のマイナス側は、放電電極４０に接
続されており、プラス側は感光体１４に接続されると共
に接地されている。

【００１９】交流電源４６は、放電電極４０の開口部４
２において沿面コロナ放電を発生させるための交流電圧
を、励起電極３６と放電電極４０との間に誘電体層３８
を介して印加する。印加される交流電圧の周波数は、一
例として数１０ｋＨｚ〜数ＭＨｚであるが、荷電粒子の
生成効率を考慮すると、１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周
波数で１〜３ｋＶｐ−ｐ程度とすることが好ましい。励
起電極３６に交流電圧が印加され、放電電極４０の開口
部４２において沿面コロナ放電が発生すると、この付近
に荷電粒子が生成される。この場合、直流バイアス電源
のマイナス側が放電電極４０に接続されているため、負
の荷電粒子が引き出され、感光体１４の表面はマイナス
に帯電される。感光体１４の表面電位がバイアス直流電
源４８のバイアス電圧と略同一となると荷電粒子が引き
出されなくなり帯電が終了する。

【００２０】なお、放電電極４０と感光体１４の表面と
の距離は、一例として０．３〜０．５ｍｍ程度である
が、汚れ防止及び帯電制御の点から０．５〜１ｍｍとす
ることが好ましい。

【００２１】図４には、図３におけるＣ部の拡大図が示
されている。図４に示すように、放電電極４０には、励
起電極３６Ａと誘電体層３８を挟んで対向する位置でか
つ励起電極３６Ａの長手方向に沿って矩形状の開口部４
２Ａが複数個所定間隔で設けられている。同様に、励起
電極３６Ｂと誘電体層３８を挟んで対向する位置でかつ
励起電極３６Ｂの長手方向に沿って矩形状の開口部４２
Ｂが複数個所定間隔で設けられており、励起電極３６Ｃ
と誘電体層３８を挟んで対向する位置でかつ励起電極３
６Ｃの長手方向に沿って矩形状の開口部４２Ｃが複数個
所定間隔で設けられている。

【００２２】なお、図４に示すように、開口部４２Ｂの
配置は開口部４２Ｃの配置と略同一となっており、励起
電極３６の長手方向に隣接する開口部４２Ｂの間に開口
部４２Ａが配置されている。また、開口部４２の矢印Ｐ
方向の長さは、それぞれ励起電極３６の幅方向の長さよ
りも若干短くなっている。

【００２３】ヒータ電極３４及び励起電極３６は、一例
として金、タングステン、及びニッケル等の印刷用金属
ペーストが用いられる。また、励起電極３６の厚さは一
例として１〜４０μｍ程度であり、幅は６０〜５００μ
ｍ程度である。なお、励起電極３６の厚さが薄すぎる
と、配線抵抗が大きく電力損失が発生し、厚すぎると製
造時において励起電極３６を基板３２に印刷した後の次
層以降の印刷において印刷段差ができてしまい、層厚の
均一性が得られなくなることから、５〜１０μｍ程度と
することが好ましい。また、励起電極３６の幅は、製造
技術や放電効率等を考慮すると、１２０〜２４０μｍ程
度とすることが好ましい。

【００２４】誘電体層３８は、一例としてアルミナやガ
ラス等、放電における耐久性に優れた印刷用絶縁ペース
トが用いられる。誘電体層３８の厚さは、１０〜５０μ
ｍ程度であるが、薄すぎるとピンホールが発生しやすく
なり、絶縁耐圧の低下等を引き起こし、厚すぎると放電
開始に必要な電圧を高くしなければならないため、２０
〜３０μｍ程度とすることが好ましい。

【００２５】放電電極４０は、例えばリフトオフ厚幕印
刷方法によりＮｉまたはＬａＢ６膜を、開口部４２Ａ、
４２Ｂ、４２Ｃが誘電体層３８を挟んで励起電極３６
Ａ、３６Ｂ、３６Ｃとそれぞれ対向する位置になるよう
に印刷する。また、開口部４２の励起電極３６の長手方
向の幅Ｗは、一例として３０〜３００μｍ程度である。
なお、開口部４２の矢印Ｐ方向の長さより励起電極３６
の幅方向の長さを短くすることの優位性は実験計画法に
よる実験により確認されている。

【００２６】次に本実施の形態における作用について説
明する。

【００２７】感光体１４が図２において矢印Ｂ方向に所
定速度で回転すると、交流電源４６により所定の交流電
圧が誘電体層３８を挟んで励起電極３６Ａ、３６Ｂ、３
６Ｃと放電電極４０との間に印加され、放電電極４０付
近の空気がイオン化される。そして、放電電極４０は直
流バイアス電源４８により負にバイアスされているた
め、負の荷電粒子が引き出される。放電電極４０の開口
部４２において沿面コロナ放電が発生し、図２において
矢印Ｂ方向に回転する感光体１４がマイナスに帯電され
る。

【００２８】そして、帯電された感光体１４は露光装置
１６により形成すべき画像に応じて露光され静電潜像が
形成される。次に、現像装置１８により静電潜像が形成
された部位にトナーが付着されて現像される。次に、転
写装置２０により、矢印Ａ方向に搬送される記録用紙２
６に感光体１４上に形成されたトナー像が転写される。
記録用紙２６は、トナー像が転写された後、定着装置２
８により定着処理が施され、画像形成が終了する。

【００２９】このようにして一連の画像形成処理が行わ
れるが、放電電極４０の開口部４２において発生する沿
面コロナ放電により、大気中の酸素分子がイオン化され
てオゾンが発生する。しかし、この発生したオゾンは感
光体１４の回転に伴って矢印Ｐ方向下流側へと流れるた
め、延長基板３２Ａ、３２Ｂに吸着される。従って、機
外に排出するオゾンの量が低減する。なお、延長部分を
２つに分割しているので表面積が増え、延長部分を１つ
にした場合と比較して吸着能力が高い。また、延長基板
３２Ａ、３２Ｂは、基板３２と分離されているため、ヒ
ータ電極３４により加熱されている基板３２の熱があま
り伝わらないため、延長基板３２Ａ、３２Ｂの温度が上
昇せず、オゾンの吸着能力の低下を防止することができ
る。

【００３０】本出願人が上記の構成において機外排出オ
ゾン濃度を測定した結果、０．０４２ｐｐｍであった。
また、延長基板３２Ａ、３２Ｂを設けない従来の構成で
測定した結果は０．０５５ｐｐｍであった。すなわち、
延長基板３２Ａ、３２Ｂを設けたことにより、従来と比
較してオゾン濃度を０．０１３ｐｐｍ低減させることが
できた。［第２の実施の形態］次に、第２の実施の形態について
説明する。

【００３１】図５には、帯電装置１０’の概略構成が示
されている。なお、ヒータ電源、交流電源、及び直流バ
イアス電源については省略している。また、図１に示す
帯電装置１０と同一部分については同一の符号を付し、
その詳細な説明は省略する。

【００３２】図５に示す帯電装置１０’が図１に示す帯
電装置１０と異なる点は、支持部材３０と、基板３２、
延長基板３２Ａ、及び延長基板３２Ｂとの間に、断熱性
及び耐熱性を有する樹脂５０を挟み込んだ点である。こ
れにより、金属製の支持部材３０からの熱が基板３２、
延長基板３２Ａ、及び延長基板３２Ｂに伝わらず、温度
変化による荷電粒子の発生の変動が生じるのを防ぐこと
ができる。また、支持部材３０側の加熱時の消費電力を
抑えることができ、ヒートアップ時間を短縮することが
できる。

【００３３】本出願人が上記の構成において機外排出オ
ゾン濃度を測定した結果、０．０３ｐｐｍであった。す
なわち、樹脂５０を基板３２、延長基板３２Ａ、及び延
長基板３２Ｂとの間に挟み込むことにより、帯電装置１
０の場合と比較してオゾン濃度を０．０１２ｐｐｍ低減
させることができた。［第３の実施の形態］次に、第３の実施の形態について
説明する。

【００３４】図６には、帯電装置１０”の概略構成が示
されている。なお、ヒータ電源、交流電源、及び直流バ
イアス電源については省略している。また、図５に示す
帯電装置１０’と同一部分については同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００３５】図６に示す帯電装置１０”が図５に示す帯
電装置１０’と異なる点は、樹脂５０における延長基板
３２Ａ、３２Ｂに対応する部分をそれぞれにあわせて樹
脂５０Ａ、５０Ｂとして分離した点である。これによ
り、延長基板３２Ａ、３２Ｂの基板温度を図５に示す帯
電装置１０’の場合よりもさらに低く抑えることがで
き、さらにオゾン濃度を低減させることができる。

【００３６】本出願人が上記の構成において機外排出オ
ゾン濃度を測定した結果、０．０２ｐｐｍであった。す
なわち、樹脂５０における延長基板３２Ａ、３２Ｂに対
応する部分をそれぞれにあわせて樹脂５０Ａ、５０Ｂと
して分離したことにより、帯電装置１０’の場合と比較
してオゾン濃度を０．０１ｐｐｍ低減させることができ
た。

【００３７】本出願人が第１〜３の実施の形態における
構成で測定した機外排出オゾン及び基板温度を以下の表
１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】［第４の実施の形態］次に、第４の実施の
形態について説明する。

【００４０】図７には、帯電装置１０’’’の概略構成
が示されている。なお、ヒータ電源、交流電源、及び直
流バイアス電源については省略している。また、図６に
示す帯電装置１０”と同一部分については同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。

【００４１】図７に示す帯電装置１０’’’が図６に示
す帯電装置１０”と異なる点は、例えばＹＡＧレーザ等
を用いて、延長基板３２Ａ，３２Ｂの表面に凹凸を形成
させた点である。これにより、延長基板３２Ａ、３２Ｂ
の表面積が増え、凹凸を形成しない場合と比較してオゾ
ン濃度をさらに低減させることができる。本出願人が上
記の構成で機外排出オゾン温度を測定した結果、凹凸を
形成しない場合と比較して機外排出オゾン濃度を３６％
低減させることができた。

【００４２】なお、第1〜４の実施の形態では、基板の
延長部分を２つに分割した場合を例に説明したが、これ
に限らず、３つ以上に分割してもよい。また、帯電装置
に限らず、現像装置や転写装置、除電装置にも本発明を
適用可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、基板上に、誘電体を挟んで励起電極及び
放電口が設けられた放電電極が形成される基板がオゾン
吸着性を有する部材で構成され、かつ前記放電電極が形
成される領域外まで延長されているので、放電により発
生したオゾンが前記基板の延長された部分に吸着される
ため、機外に排出されるオゾンを低減させることができ
る、という効果を有する。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、前記基板の
前記放電電極が形成される側と前記基板の延長部分とが
分離されているので、放電手段の側の基板の熱が前記延
長部分に伝わるのを防ぐことができるので基板の延長部
分の温度が上昇せず、オゾンの吸着能力が低下するのを
防止することができる、という効果を有する。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、前記基板と
前記基板が取り付けられる部材との間に、前記部材から
伝わる熱を断熱する断熱部材を備えたので、基板の延長
部分の温度が上昇するのをさらに防止することができる
と共に、前記基板が取り付けられる部材側の加熱時の消
費電力を抑えることができ、装置のヒートアップ時間を
短縮することができる、という効果を有する。

【００４６】請求項４記載の発明によれば、前記基板の
延長部分を複数に分割したので、基板の表面積が増え、
オゾンの吸着能力を高めることができる、という効果を
有する。

【００４７】請求項５に記載の発明によれば、前記基板
の延長部分の表面に凹凸を設けたので、基板の表面積が
増え、オゾンの吸着能力を高めることができる、という
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における帯電装置の概略構
成図である。

【図２】画像形成装置の概略構成図である。

【図３】帯電装置の平面図である。

【図４】図３の拡大図である。

【図５】第２の実施の形態における帯電装置の概略構
成図である。

【図６】第３の実施の形態における帯電装置の概略構
成図である。

【図７】第４の実施の形態における帯電装置の概略構
成図である。

【符号の説明】

１０帯電装置（放電装置）１２画像形成装置１４感光体１６露光装置１８現像装置２０転写装置２２クリーニング装置２４除電装置２６記録用紙２８定着装置３０支持部材３２基板３４ヒータ電極３６励起電極３８誘電体層４０放電電極４２開口部４４ヒータ電源４６交流電源４８直流バイアス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林和廣神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内Ｆターム(参考） 2H003 AA18 BB11 CC01 EE08 2H027 JA02 JB06 JC02 JC03 JC06 ZA07 2H032 AA05 BA23 BA30 2H077 AE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、誘電体を挟んで励起電極及び
放電口が設けられた放電電極が形成されると共に、前記
励起電極及び前記放電電極に電力を印加することにより
放電する放電装置において、前記基板は、オゾン吸着性を有する部材で構成され、前
記放電電極が形成される領域外に延長されていることを
特徴とする放電装置。
【請求項２】前記基板の前記放電電極が形成される側
と前記基板の延長部分とが分離されていることを特徴と
する請求項１に記載の放電装置。
【請求項３】前記基板と前記基板が取り付けられる部
材との間に、前記部材から伝わる熱を断熱する断熱部材
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の放電装置。
【請求項４】前記基板の延長部分を複数に分割したこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記
載の放電装置。
【請求項５】前記基板の延長部分の表面に凹凸を設け
たことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項
に記載の放電装置。