JP2001093648A - イオン発生基板および電子式印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】イオン発生基板からのイオン発生斑を改善でき
るイオン発生基板及びこれを用いた電子式印刷装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】絶縁基板(2)と；絶縁基板上に形成され、
方形状の櫛歯部を有する下層電極(3)と；下層電極に積
層された誘電体層(4)と；下層電極の櫛歯部間に対応し
て配設され中間部の幅が端部の幅と異なる櫛歯部を有
し、誘電体層の上層に形成された上層電極(5)と；上層
及び下層電極に各々給電する給電手段(イ),(ロ)と；上層
電極が露出しないように覆う保護層(6)と；上層及び下
層電極を加熱する加熱手段(7),(8)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】木発明は、イオン発生基板及
び電子式印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、絶縁基板上に、一定の間隔で配列
され所定の長さの櫛歯部が並設された櫛形状に形成され
た下層電極と、その下層電極と同形状の上層電極とを各
々の櫛歯部が互いの櫛歯部の間に位置するように誘電体
層を挟んで空間的に離間させて積層したイオン発生基板
が開発されている。

【０００３】このイオン発生基板は、下層電極と上層電
極との間に交流電圧が印加されると、上層及び下層電極
間に位置する誘電体層には、印加電圧の極性反転に伴っ
て電荷が充放電される。この充放電に伴いコロナ放電が
生起し、これらの電極間近傍の空気がイオン化されるも
ので、したがって、このイオン発生量は、放電される電
荷量に相関し、つまり、上層電極と下層電極各々の櫛歯
部の単位長さ当たりに挟まれた誘電体層の面積に応じて
変化する特性を有する。

【０００４】また、そのイオン発生量は、上層電極と下
層電極の電子放射特性に依存するため、これら電極を加
温して電子放射特性を向上させるために絶縁基板の裏面
の各電極に対応した箇所にはヒータが設けられている。

【０００５】そして、この種のイオン発生基板は、例え
ばプリンタや電子式複写機等の電子式印刷装置に内蔵さ
れ、感光体である帯電ドラムを適宜帯電させることに用
いられようとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電極に
対応して設けられる加温用のヒータは温度斑を生じ易
く、さらには一般的に、絶縁基板の端部に向かう程、熱
放散が多いため、上層電極及び下層電極の端部に対応す
る部位のイオン発生量が少なく、また中間部でのイオン
発生量は相対的に多い。

【０００７】このように、イオン発生基板の部位によっ
てイオン発生量が異なると、感光体である帯電ドラムの
帯電斑を誘発させることになる不具合がある。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
で、イオン発生基板からのイオン発生斑を改善できるイ
オン発生基板及びこれを用いた電子式印刷装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のイオン発
生基板は、絶縁基板と；絶縁基板上に直接的または間接
的に形成され、方形状の櫛歯部を有する下層電極と；下
層電極に積層された誘電体層と；下層電極の櫛歯部間に
対応して配設され中間部の幅が端部の幅と異なる櫛歯部
を有し、誘電体層の上層に形成された上層電極と；上層
電極及び下層電極に各々給電する給電手段と；上層電極
が露出しないようにその外面を覆う保護層と；上層電極
及び下層電極を直接的または間接的に加熱する加熱手段
と；を備えている。

【００１０】ここで、本発明における絶縁基板はアルミ
ナ等により形成されるが、これに限られるものではな
い。

【００１１】また、第１電極、第２電極及び第３電極
は、金または銀系の材料（銀／白金、銀／パラジウムの
合金、または、有機金属化合物ペーストを用いた金、白
金を含む）を用い、スクリーン印刷法により形成可能で
あるが、これに限られるものではない。

【００１２】誘電体層は、ホウ珪酸鉛系ガラスを用い、
電極と同様にスクリーン印刷法等により形成することが
できる。このとき、その誘電体層の膜厚は１５〜３５ミ
クロンとすることが望ましい。

【００１３】さらに、誘電体層に使用するガラスペース
トにフィラーを含有させれば、熱伝導が向上してヒータ
からの熱伝導を良好にすることができ、また、軟化温度
の低いガラスは一般に良好な表面平滑性が得られるた
め、誘電体層を多層で構成させ、下層の誘電体層にはフ
ィラーを混練したガラス、上層の誘電体層には、低軟化
温度のガラスを用いることが好ましい。

【００１４】保護層は、外面に露出する電極の保護のた
め形成されるもので、低融点のホウ珪酸鉛系ガラスペー
ストを用いたスクリーン印刷法等により形成することが
でき、そのとき、その膜厚は２〜１０ミクロンとするこ
とが望ましい。

【００１５】そしてこの請求項１記載のイオン発生基板
によれば、上層電極の櫛歯部は、その中間部の幅が端部
の幅と異なるように構成されているため、上層電極と下
層電極各々の櫛歯部の単位長さ当たりに挟まれた誘電体
層の面積が、上層電極の中間部と端部とで異なる。その
結果、これら部位で充放電される電荷量も変わるため、
ヒータによる温度斑に起因したイオン発生斑が生じる場
合においても、これを緩和するように上記中間部の幅を
予め設定することが可能となり、均一なイオンの発生を
実現できる。

【００１６】請求項２記載の電子式印刷装置は、請求項
１記載のイオン発生基板と；イオン発生基板に対向して
配置され、イオン発生基板から発生したイオンにより帯
電される感光体と；が内蔵されたことを特徴とする。

【００１７】したがって、イオン発生基板からのイオン
の発生斑が抑制できる分、感光体の帯電斑が抑制され、
斑のない電子印刷が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
に基づいて説明する。図１はイオン発生基板を示す縦断
側面図である。

【００１９】イオン発生基板（１）は、絶縁基板（２）
と、この絶縁基板（２）の表面に形成され、方形状の櫛
歯部を有する下層電極（３）と、この下層電極（３）を
覆う誘電体層（４）と、この誘電体層（４）の上層に形
成され、下層電極（３）の櫛歯部間に位置する櫛歯部を
有する上層電極（５）と、この上層電極（５）を覆う保
護層（６）と、絶縁基板（２）の下面に下層及び上層電
極（３），（５）の各櫛歯部の長手方向に対応した箇所
に形成されたヒータ（７），（８）とを備えて構成され
る。

【００２０】本実施形態において絶縁基板（２）はアル
ミナを主体とした材料により構成されている。

【００２１】下層電極（３）及び上層電極（５）は、金
又は銀系の材料（銀／白金、銀／パラジウムの合金、又
は有機金属化合物ペーストを用いた金、白金等を含む）
を用いスクリーン印刷法等により形成されている。

【００２２】また、下層電極（３）及び上層電極（５）
は、感光体（２０）の長手方向（図１において紙面に垂
直な方向）に各々の櫛歯部が配列するように配置され、
感光体（２０）の周方向に沿うように感光体（２０）に
対向して配置される。

【００２３】下層電極（３）の櫛歯部は、配列ピッチｐ
が約６００ミクロン、各々の櫛歯部の幅寸法ａは約１０
０ミクロンで、長さは約３０５ｍｍの方形形状を成して
いる。

【００２４】上層電極（５）の櫛歯部の配列ピッチは下
層電極（３）の櫛歯部のピッチと同じ約６００ミクロン
で、その櫛歯部の幅寸法ｂは、その中央部で最大の約２
００ミクロンである。

【００２５】そして図２に示すように、上層電極（５）
の櫛歯部は、その長さ方向に幅が小さくなるようなテー
パーが形成されており、具体的には、櫛歯部の端部から
３０％に相当する部位にテーパーが形成され、両端の幅
は、約１００ミクロンにされている。

【００２６】そして、下層電極（３）、上層電極（５）
には、交流電圧が印加されるように、各々給電用配線
（イ）、（ロ）が接続されている。

【００２７】誘電体層（４）は、膜厚及び絶縁耐圧を確
保するために、ホウ珪酸鉛系ガラスペーストをスクリー
ン印刷法により二回に分けて下層電極（３）の上層に成
膜し、一回のスクリーン印刷の都度焼成することにより
形成されたもので、焼成後の膜厚は１５〜３５ミクロン
に定められている。

【００２８】保護層（６）は、低融点のホウ珪酸鉛系ガ
ラスペーストをスクリーン印刷法により上層電極（５）
の上層に印刷した後、焼成することにより形成されたも
ので、膜厚は０．１〜１０ミクロンとされている。

【００２９】なお、低融点のホウ珪酸鉛系ガラスに代え
て、シリカやポリイミド等の高分子材料を適用しても良
い。

【００３０】また、絶縁基板（２）の裏面に形成された
ヒータ（７），（８）は、銀を主体とする抵抗用のペー
スト（銀／白金、銀／パラジウムの合金を含む）をスク
リーン印刷して焼成することにより形成されている。

【００３１】以上のように構成された本実施形態のイオ
ン発生基板によれば、下層電極（３）と上層電極（５）
とに交流電圧を印加した場合、これら電極の櫛歯部の間
に位置する誘電体層（４）での充放電における充電期間
においてコロナ放電が生じる結果、その櫛歯部の長さに
相当する部位でイオンが発生する。

【００３２】ここで、本実施例においては、上層電極
（５）の櫛歯部は、その中間部の幅が端部の幅よりも広
く形成されているため、この中央部における誘電体の電
荷量は、端部に比べて相対的に減少する。換言すれば、
上層電極（５）の端部に向かい下層電極（３）との間に
発生する電荷量が増加するようになる。

【００３３】したがって、イオン発生基板（１）端部付
近での外部への熱放散に起因したその端部付近でのイオ
ン発生量の減少を緩和することができる。

【００３４】なお、この実施形態においては、下層電極
（３）及び上層電極（５）を加熱するヒータ（７），
（８）を絶縁基板（２）の裏面に二つ設けたものについ
て説明しているが、単一のヒータにより、これら電極を
共通して加熱しても良い。

【００３５】また、上層電極（５）の櫛歯部の形状をそ
の端部から３０％に相当する部位にテーパーが形成さ
れ、両端の幅を約１００ミクロンにしたものについて説
明しているが、イオン発生基板の温度斑に起因したイオ
ン発生斑を緩和するよう適宜形状を変えても良い。

【００３６】さらには、イオン発生基板の温度斑を低減
するために、電極（３），（５）の各櫛歯部の中間部に
対応するヒータの中間部の幅を小さくしてその発熱量を
少なくした上で、本発明を適用することも可能である
が、ヒータの一部の幅を小さくした場合には、その部分
での温度勾配が急峻になる結果、ヒータの断線等を誘発
する可能性があるため、これら不具合が発生しない範囲
でヒータの形状を定めることが好ましい。

【００３７】次に、本発明の第ニの実施の形態を図３に
基づいて説明する。図３は電子式印刷装置の概略構成を
示す説明図である。

【００３８】図中、（２０）は時計方向に回転駆動され
る感光体である。この感光体（２０）の周囲には、感光
体（２０）の表面を帯電する帯電装置（２１）と、感光
体（２０）を除電する電荷を感光体（２０）に付与する
除電装置（２２）と、感光体（２０）に静電潜像を書き
込む露光装置（図示せず）と、現像装置（２３）と、被
帯電部材としての転写用紙（Ｓ）を帯電させて感光体
（２０）上の画像を転写用紙（Ｓ）に転写する転写装置
（２４）と、転写用紙（Ｓ）を感光体（２０）から剥離
する剥離装置（２５）と、感光体（２０）の表面を清掃
するクリーニングユニット（２６）とが配列されてい
る。

【００３９】（２７）は多数枚の転写用紙（Ｓ）を積層
状態で収納する給紙カセットで、この給紙カセット（２
７）から定着装置（２８）に至る用紙通路（２９）に
は、給紙カセット（２７）内の転写用紙（Ｓ）を一枚ず
つ給紙する給紙ローラ（３０）と、感光体（２０）上で
の画像形成プロセスに同期して回転するレジストローラ
（３１）とが配列されている。

【００４０】このような構成において、感光体（２０）
は時計方向に回転駆動される過程で帯電装置（２１）に
より表面が帯電され、その帯電部分には画像信号に基づ
いて変調されたレーザー光（３２）が露光装置から照射
されるため静電潜像が形成される。この静電潜像は現像
装置（２３）により現像される。

【００４１】一方、給紙ローラ（３０）により給紙され
た転写用紙（Ｓ）はレジストローラ（３１）のニップに
達して待機しており、画像形成プロセスに同期してレジ
ストローラ（３１）が駆動されると、転写用紙（Ｓ）が
感光体（２０）と転写装置（２４）との間に給紙され
る。

【００４２】感光体（２０）上の現像画像は転写装置
（２４）により転写用紙（Ｓ）に転写され、その転写画
像は転写用紙（Ｓ）が定着装置（２８）に達したときに
この定着装置（２８）により定着される。定着された転
写用紙（Ｓ）は排紙トレイ（図示せず）に排紙される。
感光体（２０）上に残る残存トナーはクリーニングユニ
ット（２６）により払拭される。

【００４３】ところで、帯電装置（２１）を、図１及び
図２において説明したイオン発生基板（１）と、そのイ
オン発生基板（１）を支持して電子式印刷装置のフレー
ム部材に取り付ける支持体（図示せず）とを含んで構成
することにより、前述のようにイオン発生基板（１）に
より感光体（２０）の帯電幅を転写用紙（Ｓ）の幅に合
わせて適宜変えることができる。

【００４４】また、除電装置（２２）も除電のために感
光体（２０）を帯電させる帯電装置である。

【００４５】したがって、この除電装置（２２）につい
ても、前述のイオン発生基板（１）を含んで構成するこ
とにより、感光体（２０）の除電を転写用紙（Ｓ）の幅
に合わせて良好に行うことができる。

【００４６】さらに、転写装置（２４）、剥離装置（２
５）も被帯電部材としての転写用紙（Ｓ）を帯電させる
帯電装置である。したがって、これらの転写装置（２
４）、剥離装置（２５）に、前述のイオン発生基板
（１）を適用すれば、転写用紙（Ｓ）への感光体（２
０）への画像の転写、感光体（２０）からの転写用紙
（Ｓ）の剥離を搬送される転写用紙（Ｓ）の幅に合わせ
て良好に行うことができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載のイオン発生基板によれ
ば、上層電極の櫛歯部は、その中間部の幅が端部の幅と
異なるように構成されているため、イオン発生基板の温
度不均一に起因したイオン発生斑が生じる場合において
も、これを緩和するように予め設定することが可能とな
り、均一なイオンの発生を実現できる。

【００４８】請求項２記載の電子式印刷装置によれば、
イオン発生基板からのイオンの発生斑が抑制できる分、
感光体の帯電斑が抑制され、斑のない電子印刷が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生
基板の縦断側面図

【図２】図１に図示したイオン発生基板の概略平面図

【図３】本発明の形態における電子式印刷装置の概略構
成を示す説明図

【符号の説明】

１：イオン発生基板 ２：絶縁基板 ３：下層電極 ４：誘電体層 ５：上層電極 ６：保護層 ７，８：ヒータ ２０：感光体 イ，ロ：給電用配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 史郎 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式 会社内 Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板と；絶縁基板上に直接的または間
   接的に形成され、方形状の櫛歯部を有する下層電極と；
   下層電極に積層された誘電体層と；下層電極の櫛歯部間
   に対応して配設され中間部の幅が端部の幅と異なる櫛歯
   部を有し、誘電体層の上層に形成された上層電極と；上
   層電極及び下層電極に各々給電する給電手段と；上層電
   極が露出しないようにその外面を覆う保護層と；上層電
   極及び下層電極を直接的または間接的に加熱する加熱手
   段と；を備えていることを特徴とするイオン発生基板。
2. 【請求項２】請求項１記載のイオン発生基板と；イオン
   発生基板に対向して配置され、イオン発生基板から発生
   したイオンにより帯電される感光体と；が内蔵されたこ
   とを特徴とする電子式印刷装置。