JP2532004B2 - コロナ放電用タングステン電極線材料及びその製造方法 - Google Patents
コロナ放電用タングステン電極線材料及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコロナ放電用タングステ
ン電極線材料及びその製造方法に関し，詳しくは，空調
機，複写装置等に用いられるコロナ放電用タングステン
電極線材料及びその製造方法，およびコロナ放電用タン
グステン電極線材料の製造装置に関する。
ン電極線材料及びその製造方法に関し，詳しくは，空調
機，複写装置等に用いられるコロナ放電用タングステン
電極線材料及びその製造方法，およびコロナ放電用タン
グステン電極線材料の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，コロナ放電用タングステン電極線
材料として，電解によって形成された線（ＪＩＳ Ｈ
４４６１），（特開昭６２−２２２０９７号公報，以
下，参考例１と呼ぶ），タングステン線を異物や油脂表
面から取り除くために，化学的に清浄し，空気中で約６
００℃に加熱して，Ｗ表面に１．５〜３．５μm 厚のＷ
酸化物層を形成した線（特公昭５３−２８０９９号公
報，以下，参考例２と呼ぶ），０．１〜０．５μm のＷ
酸化物層を有するＷ線（特開昭６２−２２０９７号公
報，以下，参考例３と呼ぶ），固形分３〜６％黒鉛含有
液をＷ素線材に被覆し，線引後，９００〜１０００℃に
加熱して，２〜４μm 厚のＷ酸化物層を形成した線（特
公昭６２−３２３３号公報，以下，参考例４と呼ぶ）が
提案されている。
材料として，電解によって形成された線（ＪＩＳ Ｈ
４４６１），（特開昭６２−２２２０９７号公報，以
下，参考例１と呼ぶ），タングステン線を異物や油脂表
面から取り除くために，化学的に清浄し，空気中で約６
００℃に加熱して，Ｗ表面に１．５〜３．５μm 厚のＷ
酸化物層を形成した線（特公昭５３−２８０９９号公
報，以下，参考例２と呼ぶ），０．１〜０．５μm のＷ
酸化物層を有するＷ線（特開昭６２−２２０９７号公
報，以下，参考例３と呼ぶ），固形分３〜６％黒鉛含有
液をＷ素線材に被覆し，線引後，９００〜１０００℃に
加熱して，２〜４μm 厚のＷ酸化物層を形成した線（特
公昭６２−３２３３号公報，以下，参考例４と呼ぶ）が
提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】参考例４に述べられて
いるように，参考例２のタングステン線で，６００℃の
加熱しか行われていない。このため，短時間に酸化物を
生成できず性能を向上させるには至っていない。
いるように，参考例２のタングステン線で，６００℃の
加熱しか行われていない。このため，短時間に酸化物を
生成できず性能を向上させるには至っていない。
【０００４】そこで，参考例４はＷ線を９００〜１００
０℃に加熱して，被覆した黒鉛を飛ばし，しかもＷ酸化
層を早く形成させている。しかし，参考例４の方法によ
り製造されたタングステン線の表面には，参考例２に同
様に，Ｗ酸化物単体のみが形成されているだけである。
このため，酸化物の密着性が悪いという欠点があった。
更に，参考例２及び４の線材は，コロナ放電特性のデ
ータが無く，その品質等については，検討されていな
い。
０℃に加熱して，被覆した黒鉛を飛ばし，しかもＷ酸化
層を早く形成させている。しかし，参考例４の方法によ
り製造されたタングステン線の表面には，参考例２に同
様に，Ｗ酸化物単体のみが形成されているだけである。
このため，酸化物の密着性が悪いという欠点があった。
更に，参考例２及び４の線材は，コロナ放電特性のデ
ータが無く，その品質等については，検討されていな
い。
【０００５】いずれにしても，参考例２及び４で述べら
れた従来のコロナ放電用タングステン線は，比較的安価
ではあるが，酸化物の密着力に今一歩欠けており，その
為に，帯電特性である出力の不均一性が生じ，ひいて
は，スパークによる電気的破壊を生じてしまうため寿命
が短くなってしまうことが多かった。
れた従来のコロナ放電用タングステン線は，比較的安価
ではあるが，酸化物の密着力に今一歩欠けており，その
為に，帯電特性である出力の不均一性が生じ，ひいて
は，スパークによる電気的破壊を生じてしまうため寿命
が短くなってしまうことが多かった。
【０００６】そこで，本発明の技術的課題は，寿命が長
く，放電特性の優れたコロナ放電用タングステン電極線
材料とこの放電特性の優れたコロナ放電用タングステン
電極線材料の製造方法とそれを実施するための製造装置
を提供することにある。
く，放電特性の優れたコロナ放電用タングステン電極線
材料とこの放電特性の優れたコロナ放電用タングステン
電極線材料の製造方法とそれを実施するための製造装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，Ｗ酸化
物層と，黒鉛層と，前記Ｗ酸化物層及び黒鉛層の間のＷ
酸化物及び黒鉛の混合層とからなる多層混合物を表面に
有するＷ線材であって，前記混合物はＷ酸化物が０．５
〜４．０ｗｔ％で黒鉛が０．１〜１．５ｗｔ％である組
成を有することを特徴とするコロナ放電用タングステン
電極線材料が得られる。
物層と，黒鉛層と，前記Ｗ酸化物層及び黒鉛層の間のＷ
酸化物及び黒鉛の混合層とからなる多層混合物を表面に
有するＷ線材であって，前記混合物はＷ酸化物が０．５
〜４．０ｗｔ％で黒鉛が０．１〜１．５ｗｔ％である組
成を有することを特徴とするコロナ放電用タングステン
電極線材料が得られる。
【０００８】また，本発明によれば，Ｗ素線材を６００
〜１６００℃に加熱し，酸化層を形成せしめ，その後，
黒鉛液の滴下及び乾燥を少なくとも一回行った後，加熱
し，伸線ダイスを通すことを特徴とするコロナ放電用タ
ングステン電極線材料の製造方法が得られる。
〜１６００℃に加熱し，酸化層を形成せしめ，その後，
黒鉛液の滴下及び乾燥を少なくとも一回行った後，加熱
し，伸線ダイスを通すことを特徴とするコロナ放電用タ
ングステン電極線材料の製造方法が得られる。
【０００９】更に，本発明によれば，一連のＷ素線材に
黒鉛液を滴下する黒鉛液滴下部と，黒鉛液が滴下された
Ｗ素線材を加熱する加熱部と，加熱されたＷ素線材を伸
線ダイスを通して線引する伸線部とを前記Ｗ素線材の移
動方向に沿って連設したコロナ放電用タングステン電極
線材料の製造装置において，供給されたＷ素線材を加熱
して表面に酸化層を形成する酸化皮膜形成部を前記黒鉛
液滴下部のＷ素線材の移動方向に対して上流側に備えた
ことを特徴とするコロナ放電用タングステン電極線材料
の製造装置が得られる。
黒鉛液を滴下する黒鉛液滴下部と，黒鉛液が滴下された
Ｗ素線材を加熱する加熱部と，加熱されたＷ素線材を伸
線ダイスを通して線引する伸線部とを前記Ｗ素線材の移
動方向に沿って連設したコロナ放電用タングステン電極
線材料の製造装置において，供給されたＷ素線材を加熱
して表面に酸化層を形成する酸化皮膜形成部を前記黒鉛
液滴下部のＷ素線材の移動方向に対して上流側に備えた
ことを特徴とするコロナ放電用タングステン電極線材料
の製造装置が得られる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。 （コロナ放電用タングステン電極線材料の製造装置）図
１は本発明の実施例に係るコロナ放電用タングステン電
極線材料の製造装置の構成を示す正面図である。
１は本発明の実施例に係るコロナ放電用タングステン電
極線材料の製造装置の構成を示す正面図である。
【００１１】図１において，右方より供給されたＷ素線
材２はＷ素線材受ドラム１に一度巻回される。巻回され
たＷ素線材２は左方に移動し，Ｗ素線材押さえ３を介
し，更にガイドローラ４，４に案内され，更に，左方に
移動し，酸化被膜形成部５に挿入される。酸化被膜形成
部５は，数段にＷ素線材の移動方向に連設した酸化用加
熱バ−ナー５ａ，５ｂ，・・・を有し，投入されたＷ素
線材２の表面に酸化被膜を形成する。酸化被膜を形成さ
れたＷ素線材２はガイドローラ４，４に案内され，左方
に移動し，第１黒鉛滴下部６に導入される。第１黒鉛滴
下部６では黒鉛液を滴下して被膜を形成されたＷ素線材
２は表面に黒鉛が付着される。
材２はＷ素線材受ドラム１に一度巻回される。巻回され
たＷ素線材２は左方に移動し，Ｗ素線材押さえ３を介
し，更にガイドローラ４，４に案内され，更に，左方に
移動し，酸化被膜形成部５に挿入される。酸化被膜形成
部５は，数段にＷ素線材の移動方向に連設した酸化用加
熱バ−ナー５ａ，５ｂ，・・・を有し，投入されたＷ素
線材２の表面に酸化被膜を形成する。酸化被膜を形成さ
れたＷ素線材２はガイドローラ４，４に案内され，左方
に移動し，第１黒鉛滴下部６に導入される。第１黒鉛滴
下部６では黒鉛液を滴下して被膜を形成されたＷ素線材
２は表面に黒鉛が付着される。
【００１２】黒鉛が付着されたＷ素線材２は黒鉛焼付加
熱部７に導入され，備えられた加熱バーナーにより，乾
燥され更に表面に黒鉛が焼き付けられる。黒鉛が焼き付
けられたＷ素線材２はさらに左方に移動して，第２黒鉛
滴下部６´に導入される。第２黒鉛滴下部６´では，黒
鉛液が滴下され，更に表面に黒鉛が付着され，更に左方
に移動して伸線用加熱バーナーの備えられた加熱部８で
乾燥及び焼き付けのために加熱される。続いて，加熱部
８で加熱されたＷ線素材はダイスを備えた伸線部９へと
送られる。この伸線部９で，所望の太さまで線引き加工
される。伸線されたＷ素線材２は巻取りプーリー１０を
介して，リールを有する巻取部１１に巻き取られ，巻回
されたＷ素線材２はコロナ放電用タングステン電極線材
料となる。
熱部７に導入され，備えられた加熱バーナーにより，乾
燥され更に表面に黒鉛が焼き付けられる。黒鉛が焼き付
けられたＷ素線材２はさらに左方に移動して，第２黒鉛
滴下部６´に導入される。第２黒鉛滴下部６´では，黒
鉛液が滴下され，更に表面に黒鉛が付着され，更に左方
に移動して伸線用加熱バーナーの備えられた加熱部８で
乾燥及び焼き付けのために加熱される。続いて，加熱部
８で加熱されたＷ線素材はダイスを備えた伸線部９へと
送られる。この伸線部９で，所望の太さまで線引き加工
される。伸線されたＷ素線材２は巻取りプーリー１０を
介して，リールを有する巻取部１１に巻き取られ，巻回
されたＷ素線材２はコロナ放電用タングステン電極線材
料となる。
【００１３】（コロナ放電用タングステン電極線材料の
製造方法）次に，コロナ放電用タングステン電極線材料
の製造の具体例を示す。粉末冶金法により製造されたＷ
インゴットを１６００℃から転打又は圧延等の加工を繰
り返すに従って加工温度を下げるとともに，加工途中で
は歪み取り，アニールを繰り返しながら最終的に１２０
０℃にて加工し，約φ３mmのＷ素線材を得た。このと
き，Ｗ素線材の表面は加熱されているのでＷ酸化物が
０．１〜０．５ｗｔ％付着していた。
製造方法）次に，コロナ放電用タングステン電極線材料
の製造の具体例を示す。粉末冶金法により製造されたＷ
インゴットを１６００℃から転打又は圧延等の加工を繰
り返すに従って加工温度を下げるとともに，加工途中で
は歪み取り，アニールを繰り返しながら最終的に１２０
０℃にて加工し，約φ３mmのＷ素線材を得た。このと
き，Ｗ素線材の表面は加熱されているのでＷ酸化物が
０．１〜０．５ｗｔ％付着していた。
【００１４】次に，このＷ素線材を図１に示す装置によ
り，１ダイス毎に酸化加熱，第１の黒鉛滴下，焼付用加
熱，第２の黒鉛滴下，伸線用加熱，ダイヤダイス，巻取
りという各工程を繰り返して，φ０．２４mmの線材に仕
上げられた。この時点において，Ｗ酸化物は，０．１〜
０．５ｗｔ％で黒鉛が０．１〜０．５ｗｔ％位Ｗ線材表
面に付着している。
り，１ダイス毎に酸化加熱，第１の黒鉛滴下，焼付用加
熱，第２の黒鉛滴下，伸線用加熱，ダイヤダイス，巻取
りという各工程を繰り返して，φ０．２４mmの線材に仕
上げられた。この時点において，Ｗ酸化物は，０．１〜
０．５ｗｔ％で黒鉛が０．１〜０．５ｗｔ％位Ｗ線材表
面に付着している。
【００１５】図２はこのタングステン線材の断面の拡大
図である。図示のように，Ｗ表面層に，Ｗ酸化物２３，
Ｗ酸化物と黒鉛との混合層２２，黒鉛層２１に概ね３層
に分かれて付着して多層混合物を形成している。更に，
Ｗ素線材を，酸化雰囲気にて，図１に示す加熱装置を用
い，次に黒鉛を付着させて再度加熱して，超硬合金ダイ
スやダイヤモンドダイスを通して，伸線を繰り返すこと
により，Ｗ線を製造した。最終線径は，φ０．０８９ｍ
ｍとした。この線は，ダイスを通して伸線されており，
且つ混合物層を含む図２と同様に３層構造を有してい
る。この混合層部分は，図３の電子顕微鏡写真で示すよ
うに，Ｗ酸化物の間に黒鉛が入り，その粒子の強度はき
わめて強固なものである。
図である。図示のように，Ｗ表面層に，Ｗ酸化物２３，
Ｗ酸化物と黒鉛との混合層２２，黒鉛層２１に概ね３層
に分かれて付着して多層混合物を形成している。更に，
Ｗ素線材を，酸化雰囲気にて，図１に示す加熱装置を用
い，次に黒鉛を付着させて再度加熱して，超硬合金ダイ
スやダイヤモンドダイスを通して，伸線を繰り返すこと
により，Ｗ線を製造した。最終線径は，φ０．０８９ｍ
ｍとした。この線は，ダイスを通して伸線されており，
且つ混合物層を含む図２と同様に３層構造を有してい
る。この混合層部分は，図３の電子顕微鏡写真で示すよ
うに，Ｗ酸化物の間に黒鉛が入り，その粒子の強度はき
わめて強固なものである。
【００１６】以上の方法で製造された線は，Ｗ酸化物を
有するとともに，帯電線として有効な特性も有し，しか
もその酸化物は強固になり，性能向上し寿命を向上する
ことになる。ところで，コロナ放電用タングステン電極
線材料は複写機に用いる帯電線用の他に，同様な原理で
空気清浄機にも用いられる。夫々のコロナ放電用タング
ステン電極線材料は複写用でφ１００μm 〜５０μm
で，空気清浄機用でφ２００μm 〜１００μm である。
本発明に係る酸化加熱工程は，８００℃以上で，酸化物
を形成し，その酸化物を意図的に破壊した（割れた）方
が混合物が形成されやすいので，温度は高い程良く，１
３００℃が適当である。第１黒鉛滴下，及び第２黒鉛滴
下工程は，黒鉛を極力飛ばさない温度（一般的に黒鉛は
酸化雰囲気で５００℃以上にて徐々にＣＯｘガスになり
飛ぶ）５００℃以下が適当である。
有するとともに，帯電線として有効な特性も有し，しか
もその酸化物は強固になり，性能向上し寿命を向上する
ことになる。ところで，コロナ放電用タングステン電極
線材料は複写機に用いる帯電線用の他に，同様な原理で
空気清浄機にも用いられる。夫々のコロナ放電用タング
ステン電極線材料は複写用でφ１００μm 〜５０μm
で，空気清浄機用でφ２００μm 〜１００μm である。
本発明に係る酸化加熱工程は，８００℃以上で，酸化物
を形成し，その酸化物を意図的に破壊した（割れた）方
が混合物が形成されやすいので，温度は高い程良く，１
３００℃が適当である。第１黒鉛滴下，及び第２黒鉛滴
下工程は，黒鉛を極力飛ばさない温度（一般的に黒鉛は
酸化雰囲気で５００℃以上にて徐々にＣＯｘガスになり
飛ぶ）５００℃以下が適当である。
【００１７】使用する黒鉛は，一般的なＷ伸線機に使用
される水に懸濁した比重１．０４５〜１．０５５の黒鉛
液を使用する。尚，伸線用加熱工程において，一般的に
は，５００℃以上に上昇すると先ず黒鉛が次にＷが酸化
され，しかもその温度が８００℃を越えると図４の電子
顕微鏡写真で示すようなＷ酸化物の割れが発生してく
る。本発明の実施例では，この割れの間に黒鉛を混在さ
せて，しかもダイスを通して断面を減少させるため，そ
の混合物の強度もダイス中を通過させる時に向上させて
いる。
される水に懸濁した比重１．０４５〜１．０５５の黒鉛
液を使用する。尚，伸線用加熱工程において，一般的に
は，５００℃以上に上昇すると先ず黒鉛が次にＷが酸化
され，しかもその温度が８００℃を越えると図４の電子
顕微鏡写真で示すようなＷ酸化物の割れが発生してく
る。本発明の実施例では，この割れの間に黒鉛を混在さ
せて，しかもダイスを通して断面を減少させるため，そ
の混合物の強度もダイス中を通過させる時に向上させて
いる。
【００１８】次に，本発明の製造方法によって作製した
コロナ放電用タングステン電極線材料の各特性について
説明する。 （黒鉛量の調査）酸化加熱工程での酸化用加熱温度を６
００℃〜１６００℃まで変化させ，最終伸線スピードを
８０m ／分で一定として，その酸化物量と黒鉛量の調査
を行った。その結果を表１に示す。比較の為に，酸化用
加熱温度を３００℃及び１７００℃において行った際の
酸化物量と黒鉛量を示してある。表１では，各試験につ
いて，３本の試料を用い，酸化物量と黒鉛量の平均値を
示した。
コロナ放電用タングステン電極線材料の各特性について
説明する。 （黒鉛量の調査）酸化加熱工程での酸化用加熱温度を６
００℃〜１６００℃まで変化させ，最終伸線スピードを
８０m ／分で一定として，その酸化物量と黒鉛量の調査
を行った。その結果を表１に示す。比較の為に，酸化用
加熱温度を３００℃及び１７００℃において行った際の
酸化物量と黒鉛量を示してある。表１では，各試験につ
いて，３本の試料を用い，酸化物量と黒鉛量の平均値を
示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】（放電特性の調査）図５の帯電線ホルダー
にＷ線をセットし，陽極として密閉された図６及び７で
示される装置を使用し，シリコンオイルを１４０℃に加
温し，強制的にシリコンオイル蒸気を７３００Ｖ（ボル
ト）に陽極として加電された帯電線φ０．０８９mm（試
料Ｎｏ．１〜８）に当て，１００時間後に試料１〜８を
取り出し，図８の装置を用い７３００Ｖを印加して，１
本内の電圧分布をはかり，その最大変化量によりコロナ
放電の以上を調べた。その結果とコピーの実態により，
白，黒スジの有無の結果を表２に示した。
にＷ線をセットし，陽極として密閉された図６及び７で
示される装置を使用し，シリコンオイルを１４０℃に加
温し，強制的にシリコンオイル蒸気を７３００Ｖ（ボル
ト）に陽極として加電された帯電線φ０．０８９mm（試
料Ｎｏ．１〜８）に当て，１００時間後に試料１〜８を
取り出し，図８の装置を用い７３００Ｖを印加して，１
本内の電圧分布をはかり，その最大変化量によりコロナ
放電の以上を調べた。その結果とコピーの実態により，
白，黒スジの有無の結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】
【００２２】図６（図４及び５を含む）については，Ｗ
帯電線を陽極として，０．０８９mmの直径を有するもの
を用い，コロナ帯電線ホルダーのシールド陰極として
は，アルミ板を用い，電極間距離は９mmとして，陽極の
長さを４５０mm，はり張力７００gfにて張架した。シリ
コン発生装置は，図４の１の容器に入れられたシリコン
オイルをヒータ２により１４０℃に加温することにより
蒸発させる。蒸発したシリコンオイルは排気ファン６に
て予めセットされた帯電線ホールダにＷ帯電線に強制的
に均一に付着する事になる。また，Ｗ線には，７．３kV
の高電圧がかかっており，アルミニウム製のシールド板
間でコロナ放電が行われ，シリコンはＳｉＯ2 粒子とし
てＷ線上に付着する。この付着した帯電線を図５のよう
な装置を用いてＷ帯電線の軸方向の放電分布を測定する
ことにより，放電電流分布の均一性の変化を評価した
（実際は，電流分布はセンサによって，電圧に換算さ
れ，電圧分布のかたちでレコーダに記録された）。複写
機実装試験も電極間距離を９mmとして，複写機にてプリ
ントをして，白，黒スジ発生状態をみた。
帯電線を陽極として，０．０８９mmの直径を有するもの
を用い，コロナ帯電線ホルダーのシールド陰極として
は，アルミ板を用い，電極間距離は９mmとして，陽極の
長さを４５０mm，はり張力７００gfにて張架した。シリ
コン発生装置は，図４の１の容器に入れられたシリコン
オイルをヒータ２により１４０℃に加温することにより
蒸発させる。蒸発したシリコンオイルは排気ファン６に
て予めセットされた帯電線ホールダにＷ帯電線に強制的
に均一に付着する事になる。また，Ｗ線には，７．３kV
の高電圧がかかっており，アルミニウム製のシールド板
間でコロナ放電が行われ，シリコンはＳｉＯ2 粒子とし
てＷ線上に付着する。この付着した帯電線を図５のよう
な装置を用いてＷ帯電線の軸方向の放電分布を測定する
ことにより，放電電流分布の均一性の変化を評価した
（実際は，電流分布はセンサによって，電圧に換算さ
れ，電圧分布のかたちでレコーダに記録された）。複写
機実装試験も電極間距離を９mmとして，複写機にてプリ
ントをして，白，黒スジ発生状態をみた。
【００２３】以上表１および表２から分かるように，Ｗ
酸化物層と，黒鉛層と，Ｗ酸化物及び黒鉛の混合層とか
らなる多層混合物中の総Ｗ酸化物量がｗｔ％で０．５〜
４％でしかも総黒鉛量がｗｔ％で０．１〜１．５％のＷ
線線材が１００時間強制寿命試験で良好であることが分
かった。一方，黒鉛の無い酸化物のみで構成されてしか
も３．２ｗｔ％（Ｗ酸化物（ＷＯ３）の密度を６．４７
ｇ／ｃｍ３とすると，２．１μｍの厚みになるが）の帯
電線も調査したが，スタート電圧２．２ｍＶで１００時
間後の最大電圧変化量は，４５．０ｍＶになり，しかも
４０時間後に３本中２本は酸化物のクラックにより，ス
パークが発生して，電圧分布測定不能になり，複写機へ
の実装も不可能になってしまった。表３には，Ｗ酸化物
量を３．２重量％一定にし，黒鉛量を変化させた時に電
圧変化と，複写機実装試験結果を示してある。
酸化物層と，黒鉛層と，Ｗ酸化物及び黒鉛の混合層とか
らなる多層混合物中の総Ｗ酸化物量がｗｔ％で０．５〜
４％でしかも総黒鉛量がｗｔ％で０．１〜１．５％のＷ
線線材が１００時間強制寿命試験で良好であることが分
かった。一方，黒鉛の無い酸化物のみで構成されてしか
も３．２ｗｔ％（Ｗ酸化物（ＷＯ３）の密度を６．４７
ｇ／ｃｍ３とすると，２．１μｍの厚みになるが）の帯
電線も調査したが，スタート電圧２．２ｍＶで１００時
間後の最大電圧変化量は，４５．０ｍＶになり，しかも
４０時間後に３本中２本は酸化物のクラックにより，ス
パークが発生して，電圧分布測定不能になり，複写機へ
の実装も不可能になってしまった。表３には，Ｗ酸化物
量を３．２重量％一定にし，黒鉛量を変化させた時に電
圧変化と，複写機実装試験結果を示してある。
【００２４】
【表３】
【００２５】表３で黒鉛が少ない場合は，前述の通りで
あるが，黒鉛が１．５％を越えた場合，特性が劣化して
いるが，これは複写機使用後，黒鉛が飛び残された酸化
物の粒子間強度が低下したためと考えられる。
あるが，黒鉛が１．５％を越えた場合，特性が劣化して
いるが，これは複写機使用後，黒鉛が飛び残された酸化
物の粒子間強度が低下したためと考えられる。
【００２６】図９及び図１０は本発明者らの実験による
従来のＷ線の異常放電現象の原因を示す図である。本発
明者らの追試実験によれば，Ｗ表面上にＷ酸化物層を有
することによって，複写機使用時つまり帯電線使用時に
定着用に使用されるシリコンオイルが蒸発し，帯電線に
引き付けられＳｉＯ2 になり，Ｗ線表面に樹状晶（図
９）や球棒状晶（図１０）等の形態で付着することが判
明した。この付着したＳｉＯ2 の突部が一定の水準以上
の大きさになると異常放電が起こる。この異常放電は，
帯電線を＋極又は−極に使用するかによって異なった結
果を生ずるが，通常，いわゆる白スジまたは黒スジ現象
が発生し，鮮明な画像が得られない。また，付着したＳ
ｉＯ2 の突部がもっと大きくなるとスパークが発生し，
酸化物層に穴を開けることがある。一方，Ｗ酸化物は均
一に付着しているとＳｉＯ2 の析出も均一に付き，異常
放電が発生し難く，しかも，ＳｉＯ2 が内部の純Ｗ部へ
の融着防止の役目をしており，その結果は極めて良好で
あった。
従来のＷ線の異常放電現象の原因を示す図である。本発
明者らの追試実験によれば，Ｗ表面上にＷ酸化物層を有
することによって，複写機使用時つまり帯電線使用時に
定着用に使用されるシリコンオイルが蒸発し，帯電線に
引き付けられＳｉＯ2 になり，Ｗ線表面に樹状晶（図
９）や球棒状晶（図１０）等の形態で付着することが判
明した。この付着したＳｉＯ2 の突部が一定の水準以上
の大きさになると異常放電が起こる。この異常放電は，
帯電線を＋極又は−極に使用するかによって異なった結
果を生ずるが，通常，いわゆる白スジまたは黒スジ現象
が発生し，鮮明な画像が得られない。また，付着したＳ
ｉＯ2 の突部がもっと大きくなるとスパークが発生し，
酸化物層に穴を開けることがある。一方，Ｗ酸化物は均
一に付着しているとＳｉＯ2 の析出も均一に付き，異常
放電が発生し難く，しかも，ＳｉＯ2 が内部の純Ｗ部へ
の融着防止の役目をしており，その結果は極めて良好で
あった。
【００２７】以上述べたように，Ｗ酸化物を付けてあっ
ても，この酸化物が割れ（クラック）たりした断層部が
あるとＳｉＯ２が割れの頂上に部分的に不均一に析出す
ることになり，異常放電が発生してしまうことになる
（割れの谷間（底部）には，コロナ放電原理から言って
もＳｉＯ２は付き難い。）つまり，前述の参考例２乃至
４のタングステン線材は共に，約６００℃以上に加熱を
施してあるために，Ｗ酸化物層（酸化物は微粒子の粉末
状になることは公知）の粒子の強度が極めて弱く，取れ
易い状態である。しかも，８００℃以上の温度で加熱し
て出来た酸化物は図４に示したように，Ｗ酸化物に割れ
が発生し，温度が高ければ，高い程その割れの発生形態
が激しくなる（大きくなる）。しかし，本発明のタング
ステン電極線材では，以上述べた６００℃の温度範囲の
加熱においても，表面が黒鉛層，黒鉛と酸化物の混合
層，酸化物層の３層構造の混合物を有し，この黒鉛と酸
化物の混合層が強固な被膜を形成するので，Ｗ酸化物層
を有するＷ線材のように，表面に割れが発生せず，異常
放電の発生を抑制することができることが判明した。
ても，この酸化物が割れ（クラック）たりした断層部が
あるとＳｉＯ２が割れの頂上に部分的に不均一に析出す
ることになり，異常放電が発生してしまうことになる
（割れの谷間（底部）には，コロナ放電原理から言って
もＳｉＯ２は付き難い。）つまり，前述の参考例２乃至
４のタングステン線材は共に，約６００℃以上に加熱を
施してあるために，Ｗ酸化物層（酸化物は微粒子の粉末
状になることは公知）の粒子の強度が極めて弱く，取れ
易い状態である。しかも，８００℃以上の温度で加熱し
て出来た酸化物は図４に示したように，Ｗ酸化物に割れ
が発生し，温度が高ければ，高い程その割れの発生形態
が激しくなる（大きくなる）。しかし，本発明のタング
ステン電極線材では，以上述べた６００℃の温度範囲の
加熱においても，表面が黒鉛層，黒鉛と酸化物の混合
層，酸化物層の３層構造の混合物を有し，この黒鉛と酸
化物の混合層が強固な被膜を形成するので，Ｗ酸化物層
を有するＷ線材のように，表面に割れが発生せず，異常
放電の発生を抑制することができることが判明した。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
寿命が長く，放電特性の優れたコロナ放電用タングステ
ン電極線材料とこの放電特性の優れたコロナ放電用タン
グステン電極線材料の製造方法とそれを実施するための
製造装置を提供することができる。
寿命が長く，放電特性の優れたコロナ放電用タングステ
ン電極線材料とこの放電特性の優れたコロナ放電用タン
グステン電極線材料の製造方法とそれを実施するための
製造装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施例に係るコロナ放電用タングステ
ン電極線材料の製造装置の構成を示す正面図である。
ン電極線材料の製造装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例に係るタングステン線材の断面
の拡大図である。
の拡大図である。
【図３】図２のタングステン線材のＷ酸化物と，黒鉛と
の混合層の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
の混合層の金属組織を示す電子顕微鏡写真である。
【図４】Ｗ酸化物の割れを示す電子顕微鏡写真である。
【図５】帯電線ホルダーを示す図である。
【図６】シリコンオイル付着強制寿命装置を示す図であ
る。
る。
【図７】電圧分布測定装置の構成を示す図である。
【図８】電圧分布測定装置の構成を示す図である。
【図９】従来のＷ線材のＳｉＯ2 の付着状態を示す電子
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図１０】従来のＷ線材のＳｉＯ2 の付着状態を示す電
子顕微鏡写真である。
子顕微鏡写真である。
１ Ｗ素線材受ドラム ２ Ｗ素線材 ３ Ｗ素線材押さえ ４ ガイドローラ ５ 酸化被膜形成部 ５ａ 酸化用加熱バ−ナー ５ｂ 酸化用加熱バ−ナー ６ 第１黒鉛滴下部 ６´ 第２黒鉛滴下部 ７ 黒鉛焼付加熱部 ８ 伸線加熱部 ９ 伸線部 １０ 巻取りプーリー １１ 巻取部 ２１ 黒鉛層 ２２ 混合層 ２３ Ｗ酸化物層 ２４ Ｗ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２１Ｃ 9/00 9154−4Ｅ Ｂ２１Ｃ 9/00 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｗ酸化物層と，黒鉛層と，前記Ｗ酸化物
層及び黒鉛層の間のＷ酸化物及び黒鉛の混合層とからな
る多層混合物を表面に有するＷ線材であって，前記多層
混合物はＷ酸化物が０．５〜４．０ｗｔ％で黒鉛が０．
１〜１．５ｗｔ％である組成を有することを特徴とする
コロナ放電用タングステン電極線材料。 - 【請求項２】 Ｗ素線材を６００〜１６００℃に加熱
し，酸化層を形成せしめ，その後，黒鉛液の滴下及び乾
燥を少なくとも一回行った後，加熱し，伸線ダイスを通
すことを特徴とするコロナ放電用タングステン電極線材
料の製造方法。 - 【請求項３】 一連のＷ素線材に黒鉛液を滴下する黒鉛
液滴下部と，黒鉛液が滴下されたＷ素線材を加熱する加
熱部と，加熱されたＷ素線材を伸線ダイスを通して線引
する伸線部とを前記Ｗ素線材の移動方向に沿って連設し
たコロナ放電用タングステン電極線材料の製造装置にお
いて，供給されたＷ素線材を加熱して表面に酸化層を形
成する酸化皮膜形成部を前記黒鉛液滴下部のＷ素線材の
移動方向に対して上流側に備えたことを特徴とするコロ
ナ放電用タングステン電極線材料の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031394A JP2532004B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | コロナ放電用タングステン電極線材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031394A JP2532004B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | コロナ放電用タングステン電極線材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249086A JPH04249086A (ja) | 1992-09-04 |
| JP2532004B2 true JP2532004B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=12330051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3031394A Expired - Lifetime JP2532004B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | コロナ放電用タングステン電極線材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532004B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3619057B2 (ja) | 1999-05-28 | 2005-02-09 | キヤノン株式会社 | 帯電装置及び画像形成装置 |
| JP2001293517A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-23 | Toshiba Corp | 長尺線材製造装置 |
| CN116940422A (zh) * | 2021-02-17 | 2023-10-24 | 株式会社东芝 | 钨丝以及使用其的钨丝加工方法及电解丝 |
| JPWO2023153089A1 (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP3031394A patent/JP2532004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04249086A (ja) | 1992-09-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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