JPH03101763A - 放電電極用細線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は放電電極用細線に関し、さらに詳しくは、電子
写真方式を利用した画像形或装置の帯電装置、電気集塵
装置あるいは汚水処理装置等の帯電装置に用いられる放
電電極用細線に関する。

（従来の技術） 周知のように、電子写真方式を利用した画像形或装置に
あっては、光導電性層を表面に有する感光体は帯電装置
により一様帯電を受ける。

そして、上述した帯電装置は、放電電極として表面に酸
化層が形成される酸化処理や金メッキ処理を施されたタ
ングステン若しくはステンレス等の金属の細線が用いら
れている。上述した酸化処理は放電の際、細線表面に酸
化膜が形戒されるのを防ぐために行われる処理である。

そして、上述した放電電極は、４〜７ＫＶの電圧を印加
されてコロナ放電を行う。

ところで、上述したような放電電極用細線にあっては、
長期間の使用を行ううちに細線表面に変質や劣化が起こ
り、電極の展張方向での均一な帯電あるいは除電特性を
得られなくなることがある。

このような現象が起こる原因としては、主に、放電によ
る表面の腐食劣化や酸化層あるいはメッキ層の割れ若し
くは剥離による表面状態の均一性悪化、さらには、電極
間に存在する空気或分、水？，オゾンまたは塵等の分子
や粒子が放電時の放電エネルギーにより電離することで
生じる酸化物やイオン化生戊物の付着等があるとされて
いる。

このため、アモルファス合金を用いた放電電極用細線を
作ることが提案されており、具体的には、例えば、Ｆｅ
−ＳＬ−Ｂ系アモルファス合金線の表面に膜厚５０００
Ａ以上のＡ１■０３被膜をスパッタリングにより設けた
構造（例えば、特開昭６１−１３２９６６号公報）や、
例えば、アモルファス合金そのもので細線を作ることが
提案されている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら、アモルファス合金自体により放電電極を
作る場合においては、表面での変質、劣化等を抑えるこ
とが可能な反面、数十μｍの外径という極めて細い線を
アモルファス状態でしかも断面方向及び長手方向での寸
法において均一に製作することはかなり困難とされ、製
作できたとしても、極めて高価なものとなる虞れがある
。

また、アモルファス合金を表面に被覆した帯電電極用細
線においては、例えば、４２ａｔ％の含有率で０．５μ
ｍの厚さでタングステン（リ）を用いたアモルファス合
金により作られた放電電極用細線の場合、長時間の使用
が継続されていくうちに、第４図に示すように、二酸化
珪素（Ｓｉｎ，　）を主成分とする白色生戒物が表面に
針状に付着することがあり、この付着物によって、細線
の展張方向での放電電流にバラツキを生じることがある
。

この付着物が生成される原因としては，明確ではないが
、例えば、電子写真複写機内に装備されている定着装置
内でトナー剥離用シリコンオイルを用いた場合、このシ
リコンオイルが加熱により蒸発して珪素を生或すること
に原因あると考えられ、特に、上述したＷ元素を含む細
線を用いた場合に上記現象が顕著であった。

そして，上述した付着物は、その成分からして絶縁物で
あるために、第５図に示すように、横軸で示す細線の展
張方向において電流の変動が大きくなり，結果として放
電範囲全域において均一な放電状態あるいは除電状態を
得ることができなくなる。なお、第５図は１００時間の
正コロナ放電を行った場合の細線の展張方向での電流特
性を検出した結果である。

そこで、本発明の目的は，上述した放電電極用細線にお
ける問題に鑑み、比較的低コストで帯電あるいは除電特
性を均一なものとすることのできる放電電極用細線を得
ることにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達或するため、放電電極用細線であって、上
記細線の表面にタンタルを含むアモルファス合金をコー
ティングすることを提案するものである。

また、本発明は、アモルファス合金をスパッタリングに
より被覆することを提案するものである。

さらに本発明は、アモルファス合金内のタンタルの含有
率をｌＯ〜７０ａｔ％に設定することを提案するもので
ある。

（作　用） 本発明によれば、細線表面での変質や劣化の発生を抑え
るとともに表面への生成物の付着をなくすことにより，
均一な？ｉ｝′電あるいは除電特性を維持することがで
きる。

（実　施　例） 以下、第１図乃至第３図において本発明実施例の詳細を
説明する。

第１図は本発明実施例による放電電極用細線を示す断面
図である。

本実施例の特徴は，放電電極の芯材となる細線の表面に
、タンタルを含むアモルファス合金をスパッタリング法
により０．０５μｍ〜１０μｍの厚さを以ってコーティ
ングした点にある。

すなわち、放電電極の芯材となる細線ｌは、例えば、電
解研磨タングステン、あるいはステンレスが選択され、
その表面には、コーティング層を構戒するアモルファス
合金から成るスパッタＮ２が形成されている。

上述したアモルファス合金としては、含有率１０〜７０
ａｔ％に設定されたタンタルを主威分とするものが用い
られ、このアモルファス合金を０．０５μｍ〜１０μｍ
の厚さを以って細線１の表面にスパッタリングすること
で細線１との定着強度、換言すれ？，接合強度をメッキ
薄層形成に比べて向上させている。なお、上述したコー
ティング層としては、スパッタリング法に限らず、例え
ば、ＣＶＤ法（ケミカル・ペーパー・ディボジノト怯）
によって得るようにしても良い。

このようなアモルファス合金の主戊分の選択は、例えば
、電子写真複写装置のように、オゾン雰囲気でしかも電
極間に存在する空気成分、水分、オゾンあるいは塵等の
分子や粒子が放電エネルギーにより電離してＭ線表面を
腐食させたり、酸化・付着するような使用環境が想定さ
れる場合に、機械的強度及び耐食性において最適である
ことが実験によって裏付けられている。また、タンタル
を主或分とすることで、前述したトナー剥離用シリコン
オイルが蒸発した場合に生或される二酸化珪素（Ｓ１０
■）の付着も抑えられることが実験により裏付けられて
いる。

本実施例は以上のような構成であるから、この細線↓の
放電特性について実験したところ、次の通りの結果を得
た。

まず、第１番目の実験は、６０μｍφに設定された電解
研磨タングステン製の細線１を用い、この細ｊＩｉＡ１
の表面に、例えば、４２ａｔ％に設定されたタンタルを
主戊分とするアモルファス合金（Ｔａ　　Ｆｅ一Ｎｉ−
Ｃｒ）を用い，このアモルファス合金を、２Ｘ　１　０
−’Ｔｏｒｒの真空に保った雰囲気内で５　ｍｌ／ｍｉ
ｎの流速を設定してＡｒガスを流しながら出力数百ワッ
トの印加によりスパッタリングすることで１μｍ厚のア
モルファス合金層を形或する。

そして，この細線１を電子写真用正コロナ放電電極とし
て連続放電を行なった。

この結果としては、電極としての初期特性、特に、予め
設定された単位面積あたりの放出電荷量を得られる電流
値の変動量においては良好な状態が得られ、また、負コ
ロナ放電を１００時間行った後においても、第２図示の
ようにアモルファス合金のスパッタ層表面ではさほど変
化は見られず、酸化物やイオン化生成物の付着も殆ど認
められなかった。

このため、放電電極の展張方向での電流変動は、横軸を
放電電極用細線の展張方向として示した第３図において
符号δで表してあるように、１００時間の連続放電後に
おいても、本実施例による放電電極用Ｍ線１と並列させ
て実験した従来のものに比較して１７３以下に抑えられ
る結果となり，負コロナ放電に必要とされるグリッド電
極を設けなくとも従来以上の画質が得られた。また、こ
の結果は第５図に示した結果と比較してみてもかなりの
改善が得られていることが判る。但し、この場合の電流
変動は、環境、雰囲気等によって、大きく異なることが
あるので、あくまでも、標準的な値での比較としたもの
であることを注釈しておく。

また、上述したアモルファス金属がタンタル系アモルフ
ァスであれば、配合比率およびスパッタリングの条件に
おいて、上記実験例のものに限定されるものでなく，例
えば、配合率に関していうと、上述したｌＯ〜７０ａｔ
％の範囲内であればよいこと勿論である。

次に、第２番目の実験は、第１番目の実験に用いたもの
と同様な電解研磨タングステン製の細線１を用い、コー
ティング層としては、２０ａｔ％のタンタルを主或分と
するアモルファス合金をスパッタリングしたものを用い
、この細線１に対して電子写真用正コロナ放電を繰返し
行った。

この結果としては、上述した電極としての初期特性は極
めて良好な状態が得られ、また、８０時間後のコロナ放
電においても、酸化物やイオン化生或物の付着が殆ど認
められなかった。

このため、第１番目の実験の場合と同様に、正コロナ放
電に対しても、電極の展張方向での電流変動は，　８０
時間の放電後においても従来のものに比べて１７３以下
という結果を得た。この結果において、正コロナ放電の
均一性は負コロナ放電の場合に比較して格段に良いが、
その比較的良いとされる条件下であっても、さらに良好
な結果が得られることになる。

なお、上述した実施例は、アモルファス合金の主或分を
タンタルとした場合であるが、このタンタルと周期律表
上、同族にある元素を用いても良く、例えば、二オブ（
Ｎｂ）、ジルコニュウム（Ｚｒ）あるいはチタン（Ｔｉ
）等を用いることも可能である。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、放電電極の芯材となる細線の表
面に、タンタルを含むアモルファス合金をスパッタリン
グにより被覆するという比較的簡易な構造とすることに
より、機械的強度を改善しかつ耐食性も向上させること
で、その細線表面の劣化・変質や生成物の付着を抑える
ことが可能になる。また、スパッタリング層を構戊する
タンタルの含有率を１０〜７０％とすることで、被覆層
の表面に二酸化珪素等の生成物が付着するのを抑えるこ
とができる。従って、展張方向での表面状態を変化させ
ることがないので、電流変動を均一な状態に維持するこ
とが可能になり、これによって、比較的低コストで帯電
、除電特性を均一なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明実施例による放電電極用細線を示す断面
図、第２図は第１図に示した放電電極用細線の表面状態
を示す部分拡大図、第３図は第１図に示したＭＩ線の特
性を説明するための線図、第４図は従来の細線の表面状
態を示す第２図相当の部分拡大図、第５図は第４図に示
した線図の特性を説明するための線図である。 ｌ・・・放電電極用細線、２・・・コーティング層の一
例であるスパッタ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放電電極用細線であって、 上記細線の表面にタンタルを含むアモルファス合金をコ
   ーティングしたことを特徴とする放電電極用細線。 ２、請求項１記載の放電電極用細線において、アモルフ
   ァス合金をスパッタリングにより被覆したことを特徴と
   する放電電極用細線。 ３、請求項１記載の放電電極用細線において、アモルフ
   ァス合金内のタンタルの含有率を１０〜７０ａｔ％に設
   定したことを特徴とする放電電極用細線。