JPH0588504A

JPH0588504A - イオン発生装置

Info

Publication number: JPH0588504A
Application number: JP12953691A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Ono; 忠義大野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】イオン発生装置外でのオゾン濃度が低く、周囲
環境を汚染することなく、かつ高密度電流のイオンを発
生させるイオン発生装置を提供する。【構成】固体誘電体部材２７の両面に設けられた電極２
６，２８に交流電位を印加してイオンを発生させるイオ
ン発生装置２０において、イオン発生部２１を保持する
ハウジング２３の内面の一部にオゾン分解部２４を設
け、イオンの発生に伴って生じるオゾンを分解するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度でイオンを発生
させることができるイオン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、イオンを生成させる手段として、
コロナ放電、火花放電、気中放電などが知られている。

【０００３】また、コロナ放電は、電子写真記録方式の
複写機において、像担持体であるところの感光体の一様
の帯電手段、あるいは転写紙の除電手段などに広く用い
られている。

【０００４】しかし、通常のコロナワイヤとこれを囲繞
するシ−ルドケ−スからなるコロナ放電装置では、コロ
ナワイヤで発生するイオンによる空間電荷効果でイオン
発生量が限定され、最大でも放電電流密度は１０μＡ／
cm² 程度であった。

【０００５】また、コロナワイヤは細かくて脆いため、
高電圧印加時に生じるワイヤの振動により、ワイヤが切
れるという問題点がある。また、ワイヤが空気中の塵埃
を静電吸引し、しばしばクリーニングしなければならな
いといった問題があった。

【０００６】また、より高いコロナ電流を得る方法とし
て、コロナワイヤに空気を吹き付けて空間電荷を消失さ
せる方法があり、１０³ μＡ／cm² 程度の電流密度を得
たことが報告されている。しかし、この方法では圧縮空
気源が必要であり、また装置構成は複雑になり、電気破
壊を防ぐためには厳密な形状寸法が必要などの欠点があ
る。なお、イオンを形成する他の方法である火花放電
は、均一なイオン電流が得にくい。

【０００７】また、気中放電は、針またはワイヤと誘電
体材料の表面との間の小さなギャップに生じる気中放電
を用いるもので、静電記録方式のプロッタ、プリッタ、
ファクシミリなどに用いられている。このエアギャップ
破壊のためには、ギャップ空間を５μｍ〜２０μｍに維
持して、気中放電を生じる所定の電位を印加する。しか
し、このようにして得た電荷像は均一でなく、特に広い
面積を均一に荷電することは困難であった。

【０００８】一方、近年において、これらの問題に対し
て、高電流密度のイオンを安定に発生させるイオン発生
装置およびこれを用いて静電印刷速度を増加せしめるシ
ステムの提案が特開昭５４−５３５３７号公報等によっ
てなされている。

【０００９】この提案を図４を用いて説明する。イオン
発生装置１は誘電体２を挟んで設けられた電極３および
４と、それらに交流電位を印加する電源５よりなる。交
流電位が電源５より電極３，４に印加され、穴６内の周
縁電界Ｅ_hが空気の破壊電界を越えると誘電体２の領域
２ａに関してエアギャップ破壊が生じて穴６内にイオン
を形成する。

【００１０】穴６内に生じたイオンは、電源７より誘電
体８により隔離された補助電極９と誘電体記録媒体１０
のバッキング電極１１に印加された直流電位により、穴
６より引き出され、誘電体記録媒体１０上に付着し、そ
の表面を充電する。また、スイッチ１２を接地された端
子に切換えると、電極４と補助電極９間の電位差はなく
なるためイオンは穴６より引き出されない。スイッチ１
２を、記録信号にしたがって切換えることにより、記録
媒体１０上に記録信号に応じた電荷像を形成することが
できる。

【００１１】イオン発生装置１は、固体であり、コロナ
ワイヤのように高電圧印加時に振動することもなく、エ
アギャップ破壊によりイオンを発生させるため、コロナ
イオン発生のように空間電荷効果によりイオン発生量が
制限されることもなく、高密度電流を得ることができ
る。

【００１２】また、誘電体記録媒体に近接して設けた針
に記録信号に応じて電圧を印加し、その都度エアギャッ
プ破壊を生じせしめる従来法と比べて、穴６にイオンを
溜めてイオン源とし、そこから記録信号に応じてイオン
を抽出するので形成される電荷像の均一性は優れてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のイオン発生装置は、上述したように高密度電流のイオ
ンを発生できるが、それにともない有害であるオゾンも
大量に発生する。

【００１４】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、イオン発生装置外で
のオゾン濃度が低く、周囲環境を汚染することなく、か
つ高密度電流のイオンを発生させるイオン発生装置を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべく、固体誘電体部材の両面に設けられた電極に交
流電位を印加してイオンを発生させるイオン発生装置に
おいて、固体誘電体部材、この固体誘電体部材の一面に
設けられた第１の電極、および、前記固体誘電体部材の
他面かつ前記第１の電極に対向して固体誘電体部材との
接合部にはエアギャップ領域が存在するように設けられ
た第２の電極を有するイオン発生部と、このイオン発生
部の前記第１の電極と第２の電極の間に交流電位を印加
し、エアギャップ領域に放電を生じせしめイオンを発生
させる交流電源と、前記イオン発生部を保持するととも
に前記エアギャップ領域に対向して開口部を有したハウ
ジングと、このハウジングの内面の一部に設けられイオ
ンの発生に伴って生じるオゾンを分解するオゾン分解部
とを具備してなる構成としたものである。

【００１６】

【作用】本発明は、イオン発生部を保持するハウジング
の内面の一部にオゾン分解部を設け、イオンの発生に伴
って発生したオゾンを分解するようにしたから、イオン
発生装置外へのオゾン漏洩量が少なくなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３を
参照して詳細に説明する。図１は本発明のイオン発生装
置２０を模式的に示したものである。イオン発生装置２
０は、大別してイオン発生部２１と、交流電源２２と、
ハウジング２３と、オゾン分解部２４とからなる。

【００１８】イオン発生部２１は、厚さ０．６３５mmの
セラミック板２５の上に、第１の電極として厚さ３μm
、幅２mm、長さ３００mmの厚膜金電極の誘導電極２６
を形成し、その上に固体誘電体部材として厚み２５μm
の厚膜結晶化ガラス膜２７を形成した。

【００１９】さらに、厚膜結晶化ガラス膜２７上に、誘
導電極２６と対向してかつ、エア−ギャップＧを形成す
る第２の電極として一対の厚さ１５μm の厚膜金電極の
イオン発生電極２８，２８を設けた。これらイオン発生
電極２８，２８間に形成されるエア−ギャップＧの距離
を１００μm とした。また、誘導電極２６およびイオン
発生電極２８，２８ともバー状に形成されている。

【００２０】この様に構成されたイオン発生部２１の前
記誘導電極２６とイオン発生電極２８に交流電源２２が
接続されている。そして、前記第１の電極である誘導電
極２６と第２の電極であるイオン発生電極２８との間
に、１ＫＶの交流電位を印加することにより、エア−ギ
ャップＧの領域に放電を生じせしめ、正負のイオンを発
生するようになっている。

【００２１】また、イオン発生部２１は、イオン発生電
極２８，２８間のエア−ギャップＧの領域に対向して開
口部２３ａを有したハウジング２３によって保持され
る。そして、ハウジング２３のイオン溜３０を形成する
壁の一部に、イオンの発生に伴って発生したオゾンを分
解するオゾン分解部２４，２４が設けられている。

【００２２】オゾン分解部２４は、金網状の白金触媒が
使用される。オゾンを分解する触媒としては、白金触媒
の外に、銅酸化物、ニッケルなど一般にオゾン分解触媒
として知られているものが利用できる。本発明に従うイ
オン発生装置２０では、イオン溜３０を形成する壁の一
部にオゾン分解部２４を設けたことに特徴がある。この
効果を図２を参照して説明する。

【００２３】図２は、図１に示した構成のイオン発生装
置２０と同構成で、従来のようにオゾン分解部を持たな
いイオン発生部の発生部外部で観測されたオゾン濃度と
イオン発生時間の関係を示したものである。この図にお
いて、イオン濃度は、内容積１ｍ³ の密閉空間でイオン
発生部２１を動作させて測定した。

【００２４】図２に示されるように、本発明になるイオ
ン発生装置２０の優位性は明らかであり、オゾン分解部
２４を持たないイオン発生装置は初期濃度も高く、時間
と共に濃度の上昇も大きい。本発明になるイオン発生装
置２０では初期濃度も低く、濃度上昇も大きくない。次
に、この発明になるイオン発生装置２０を、帯電器Ａと
して用いた例を図３を参照して説明する。

【００２５】帯電器Ａは、イオン発生装置２０と、イオ
ン発生用の交流電源２２と、イオン抽出用の直流電源３
５からなる。交流電流２２は誘導電極２６及びイオン発
生電極２８，２８に接続されている。直流電源３５は、
正極が交流電流２２およびイオン発生電極２８に、負極
が誘電体３６のバッキング電極３７に接続され、接地さ
れている。イオン発生装置２０は、図１に示したものと
基本的には同じである。

【００２６】厚さ０．６３５mmのセラミック板２５の上
に第１の電極として厚さ３μm 、幅２mm、長さ３００mm
の厚膜金電極の誘導電極２６を形成し、その上に固体誘
電体部材として厚み２５μm の厚膜結晶化ガラス膜２７
を形成した。

【００２７】さらに、厚膜結晶化ガラス膜２７上に、エ
アギャップＧを形成する第２の電極としてイオンの量を
増加させるために厚さ１５μm 、幅２００μm 、長さ３
００mmの厚膜金電極からなるイオン発生電極２８を５本
設けた。イオン発生電極２８，２８間の距離を１００μ
m とした。

【００２８】ハウジング２３の開口部２３ａの幅は，２
mmである。ハウジング２３の開口部２３ａと誘電層３６
は５mm離れている。誘電体３６は矢印ａ方向に搬送され
る。誘導電極２６とイオン発生電極２８との間に、電源
２２よりピーク電圧８００Ｖ、周波数２５ＫＨｚの交流
電位が印加されると先に説明したイオン発生装置により
高密度電流の正負イオンを生じる。

【００２９】イオン発生電極２８に電源３５より印加さ
れるバイアス電位＋５００Ｖの働きにより、イオン溜３
０より抽出された正イオンは、誘電体３６に付着し、誘
電体３６を表面電位６００Ｖに帯電させることができ
た。この帯電器Ａの周辺のイオン濃度は、コロナチャー
ジャー帯電器の１／５〜１／１０、オゾン分解部２４を
有しない従来構造のイオン発生装置による帯電器の１／
２〜１／３であった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、イオン
発生部を保持するハウジングの内面の一部にオゾン分解
部を設け、イオンの発生に伴って発生したオゾンを分解
するようにしたから、高密度イオン電流が得られると共
にオゾンの装置外への漏洩が極めて少なく、周囲環境を
汚染することがないといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うイオン発生装置の概略構成図。

【図２】本発明の効果を従来例と比較して説明するため
の図。

【図３】本発明に従うイオン発生装置の応用である帯電
器の概略構成と動作を説明するための図。

【図４】従来のイオン発生装置を説明するための図。

【符号の説明】

２０…イオン発生装置、２１…イオン発生部、２２…交
流電源、２３…ハウジング、２３ａ…ハウジングの開口
部、２４…オゾン分解部、２５…セラミック板、２６…
誘導電極（第１の電極）、２７…厚膜結晶化ガラス膜
（固体誘電体部材）、Ｇ…エアーギャップ、２８…イオ
ン発生電極（第２の電極）、３０…イオン溜、Ａ…帯電
器、３５…イオン抽出用の直流電源、３６…誘電体、３
７…バッキング電極。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体誘電体部材の両面に設けられた電極
に交流電位を印加してイオンを発生させるイオン発生装
置において、固体誘電体部材、この固体誘電体部材の一面に設けられ
た第１の電極、および、前記固体誘電体部材の他面かつ
前記第１の電極に対向して固体誘電体部材との接合部に
はエアギャップ領域が存在するように設けられた第２の
電極を有するイオン発生部と、このイオン発生部の前記第１の電極と第２の電極の間に
交流電位を印加し、エアギャップ領域に放電を生じせし
めイオンを発生させる交流電源と、前記イオン発生部を保持するとともに前記エアギャップ
領域に対向して開口部を有したハウジングと、このハウジングの内面の一部に設けられイオンの発生に
伴って生じるオゾンを分解するオゾン分解部と、を具備
したことを特徴とするイオン発生装置。