JPH0728299A

JPH0728299A - コロナ放電装置

Info

Publication number: JPH0728299A
Application number: JP17188293A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yonekawa; のぼる米川; Koji Matsushita; 浩治松下; Yasuhiro Nakagami; 康宏中神
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真方式の画像形成装置に用いるコロナ
放電装置であって、オゾン発生量が少なく、しかも放電
部材に耐久性があり、安定した放電を行えるコロナ放電
装置を提供する。【構成】尖鋭状放電端１１を有する放電部材１を備
え、少なくとも放電端１１部分がニッケル及びクロム、
或いはさらにモリブデンを含む導電性材料で形成されて
いるか、又は少なくとも放電端１１部分が電気的に高抵
抗の材料で被覆されているか、又はそれら両者が採用さ
れているコロナ放電装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の複写機、
プリンタ等の画像形成装置に用いるコロナ放電装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、感光
体ドラムのような静電潜像担持体表面を原稿画像に対応
する静電潜像の形成に先立って一様に帯電させるための
帯電チャージャ、静電潜像の現像によって得られるトナ
ー像を転写紙へ転写するための転写チャージャ、トナー
像転写後の転写紙を静電潜像担持体から分離させるため
の分離チャージャ等としてコロナ放電装置が広く用いら
れている。

【０００３】コロナ放電装置は、通常、放電電極として
被放電物に沿って連続して延びるワイヤー電極が採用さ
れる。また、最近では、ワイヤー電極に代えて鋸歯状電
極を採用した帯電装置としての直流コロナ放電装置も提
案されている（例えば特開平５−１９５９１号公報）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
ー電極方式のコロナ放電装置では、該ワイヤーに印加さ
れる放電用の高電圧エネルギーの大部分がオゾン発生に
消費され、放電中に多くのオゾンを発生するという問題
がある。オゾン濃度が高いと、感光体ドラムなどの静電
潜像担持体の表面にオゾンによって酸化された生成物
（ＮＯｘ）等が付着し、静電潜像担持体表面の電気抵抗
が低下して電荷（静電潜像）が移動する、いわゆる画像
流れの原因となる。

【０００５】そこで従来より排気ファンやオゾンフィル
ターを設けて、画像形成装置内からオゾン及び前記生成
物の如き放電生成物を排除するようにしているが、かか
る放電生成物は人体へ悪影響を及ぼすので、近年環境保
護の高まりとともに装置外に放出される放電生成物が問
題視されるようになってきた。とくに、日本、ヨーロッ
パ諸国における安全表示のためのブルーエンジェルマー
クの許可基準や、米国における安全規格であるＵＬ規格
では複写機等から放出されるオゾン発生量を制限するよ
うになっている。

【０００６】この点、前述の鋸歯状電極を有する電極に
よるＤＣコロナ放電装置では、ワイヤー電極によるもの
より、オゾンの発生量は約１／３〜１／４に低減する。
しかし、鋸歯状電極のような針状電極よる放電装置では
耐久性に問題がある。すなわち、長時間放電すると、放
電端部が酸化されるとともにそこに微塵が付着、堆積
し、放電むらの原因となる。

【０００７】そこで本発明は、電子写真方式の画像形成
装置に用いるコロナ放電装置であって、オゾン発生量が
少なく、しかも放電部材に耐久性があり、安定した放電
を行えるコロナ放電装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため研究を重ねたところ、オゾン発生を抑制する
ために鋸歯状電極のような尖鋭状放電端を有する放電部
材を採用する場合において、該放電端部分をニッケル及
びクロムを適量含有する導電性材料で形成すれば耐熱
性、耐食性が増して放電端部の酸化が抑制され、耐久性
が向上し、放電安定性が得られること、該導電性材料に
さらにモリブデンを適量含有させれば、さらに耐食性が
増し、耐久性が向上することを見出した。また、放電部
材の放電端部分を電気絶縁性材料で被覆しても酸化を抑
制して耐久性及び放電安定性を向上させ得ること、さら
に、オゾン発生量が低減することを見出した。

【０００９】本発明はかかる知見に基づくもので、電子
写真方式の画像形成装置に用いるコロナ放電装置であっ
て、尖鋭状放電端を有する放電部材を備え、少なくとも
該放電端部分がニッケルを８〜１５％の範囲で、クロム
を１６〜２０％の範囲で含む導電性材料で形成されてい
ることを特徴とするコロナ放電装置、及び電子写真方式
の画像形成装置に用いるコロナ放電装置であって、尖鋭
状放電端を有する放電部材を備え、少なくとも該放電端
部分が電気的に高抵抗の材料で被覆されていることを特
徴とするコロナ放電装置を提供するものである。

【００１０】尖鋭状放電端を備えた放電部材の形状とし
ては、図１に示す実施例におけるような鋸歯状放電部材
のほか、図２の（Ａ）図から（Ｃ）図に示すように、剃
刀状の放電端ａを備えたもの、ワイヤー放電端ｂを備え
たもの、針状放電端ｃを備えたもの等も考えられる。前
記放電端部分をニッケル及びクロム含有材料で形成する
場合、耐食性をさらに向上させるために、モリブデンを
少量含有させてもよい。モリブデンの含有量は少ないと
含有効果が少なく、多すぎると電気抵抗値が増加し、電
源への負担となるので、２〜３％の範囲でよい。

【００１１】放電端部をニッケル等を含有する材料で形
成することと、該放電端部を高抵抗材料で被覆すること
を組み合わせてもよい。いずれにしてもニッケル等を含
有する導電性材料としては、代表例として鉄系合金を挙
げることができる。ニッケル含有量は８〜１５％の範囲
が好ましく、８％より少ないとニッケル含有の効果が少
なく、１５％より多いと引張強さや硬度が損なわれる。
さらに好ましくは１０〜１４％である。クロム含有量は
１６〜２０％の範囲が好ましく、１６％より少ないとク
ロム含有の効果が少なく、２０％より多いと引張強さや
硬度が損なわれる。さらに好ましくは１６〜１８％であ
る。

【００１２】放電部材の放電端部を高抵抗材料で被覆す
る場合、該材料としては、セラミックのような誘電体を
例示することができ、かかるセラミックとしては、ガラ
ス、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、シリカ、シリカ−アル
ミナ、アルミナ等を例示できる。また、被覆は、蒸着、
材料塗布、チューブ材の嵌めつけ等による方法が考えら
れる。被覆膜厚は０．１ｍｍ以下が好ましく、より好ま
しくは０．０１ｍｍ以下である。この膜厚が０．１ｍｍ
より大きくなると、誘電電圧が大きくなってスパークが
生じ易くなる。

【００１３】

【作用】本発明コロナ放電装置によると、放電部材の尖
鋭状放電端が被放電物に向けて配置され、放電用電源か
ら該放電部材に放電用電圧が印加され、それによってコ
ロナ放電が生じ、被放電物に電荷が与えられる。放電部
材の放電端部がニッケル及びクロム、或いはさらにモリ
ブデンを含有する導電性材料で形成されているときは、
それら含有ニッケル等により放電端の酸化が抑制され、
また、該放電端部が電気的に高抵抗の材料で被覆されて
いるときもそれによって放電端の酸化が抑制され、長時
間にわたり、安定した放電が行われる。放電端部が電気
的に高抵抗の材料で被覆されているときは、それだけ、
放電中のオゾン発生が抑制される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１の（Ａ）図は１実施例であるコロナ放電装置
１０の斜視図であり、（Ｂ）図はその放電部材の一部拡
大斜視図である。この放電装置１０は、放電部材１とそ
れに接続された放電用電源４を備えている。この放電装
置は電子写真方式の画像形成装置に組み込まれ、例え
ば、その感光体ドラムＰＣの表面を静電潜像形成に先立
って帯電させるために用いられる。

【００１５】放電部材１は尖鋭状放電端１１を一定のピ
ッチＰで、被荷電部材（図示例では感光体ドラムＰＣ）
表面に沿って一定方向に配列したもので、全体として鋸
歯形状を呈している。各放電端１１は三角形状鋸歯部分
１２の先端にあり、そこからコロナ放電を行う。このよ
うな鋸歯状放電部材は、例えば導電性材料からなる板材
をエッチング加工したり、圧延プレス加工するなどして
容易に得られる。なお、鋸歯形状の放電部材のほか、図
２の（Ａ）図から（Ｃ）図に示すように、剃刀状の放電
端ａを備えたもの、ワイヤー放電端ｂを備えたもの、針
状放電端ｃを備えたもの等も考えられる。

【００１６】放電端１１のピッチＰは、放電むらを抑制
し、放電を安定化させるうえで、大きすぎても、小さす
ぎても好ましくない。また、被荷電部材と放電端１１と
の距離Ｄは、近すぎると被荷電部材に電荷が局所的に与
えられるため均一に荷電できなかったり、異常放電を起
こす等の問題があり、遠すぎると電源電圧が高くなるこ
とや放電装置が大型化する等の問題がある。

【００１７】そこで、被荷電物に対し均一に電荷を付与
するために、ピッチＰ（ｍｍ）と被荷電部材−放電端間
距離Ｄ（ｍｍ）の関係は２≦Ｄ／Ｐ≦８の条件を満足す
る範囲に設定する。図１の（Ｂ）図に示す各鋸歯部分１
２の歯角θは、大きくなるにつれオゾン発生量が増加す
ることから３０°以下とするが、小さすぎると加工性、
強度の点で問題が出てくるから、５°以上、１５°以下
とする。

【００１８】また、鋸歯部分１２の板厚ｔは、薄くなる
につれオゾン発生量が少なくなるが薄すぎると強度不足
となるから、０．１ｍｍ以下で、好ましくは０．０５ｍ
ｍ程度とする。放電部材１、特にその放電端１１を含む
部分は、コロナ放電を行うことにより酸化されると共に
微塵が付着し、放電むらの原因となるので、酸化を抑制
して微塵付着を抑制し、それによって耐久性を持たせ、
放電の安定性を図ることが望ましい。この耐久性向上
は、耐食性、耐熱性を向上させれば達成できることか
ら、放電部材１を形成する導電性材料は、耐熱性、耐食
性の観点から鉄にクロムとニッケルを含有させた合金が
良好で、さらに耐熱性、耐食性を向上させるためにモリ
ブデンを含めてもよい。材料成分割合で言えばＣｒ１６
〜２０（％）、より好ましくは１６〜１８（％）、Ｎｉ
８〜１５（％）、より好ましくは１０〜１４（％）含有
させる。これらは余り多く入れると引張り強さや硬度を
損なうとともに製造コストも増加する。また、モリブデ
ン（Ｍｏ）を含めるときは、２〜３（％）程度含有させ
る。余り入れ過ぎると電気抵抗値が増加して電源への負
担となる。なお、放電部材としては、この他、銅板等の
導電性基材にニッケルメッキ等の耐食処理を施したもの
も考えられる。

【００１９】また、放電部材１、特に少なくともその放
電端１１部分（放電端又はそれを含む部分）を、図１の
（Ｃ）図に示すように、オゾン発生量の低減、耐久性向
上、放電安定性向上の目的から、電気的に高抵抗の材料
（例えばセラミックスのような誘電体材料）１３で被覆
してもよい。かかる誘電体材料は好ましくはセラミック
ス材料で、中でもガラス、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、
シリカ、シリカ−アルミナ、アルミナ等が好ましい。被
覆膜厚は、それがあまり大きくなると誘電電圧が大きく
なってスパークが発生し易くなるから、０．１ｍｍ以
下、好ましくは０．０１ｍｍ以下とする。

【００２０】かかる被覆膜の形成には、蒸着、材料塗
布、チューブ材の被せ付けなどを適宜採用できる。放電
端の形状が図２に示すようなものの場合でも、少なくと
も該放電端部分に図３に示すように電気的に高抵抗の材
料１９を被覆することで同様の効果がある。

【００２１】放電部材１に接続される電源４は、オゾン
発生量の低減と放電安定性の向上を目的として少なくと
もＡＣ電圧成分を含む放電電圧を印加できるものとす
る。印加する交流電圧の周波数が高くなるほどオゾン発
生量は少なくなるが、周波数を高くすれば漏れ電流が増
加することから周波数は４００Ｈｚ以上、１．５ｋＨｚ
以下とする。また、放電電流のプラス側及びマイナス側
の成分の和が零に近くなるほどオゾン発生量は少なくな
るので、電流成分の和は−２００μＡ〜＋１００μＡの
範囲とする。

【００２２】以上説明した放電部材１は保持部材２に支
持されており、放電部材１と平行に延びる両側の安定板
３、３の間に配置されている。保持部材２及び安定板３
は共に天井安定板３０に支持されている。なお、保持部
材１の両端部を従来のワイヤー電極のように保持するの
であれば、保持部材２は省略できる。安定板３は必ずし
も要しない。設ける場合でもその導電性の有無は問わな
いが、放電を安定化させるためには、導電性材料から形
成するほうがよい。また、安定板３、３の開放側で被荷
電部材と放電部材１の間に図示しないグリッドを設けて
放電の安定化を図ってもよい。

【００２３】以上説明したコロナ放電装置１０による
と、放電部材１の放電端１１列が被荷電部材（図示例で
は感光体ドラムＰＣ表面）に向けて配置される。このと
き、放電端列とドラムＰＣ表面との距離Ｄｍｍは、２≦
Ｄ／Ｐ（放電端ピッチｍｍ）≦８の条件を満足するよう
に設定される。放電用電源４から該放電部材１に、少な
くともＡＣ電圧成分を含む放電用電圧が印加され、それ
によってコロナ放電が生じ、感光体ドラムＰＣ表面が帯
電する。

【００２４】この放電及びドラム帯電においては、放電
用電圧にＡＣ電圧成分が含まれるため、従来の鋸歯形状
電極において単に直流電圧を印加する場合に比べ、オゾ
ン発生が抑制される。また、２≦Ｄ／Ｐ≦８の条件で装
置設定が行われているため、感光体ドラム表面は均一に
帯電する。放電部材１の放電端部をニッケル及びクロ
ム、或いはさらにモリブデンを含有する導電性材料で形
成するときは、それら含有ニッケル等により放電端の酸
化が抑制され、また、該放電端部が電気的に高抵抗の材
料で被覆されているときもそれによって放電端の酸化が
抑制され、従って微塵の付着が長時間にわたり抑制さ
れ、安定した放電が行われる。放電端部が電気的に高抵
抗の材料１３（図１の（Ｃ）図参照）で被覆されている
ときは、それだけ、放電中のオゾン発生が抑制される。

【００２５】以上説明した本発明の実施例の効果を裏付
ける各種実験例等について順次説明する。・放電部材１の材料について材料成分を変えて試作した放電部材１、１、１を
用いて１００時間放電させた後の放電端への微塵付着量
を電子顕微鏡にて観察し、耐久性を評価した。

【００２６】放電部材１主材−鉄（９５％以上）放電部材１主材−鉄＋クロム（１８％）＋ニッケル
（１０％）放電部材１主材−鉄＋クロム（１８％）＋ニッケル
（１０％）＋モリブデン（２％）図４は放電部材１による１００時間放電後の放電端部
分の状態を示す電子顕微鏡写真に基づく図で、電極表面
に多量の微塵が付着している。図５は放電部材１の放
電を行う前の初期状態を示す電子顕微鏡写真に基づく図
で、殆ど付着物がない。図６は同部材１の１００時間
放電後の状態を示す電子顕微鏡写真に基づく図で、電極
表面に微塵が付着しているが、放電部材１の場合より
は少ない。図７は放電部材１による１００時間放電後
の電子顕微鏡写真に基づく図であり、電極表面に微塵が
付着しているが、その付着量は放電部材１のときより
さらに少ない。

【００２７】以上の結果より、放電部材、特にその放電
端部を、クロムとニッケルを含有する導電性材料で形成
することにより、放電端への微塵付着量が低減すること
がわかる。すなわち、耐久性が向上する。また、モリブ
デンを含有させることでさらに耐久性が向上することが
わかる。図８は鉄材からなる放電部材１の長手方向の
各部から被荷電部材側に流れる放電電流の測定結果を示
すグラフであり、図９は鉄にニッケル、クロム及びモリ
ブデンを含有させた材料からなる放電部材１の長手方
向の各部から被荷電部材側に流れる放電電流の測定結果
を示すグラフである。

【００２８】図８から、放電部材１では部材長手方向
各部において放電電流にかなりの「むら」が発生するこ
とがわかる。また、図９から、放電部材１では、部材
１より、部材長手方向各部において放電電流が均一に
分布することがわかる。・放電部材１の鋸歯部分１２の歯角θ、放電端ピッチ
Ｐ、被荷電部材間距離Ｄ等について。

【００２９】先鋭状放電端を有する放電部材によるコロ
ナ放電装置では、その放電端形状、安定板形状等が放電
安定性（換言すれば放電むら）、オゾン発生量に大きく
影響を及ぼす。以下に放電部材１の鋸歯部分１２の歯角
θ、放電端ピッチＰ、被荷電部材との距離Ｄ等と、放電
安定性、オゾン発生量との関係について説明する。な
お、「放電むら」については、コロナ放電させた時に電
極長手方向の各放電端から被荷電部材側に流れる放電電
流を検出し、電極長手方向に沿って検出電流量が異なれ
ばそれを放電むらとした。なお、放電むらは、画像サン
プル採取時の画像ノイズに対応する。

【００３０】オゾン発生量については、図１０に示すオ
ゾン測定装置９０により測定した。すなわち、ダクト９
１中にコロナ放電装置１０を入れファン９２によりダク
ト９１中に風を送り、放電装置１０に直流高電圧を印加
する。ダクト９１内の放電装置１０を通過後のエアーを
オゾン濃度計９３にて測定しオゾン発生量を求めた。歯角θとオゾン発生量放電部材１として次のものを準備した。すなわち、鉄、
クロム及びニッケルからなる材料Ｘと、鉄、クロム、ニ
ッケル及びモリブデンからなる材料Ｙの二種類の材料の
それぞれにより、板厚はいずれも０．０５ｍｍの一定と
して、放電端ピッチＰ１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍのそれぞ
れ又は一部について歯角θを変化させたものを作成し
た。これら各放電部材を前記オゾン測定装置９０に収容
してオゾン発生量を調べた。このとき装置９０はダクト
９１の直径５０ｍｍ、風速２ｍ／ｓｅｃ、低温低湿環境
（２０℃、３４％ＲＨ）、放電電流Ｉｃ＝−８００μＡ
とした。結果は図１１に示すとおりである。

【００３１】図１１から分かるように、概ね、歯角θが
小さくなるにつれてオゾン発生量は少なくなる。図１２
は、複写機において除去率７０％のオゾンフィルタを使
用し、かつ感光体ドラムの帯電、トナー像の転写紙への
転写、転写後の感光体ドラムからの転写紙分離でコロナ
放電装置１０のタイプのものを使用したときの、放電端
歯角θとオゾン発生量との関係及び放電部材強度との関
係を示す図である。図１２から分かるように、この場合
も、歯角θが小さくなるにつれてオゾン発生量は少なく
なっている。

【００３２】このときの実験の詳細は以下のとおりであ
り、歯角が１５°の形状のものでは、オゾンフィルタに
よる浄化後のオゾン濃度をＵＬ規格をクリアすることの
できる０．１ｐｐｍに抑えることができることが確認さ
れた。各放電装置の基本形態は図１に示すとおり、鋸歯
形状放電部材１を用いるものである。

【００３３】帯電用放電装置：スコロトロンチャージ
（放電電流 −400 μＡ）とした。転写用放電装置：コロトロンチャージャ（放電電流 −
75μＡ）とした。分離用放電装置：コロトロンチャージャ（放電電流 ±
50μＡ）とした。オゾン濃度は、ＵＬ規格に準拠して、複写機を２７ｍ³
の恒温恒湿室内の中央部に配置し、オゾン濃度が飽和す
るまで複写機の運転を行うことで測定した。

【００３４】オゾン濃度測定結果は次のとおりであった
（図１２参照）。また、放電部材強度と歯角との関係については、次表の
ように、帯電、転写、分離用の放電装置における放電部
材の歯角を変化させ、それぞれの歯角について１万枚の
複写操作後、放電端の形状を調べた。次表において
「○」印は形状変化が認められなかったことを、「×」
印は形状変化が認められたことを示している。

【００３５】歯角θ（°）２３４５６７８９１０１０Ｋ耐刷後 × × × ○ ○ ○ ○ ○ ○ この実験結果（図１２も参照）に見られるように、歯角
が５°よりも小さいものについては放電端形状が変化し
てしまい、均一な帯電ができない状態となっている。こ
の原因としては、歯角が小さすぎると放電端部分の十分
な強度が確保できないので、耐刷後は放電点の熱によっ
て放電端部分が変形してしまうためと考えられる。従っ
て、歯角の形状を定めるに当たっては、単にオゾン発生
量だけでなく、放電端部分の強度をも十分考慮する必要
があり、放電によって放電端部分の形状が変形すること
のない程度の強度を有し、且つ、オゾン発生量を低減す
ることのできる歯角（例えば５°以上、３０°以下、好
ましくは１５°以下）を設定することが望ましいと言え
る。放電端ピッチＰ及び被荷電部材−放電端間距離Ｄと
放電むら放電端ピッチＰ（ｍｍ）と放電ギャップＤ（ｍｍ）の比
をＤ／Ｐで表し、Ｄ／Ｐと放電むらの関係を調べたとこ
ろ、図１３に示すように、Ｄ／Ｐが２より小さいときや
８より大きいときは、実用上問題視される放電むらが発
生したが、Ｄ／Ｐが２以上、８以下では放電むらが少な
く、被荷電部材の実質上均一な荷電が可能で、４以上、
６以下だとさらに放電むらが少なかった。

【００３６】なお、放電むらの評価については、１〜５
の５段階にランク付け（図１３参照）する作業を行っ
た。すなわち、得られる画質に与える影響として、放電むらランク５→画質に、明らかにむらが確認でき
る。放電むらランク４→画質に、視覚上むらが確認でき
る。放電むらランク３→画質に、視覚上むらが確認できな
い。

【００３７】（測定器では確認できる。）放電むらランク２→画質に、測定器でも放電むら確認
困難。放電むらランク１→画質に、むらなし。Ｄ／Ｐ最適値の選定に当たっては、視覚上で画質にムラ
の確認できない程度の放電むらランク３を選択した。鋸歯部分１２（放電端部分）の板厚とオゾン発生量放電部材１として次のものを準備した。すなわち、鉄、
クロム及びニッケルからなる材料Ｘと、鉄、クロム、ニ
ッケル及びモリブデンからなる材料Ｙの二種類の材料の
それぞれにより、放電端ピッチＰ１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍ
ｍのそれぞれについて歯角θを変化させ、さらにそれぞ
れについて板厚を変化させたものを作成した。これら各
放電部材を前記オゾン測定装置９０に収容してオゾン発
生量を調べた。このとき装置９０はダクト９１の直径５
０ｍｍ、風速２ｍ／ｓｅｃ、低温低湿環境、放電電流Ｉ
ｃ＝−８００μＡとした。結果は図１４に示すとおりで
ある。

【００３８】図１４から分かるように、概ね、板厚が小
さくなるにつれてオゾン発生量は少なくなる。図１５
は、複写機において除去率７０％のオゾンフィルタを使
用し、かつ感光体ドラムの帯電、トナー像の転写紙への
転写、転写後の感光体ドラムからの転写紙分離の各工程
において、前記項の場合と同様にコロナ放電装置１０
のタイプの放電装置を使用したときの、放電端部分板厚
とオゾン発生量との関係及び該板厚と放電部材強度との
関係を示す図である。ここでオゾン発生量は図１０に示
すオゾン測定装置９０により測定した。図１５から分か
るように、この場合も、板厚が小さくなるにつれてオゾ
ン発生量は少なくなっている。・放電部材１の放電端１１部分を電気的に高抵抗材料で
被覆すること等について。

【００３９】これについては図１のコロナ放電装置１０
と基本形態が同じで、次の放電部材を有するコロナ放電
装置１００を準備して実験を行った。放電部材１形成方法エッチング加工材質ステンレススチール板厚０．０５ｍｍ放電端ピッチ２ｍｍ鋸歯部分１２の歯角θ ２０° 放電端部分の被覆膜１３（図１の（Ｃ）図参照）形成方法イオンビーム・アシスト蒸着法材質ＳｉＯ₂ 膜厚０．１μｍまた、比較例として、コロナ放電装置１０と基本形態が
同じで、上記と同じ放電部材１（但し、被覆膜を形成し
ないもの）を有する比較例装置１、及び従来のワイヤー
方式による比較例装置２（但し、放電用ワイヤーとして
線径５０μｍのタングステンワイヤーを使用）を準備し
て実験を行った。

【００４０】オゾン発生量の測定には図１０に示す装置
を用い、放電装置を収容するダクト９１は直径５０ｍｍ
とし、風速２ｍ／ｓｅｃの風を送り、放電部材に直流高
電圧を印加した。ダクト９１内の放電装置通過後のエア
ーをオゾン濃度計９３にて測定した。放電電流を１ｍＡ
まで振ったときの結果を図１６に示す。図１６から分か
るように、本発明にかかる放電装置１００、比較例装置
１、比較例装置２の３種の放電装置で比較すると、オゾ
ン発生量は、同一放電電流で放電装置１００：比較例装
置１：比較例装置２≒１：３：１２であった。つまり、
放電端部を被覆した放電部材による放電装置１００によ
れば従来のワイヤータイプの放電装置と比較してオゾン
発生量を１／１２程度に低減できることが分かる。

【００４１】次に、本発明による放電装置１００及び比
較例装置１にてコロナ放電させたときに放電部材長手方
向各部から被荷電部材側に流れる放電電流を測定したと
ころ、図１７、図１９の結果を得た。同様にして放電装
置１００、比較例装置１を長時間放電させた後における
放電電流を測定したところ、図１８、図２０の結果を得
た。これら図からわかるように、放電部材１を高抵抗材
料で被覆しない比較例装置１では、長時間放電させれば
図２０のように放電電流むらが生じるが、本発明による
放電装置１００であれば長時間放電させた後でも図１８
のように放電電流むらが生じ難い。すなわち、放電端部
分を高抵抗材料で被覆してあるだけ耐久性に優れ、放電
安定性が向上していると言える。・放電部材に印加する電圧等について。

【００４２】図１に示す本発明にかかるコロナ放電装置
１０を準備し、これを図１０に示すオゾン測定装置９０
のダクト９１内に収容し、鋸歯形状の放電部材１に電源
を接続してオゾン発生量を測定した。また、比較のた
め、従来のワイヤー方式による比較例装置を準備し、こ
れについても同様にオゾン発生量を測定した。本発明装
置、比較例装置のいずれについても正極性の直流電圧、
負極性の直流電圧、交流（ＡＣ）電圧をそれぞれ印加し
ての放電（以下、それぞれ（＋）放電、（−）放電、Ａ
Ｃ放電と記す。）を行わせ、そのときのオゾン発生量を
測定したところ、図２１に示す結果を得た。

【００４３】従来、最も汎用的であったワイヤー電極放
電装置でのオゾン発生量の比は、正極性の直流電圧を印
加して放電電流を４００μＡとしたときのオゾン発生量
を１とすると、（−）放電：ＡＣ放電：（＋）放電≒
７：４：１でＡＣ放電でのオゾン発生量は（＋）成分と
（−）成分のオゾン発生量の和、すなわち７／２＋１／
２＝４であった。一方、鋸歯形状放電部材による放電装
置においては、オゾン発生量の比は（−）放電：ＡＣ放
電：（＋）放電≒２．５：１：１〜２．５でＡＣでのオ
ゾン発生量が最も少なかった。

【００４４】以上のことから、先鋭状放電端を有する放
電部材を用い、これに交流成分を有する高電圧を印加し
てコロナ放電を行わせれば、オゾン発生量低減効果があ
ることがわかる。図２２、図２３、図２４は、コロナ放
電装置１０を複写機の感光体ドラムＰＣの帯電に利用す
る場合において、該装置の放電部材１に交流電圧成分を
含む放電用電圧を印加する場合の電源４の例を示してい
る。図２２ではＡＣトランス４１によってコロナ放電を
行わせる。図２３ではＡＣ高圧電源４２とＤＣ発生器４
３とで、図２４ではＡＣトランス４４と直流電源４５と
で、それぞれ直流（ＤＣ）印加電圧に交流（ＡＣ）電圧
を重畳させる。図２３、図２４の実施例では、ＡＣ印加
によるオゾン発生量の低減と併せて、効率良く帯電させ
ることができる。

【００４５】なお、図２２から図２４において、Ｔは転
写チャージャ、Ｓは分離チャージャであり、これらにつ
いても先鋭状放電端を有する放電部材によるコロナ放電
装置が採用されている。これらの電源についても放電装
置１０に対すると同様のものを考えることができる。ま
た、図中、Ｄは現像装置、ＣＬは残留トナー清掃用のク
リーナである。

【００４６】最後に、図２５〜２８は、図１のタイプ
の、次の条件の放電装置及び比較例装置を複写機の感光
体ドラム帯電に採用した場合において、放電を行わせた
ときのオゾン発生量を示している。本発明にかかる放電装置放電部材１は、板厚０．５ｍｍのステンレススチール板
から、放電端ピッチＰ＝２ｍｍ、鋸歯部分１２の歯角θ
＝２０°で形成し、該鋸歯部分１２を０．１μｍ厚さの
ＳｉＯ₂膜で被覆する。放電端１１から感光体ドラム表
面までの距離Ｄは６ｍｍに、放電端１１から両側安定板
３端までの、放電端から感光体表面へ向かう方向の距離
（スカート長）は４ｍｍに設定する。

【００４７】比較例装置上記本発明の装置においてＳｉＯ₂膜被覆を行っていな
いもの。オゾン発生量は図１０の装置９０により測定
し、ダクト９１の径は５０ｍｍ、風速２ｍ／ｓｅｃ、２
０℃、３４％ＲＨとした。図２５は、（−）放電を行っ
たときのＩｃ（放電電流）−オゾン発生量を示すもの
で、（−）放電時でもＳｉＯ₂被覆したものはオゾン低
減効果が高いことがわかる。

【００４８】図２６は、交流電圧を印加して放電電流Ｉ
ｃを±２００μＡとして放電を行わせ、周波数を振った
ときのオゾン発生量を示すものであり、周波数が高けれ
ば高い程オゾン発生量が低下すること、また、被覆無し
のものに比べ、ＳｉＯ₂被覆したものは著しくオゾン発
生量を低減することでがきることを示している。図２７
は、（ＡＣ）放電を行った場合で、放電電流Ｉｃを振っ
たときの結果を示す図である。周波数としては、２００
Ｈｚと１０００Ｈｚとをサンプル採取した。被覆無しの
ものに比べ、ＳｉＯ₂被覆したものはオゾン発生量が低
下すること、印加高周波の周波数は２００Ｈｚに比べて
より高い１０００Ｈｚの方がオゾン発生量が少ないこ
と、ＳｉＯ₂被覆したものを１０００ＨｚでＡＣ放電さ
せると、著しくオゾン量が低減することが分かる。

【００４９】図２８は、ＡＣ電圧の電流成分の和を振っ
たときの被覆無しのもの、ＳｉＯ₂被覆したものにおけ
るオゾン発生量を示している。ここで、電流成分は正負
共０〜±２００μＡの範囲に設定している。正負の電流
成分の和が−２００μＡ〜＋１００μＡの範囲ではオゾ
ン発生量が少なく、電流成分の和が０に近づくほどオゾ
ン発生量が少ないことが分かる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によると、電子写真方式の画像形
成装置に用いるコロナ放電装置であって、オゾン発生量
が少なく、しかも放電部材に耐久性があり、安定した放
電を行えるコロナ放電装置を提供することができる。放
電部材の放電端部が電気的に高抵抗の材料で被覆されて
いるときは、それだけ、放電中のオゾン発生が抑制され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）図は本発明の一実施例の斜視図、（Ｂ）
図は（Ａ）図に示す放電部材の一部の拡大斜視図、
（Ｃ）図は（Ａ）図に示す放電部材の放電端に高抵抗材
料を被覆した様子を示す斜視図である。

【図２】いずれも放電部材の放電端部分の形状の他の例
を示す図である。

【図３】図２に示す各放電端部分に高抵抗材料を被覆す
る例を示す図である。

【図４】鉄材放電端部分の１００時間放電後の状態を示
す拡大図である。

【図５】鉄にニッケル及びクロムを含有させた材料から
なる放電端部分の使用前の状態を示す拡大図である。

【図６】図５に示す放電端部分の１００時間放電後の状
態を示す拡大図である。

【図７】鉄にニッケル、クロム及びモリブデンを含有さ
せた材料からなる放電端部分の１００時間放電後の状態
を示す拡大図である。

【図８】鉄材からなる放電部材の長手方向各部から被荷
電部材側に流れる放電電流の測定結果を示すグラフであ
る。

【図９】鉄にニッケル、クロム及びモリブデンを含有さ
せた材料からなる放電部材の長手方向各部から被荷電部
材側に流れる放電電流の測定結果を示すグラフである。

【図１０】オゾン測定装置の概略構成を示す図である。

【図１１】鋸歯状放電部材の放電端の歯角θとオゾン発
生量の関係を示すグラフである。

【図１２】複写機に採用された本発明によるコロナ放電
装置における放電部材の放電端の歯角θとオゾン発生量
の関係及び歯角θと放電端部分強度の関係を示すグラフ
である。

【図１３】放電部材の放電端ピッチＰ及び放電端−被荷
電部材間距離Ｄとオゾン発生量の関係を示すグラフであ
る。

【図１４】鋸歯状放電部材の放電端部分の板厚とオゾン
発生量の関係を示すグラフである。

【図１５】複写機に採用された本発明によるコロナ放電
装置における放電部材の放電端部分の板厚とオゾン発生
量の関係及び該板厚と放電端部分強度の関係を示すグラ
フである。

【図１６】放電端部分を高抵抗材料膜で被覆した放電装
置と、該被覆膜のない放電装置、さらにワイヤー電極式
放電装置における放電電流量とオゾン発生量の関係を示
すグラフである。

【図１７】放電端部分を高抵抗材料膜で被覆した放電部
材の使用前の長手方向における放電むらを示すグラフで
ある。

【図１８】図１７の放電部材の長手方向おける長時間放
電後の放電むらを示すグラフである。

【図１９】放電端部分を高抵抗材料膜で被覆していない
放電部材の使用前の長手方向おける放電むらを示すグラ
フである。

【図２０】図１９の放電部材の長手方向おける長時間放
電後の放電むらを示すグラフである。

【図２１】ワイヤー電極放電装置と鋸歯状放電部材によ
る放電装置において、直流電圧印加、交流電圧印加した
場合における放電電流量とオゾン発生量の関係を示すグ
ラフである。

【図２２】本発明放電装置に対する電源の１例を示す図
である。

【図２３】本発明放電装置に対する電源の他の例を示す
図である。

【図２４】本発明放電装置に対する電源のさらに他の例
を示す図である。

【図２５】放電部材の放電端部分を高抵抗材料で被覆し
たときと、そうでないときのオゾン発生量を示すグラフ
である。

【図２６】放電部材の放電端部分を高抵抗材料で被覆し
たときと、そうでないときの、印加高周波電圧の周波数
とオゾン発生量の関係を示すグラフである。

【図２７】（ＡＣ）放電を行った場合で、放電電流量を
振ったときのオゾン発生量を示すグラフである。

【図２８】ＡＣ電圧の電流成分の和を振ったときのＯ₃
発生量を示すグラフである。

【符号の説明】

１０コロナ放電装置１放電部材１１放電端１２鋸歯部分１３、１９高抵抗材料からなる被覆膜Ｐ放電端ピッチＤ放電端−被荷電部材間距離２保持部材３安定板３０天井安定板４放電用電源４１ＡＣトランス４２ＡＣ高圧電源４３ＤＣ発生器４４ＡＣトランス４５直流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式の画像形成装置に用いるコ
ロナ放電装置であって、尖鋭状放電端を有する放電部材
を備え、少なくとも該放電端部分が、ニッケルを８〜１
５％の範囲で、クロムを１６〜２０％の範囲で含む導電
性材料で形成されていることを特徴とするコロナ放電装
置。
【請求項２】前記放電端部分を形成する導電性材料
が、モリブデンを２〜３％の範囲で含んでいる請求項１
記載のコロナ放電装置。
【請求項３】電子写真方式の画像形成装置に用いるコ
ロナ放電装置であって、尖鋭状放電端を有する放電部材
を備え、少なくとも該放電端部分が電気的に高抵抗の材
料で被覆されていることを特徴とするコロナ放電装置。