JPS60157183A

JPS60157183A - 固体放電装置

Info

Publication number: JPS60157183A
Application number: JP1028884A
Authority: JP
Inventors: 宮川　誠一; 池田　五男
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-08-17

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】技術分野本発明は電子写真複写機の感光体などを帯電、除電させ
るコロナ帯電装置やオゾン発生装置に利用されるコロナ
放電装置に関する。

従来技術電子写真複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ、Ｌ
ＥＤプリンタ等の光プリンタ、静電プリンタ等の電子写
真プロセスを利用した画像形成機器の感光体を除帯電す
るコロナ帯電装置や、冷蔵庫内の食品鮮度保持、殺菌、
脱臭、あるいは脱色、浄化処理等に使用されるオゾン発
生装置としてはコロナ放電装置が広く使用されている。

複写機の帯電及び除電には、従来数十μｍ径の細線を面
電極で囲むようにしたコロトロン、スコロトロンが使わ
れている。然し細線にトナーや紙粉が付着した場合とか
、線の微小な欠陥例えば傷、凹凸で、帯電むらを生じ易
い。特に負帯電の場合は、その欠点が強調されるため、
スクリーンを設けて解消する等の、大型化、複雑、高価
格のスコロトロンを使っているのが現状である。

経時劣化のために、清浄保守する場合、細線を使用して
いるため取扱いが困難である。また、コロナ放電装置全
体を交換し使用済のものを廃棄する方法もあるが、省資
源の点からは好ましくない１更に工業用複写機のような
広巾のものになると、細線も長くなり、振動を生じ易く
、帯電むらや異常スパーク放電による断線が起きる欠点
もある。

このような従来の細線型コロナ放電装置の欠点を除去す
るという観点から、交流やパルス的な電圧で、誘電体の
表層上の空間にイオンや電子を発生させ、それを直流電
界で、被帯電面に移動させる機能をもたせた固体放電器
（５ｏｌｉｄ　ＳｔａｔｅＣｈａｒｇｅｒと呼び、以後
ＳＳＣと略す）と呼ばれる除、帯電装置が発明され、例
えば米国特許第５、４３８．０５３号、特開昭５４−５
３５３７号、特開昭５４−７８６９Ｂ号、特公昭５７−
６３８５号等の各公報に提案されている。

ＳＳＣの思考は、米国特許第３．４　！、　８．０５５
号（１９６４年７月に出願）に開示された静電プリンタ
ーヘッドの電極構成及び電気回路の手段が原型と見られ
る。第１図は、その説明図をσ［用したもので、対をな
す電極２，３は、誘電体１によって間隔が設けられ、気
中に電極が露出している。対電極にはパルス電源６によ
りパルス電圧が印加され、発生したイオン（電子も含む
）を、この対電極２゜３と制御電極５に対し被帯電体面
４の電極との間に、直流電源７，８で直流電界を与え、
被帯電面４上にイオンを移動帯電させる。この装置では
、気中に全電極２’、３．５が露出しているために、ゴ
ミ付着、環境変化等の外的要因で、異常スパーク放電を
発生し易く、充分なイオンを形成する程の高電界が与え
られない欠点がある。

この欠点を改善するために、誘電体内部と表層部に交流
高電圧印加用の電極群を構成し、表層に無声放電のコロ
ナを生じせしめ、そのイオンで、表層近傍の物体を除電
、又帯電制御する方法が特公昭５７−６３８５号及び特
開昭５４−７８６９８号公報に開示されており、静電気
を扱う当業者の間では、よく知られている。

更に特開昭５４−５５５３７号公報に示された装置は、
前記公報に開示された技術、イオンの発生とイオンの移
動の２つを組合せたもので、プリンターの電極ヘッドと
複写機の帯電装置との、何れにも使えることを目的とし
たものである。この装置は前記の露出電極と異なり、第
２図に示す如く両電極２，３は、誘電体１に遮ぎられ、
スパーク放電等に関しては飛躍的に安定性は向上してい
る。１０はイオン生成、貯留部であり、９は帯電操作ス
イッチである。交流電源６としては正弦波、三角波、方
形波の電圧が印加されている。しかし、この方法では、
対電極２，３間の誘電体層１の厚みが、実用的領域とし
て、１００μ以下が好ましく、更に良くするには５０μ
以下と非常に薄くする必要がある。従って製造の初期欠
陥、誘電体中の異物（ゴミ等）の混入やピンホール又は
耐電圧的に弱小部分が存在すると、高電圧が印加されて
、負荷容量が大きく変動したり、短絡して動作しなくな
る欠点があり、余裕度が少く、信頼性に乏しい。又、そ
の様な事故に対処して、予め保護抵抗、コンデンサーを
入れるにしても、高耐圧部品で高コストとなり、完全に
動作させて、放電破損を防止するのは困難である。又、
第２図の電極３のイオン発生部の端面はストリマー状の
コロナを発生し、均一性の良好な帯電が得られるとは言
い難い欠点もある。

特開昭５８−１０８５５９号公報は上記のＳＳＣとは異
なり、第３図に示す如く、電極２，３のすベてを誘電体
１に埋めたものが開示されているが、直流電界効果で、
誘電体層１の表層に、帯電極性のイオンと逆極性のイオ
ンが帯電し、所望の帯電が得にくいと見られ、実際に帯
電効率は悪い。

目　的本発明の目的は、第２図に示された装置で、前記したス
パーク等による誘電体破壊による、製造余裕度や運転に
よる耐圧劣化の寿命、等の欠点を改良した方法を提供す
ることである。

更に、不均一帯電性も改善する方法を提示することであ
る。

構　成以下、本発明を図面に示す実施例に基いて詳細に説明す
る。

第４図はその一実施例を示したものである。第５図は、
その断面図で、従来方法と異なるのはイオン発生用第１
電極２と第２電極３及び、その電源（交流や高圧パルス
）６の二次側（出力側）とは直流的にはフロート（絶縁
）になっていて、その対電極２，３と容量的に閉回路を
作るように第３電極５が、対電極２，３と容量的に接続
されていることである。すなわち、第１電極２、第３電
極６の表面はある厚さの誘電体１で覆われ、第６電極５
はその一面を誘電体１の表面に面接触させて取付けられ
ている。第３電極５と被帯電体４の電極との間には直流
電源７が設けられている。

動作を説明するために交流電源トランス乙のセンタータ
ップを小容量コンデンサー１２を介して切替スイッチ１
１を設け、今これをｂ側に閉じ、フロートにすると、第
１、第２電極２，３と第３電極５の間のイオン発生部１
０−１．１０−２の一方のみが放電する。これは、電源
を端子１６と１４から見た場合、巻線と鉄芯の容量から
生ずる容量的な不平衡のためであり、両側のイオン発生
部１０−１．１０−２を活用しなければ効率が良くない
。

トランス６の巻線を平衡巻線にした場合は、両売生部で
コロナの発光が見える。もし不平衡の場合は、スイッチ
１１をａ側に閉じる回路にする事が達成できる。イオン
発生部の電極５が交流高圧で非常に小さな容量負荷で発
光している場合、故意にゴミを吹きつけたり又、長時間
運転しても、第２図の方法と異なり、殆んどスパークや
破損しない。驚くべきことに、第２図の方法ではピンホ
ールの焼損で使えなかったＳＳＣが、本発明の構成にし
た場合、何の支障もなくコロナ放電を行い、放電発光長
を同程度にして比較した場合、従来以上によい帯電特性
を示すことが判った。この事は、多分、交流イオン発生
回路で複数の容量に分割されているため、少々のピンホ
ールでは、フロート電極５が、適当な電位に納まり、負
荷変動が軽減するためと推測される。

第３電極５の誘電体１の表面に面接触する面と隣合う放
電面の誘電体１との接合部における誘電体表面との接触
角を第６図に示す如く、９０°より小さい角度で交わる
ように第３電極の断面形状を設定することにより、イオ
ン発生、コロナ放電をし易くシ、均一放電性を改善する
ことが出来た。

第７図は本発明をプリンタ装置の潜像形成装置に利用し
た実施例を示す図である。この装置では、第４図乃至第
６図において１本の帯板状に形成されている第３電極５
を図に示す如く長さ方向を分割して多数の細片５′に分
割し、これらを互いに絶縁して誘電体１の表面に配設し
て第３電極５を形成している。したがって、各細片５１
毎に情報信号に応じたパルスを与えることにより、被帯
電体４上に直接、情報の静電荷潜像を形成させることが
可能となる。

次に本発明の実施例を具体的に説明する。誘電体にポリ
イミドを使用した場合、誘電率ε中６であるから、交流
高電圧印加用の対電極とイオンを周辺に発生させる電極
との間のポリイミドの厚さを５０μ以下にすると、従来
使用されている電圧程度でも比較的充分な帯電が得られ
る。

第５図、第６図、第７図（ｂ）に夫々断面を示す本発明
の実施例の望ましい構成寸法の一例を第８図に示す。誘
電体１は２０μの銅箔で作られた第１電極２及び第２電
極３を５０μのポリイミドフィルム２枚でサイドイツチ
状に張り合わせて構成され１２０μの厚さとされる。第
１電極、第２電極及びそれらの間隔は夫々５．３　ｍｍ
とされている。第３電極５も銅箔で作られ、その厚さは
５０μとされている。誘電体１の表面と電極を有するマ
イラーフィルムで形成された被帯電体４の表面との間隔
は約１．５闘とされる。

交流と直流の電圧、その低特性も図の中に示した。コロ
ナ（イオン発生）電極は本発明の主旨に従い、交流対電
極とは直流的にはフロート（絶縁）になっている。第１
電極２と第２電極３との間に印加される交流は１０ＫＨ
２，４〜５Ｋｖｒｍ８であり、電源トランスとしてはバ
ランス巻線した高電圧パルストランスが使用される。又
、第６電極５と被帯電体４との間に設けられる直流電源
は５００〜１５００Ｖとされている。被帯電体としての
マイラーフィルムを約５００ｍ５／ｓｅｃの相対速度で
帯電させた所、は寸実用の数百Ｖの帯電々位が、然も均
一に得ることができた。尚直流電圧を可変にすれば帯電
々位も制御できる。

誘電体を樹脂系で作成すると、可撓性のある放電器がで
き、平板型のスペースを必要としない形状ができる。コ
ロナ発光部は１龍以下（目視）なので、巾を２〜３關に
した構成も容易に製作できる０誘電体の焼損、ピンホールに関して更に向上させるには
、誘電率を大きくする事のできるセラミックを用いると
、厚みを１００μ以上にもでき、信頼性は更に高められ
るであろう。

セラミックの場合は、静電プリンターのヘッドやガス放
電ディスプレイのヘッドで電極を構成するのと同様に、
導電性ペースト（インキ）を用いてスクリーン印刷プロ
セスで製作すると低コストにできる。

効　果以上の如く、本発明によれば、固体放電装置の誘電体が
、高電界にもか＼わらず、フロート電極として小容量的
分割した回路とした−め、焼損破壊する程のエネルギー
（ＩＡＣＶ”）がなく、高寿命、高信頼を達成する他、
製造時の余裕度もとれ、コストも下げることができる。

また、第３電極の放電面と誘電体表面との接触角を適当
に設定することにより、従来の固体放電装置の帯電均一
性よりも改善することが可能となる０

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第２図は夫々従来の固体放電装置の一例を示
す断面図、第４図は本発明の実施例の斜視図、第５図は
これを被帯電体と組合せた場合の断面図、第６図は本発
明の他の実施例の断面図、第７図は本発明番プリンター
ヘッドに利用した実施例を示す図で（ａ）は平面図、（
ｂ）は断面図、第８図は本発明の上記各実施例の寸法の
一例を示す図式％式％５・・・第３電極　６・・・交流又はパルス電源７・・
・直流電源代理人　弁理士　伊　藤　武　久　゛層、、、、、、Ｉ第５図第６図手続補正書昭和５９年　３月２１日特許庁長官　若杉和夫　殿１　事件の表示昭和５９年　特　許　願第　１０２８８号２　発明の名
称固体放電装置３　補正をする者事件との関係　特　許　出願人　６Ｖη１＝、ニー１．
：住Ｍ湖斯￥　６字肖叱帖り氏名（名称）　（６７４）株式会社リコー４代理人住　所　東京都港区西新橋２丁目３２番４号　梶工業ビ
ルー６補正の対象明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の各欄。７補正の内容（１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。（２）　明細書簡６頁１４行目の「完全に」を削除する
。（３）　同書同頁１５行目の「のけ困難である」を「に
は１１１記挿入部品の抵抗値を高くし、容量を小さくす
ることから、イオン発生部に実際に必要とする電圧より
も、交流出力電圧をかなり高める必要があり、電源部が
大型化し、高価格になる」と訂正する。（４）同書第７頁３行目の「イオンが」と［帯電し１と
の間に「充満して−１を挿入する。（５）同書第８頁１３行目の「鉄芯の」と「容量」との
間に「過大な」を挿入する。（６）　同書同頁１６行目の「した場合は」を「して前
記容量を小さくした場合は、第３電極５を直流回路のオ
ン、オフにか＼わらず」と訂正する。別紙［２、特許請求の範囲（１）　対をなす第１電極と第２電極との間に誘電極と
直流的には絶縁され、容量的には閉回路電極と第３電極
との間にコロナ放電を行なわせるようにしたことを特徴
とする固体放電装置。（２）　上記固体放電装置は被帯電体面を帯電させるた
めの装置であり、上記被帯電体面の電極との間に直流電
界を形成する直流電源を設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の装置。（３）　上記の交流電源は、上記の第１電極及び第２電
極の夫々の端子に対してインピーダンスがはソ平衡して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装
置。（４）　上記の第３電極は誘電体により上記の第１及び
第２電極と絶縁され、該第３電極は一つの面で上記誘電
体面と面接触し、この面に隣合う面が上記の誘電体面と
接合部において９０”より小さい角度で交わることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。５）上記の第３電極を互いに絶縁された多数の要素に分
割して形成し、各要素毎に情報信号に応じたパルスを与
えて上記被帯電体面に直接静電荷潜像を形成させるよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
装置。手続補正書（方式）昭和５９年　５月２１日特許庁長官　若杉和夫　殿１　事件の表示昭和５９年　特　許　願第１０２８８　号２　発明の名
称固体放電装置３　補正をする者事件との関係　特　許　出願人住所杉３＃＊氏名（名称）　（６７４）株式会社リコー４代理人住　所　東京都港区西新橋２丁目３２番４号　梶工業ビ
ル６、補正の対象明細書の図面の簡単な説明の欄。７、補正の内容明細書第１３頁４行目の「第２図」を「第３図」に訂正
する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対τなす第１電極と第２電極との間に誘電体を介
在させ、上記両電極間に交流又はパルス電源を接続し、
上記の第１電極及び第２電極と直流的には完全に絶縁さ
れ、容量的には閉回路を形成するように第３電極を設け
て構成し、上記の第１電極及び第２電極と第３電極との
間にコロナ放電を行なわせるようにしたことを特徴とす
る固体放電装置。
（２）　上記固体放電装置は被帯電体面を帯電させるた
めの装置であり、上記被帯電体面の電極との間に直流電
界を形成する直流電源を設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の装置。
（３）上記の交流電源は、上記の第１電極及び第２電極
の夫々の端子に対してインピーダンスかは寸平衡してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置
。
（４）　上記の第６電極は誘電体により上記の第１及び
第２電極と絶縁され、該第３電極は一つの面で上記誘電
体面と面接触し、この面に隣合う面が上記の誘電体面と
接合部において９０°より小さい角度で交わることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
（５）　上記の第３電極を互いに絶縁された多数の要素
に分割して形成し、各要素毎に情報信号に応じたパルス
を与えて上記被帯電体面に直接静電荷潜像を形成させる
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の装置。