JPS6132872A - コロナ放電電極の表面処理方法 - 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 本発明は安定して均一な出力を出す′ことが可能であり
、しかも長い動作寿命を有し、機械的強度にも秀れたコ
ロナ放電電極を提供する為のコロナ放電電極の表面処理
方法に関する。

裟ＪＪと１薫 光導電体の上に静電荷を均一に与える為に、種々の方法
や装置が提案されている。このような荷電装置の１つは
フロトロンと呼ばれており、第１図に示すような構成と
なっている。即ち高電圧電源８がコロナ放電を行なう電
極線６に電気コネクター７によって接続されており、こ
の電極線６は電気的に接地された導電性シールド５に囲
まれて、接地された感光体１に隣接して配置されている
。

コロナ放電は、電極線６を感光体１に接近させ、電極線
６！Ｐ：、充分に大きな電圧を与えた時に、電極線６と
感光体１との間の空気中のイオンの破壊を生ぜしめて行
なわれる。放電の結果、電極線６の周囲に形成された帯
電イオンは、接地された感光体１へ向って流れ、感光体
表面に付看して感光体表面を比較的高い電位に帯電する
。

電子写真技術に於いては、−貫した再生特性は均一で一
定の電位が光導電体に与えられた時にのみ維持し得ると
いうことが認められている。多く　　。

の電子写真複写機に於いて、一般にコロトロンと呼ばれ
る単線又は複線のコロナ放電電極が用いられており、こ
の二１０トロンの効率は、二】ロトロンと光導電体表面
との間の距離、］ロトロン材料の性質、コロトロンの直
径、コロトロンのその他の物理的特性、及びコロトロン
に加えられるエネルギー等の多数の要因によって決定さ
れる。

従来コロトＬ】ンの材料としては、機械的強度に秀れし
かも安価であるなどの理由からタングステンが多く用い
られていた。又特開昭５２−１１０４２に記載されるよ
うに比較的長期間に亘って均一で安定した放電を維持出
来る金か白金等の貴金属を使用することも多かった。し
かし、前者は均一で安定した放電を短時間しか持続し得
ず、後者は高価である上に機械的強度も低く、又均−・
で安定した放電をタングステン等の数倍の長期間に亘っ
て維持出来るまでには至らｔｋかった。そこで両者の長
所を生かしたコロナ放電電極が提案されている。実開昭
５８−８８７８７によればこのコロナ放電電極は、タン
グステン等の芯材に白金等の貴金属を被覆して二層構造
に構成したものであり、芯材により機械的強度を維持し
かつ被覆材によりある程度の長期間の安定したコロナ放
電を維持するように構成している。

発明が解決しようとする問題点 しかし上述した二層構造のコロナ放電電極でも安定した
放電特性を飛躍的に向上させるには至らなかった。この
原因を解明する為に放電特性の劣化したコロナ放電電極
の表面を顕微鏡で観察したところ、小さな詫状の生成物
が幾つも成長しているのが観察され、この髭の成分を分
析したところそのほとんどは５ｈｏ２であることが判明
した。

充分な放電特性を発揮するコロナ放電電極にはこの髭の
成長がほとんど見られないことも顕微鏡観察により確認
された。

よって本発明の目的は非常に安定した放電出力を長期間
に亘って示し、かつ機械的強度にも秀れたコロナ放電電
極を提供するコロナ放電電極の表面処理方法を提供する
ことである。

問題点を解決するための手段 安定した放電特性を発揮するコロナ放電電極の表面を顕
微鏡観察したところ、この髭の成長はほとんど見られな
かった。よってこの髭の成長を抑えれば安定した放電特
性を長期間に亘って維持出来るのではないかと考えて、
本発明に至ったものである。本発明によれば、針金状の
芯材を貴金属あるいはぞの合金にＣ被覆した貴金属被覆
コロナ放電電極を水中にて充分な時間超音波洗浄を行な
うことにより、被覆材表面の汚れを取除くことを特徴と
する］ロナ放電電極の表面処理方法が提供される。この
ように本発明によれば、被覆材表面の汚れが髭の成長を
助長する原因ではないかと考えて、この汚れを取除くの
に水中での超音波洗浄を行なったところ、コロナ放電電
極の放電特性を飛躍的に向上することが出来た。水中で
の処理に先立ってトリクロロエチレン等の有機溶剤中で
超音波洗浄を行なうと一層効果的である。更に本発明に
よれば、水中での超音波洗浄が必須要件であるが、水に
イオン交換を行なった純水を使用した場合には超音波洗
浄の効果が更に顕著なものとなる。

本発明の表面処理方法が適用される二層構造のコロナ放
電電極は第２図に示すような構造となっている。即ちタ
ングステン、モリブデン、ステンレス等の芯材１０に白
金族金属、金、銀、及びこれらの合金等から成る被覆材
１１を被覆した構造となっている。又芯材としてピアノ
線を用いた場合には、強度的には問題はなかったが、コ
ロナ放電中に腐蝕が起こり断線してしまって使用には適
さなかった。被覆材としては白金（Ｐｔ）が一番適して
いるが、白金のほかに次ぎのような貴金属及びその合金
が使用可能である。即ち、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウ
ム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）
、イリジウム（Ｉｒ）、金（ＡＵ）、銀（ＡＱ）、及び
それらの合金であるＰｔ−Ｒｕ、Ｐｔ−Ｒｈ、Ｐｔ−Ｒ
ｄ、Ｐｔ−０ｓ、Ｐｔ−Ｉｒ、、Ｐｔ−Ａｕ、Ｐｔ−Ａ
ｇ、ＡＵ−ＡＵ、Ａｇ−Ｐｄ１Ｐｔ−Ａｕ−ＡＧ等が使
用可能であったが、前記Ｐｔ１Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏ８゜Ｉｒ
、Ａｕ、ＡＱ等の純金属に比べると前記合金は若干安定
した出力の維持性において劣った。

本発明の表面処理プロセスは、このように構成された二
層構造のコロナ放電電極を先ずトリクロロエチレン等の
有機溶剤中で超音波洗浄を行ない、これにより表面に付
着した金属石鹸、塩分、脂肪分、アミン類等の汚れを取
除いた後純水中で充分な時間超音波洗浄を行ない最後に
自然乾燥あるいは強制乾燥をするステップから構成され
る。本発明の表面処理方法に於いては、純水中での超音
波洗浄が必須要件であり、トリクロロエチレン等の有機
溶剤中での超音波洗浄は前述した金属石鹸等が表面に付
着していない場合には必ずしも施す必要はない。しかし
実際の応用に於いては工場の製造ラインに於いて金属石
鹸等の汚れが表面上に付着しているのは通常であるので
、有機溶剤中での超音波洗浄ステップを施したほうが望
ましい。有機溶媒はトリクロロエチレンのほかに、ＣＨ
３Ｃｌ１ＣＨ２Ｃノ２、ＣＨ３ＣＣｌ３、ＣＣ！　＝Ｃ
Ｃ１２、ＣＣｌ３Ｆ１ ＣＣｌ２Ｆ−ＣＣｌＦ２、 ＣＣｌ２Ｆ−ＣＣ１２Ｆ１０６Ｈ４（ＣＨ３）２、り が採用可能であり、有機溶剤の外には、ＨＣｊ＋Ｈ，，
０２＋ｔ−１，Ｏ。

Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２、ＣｒＯ３＋Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ
＋ＨＳｏ　　、１−ＩＦ＋ＨＮｏ３．等の酸、ＮＨＯＨ
＋ＨＯ＋ｌ−１，２ｏ等（Ｄ７ＪＩｉカリなどが使用可
能である。

本発明のコロナ放電電極の表面処理方法の効果を確認す
る為に、表面処理を施さないコロナ放電電極との間で比
較実験を行なった。安定した放電特性を発揮するのに許
容される出力レベルとして、放電線の軸方向についての
放電電流分布のむらの割合が３０％に達する迄とし、そ
の時までの時間を測定して表１に示した。試料Ｎｏ、９
乃至１２が本発明の表面処理方法を施した試料であり、
表面処理としてはアセトン中で１０分間の超音波洗浄を
行ない、次いで純水中で５分間の超音波洗浄を行なって
から自然乾燥をした。

表　　１ 表１を観察することにより本発明の表面処理方法を施し
た白金被覆線９乃至１２は、本発明の処理を施さない試
料に比較して飛躍的に安定した放電特性を発揮できる時
間が増加Ｃていることがわかる。即ち無処理のタングス
テン線に比較してその寿命は約７〜８倍、無処理の白金
被覆線に比較して約４〜５倍その寿命がのびていること
が判る。

よってこの比較実験データから、本発明の表面処理を施
すことによりコロナ放電電極の寿命を飛躍的に増大させ
ることが出来、まさに画期的な表面処理方法であるとい
える。

上述したように本発明の表面処理方法に於いては、水中
での超音波洗浄が必須であるが、水は純水を使用するの
が望ましい。本明細書で使用する純水とは、蒸溜水を更
にイオン交換した水を指す。

アセトン溶液中で１０分間の超音波洗浄を行ない、次い
で水道水中で５分間の超音波洗浄を行なったコロナ放電
電極の許容出力レベルを維持できる時間は７１時間であ
った。この７１時間を表１の純水中で５分間超音波洗浄
を行なった結果である試料ＮＯ１９乃至１２と比較する
と、純水の効果がいかに高いかが判る。又超音波を使用
しないで、アセトン溶液中で洗浄を行ない次いで純水中
で洗浄を行なったコロナ放電電極の放電特性を測定した
ところ、その許容時間は１２５時間であった。

この結果より、超音波洗浄を行なわなくとも許容出来る
コロナ放電特性を維持できる時間は表面を処理しない場
合に比較して相当改善されているので、超名波洗浄は必
ずしも必要でないように見受けられるが、超音波洗浄を
使用しないで表面処理をした場合には多くの時間が必要
とされるので実用的でない。

実　　施　　例 純粋なタングステン芯材に純粋白金パイプを被せたあと
冷間にて線引を行なうことにより、白金重量率３０％の
いわゆる白金被覆構造としだ線径９０μの針金状電極を
製造した。この電極をトリクロ日エブレン中にて１０分
間超音波洗浄を行ない、次いで純水中で５分間超音波洗
浄を行なった後、通電により乾燥した。このように処理
した電極を顕微鏡で観察した所、電極の表面は汚れのな
い、しかも極めて平滑な面となっているのが観察された
。このように表面処理を行なった電極の出力性能を確か
める為に、この実施例により処理された電極と表面処理
を行なわない白金被覆電極及びタングステン線電極との
比較試験を行なった。

各電極を第１図の−１に配置して作動させた所、タング
ステン線電極は約２５時間で許容する出力レベルを下回
り、表面処理を行なわない白金被覆電極は約３５時間で
許容する出力１ノベルを下回った。しかし本実施例の電
極は約１５０時間使用した場合においても許容レベルを
下回らず尚も使用が可能であった。

発明の効果 本発明の表面処理を電極表面に施すことにより、電極表
面を汚れのない平滑な面とすることが出来る。その結果
許容出来るコロナ放電特性を維持出来るコロナ放電電極
の寿命を飛躍的に向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光ドラムに隣接して設けられたコロナ帯電器
の一部破断斜視図、 第２図は二層構造コロナ放電電極の斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）針金状の芯材を貴金属あるいはその合金にて被膜
   した貴金属被膜コロナ放電電極を水中にて充分な時間超
   音波洗浄を行なうことにより、被膜材表面の汚れを取除
   くことを特徴とするコロナ放電電極の表面処理方法。
2. （２）前記水はイオン交換を行なった純水であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のコロナ放電電
   極の表面処理方法。