JPS62141570A - 除・帯電方法 - 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】 逢亙豆１ 本発明は感光材料あるいは１″Ａ電材料などの被除・帯
電部材を除電または帯電する方法に関する。

１ユＬｕ 従来、静電記録あるいは電子写真装置などにおいて、い
わゆるコロナ放’Ｉ！　’！Ａ置が感光体などの被除・
イ１？電部材を除電あるいは（ｉＦ電するために広く用
いられている。しかしながら、コロナ放電装置は放゛准
ワイヤのわずかな汚れによっても、有害な放電ムラが生
じ易く、この放電ムラは被除・帯電部材を不均一な除・
帯電状態にするという欠点があり、また放電ワイヤとこ
れを包囲する導電性シールド部材との距離をある程度以
しに離す必要があり、！Ａ：；ａの小型化にも限界があ
る。

これに対して他の放電装置として誘電体を挾む’Ｉｆｔ
極間に交ＴＬ′Ｉｔｔ圧を印加し、これにより一方に電
極（放電電極）側の誘電体表面と該一方の放′ＩＩｔ′
Ｉｔｔ極の、誦゛心体表面に直角な端面（以下中に「側
端面」と呼ぶ）に正・負イオンを発生させ、外部電界に
より所望の極性のイオンを抽出するもの（特開昭５４−
５３５３７５号公報）がある、この装置は活発な放″市
により、放゛市電極が汚れに＜＜。

しかも従来のコロナ放電装置に比較して小で！化がＩＴ
ｒｆｆｆｉであるという利点がある。

しかしながら、この放電装置は有害なオゾンを発生し易
いという欠点がある０本件発明者はこの放電装置につい
て種々の実験および検討・を行なった結果１発生したイ
オンのすべてが除・帯電に利用されているものではなく
、したがってイオン利用の効率が悪いばかりでなく、有
効に利用されていないイオンによってもオゾンが発生す
るこを見出した６本発明はこの結果に基づいて達成され
たものである。

坐」ＬのＪＩＪ 本発明は誘電体を挾む誘導電極と放電電極とを有する放
電装置を用いて１発□生イオンを効率よく利用し、しか
もオゾン発生の少ない除・帯電方法を提供することを目
的とする。

１ＪＬＩ艮１ 本発明によれば、被除・帯電体を除電または帯電する方
法において、誘電体と該誘電体を挾む誘導電極と放電電
極とを有する放電装置を用い誘導電極と放電電極との間
に交互電圧を印加し、また、被除・イ；２電体と放電電
極との間に電圧を印加して、放電電極の、前記誘電体と
の接合面以外のほぼ全面を覆う放電領域全体に放電起さ
せてイオンを発生させ１発生したイオンを被除争帯電体
に付着させて該被除・帯電体を除電または（１′Ｆ電す
るこを特徴とする放電方法が提供されるので、後に詳述
する理由により、イオンを効率よく除・帯電に利用する
ことがでキ、シかも無駄なイオン発生が少ないので、除
−帯電効果を低下させることなくイオン発生量を大幅に
減少させることができ。

したがって、オゾン発生量を大幅に減少させることがで
きる。

ここで除・帯電とは、被帯電体を５帯電する場合あるい
は被除電部材を除電する場合を意味する。

実ｊＬ例 第１図は本発明の実施例による放電方法を説明するため
の放電型２１１の断面図である０本発明の放電方法は被
帯電体を帯電する場合あるいは被除電体を除電する場合
のいずれにおいても適用可能であるが、説明の簡略化の
ため以下被帯電部材を帯電する場合について、ＡＩｊｌ
する。

この放電装置１は：Ａ’、を体２、誘導電極３および放
電′電極４を有する。

誘電体２は後述する誘電材料製である。

１誘導電極３は誘電体２の一方に面側（図で上方）に設
けられ、後述する導電性材料製である。

放電電極４は誘電体２の他方の面側に設けられ後述する
導電性材料でできている。

被４ｉ７　’１１を部材５が放電型２１１の放電電極４
に対向して設けられ、これは感光材料あるいは誘電材料
などの記録材層６と導電性材料の導電性基板７とを有す
る。

・交互電圧電源８が誘導電極３と放電型Ｊ４ｉ４とに゛
接続され、これらの間に交互電圧を印加する。ここで交
尾電圧は０電位を中心として、対称な波形のいわゆる女
波電圧に限られず、非対称な形の交ＩＥ電圧でもよい。

直流バイアス電源９が放電電極４と導電性ノ、（板７と
の間に直流バイアス電圧を印加する。

つぎに、この装置を用いて行なう本発明の（１２電方法
について説明する。

まず、放電’＋ｌｉ　Ｍ＋４と誘導電極３との間に交互
電圧電源８により交互電圧を印加する。これにより誘電
体２の放電電極４側の放電領域ｌＯにおいて放電が発生
し正″−負イオンが生成される。ここで注Ｕす゛べきは
本発明にわいてはこの放電領域１０が放電′電極″２の
側端面（図示左右方向端面）近傍のみな゛らず、□放電
電極４の被帯電部材５に対向する表面近傍も放電領域と
なり、イオンを発生していることである。この点につい
ては後に詳細に述べる。′放’ｉｆｆ　’ｉｔｔ極４と
導電性基板７との間に印加される直流バイナス電圧によ
って、上記のごとく形成された正・負イオンのうち直流
バイアス電源９の極性によって決まるイーンのみが記録
材層６に向う、すなわち、直流バイアス電ｌｔ９の電圧
により放°−［電極４と波帯？１ｆＦｆ＆材５との間に
は電界が形成゛され、この電界の方向は直流バイアス電
源９の電圧の方向によって決定する０図ン、主の場合は
放電電極４から導電性基板７に向う電界力く形成される
ので正令負イオンのうち正イオンのみが記録材層６に向
い、そこに付着して被帯電部材５を正に帯電する。

本発明によれば、前記のごとく放電領域１０は放電電極
４の、誘電体２との接合面（第１図では放電電極４の上
側面）を除く全露出面を覆うように存在している。この
放電領域１０の中には放電電極４の側端面近傍に発生す
るイオンおよび被帯電部材５に対向する面近傍で発生す
るイオンとがあるが、これらのイオンのうち被帯電部材
５にもっとも引かれ易いのは、後者、すなわち被帯電部
材５に対向する面近傍で発生するイオンである。このイ
オンは放電電極４と被帯電部材５との間に直流バイアス
電源９によって形成される電界の影響を受は易く、〒方
、放電電極４の側端面近傍のイオンはそれら端面と誘電
体２の下面との間に形成される交互電圧電源８による強
い電界に拘束されるので、被帯電部材５の方向に抽出さ
れにくい。

さらに本発明によれば、放電電極４の被帯電部材５に対
向する面近傍の放電領域１０は直流バイアス電源９によ
って形成される電界の影響によって被帯電部材５の方向
（図示下方）にふくらみ。

被帯電部材５へのイオン抽出を促進する。

ここで本発明の理解のために従来技術における除・帯電
方法について説明する。

第２図は公知の方法を説明するための公知の放電装置ｌ
の断面図である。第１１１！ｌのものと対応する部材に
ついては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する
。

公知の方法においては、誘電体２が厚くしかも放電電極
４の幅が大きいため放電領域は放電電極４の左右両側端
面と誘電体２の表面との間に形成される。この方法では
放電領域は放電電極４の側端面と誘電体２表面の間に形
成される。放電領域の外側境界は放電電極の側端面から
、かなり離間し、したがって、放電領域は誘電体２の表
面上を広いａ囲にわたって存在する。このため広範囲に
渡ってイオンが発生するが、放電電極４の側端面と誘電
体２の下部面との交わる部分の近傍においては誘導電極
３と放電電極４との間の電界が非常に強く、バイアス電
界の印加によっても容易には被帯電部材５にイオンは移
動しない、すなわち。

除・（１′を電の点からは有効なイオンではない、この
ように、従来方法によっては多量のイオンが発生するも
のの、全体のイオン発生量に対する除拳帯電に有効なイ
オンの割合は小さい、このため、損失エネルギーが多い
こと、したがってエネルギー消費量が大きいことのみな
らず、除・帯電に有効に用いられないイオンであっても
オゾンを発生するので、同一の除１１帯７電効果を得る
ために発生するオゾンの場が多くなる。

以下本発明の方法を実施する・場合の具体的構成につい
て公知の場合と比較しつつ説明する。まず１本発明にお
いては誘電体２の厚さは、１〜２０４ｍ、好ましくは、
３〜１５ＪＬｍであり、これは公知技術においてはガラ
スを用いた場合、厚さは１００〜５００ＩＬｍ、アルミ
ナ等のセラミックスの場合は２００〜５００ＩＬｍであ
る。天然マイカを用いた場合厚さはせいぜい２５〜５０
ｐｍが限界で厚みのバラツキ、材料の均一性の点で放電
ムラを生じ易く、望ましいものではなし〜、有機フィル
ムは耐久性の面でほとんど使用される°１ｔはない、さ
らに放電電極４の幅は本発明においては５ｐｍ〜２００
ｐｍであり、公知技術においては約２００終ｍ以上であ
る。

本発明を実施する場合には誘電体２は−１−記の範囲に
おいて絶縁破壊を生じない範囲で、できるだけ薄いこと
が好ましく、放電電極４の幅は放電による電極の劣化、
エツチングが、放電に影響を及ぼさない（部分的な放電
ムラを生じない）範囲を条件としてできるだけ小さい方
がのぞましい。

このようにして放電を行なわせることにより、放電電極
４側端而から３Ａ’ｒｔｔ体２表面に延びる放電領域が
箸しく減少し、放電領域は放電電極４の露出面全体にわ
たって存在するので、除・帯電に無効な放電が減少し、
有効な放゛屯の°１１′％合が大幅に増加する。したが
ってオゾンの発生１．１．を大幅に減少させることがで
きる。従来方法と同じ除・帯屯を行なう場合の放電’ｌ
ｔｔ極４近傍のオゾン濃度を従来の約１７１０〜１１５
まで減少させることが可撤となった。さらに、放電に必
要な電圧を低下させることができるので、損失エネルギ
ーを約１／１０−１１５まで減少させることができた。

第３図は放電電極４近傍におけるオゾン濃度を従来方法
との比較において示したものである。なお、オゾン濃度
は放電電極４近傍の空気を一定峡Ｉ！１！続的にサンプ
リングしながら計測したもので、本図の横軸は誘導電極
３と放電電極４との間に印加する交ｌｆ電圧の電圧値（
ピーク・ピーク）を表わし、縦軸は本発明による最大オ
ゾン濃度（本発明方法においてオゾン濃度は電圧の１：
昇に対して飽和する現象を示すので、これを最大濃度と
する）を１として示した。また１図中にそれぞれ放′心
電極長手方向全体にわたって均一に放電が開始する電圧
を示してあり、この電圧以上が実用的な使用範囲である
。このグラフから１本発明方法によれば発生するオゾン
の濃度が従来方法による場合の約１／１０−１１５に減
少することが理解できる。さらに放電電圧も減少させ得
ることが理解できる。つぎに本発明方法を実施するため
の放電型ηの製造方法について説明する。

まず、基板１２として厚さ０．１〜２０ｍｍ。

好ましくは０．２〜１０ｍｍのガラス、セラミック、樹
脂などの絶縁性板を準備する。つぎに第４図に示すよう
に、基板１２上（図で下側）に厚さ０．１−１０＃Ｌｍ
、好ましくは０．２〜５７ＬｍのＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎ
ｉ、Ａｕ、Ｐｔ、ＰＩ。

ＡＩ、Ｃｕあるいはこれれらの合金をスパッタリングな
どにより蒸着する。この蒸着金属を通常のフォトリング
ラフィおよびエツチングにより誘導電極３として形成す
る。誘導電極３を形成した基板１２の上に、　Ｓ　ｉ　
Ｏｘ　、　Ｍ　ｇ　Ｏ、Ａ　ｌ　２０３　。

ＳｉＣ，ＳｉＮなどの無機絶縁物質を通常の蒸着電子ビ
ーム蒸着、スパッタ蒸着、プラズマ重合法、グロー放電
重合法、ＣＶＤ７４着法または溶液浸積法などで厚さ１
〜２０ｐｍ、好ましくは３〜１５１Ｌｍの無機絶縁膜と
して形成する。これが本発明方法を実施する放電装置の
誘電体２となる。

このように、誘電体２を蒸着により形成することによっ
て本発明の方法においてｍＷな薄い誘電体２を形成する
ことが可能となる。

つぎに、誘電体２上に高融点金属１例えば。

Ｔｉ　、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｇｏ。

Ｎｉ　、Ｎｂ、Ａｕ、Ｐｔまたはこれらの金属を含む合
金もしくは酸化物などを厚さ０．１〜ｌＯＩＬｍ、好ま
しくは０．２〜５棒ｍに誘導′電極３の場合と同様の蒸
着し１通常のフォトリソグラフィおよびエツチングによ
り、放′Ｉｔｔ′ｌ１ｌｉ極４を形成する。このように
して本発明方法を実施できる放電装置が製造される。

第５図に示すように基板１２をＡ１．Ｃｕ。

Ｎｉ、ステンレス鋼などの導電性ノ＾板として厚さ０．
１−１０ｍｍ、好ましくは、１〜１０ｍｍに形成し、こ
れを誘導゛心棒３とし、この４４　′ｔｕｔ極３に対し
、誘電体２．ついで放°屯電極４を１−記と同様に形成
してもよい。

これらの製造方法によれば誘電体２を非常に薄く形成す
ることができ、したがって重連の本発明方１Ｊ２の効果
を奏することができる。さらに、この方法によれば、放
’、Ｉ！電極４も蒸着およびエツチングにより形成され
るのでＭｉｔｔ体２の形成時にサイドエツジがなく、し
たがって電極のエツジ部を千１ｕにすることができる。

この点は以下の理由で好ましい、誘電体２を印刷により
形成あるいは金属板を放電電極４に接着したのちエツチ
ングを行なう方法の場合には、必然的にエツジ部に凹凸
が発生し、本件発明者の多数の実験によって、この凹凸
が除・帯′市むら発生の大きな原因であることが′Ｉ明
した。従来はこの問題を解決するために誘導電極３と故
’、ｔｔ　’Ｉｔｔ極４との間に印加する交互電圧をｍ
電開始電圧に対して十分高くとる（例えば。

２００ＢｍＡ１２０２を用いた場合−Ｔ！２　、３ＫＶ
ｐｐの開始電圧に対して、２．７〜３ＫＶｐｐ）ことに
り凹凸の彩育を相対的に減少させる方法がとられた。こ
の方法は必要以しに電圧を高くすることになるため、オ
ゾン発生ｊＩｋの増加および損失エネルギーの増加を招
来するものである。１−述の製造方法によれば、放電電
極層は蒸着などによって薄く形成され、これをエツチン
グなどによって放電電極４の形状に形成するため、ｆ滑
な側端面を形成できる。この点においても、上記方法は
低電圧を使用可能な本発明方法を実施した場合に発生す
る可能性のある問題点（放電電極４側端面の凹凸による
問題）を解消するので１本発明方法に特い好ましいもの
である。

本発明方法を実施する放′Ｉｔ装置については放電゛電
極４の露出面を前記の誘電体２に使用した金属酸化物、
窒化物、窒化シリコン、二酸化シリコン、酸化マグネシ
ウム、ガラスなどの無機誘電体によって均一に被膜して
もよい、この被膜は被膜表面に蓄積する正、又は負の電
荷が漏電電極４を介してリークし得る程度の厚さ、具体
的には０゜０１−　Ｉ　ＪＬ　ｍの薄層が好ましい、こ
の被膜は蒸着法（通常の蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
タ蒸着、プラズマ重合法、グロー放電重合法、ＣＶＤ蒸
着法等）、めっき、コーティング、酸化処理によって形
成可能である。

このように被膜を設けことによってもＬ記の本発明の効
果に影響がないことが確認された。

ざらに、この被膜を設けることはつぎの点から本発明で
は好ましい、前述のごとく、本発明においては放′心電
極４は１０が小さいことが好ましい。

このため放電電極４の電気抵抗は増大し、放電電極４の
長手方向にわたって電圧降下が発生し得る。これによっ
て、除・帯電作用が長手方向にわたって不均一となり得
る。これを防止するためには比抵抗の極めて小さいＡ１
．Ｃｕ、Ａｇなどの材料を放電電極４として用いること
が好ましいが、放電電極４はオゾン、Ｎ素原子、電子あ
るいは各種イオンに直接霧されるため、これらの金属は
容易に酸化などの劣化を受ける。ところが、　−Ｌ述の
被膜を設けた場合には、この劣化を受けないので、長期
にわたって安定した作動を確保できる。したがって、こ
の被膜は本発明に必須ではないが、本発明方法との関係
において特に好ましいものである。

ＵΩ」Ｌ里 以上説明のごとく本発明によれば、放電領域を極めて小
さくできるので、放電の際の損失エネルギーおよびオゾ
ン発生諺を大幅に減少させ、しかも放電電圧を低下させ
ることができるという顕りな効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電方法を実施する放電装置の斜視図
である。 第ｚＩｆ４は従来の放電方法を説明する放電装置の断面
図である。 第３図は従来方法および本発明方法による放電作動の場
合のオゾン発生ＩＪを示すグラフである。 第４図は本発明方法を実施するのに適した放電装置の製
造方法を説１ｊ１する断面図である□。 第５図は同他の９ａ造方法を示す断面図である。　　　
　　　　　　　　　　。 Ｌ口■ 第１図 Ｌ■日」 ２：３Ａ重体 ３：、″Ａ導電極 ４：放電電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被除・帯電体を除電または帯電する方法において、 誘電体と該誘電体を挾む誘導電極と放電電極とを有する
   放電装置を用い誘導電極と放電電極との間に交互電圧を
   印加し、また、被除・帯電体と放電電極との間に電圧を
   印加して、放電電極の、前記誘電体との接合面以外のほ
   ぼ全面を覆う放電領域全体に放電起させてイオンを発生
   させ、発生したイオンを被除・帯電体に付着させて該被
   除・帯電体を除電または帯電するこを特徴とする放電方
   法。