JPS63159880A - 放電装置 - 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、電子写真、静電記録等において、除・帯電等
に用いられる放電装置に関するものである。

（従来の技術及び問題点） 従来、この種の装置としては、誘電体を挟む電極間に交
流電圧を印加して一方の電極の近傍に放電を発生させて
正・負イオンを生成し、このイオンのうち所定極性のイ
オンを、該一方の電極と被帯電部材との間に印加したバ
イアス電圧によって形成される電界によって被帯電部材
に向けて抽出し、該部材に付着させる帯電装置か、例え
ば米国特許第４，１５５，０９：１号明細書に示される
ように公知である。

この方法では、放電を発生する電極は露出しており、こ
の露出した電極の近傍に強い放′；ヒか発生ずるため、
該電極か放電に起因するプラスマエッチング作用、酸化
作用′などによって容易に腐食し、このような腐食が発
生すると放電、従つＣ゛除・帯電作用か不均一となるの
て、実用上耐久性に問題があった。

一方、誘電体と、該誘電体に埋設された少なくとも二つ
の埋設電極と、裸出した裸出電極とを有し、上記埋設電
極間に交流電圧を、そして上記裸出電極と液腺・帯電部
材間にバイアス電圧を印加して、上記誘電体の表面の一
部及び該裸出電極表面近傍に放電を生じさせイオンを発
生させるとともに、上記バイアス電圧によって発生イオ
ンを上記液腺・帯電部材に付与する放電方法（特願昭６
１−１８９５４号）か１本件出願人によってすでに提案
されている。

この方法によれば、活発な沿面放電は誘電体表面上て発
生するので、除・帯電に必要とされる裸出した裸出電極
自体は強い放電による劣化を受けにくく、そのため耐久
性が著しく向上する結果となった。すなわち、放電電極
と誘電体間で強い放電を発生させていた従来の放電装置
では、電極が１５〜３０時間程で使用に耐え難い程まで
劣化してしまうのに対し、この方法ては、誘電体として
耐放電性の高い無機材料を用いることで、例えば１５０
・〜２００時間程時間量、誘電体が除々にエツチングさ
れ最終的に絶縁破壊するまでの間長時間安、　　定した
除・帯電を行なうことが可能となる。

ところか、この放電装置の耐久寿命をさらに長くしよう
とするためには、この誘電体膜をさらに耐放電性の高い
、すなわち、放電プラズマに工・ンチングされにくい膜
を使用すればよいわけであるが、耐放電性の高い材料は
、蒸着あるいはスバ・ンタ装置等により、成膜しにくい
性質を有しており、これを実行しようとしても、成膜速
度かきわめて遅く製造の困難なものとなっていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の従来装置の問題点を解決し、放電装置
の耐久性を飛躍的に向上させることを目的とするもので
、この目的のために、 第一の誘電体と、該第一の誘電体上に設けられた少くと
も二つの第一及び第二電極と、該第一及び第二電極を覆
う第二の誘電体と、該第二の誘電体表面に設けられた第
三電極とを備える放電装置１において、 上記第二の誘電体は、内層、中間層そして外層の三層あ
無機誘電体膜より構成され、 内層は成膜容易な素材、中間層は耐放電性の高い素材そ
して外層は高抵抗素材で形成せられている、 ことにより構成される。

（実施例） 以下、添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は一実施例としての放電装置の断面図である。

放電装置ｌは、第一の誘電体２の表面には交流電源１１
に接続された少なくとも二つの第一及び第二を上極４，
５が設けられ、該電極４，５は第二の誘電体３にて覆わ
れ、誘電体に埋設された状態になっている。該第二の誘
電体３の表面には直流バイアス電源１２に接続された第
三電極としての裸出電極６か設けられた構成となってい
る。

上記放電装置ｌの裸出電極６側近傍には、バイアス電圧
が印加されている導電性基板９をもつ被りｉ？電部材７
か配着されている。８は導電性基板９−Ｌに設けられた
感光体層或は誘電体層である。

以上のごとくの放電装置において、本発明は上記第二の
誘電体３を、内層３１．中間層３２そして外層３３の三
層の無機誘電体層で形成し、内層３１を成膜容易な素材
、中間層は耐放電性の高い素材そして外層は高抵抗素材
としたことに特徴かある。

無機誘電体は、成膜容易なもの間両放電性か低く、成膜
困難なもの程耐放電性が高い傾向を示すので、内層３１
を放電耐圧に十分なたけ厚い膜とし、中間層３２は耐放
電性を確保できる程度の比較的薄い膜とすることができ
る。また、高抵抗の外層３３も内層３１に比して薄い膜
でよい。

次に、上記のととくの木実流側装置を構成する各部につ
いてその材質等を含め具体的に説明する。

先ず、第１図において、支持体たる第一の誘電体２は、
ガラス基板、セラミック基板、あるいは樹脂基板等、固
体誘電体であればよく特に制限はない。第一及び第二電
極４，５は、導電体であればよく、例えばＡＩ、Ｃｒ、
Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属を用いることかてきる。第三
電極６としては、ＩＴＦＩ蝕性・耐酸化の強い金属、例
えばＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｕ。

Ｇｏ、Ｎｉ　、Ａｕ、ｒ’を等あるいはこれら金属を含
む合金もしくは酸化物等を用いることができる。

次に、第一及び第二′を極４，５を被覆する誘電体ｖ３
としては、厚さ１７ｚｍ以上５００μｍ以下、好ましく
は３ｇｍ以上２００μｍ以下の耐放電性の高い無機誘電
体か用いられ、例えばガラス、セラミック、あるいは５
ｉ０２．ＭｇＯ，Ａ１．０．、Ｔａ２０５等の酸化物ま
たは、窒化シリコン、窒化アルミ、さらにアルモファス
、シリコン等が、蒸着法、スパッタ成膜法、ＣＶＤ法等
により形成される。

その際本発明では、誘電体膜３を三層に分け、前述した
膜の素材中か゛ら、支持基板２との密着性に優れ、かつ
、成膜が比較的容易なものを放電耐圧に十分なる膜厚で
内層３１として、耐放電性の著しく優れたものを放電に
耐える最少限の膜厚だけ中間層３２として、耐放電性も
あり緻密でかつ表面抵抗の高いものを外層３３として選
定する。上記の素材例のうち、例えば次のものにあって
は右方にｊ！Ｉａ位するもの程成膜性がよく、左方に順
位するもの間両放電性か高いことか判明している。

Ａ１．０−Ｊ、　ＭｇＯ，５ｉｎ２．ガラス上記の例に
あっては、成膜性と耐放電性は互に逆の方向に優れてい
るが、抵抗については特にそれらに係りなくＳｉＯ□、
窒化シリコン等が高い値を示している。したがって、外
層３３には単に高抵抗を示す無機誘電体を上記列挙のも
の中から採用すればよい。

以上のような本実施例装置において、交流電源１１によ
って第一及び第二電極４．５間に交流電圧か印加される
と、誘電体３の表面に交流放電領域ＩＯか形成される。

この放電領域１０の電界強度は中心部程強く、外部に向
って除／／に弱くなっている。その際、内層３１によっ
て放電耐圧か十分に確保され、中間層３２にて耐放電性
が保証されるため耐久性が著しく向上する。次に、ここ
で、外層：）３について説明すると、すでに列挙された
素材中のものでも比較的表面抵抗の低いものでは誘電体
表面での交流放電が不安定となり、均一な放電か維持で
きなくなることが判明した。そこて、放電を安定化する
ためには、例えば１０口Ω以上好ましくはｔｏ”Ω以上
の表面抵抗か必要である。しかし、素材によっては、例
えばＡｌ２Ｏ，をスパッタ法で成膜した場合には、その
成膜条件によって表面抵抗か大きく変動してしまうこと
かある。そこで、安定して高抵抗が得られるＳｉＯ２，
窒化シリコンを外層として選定するのが好ましい。両者
共に１ＱＩ４Ω程度の抵抗を安定して得られる。

なお、ここて本発明の実施結果を、本発明によらず単層
無機誘１％ｆ、体膜のみの第二の誘電体の場合の結果と
を比較して示すこととする。

先ず、本発明によらない単層の放電装置の場合、第二の
誘電体として、比較的成膜し易いＳｉＯ，をｌＯμｍ厚
、スパッタ成膜し、交流電圧として１．７ＫＶｐ−、，
３５にｌｌｚの正弦波を印加して連続放電耐久試験を行
なったところ、約１５０〜２００時間で、誘電体膜が放
電プラズマによりエツチングされ、最終的に絶縁破壊し
てしまった。

これに対し、本発明によって第二誘電体膜として、内層
として５ｉＯＪＩ々を７終１成膜し、次に中間層として
Ａ１□０３膜をＩｇｍそしてさらにその上に外層として
ＳｉＯ□！漠２ｇｍスパッタ成膜し同様の連続放電試験
を行なったところ約５００〜６００時間安定した放電が
持続した。

このように本発明によれば、無ａＭ電体膜による第二誘
電体を上述の三層に形成したことにより、耐久性が著し
く向上しかつ均一・安定な放゛屯を長期維持できること
となった。

本発明装置を複写機あるいはレーザーヒームプリンタ等
に応用すれば、従来のコロナ帯電器等ては不可能だった
長時間均一かつ安定してイｉ？電を行なうことか可能と
なる。

なお、本発明は既述の実施例に限定されず、第２図、第
３図の他の実施例に示されるように、埋設電極を三層上
（第２図、第３図参照）、そして裸出電極を二層上（第
２図参照）設けた場合にも実施可能であることは勿論で
ある。

（発明の効果） 本発明は１以上のごとく第二の誘電体を三層からなる無
ａＡＡ重体層とし、内層に成膜容易なものを放電耐圧に
十分なる厚さたけ、そして中間層に耐放電性に優れたも
のをそれに必要な最少限の厚さたけ、さらにその上のに
外層としての高抵抗のものをそれぞれ形成することによ
り、エツチング等の腐食防止機能か向上し、長期間にわ
たって均一・かつ安定した除・帯電が可能となり、その
結果、本発明装置を使用する装置の性能の向上をもたら
す。しかも、上記の比較的厚い内層は成膜し易く、また
中間層・外層はごく薄く成膜すれば十分であるので、製
作も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の断面図、第２図そして
第３図はそれぞれ本発明の他の実施例装置を示す断面図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第一の誘電体と、該第一の誘電体上に設けられた少くと
   も二つの第一及び第二電極と、該第一及び第二電極を覆
   う第二の誘電体と、該第二の誘電体表面に設けられた第
   三電極とを備える放電装置において、 上記第二の誘電体は、内層、中間層そして外層の三層の
   無機誘電体膜より構成され、 内層は成膜容易な素材、中間層は耐放電性の高い素材そ
   して外層は高抵抗素材で形成せられている、 ことを特徴とする放電装置。