JPS63159883A - 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） 本発明は静電記録電子写真装置等において除・帯電を行
なう放電装置に関する。

（従来の技術） 従来静電記録あるいは電子写真装置などにおいて、いわ
ゆるコロナ放電装置が感光体などの除電あるいは帯電を
受ける部材（以下、単に「被帯電部材」とい、う。）を
除電あるいは帯電（以下、単に「帯電」という。）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
置は放電ワイヤーのわずかな汚れによっても有害な放電
ムラが生しやすく、この放電ムラは被帯電部材を不均一
な帯電状態にするという欠点があり、また放電ワイヤー
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
度以上に離す必要があり装置の小型化にも制限がある。

これに対し他の放電装置として、誘電体を挟む電極間に
交互電圧を印加しこれにより一方の電極側の誘電体表面
と該一方の電極の端面に放電によるイオンを発生させバ
イアス電圧によって発生イオンの一部を被帯電部材に移
動させ被帯電部材を帯電するものく特開昭５４−５３５
３７号）、又、本出願人による出願（特願昭６１−１８
９５４号）や、特開昭５７−５７４８１号に開示される
ような、誘電体に埋設された対をなす電極間に交流又は
パルス電圧を印加し、該誘電体層表面に第３電極を設は
第３電極にバイアス電圧を印加して放電により発生した
イオンの一部を被帯電部材に移動させ被帯電部材を帯電
するものが提案されている。

これらの装置は交互電界による活発な放電により放電電
極が汚れにくく、しかも従来のコロナ放電装置に比較し
て小型化が可能であるという利点がある。

（解決すべき問題点） しかし、上述の従来の帯電装置で実際に帯電を行なうと
、均一な帯電を得るためには放電電極近傍の環境を無視
できない。すなわち、放電特性か周囲の環境（湿度、温
度および気圧）、特に、湿度に依存して大きく変化し、
比較的高い湿度（例えば、相対湿度４０％以上）の下で
は均一で安定した放電を得ることができないことがある
。

さらに、この帯電装置では、他の帯電装置、たとえばコ
ロナ帯電装置等に比較して、温度上昇に伴うイオン発生
量の増加が著しく、それに伴い帯電電流も増加すること
が本願発明者によって、判明した。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、前述の従来放電装置の欠点を解消し、
環境変動などに影響されず、長期間にわたり放電ムラも
発生せず均一で安定した放電を維持することを可能とす
る放電装置を提供することにある。

本発明は、上記目的の達成のために、 誘電体と、該誘電体に埋設された少なくとも２個の電極
と、裸出した電極とを有し、上記埋設電極間に交互電圧
を、該裸出電極と被帯電部材との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
に沿面放電を起させてイオンを発生せしめると共に、上
記バイアス電圧によって発生イオンの一部を上記被帯電
部材に移動させて、該部材な除電または帯電する放電装
置において、あるいは、 誘電体を挟む電極間に交互電圧を印加し、一方の電極側
の誘電体表面と該一方の電極の端面に、放電によるイオ
ンを発生させ、バイアス電圧によって発生イオンの一部
を上記被帯電部材に移動させて該部材を除電または帯電
する放電装置において、 誘電体を加熱する手段と、放電域での誘電体の表面ある
いはその近傍の温度を検出する手段と、検出温度を上記
加熱手段によって設定温度に制御する温度制御手段を備
えると共に、 放電域あるいはその近傍の湿度を検出する手段と、変化
する湿度に応じて抽出イオン量を一定とするために、上
記バイアス電圧値、交互電圧の電圧値もしくは周波数の
うち少なくとも一つを制御する手段とを備えている、 ことにより構成されている。

［実施例１］　゛ 第１図は本発明の実施例を示すものであるが、まず第１
図をもとに具体的構成について説明する。

第１図において、６は固体誘電体たる支持体でここでは
その一例としてガラス基板を用いている。第一電極ｌ、
第二電極２は導電性材料であり、特に制限はないがここ
ではＡＩ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｎｉ　等の金属が用いられ、線
幅はＩ＃Ｌｍ以上好ましくは１０〜５００　ｐ、　ｔａ
か良い。第一電極ｌ、第二電極２間の距離は、互いの絶
縁耐圧を考慮して、１ｇｍ以上好ましいくは３ｇｔｓ〜
２００終■の範囲が良い、また第一、第二電極１，２を
被覆する誘電体５は厚さ１７１１１以上５００　ＩＬｍ
以下、好ましくは３ＪＬｍ以上で２００ＪＬ■以下が良
く、材料としては耐放電性の無機誘電体であれば良く、
例えばガラス、セラミックあるいは５ｉ０２．ＭｇＯ，
Ａ１．Ｏｉ等の酸化物あるいはＳｉＪ、、ＡＩＮ等チッ
化物が用いられる。またポリイミド等の樹脂誘電体でも
良い。

第三電極３としては、耐蝕性、耐酸性の強い金属たとえ
ばＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎｉ、Ａ
ｕ、ＰＬ等の高融点金属またはこれらの金属を含む合金
もしくは酸化物などが用いられ、厚さ０．１　ｇｍ〜ｌ
００ｇｍ好ましくは０．２へ２０ｐｍが良く線幅はＩｇ
ａ＋以上好ましくは１０〜５００終−か良い。

一方、帯電装置４に対して相対的に移動する被帯電部材
１１は導電性基板１２上に形成せられた絶縁体もしくは
光導電体である。

上記第一電極ｌと第二電極２との間に印加する電圧は交
互電界を作る波形をなしており、例えば正弦波、矩形波
のパルス状波形等であればよい。

上記導電性ノ＾板１２と第三電極３に印加されるバイア
ス電圧は直流にかぎらず特定イオンが抽出できるように
バイアスされた交流であってもよい。

第１図ではバイアス電圧として直流′電圧を第三電極３
に印加し正イオンを選択的に抽出している例であるが、
このとき、発熱体２１，２２　、加熱電源２０により加
熱された誘電体５の放電域における温度は検湿度素子２
３により検出しその値に応して一ヒ記加熱電源２０の出
力を温度制御回路２４により、予め設定された値となる
ように制御されている。

さらに、検湿度素子２５により放電域そしてその近傍湿
度を検出し、その値に応じて上記抽出イオン量（以後帯
電電流）が一定となるように、すなわち帯電電位か一定
となるように制御回路２６を介してバイアス電Ｍ８を制
御している。かくして、放電電極近傍の温度変化により
放電状態が変化しても上述のととくの加熱制御を行なう
ことにより、安定放電を維持でき、さらに環境の湿度変
化により放電電極のイオン発生量か変化しても湿度に応
した外部電界の制御を行なうことで帯電電流の変動を回
避することが可能となった。

例えば、第１図において誘電体５を厚さ１０ルｌのＳｉ
Ｌとし、交互電圧を２にｖＰ−Ｐ　、周波数を３０　Ｋ
　ＩＩ□、バイアス電圧を＋ＩＫＶ、そして第三電極３
と被帯電体間距離を１１１１１としたときに、本発明の
制御を行なわない場合には、帯電電流は誘電体の表面温
度と共に増大するか、ある温度範囲にて急激に増大する
不安定部分か存在する。この不安定域は相対湿度が高い
程、高温側に存在する。この結果、本発明では温度制御
は上記範囲以上、上記例にあって相対湿度が高い場合は
７０℃以上好ましくは７０〜８０℃に誘電体を加熱すれ
ばよいということとなる。

しかしながら、上記不安定域を回避しても依然として相
対湿度によって帯電電流は異なるのて、上記温度制御に
加え、同時に検湿度素子２５により検出された湿度に応
じて外部電界の制御により各環境下で常に均一かつ安定
な帯電か可能となった。

上記外部電界の制御は、帯電′電流かバイアス電圧、交
互電圧そして周波数のいづれかか増大してもそれぞれ第
２図、第３図、第４図に示されるように、増大するので
その関係のもとに相対湿度か変動した場合、−ｈ２三つ
のうちの外部電界条件の少なくとも一つを変えてこれに
対応させて帯電電流を所定値に保つことができる。第１
図では制御回路２６はバイアス電圧を制御している例を
示しているが、交互電圧あるいはその周波数を制御させ
る場合には、制御回路２５は、バイアス電源８の代りに
同図の破線で示されるように交７ｆ電源７に接続される
。

［実施例２］ 第５図は、他の形状の帯電器に本発明を適用した他の実
施例を示す。第一電極３１はＩｇｍ厚さのＡｌてガラス
基板３０上に形成され、さらに１０ｇｍ厚さの誘電体６
で被覆されている。

第二電極３２は誘電体６上に１．０μ国厚さのＴｉで形
成されている。第一電極３１と第二電極３２間に交互電
源７により１．２ＫＶｐ−ｐ、３０ＫＨ２！ノ交互電圧
を印加し交流放電領域ｌＯにてイオンを生成せしめ、第
２電極３２にバイアス電源８によりバイアス電圧を印加
することにより被帯電部材１１を帯電させることかでき
る。

かかる形成の放電装置においても帯電電流特性は、本発
明の制御を行なわない場合には、前実施例の場合と同様
に温度、湿度により大きな影響を受は各環境下で安定か
つ均一な帯電は行えない。

しかし、本発明により、検温度素子２５で検出された温
度に応じて加熱電源２０発熱体２１．２２を制御し、同
時に検温度素子２５により検出された湿度に応じて外部
電界であるバイアス電圧、交互電圧そしてその周波数の
少なくともその一つを前実施例の場合と同様の制御を行
なうことにより各環境下で常に均一かつ安定な帯電か可
能であった。

（発明の効果） 本発明は１以上のごとく誘電体の温度の制御及び放電域
での湿度に応じた外部電界の制御を同時に行なうことと
したので、温度、湿度の影響を受けることなく、特に特
定温度域での不安定要因を回避てき、所定の帯電電流を
しかもきわめて安定した状態で得ることかできる。その
結果、例えば記録紙上の像か常に安定して得られるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

ｙＩＪ１図は本発明の帯電装置の実施例を示す概略断面
図、第２図は帯電電流とバイアス電圧の関係を示すグラ
フ、第３図は帯電電流と交互電圧電圧値の関係を示すグ
ラフ、第４図は帯電電流と交互電圧周波数の関係を示す
グラフ、第５図は本発明の他の帯電装置における実施例
を示す概略断面図である。 １．３１・・・・・・・・・電極（第１電極）２．３２
・・・・・・・・・電極（第２電極）３・・・・・・・
・・・・・電極（第３電極）４・・・・・・・・・・・
・帯電装置 ５・・・・・・・・・・・・誘電体 ７・・・・・・・・・・・・交互電源 ８・・・・・・・・・・・・バイアス電源１０・・・・
・・・・・・・・放’ｉ「域１１・・・・・・・・・・
・・被帯電部材２０・・・・・・・・・・・・加熱電源
２１．２２・・・・・・発熱体 ２３・・・・・・・・・・・・検温度素子２４・・・・
・・・・・・・・温度制御回路２５・・・・・・・・・
・・・検温度素子２６・・・・・・・・・・・・制御回
路特許出願人　　　　　　　キャノン株式会社代　理　
人　　弁理士　　藤　　岡　　　徹交互電圧周波数（Ｉ
＼Ｉｌｚ　） ０．５　　　　　１．０　　　　　１．５バイアス電圧
（Ｋ　Ｖ　） 第　　３　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体と、該誘電体に埋設された少なくとも２個
   の電極と、裸出した電極とを有し、上記埋設電極間に交
   互電圧を、該裸出電極と被帯電部材との間にバイアス電
   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
   面近傍に沿面放電を起させてイオンを発生せしめると共
   に、上記バイアス電圧によって発生イオンの一部を上記
   被帯電部材に移動させて、該部材を除電または帯電する
   放電装置において、 誘電体を加熱する手段と、放電域での誘電体の表面ある
   いはその近傍の温度を検出する手段と、検出温度を上記
   加熱手段によって設定温度に制御する温度制御手段を備
   えると共に、 放電域あるいはその近傍の湿度を検出する手段と、変化
   する湿度に応じて抽出イオン量を一定とするために、上
   記バイアス電圧値、交互電圧の電圧値もしくは周波数の
   うち少なくとも一つを制御する手段とを備えている、 ことを特徴とする放電装置。
2. （２）誘電体を挟む電極間に交互電圧を印加し、一方の
   電極側の誘電体表面と該一方の電極の端面に、放電によ
   るイオンを発生させ、バイアス電圧によって発生イオン
   の一部を上記被帯電部材に移動させて該部材を除電また
   は帯電する放電装置において、 誘電体を加熱する手段と、放電域での誘電体の表面ある
   いはその近傍の温度を検出する手段と、検出温度を上記
   加熱手段によって設定温度に制御する温度制御手段を備
   えると共に、 放電域あるいはその近傍の湿度を検出する手段と、変化
   する湿度に応じて抽出イオン量を一定とするために、上
   記バイアス電圧値、交互電圧の電圧値もしくは周波数の
   うち少なくとも一つを制御する手段とを備えている、 ことを特徴とする放電装置。