JPS6317472A - コロナ放電器 - 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】 （技術分野） 本発明は、コロナ放電器に関し、より詳細には、静′這
記録装置、電子写真装置等に使用される荷電体表面の荷
電状態を変化させるコロナ放電器に関するものである。

（従来技術） 従来より実用化されているコロナ放電器の一例としては
、誘電体に内蔵された内部電極と、前記誘電体表面上に
接触して設けられた放電電極からなる放電素子と、前記
放電素子の内部電極と放電電極間に交流高電圧を印加す
る電圧源とにより構成されるものがある。

上述の従来装置は、架設する放電電極の細線を使用しな
いという点で保守サービスに有利であるものの、放電に
よって誘電体表面が濡れ易くなり、環境、特に相対湿度
に依存して放電状態が変わるという不安定さがある。ま
た交流高電圧が印加されるため、誘電体のｉｌ造にもよ
るが、従来チャージャに比べ一般に電力消費が大きくな
り、従って電源容量、容積も大きくなる。さらに電力消
費が大きいため、当然オゾン発生量も多くなるという問
題点が存在していた。

（目的） 本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、小型化と
オゾン発生量の低減が図れるコロナ放電器を提供するこ
とを目的とする。

（構成） 本発明は、上記の目的を達成させるため、放電電極の放
電部と、放電電極に対応する内部電極を被覆する誘電体
の表面との距離を３ミリメートル以下にし、前記放電電
極と内部電極間に印加する交流電圧の一部または全てを
整流するための整流回路を有し、前記整流回路の出力端
子の一極を前記何れかの電極に接続し、他極を接地した
ことを特徴としたものである。

以下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明の第１実施例を説明するための図である
。同図において、放電電極ｌはタングステン材などの金
属材よりなり、この放電電極１には放電器２が相対向し
て配置される。放電器２は、Ａ　ｌ　ｔ○、などのセラ
ミック材よりなる絶縁性基１反３と、この絶縁性基板３
に固定されて、例えば銀−パラジュウム材にて形成され
る２Ｘ線、導体板、導電性厚膜、導電性条よりなる対応
型Ｐｊ４４と、この対応？を極４を被覆し、例えばセラ
ミック、ガラス、レジンなどにて形成される誘電体５と
からなる。

そして前記内部電極４は整流回路６の入力端子になって
いる交流出力端子７に接続され、また前記放電電極１は
整流回路６の交・直出力端子８に接続されている。そし
て整流回路６は交流高電圧ｔｆ１部９に電気的に接続し
である。整流された直流電圧は、一般にバイアス電圧と
称し、交流放電で生じたイオンを帯電方向に移動させる
直流電界を形成させる。

前記交流高電圧電源部９は、低電圧ドライバー１０と昇
圧トランス１１とからなり、また前記整流回路６は、ツ
エンケルの２倍電圧整流回路を応用したものである。昇
圧トランス１１の二次側と並列に第１ダイオード１２と
コンデンサ１３とを接続し、゛この第１ダイオード１２
とコンデンサ１３との接点に順方向に接続された２つの
ダイオード１４．１５の一極が接続されており、この２
つのダイオード１４．１５の他極には前記交・直出力端
子８に接続される直流出力平滑コンデンサ１６が接続さ
れている。さらに上述した２つのダイオード１４．１５
の他極と直流出力平滑コンデンサ１６との接点、すなわ
ち直流出力の端子１７は接地される。また２つのダイオ
ード１４．１５間に前記第１ダイオード１２と並列に接
続されるのはコンデンサ１８である。上述した構成の整
流回路６を介して、放電電極１に交・直出力端子８が接
続され、また内部電極４に交流出力端子７が接続される
ことになる。

また放電電極ｌの誘電体５と反対側には、荷電体層とそ
の下部に電極を設けた荷電体１９が配設され、この荷電
体１９は電流計２０を介して接地している。

上述のように本実施例を構成したため、特に従来のコロ
ナ放電器に設けられていた放電電極１を囲む導体よりな
るシールドケースに代えて、誘電体５にて被覆された内
部電極４を設けたので、放電電極１と内部電極４とを極
めて接近でき、その分、小型化が可能になった。さらに
必要であれば荷電体１９にも近づけることができ、スペ
ースをとらない設計が可能である。

また直流バイアスを源を内蔵した交流電源は、バイアス
電圧を従来より高く印加できるため・微弱な交流放電で
も帯電用イオンを効率的に利用できて、オゾン発生量は
極めて低（抑制される。然しその場合には、次のような
考慮が必要である。

すなわち第１図において、誘電体５と放電電極１との距
離をＤとし、放電電極１と荷電体１９の上面との距離を
Ｇとすると、このＧを大きくすると交流端子間電圧を高
めなければ、所要の帯電電流１．が得られなくなる。従
って、Ｇを極端に大きくすることはオゾンを多量に発生
し好ましくない、またＧを小さくすると、負帯電電流を
得るシステムでは放電むらの激しい直流放電が優先し、
帯電の不均一性を生じて好ましくない、しかし、その場
合にはＤを小さくしていくと交流放電が主体となり、放
電むらが無くなることが実験によって判った。

さらに放電電極ｌの直径はオゾンの発生量に影響し、従
来より低減させるには１００ミクロン以下が良いことを
確認した。

多段整流の高電圧の程度にもよるが、Ｄは３ミリメート
ル以下、Ｇは１０ミリメートル以下が好ましく、ＧとＤ
との比、Ｇ／Ｄは２倍以上が良いことが多くの実験によ
って判った。

このように誘電体５で被覆された対応電極４と自己バイ
アス（直流）の高電位が用いられることにより、小型チ
ャージャになり、オゾン発生量を少なくでき、且つ負帯
電でグリッドなしで均一帯電が可能となる。また放電電
極工の直径を１００ミクロン以下にすれば、さらにオゾ
ン量が減少し、誘電体５と放電電極１と荷電体１９との
間隙寸法を上述のように選択することにより、またさら
にオゾン量の発生が少なくなり、帯電効率が向上するの
である。

次に第２図に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

この第２実施例は、誘電体５にて被覆した内部電極４の
板材を２枚平行に並べ、その中間に放電電極１を配置し
たもので、板材は１枚でも同様の効果が得られることを
付記する。

尚、第２図において第１図にて説明した部材に対応する
部材には同一符号を付した。

第２図において、放電器２１は、０．６ミリメードルの
厚さのＡｌ＊Ｏｓセラミックを使用した絶縁性基板３と
、銀−バラジュウムの厚膜で形成した内部電極４と、グ
レーズを２００ミクロンの厚さにして形成した誘電体５
とからなる。この誘電体５は樹脂などでも良いが、オゾ
ンなどの酸化による絶縁破壊を考慮して、好ましくはガ
ラス、ＡＩ！ｏｓなどのセラミック類が良い。そして前
記グレーズ面を内側にして、２．５ミリメートルの間隙
を設けて相対向させ、その中間に放電電極ｌとしてタン
グステン線を張った。この放電電極１は線状でなくとも
、スタイラス状、ブレード状などの形状でも使用できる
。

前記誘電体で被覆された内部電極４と放電電極１は、第
１実施例と同様にバイアス付交流高電圧電源２２に接続
されるが、この電ａ２２を構成する整流回路２３は、交
流出力の一部を整流している例で、単信電圧や多段高電
圧回路が採用される。

また整流回路２３は昇圧用パルストランス２４を介して
低電圧パルス全１ｉ駆動回路２５に接続する。

上述した第２実施例において放電器２１と荷電体１９を
矢印方向へ約２００ミリメートル／秒の相対速度で移動
し均一帯電電位が得られた。

オゾン発生量を抑制するためには、放Ｍ１を極１の直径
を１００ミクロン以下にした方が良いことを既述したが
、第２実施例においても、放電電極ｌとしてタングステ
ン線を使用した場合、線径を細くする程、帯電電流ＩＣ
が得やすく、かつオゾン発生量が少なくなることが判っ
た。第３図に実験データの一部を示した。同図におい°
ζ、帯電電流１ｃ　　（μＡ／１）を横軸にし、縦軸を
オゾン発生量１　ｐｐａ＋当たりの実効帯電電荷量で表
すＩｅ／Ｍ（μｃ／ｐｐｍ）の特性によって示した。尚
、Ｍは放電器の有効長１センチメートル当たりの規定容
量内（密閉）で１秒間に発生するオゾン密度ＣＰＰＭ　
／Ｃｆｆ１・秒）である。第３図にて明らかなように、
１００ミクロンから５０ミクロンへ線径か細くなるに従
い特性の向上が見られ、１００ミクロン以下ならば、従
来放電器のオゾン発生量より少なくなる一例も示した。

上述の放電器２．２１の構造であれば、放電電極１とし
て細線を張る点で強度上では多少問題があるものの、誘
電体５から離間しているので、誘電体表面への水分吸着
の問題、すなわち環境（特に相対湿度）の影響は受けに
くい利点がある。さらに従来装置と比較し、負荷容量が
小さく、バイアス付交流電源の容量も小さくなり、コス
トも下げることができる。

例えば、放電器２１の断面は横巾約４ミリメートル、縦
長は製造上の問題から２０ミリメートルとしたが、実際
上は５ミリメートル以下でも充分であり、従来装置の約
１０分の１のサイズとなる。

上述のサイズではＧ＝６ミリメードル、Ｄ＝０゜５ミリ
メートルに設定し、５０ミクロンの直径のタングステン
線の放電電極で帯電した結果、均一な負帯１を電位、約
ａｏｏｖが得られた。

尚、上述した実施例において、バイアス付交流高電圧電
源特有のバイアス電圧と交流電圧を同時に操作する方式
の定電流、または定電圧制御手段を採用することもでき
る。またバイアス電圧を分割し、必要な電位をグリッド
に与えるようにして被帯電体近くにスクリーングリッド
を適宜設けてもよい。

バイアス電圧の印加は放電電極または内部電極の何れに
接続しても、交流電圧が僅かに変わるだけで、本願の効
果は同様に生じる。

また交流低電圧駆動回路９．２５としては、交流が正弦
波である必要はなく、鋸歯状、三角波、パルス波等の任
意の波形が通用できる。

（効果） 以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成にて
、小型化とオゾン発生量の低減化が図れ、特性の良好な
コロナ放電器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図、第２図は本発明
の第２実施例を示す図、第３図は帯電効率と帯電電流と
放電電極の径との関係を示す図である。 ｌ・・・放１！′ｒＭ、極、４・・・対応電極、５・・
・誘電体、６゜２３・・・整流回路、９．２５・・・交
流低電圧駆動回路、７・・・交流出力端子、８・・・交
直出力端子、１７・・・直流出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電電極と、放電電極に対応する内部電極を被覆する誘
   電体の表面との距離を３ミリメートル以下にし、前記放
   電電極と内部電極間に印加する交流電圧の一部または全
   てを整流する整流回路を有し、前記整流回路の出力端子
   の一極を前記放電電極または内部電極に接続し、他極を
   接地したことを特徴とするコロナ放電器。