JPS6353883A - イオン発生装置 - 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】 克互立■ 本発明はイオン発生装置、特に感光材料あるいは誘電材
料などの接際・帯電部材を除電または帯電するイオン発
生装置に関する。

１且玉」 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接際・帯電部材を
除電あるいは帯電するために広く用いられている。しか
しながら、コロナ放電装とは放電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
は接際・帯電部材を不均一な除・帯電状態にするとし）
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上に離す必要があり
、装置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電極間に
交互電圧を印加し、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電電極の、誘電体表面に直
角な端面に正・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５４−５３５
３７号公報）がある、この装置は活発な放電により、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。

従って、この装置の一層の改善が望まれている。

この装置においては誘電体を薄くすることが、必要な印
加交互電圧を低下させるためには好ましい、しかし、こ
れによって、誘導電極と放電電極との間の静電容量が増
加するので、この容量成分に流れる電流が著しく増加す
る。従って、消費電流が著しく増加し電源も大容量のも
のが必要となる。さらに、放電によるオゾンの発生量も
増加する。

ｔｒ例」し酌 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、少ない消費電力で効率良くイオンを発
生させることのできるイオン発生装置を提供することを
目的とする。

１にＩＪ 本発明によれば２誘電体と該誘電体を挾む放電電極と誘
導電極とを有し、該放電電極は直線的に延在し、該誘導
電極は、ほぼ一定間隔で前記放電電極と交差し電気的直
接接続された複数の誘導電極要素を有し、前記放電電極
と誘導電極との間に交互電圧を印加することによって、
それらが交差する不連続位この放電電極近傍にイオンを
発生させることを特徴とするイオン発生装置が提供され
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き、し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少な
い消費電力でイオンを発生させることができる。さらに
オゾン発生量も低下させることができる。

ここで除・帯電とは、被帯電体を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。

ＬＬ例 第１図は本発明の実施例によるイオン発生装置たる放電
装置ｌ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説明する。

この放電装置１は誘導電極２、放電電極３および誘電体
４を有し、被帯電部材５を帯電する機能を有する。誘導
電極２および放電電極３は図示のごとく誘電体４を挾む
。

誘電体４は硝子、ＳｉＯ□、ＳｉＮ、ＳｉＣ。

ＭｇＯ，Ａｌ２Ｏ５などの酸化物あるいは窒化物やそれ
らの複合膜材料製で、厚さ０．２μｍ〜１ｍｍ、好まし
くは１〜２０延ｍである。

誘導電極２は誘電体４の一方に面側（図で上方、但し、
本実施例では誘導電極２は誘電体に埋設されている。）
に設けられ、Ｔｉ、Ｔａ。

Ｃｒ、Ｃｕ、ＡＩ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕなど金属またはこ
れらの金属を含む合金材料製で、厚さ０゜１〜ｌ　Ｏｇ
　ｍ、好ましくは０．２〜５ｕＬｍである。

放電電極３は誘電体４の他方の面側に設けられ、Ｔｉ　
、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、（：ｏ、Ｆｅ。

Ｎｉ　、Ｎｂ、ＰＬ　、Ａｕ、Ｗなどの高融点金属また
はこれらの金属を含む合金または酸化物などの材料でで
きており、厚さ０．１〜ｌＯルｍ、好ましくは０．２〜
５用ｍである。

被帯電部材５は放電装置１の放電型ｉ３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で
あり、導電性材料の導電性基板６上に設ごされている。

交′！ｉ電圧電源７が誘導電極２と放電電極３とに接続
され、これらの間に交互電圧を印加する。ここで交互電
圧はＯＴＬ位を中心として、対称な波形のいわゆる交流
電圧に限られず、非対称な形の交互電圧でもよい。

直流バイアスＴＬｇ８が放電電極３と導電性基板６との
間に直流バイアス電圧を印加する。

第２図は第１図のイオン発生装置を放′￥ｉ　７ｔｔ極
３側から見た底面図である０図示のごとく放電電極３は
直線的に延びている。

第３図は同一のイオン発生装置の誘導電極２側から見た
平面図である。誘導電極２は放ｉ！電極３と交差する方
向（本実施例では直交）に延びる複数の誘導電極要素１
１と、これらを電気的に直接接続する接続部１２とを有
する。

つぎに、この装置を用いて行なう本発明のイ１″ｆ電方
法について説明する。

まず、放Ｔ！！電極３と誘導電極２との間に交互電圧電
源７により交互電圧を印加する。これにより誘電体４の
放ｆｆｉ電極３側の放電領域において放電が発生し正・
負イオンが生成される。

第４図はこの放電領域を示す０図示のごとく放電領域１
５は放電電極３に沿って連続的に存在するのではなく、
誘導電極２と放電電極３との交差部分に対応する位置の
、放電電極３の両側端面のみにおいて発生する。すなわ
ち、放電電極３に沿って不連続的にイオンが発生する。

この放Ｔｅｌ電極３と導電性基板６の間に印加される直
流バイアス電圧によって、上記のごとく形成された正ｅ
負イオンのうち直流バイアス電源８の極性によって決ま
るイオンのみが被帯電部材５に向う、すなわち、直流バ
イアス１！源８の電圧により放電電極３と被帯電部材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８の電圧の方向によって決定する０図示の場合
は放電電極３から導電性基板６に向う電界が形成される
ので正・負イオンのうち正イオンのみが被帯電部材５に
向い、そこに付着して被帯電部材５を正に帯電する。

このように不連続なイオン発生領域によって被帯電部材
５をイ１？電した場合、被帯電部材５が不均一にイ１）
電される可能性が考えられるが、発明者の多数の実験に
よれば、実際に発生する不均一性は、誘導電極要素１１
間隔（ピッチ）Ｌを５　ｍ　ｍ以下、好ましくは２ｍｍ
以下とすることよって、十分許容（特に、画像形成の分
野で）されるものであることが判明した。

第５図は前記ピッチを、１０ｍｍ、５ｍｍ、２ｍｍとし
たときのイオン発生装置の分野では長手方向の帯′？Ｉ
！電流分布の測定結果を示す、一般に画像形成の分野で
は、電流値の最大値および最少値が、中心値に対して±
１０％であれば許容され、さらに、ハーフトーン等を忠
実に再現しようとするにおいてのみ±５％以内であれば
、十分に許容される。これは、誘導電極要素１１ピツチ
を５ｍｍ以下とすればよい。

このように本発明によるイオン発生装置においては、有
害な不均一帯電が発生しないことに加えて、以下の利点
がある。

第１に、誘導電極２と放電電極３との間の静電容量が減
少するので、容量成分に流れる無効な充′７′ｔ、ｉ！
流が著しく減少する６例えば、誘導電極要素１１のピッ
チＬを５ｍｍ、２ｍｍ、ｉｎｍとし、各誘導電極要素１
１の重文をそれぞれ１　ｍｍ。

０．４ｍｍ、０．２ｍｍとした場合、誘導電極２を全面
電極とした場合に比較して、静電容量をほぼ１１５とす
ることができる。この静電容量の低下によって、消費電
力を約３０〜５０％減少させることができる。

第２に、公知のこの形式のイオン発生装置においては、
放電開始電圧付近の電圧では局部的に放電むらが発生す
るため放電開始電圧よりも十分に高い交互電圧を印加し
て豊富なイオンを発生させて除・帯電しているが、この
場合すべての発生イオンが除・帯電に有効に利用されて
いるいるものではない、本発明は放電領域を不連続にし
ても、除・帯電の能力は十分で、しかも有害な不均一は
発生しないことが見出され、この結果、放電安定の為に
形成されていた不要な強い放電領域を不連続とすること
で減少されることができ、その中で発生したイオンを有
効に利用できるので除・帯電の能力を低下させることな
く、不要な放″′ｒ！、電流を減少させ、帯電効率が向
上する。

第３に、強い放電領域を減少させたことによって、不快
なオゾンの発生を著しく減少させることができる。たと
えば、前述の例に示すように放電電極要素１１のピッチ
Ｌを５ｍｍ、重文をＬｍｍとした時誘導電極２を全面電
極とした場合に比較してオゾン発生量を約１／２〜２／
３まで減少させることが可能となった。

第４として、従来の装置では、第６図に示すように、放
電電極３のエツジの凹凸（製造時に不可避的に発生する
可能性がある）によってその部分に強い電界が形成され
そ結果不規則な放電むらによる除◆帯電むらが問題とな
っていたが、本発明によればこれを解消できる。すなわ
ち、電極の構成上、放電は両電極の交差点近傍に集中す
る、換言すれば、強制的に規則的な放電むらを発生させ
ているものである。そして、この規則的なむらは有害な
除・帯電むらとなならない、従って、放電電極３のエツ
ジの凹凸の存在とは無関係に実質的に均一な除・帯電を
可能とする。

第７図、第８図、第９図は本発明の他の実施例によるイ
オン発生装置の平面図であり、誘導電極２の構成の変形
例を示す、これらの実施例は第３図に記載のものと実質
的に同様であるので、対応する要素に同一の参照符号を
付することによって詳細な説明を省略する。これらの実
施例によっても上記と同様な効果が得られる。

上記実施例は、放電領域１５が放電電極２の側端面（図
示左右方向端面）近傍において発生する場合について説
明したが、本件出願人による「除・帯電方法」と題する
昭和６０年１２月１４日特許出願昭和６０年第２８１４
９５号に記載のように、誘電体４の厚さおよび放電電極
３の巾を適切に選択して、放電電極３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するよ
うにしてもよい。

念１り」Ｌ里 以上説明のごとく本発明によれば、放電領域を不連続と
することによって、以外にも有害な不拘−除・セ１？電
となることはなく、シかも、消費電力をおよび不快なオ
ゾンの発生を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例によるイオン発生袋この断面図
である。 第２図は第１図のイオン発生装置底面図である。 第３図第１図のイオン発生装置の平面図である。 第４図は第１図のイオン発生装置の放電領域を示す底面
図である。 第５図は第１図のイオン発生装置における帯電７ｔｔＲ
，分布を示すグラフである。 第６図は従来の装置における放電むらを説明する底面図
である。 第７図、第８図および第９図はそれぞれ本発明の他の実
施例によるイオン発生装置の平面図である。 代２１０ 第４図 符」Ｌの」Ｌ朋 ２：誘導電極 ３：放電電極 ４：ｖ５電体 ｊｌｌ　図 第２図　　　　　　　第３図 第６図 箪８ｚ 第７図 値９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体と該誘電体を挾む放電電極と誘導電極とを有し、
   該放電電極は直線的に延在し、該誘導電極は、ほぼ一定
   間隔で前記放電電極と交差し電気的直接接続された複数
   の誘導電極要素を有し、前記放電電極と誘導電極との間
   に交互電圧を印加することによって、それらが交差する
   不連続位置の放電電極近傍にイオンを発生させることを
   特徴とするイオン発生装置。