JPS6368867A - コロナ放電装置 - 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】 技術分野 本発明は、誘電体を介在させた対電極間に交流電圧を印
加することによりコロナ放電を行なわせるコロナ放電装
置、特に電子写真複写機、静電プリンタ、ファクシミリ
等の静電記録装置の感光体等の除帯電器として使用され
るコロナ放電装置に関する。

従来技術 電子写真複写機等の静電記録装置の感光体等の除帯電装
置として、小型軽量化等の目的で、誘電体材料で被覆さ
れた内部電極と、誘電体材料を介して上記内部電極に対
設された放電々極とより成る電極対間に交流電圧を印加
することにより放電電極よりコロナ放電を行なわせる固
体放電装置（５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　ｃｈａｒｇｅｒ
　）と呼ばれるコロナ放電装置が、従来の細線型コロナ
放電装罫に替って用いられるようになった。

一般に、コロナ放電は相対湿度に依存して放電電流が変
化することと、放電部を加熱するとオゾン濃度が減少し
イオン電流が増えることが当業者には広く知られている
。また、相対湿度が高い場合、この放電部は濡れやすく
、放電は不安定になり、除帯電機能も劣化する。この解
決手段として米国特許第４．４０８．２１４号明細書や
特開昭５８−４８０７４号公報において、放電部を加熱
する方法が提案されている。しかし、これらの発明にお
いては、この放電素子自身が交流高電圧の印加で自己発
熱することと、放電々流が湿度に鋭敏に依存している点
が全く考慮されていない。交流の周波数は通常１〜３０
　ＫＨｚが使われ、電圧印加によって放電すると、誘電
体損失が大きくなり発熱してくる。電圧を印加しても放
電しない条件では殆ど発熱しないが、放電した場合は、
対電極間の見かけの静電容量が大きくなるために激しく
発熱する。従来のワイヤ型コロナ放電器で広く知られて
いるように、温度上昇とともに放電電流が増え、帯電電
流も増す。

前記公知の発明における加熱方法は、放電電極や誘電体
表面の露点による放電の劣化に対しては改善されている
が、印加直後の誘電体損失の発熱分による昇温に比例し
て、帯電電流が増加する不安定を生じる欠点は改良され
ていない。

特開昭６１−２７５７０号公報には、固体放電装置を広
範囲にわたる環境条件に対応させるために、加熱温度を
制御することを述べている。しかし、この方法を実施す
るには、温度センサの設置位置を絶縁破壊やリークによ
る制御不良を避けるために、放電部から離すことが必要
であり、放電部やヒータ部、センサ部も熱容量があるこ
と等の理由で、熱変化の応答性が遅く、複雑、高コスト
の割には制御精度は悪い。

従来公知の固体放電装置の上記の欠点にかんがみ、本発
明者らは、運転開始前に固体放電素子を実質的な運転温
度に予備加熱し、運転開始と同時に外部加熱を停止する
ようにした固体放電装置の加熱制御方法を提案した。こ
の方法によれば、均一で一定の帯電々位が得られ、複雑
な制御機能を必要としない簡単さが得られる。しかし、
この方法では、環境温度や湿度が変化した場合は、その
環境に応じて変化した所定の帯電々位で均一となる。こ
の環境による変化を抑制するには、複雑で高価なプログ
ラム制御が必要になる欠点がある。

環境に依存しない一定の帯電々位を得る方法としては、
固体放電装置用バイアス付き交流電源を用いて、定電流
、定電圧制御をして帯電々流を一定に維持する応答性の
よい方法を本発明者らは別途提案しているが、この方法
も運転開始直後は、水分付着により、異常な放電ムラを
生じ、安定した均一な帯電電位は得られないことが多い
。

目　　　的 本発明は、以上説明した従来使用され提案された固体放
電装置の上記の欠点にかんがみ、運転開始直後から正確
な温度制御をしないでも環境に影響されることもなく、
安定した除帯電機能が得られる固体放電装置を提供する
ことを目的とする。

さらに、本発明は、感光体の除帯電に固体放電装置を使
用した場合、感光体の感度特性が温度に影響されるのを
考慮して、放電素子や放電器の温度上昇を抑制するよう
にしたコロナ放電装置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、誘電体材料で
被覆された内部電極と、該誘電体材料を介して上記内部
電極に対設された放電々極とより成り、上記電極対間に
交流電圧を印加することにより放電々極よりコロナ放電
を行なわせる放電手段を有するコロナ放電装置において
、」二記放電手段を加熱する加熱装置と、該加熱装置に
より、放電開始に先立ち上記放電手段を周辺温度より２
０℃以上高い温度になるように加熱し、放電開始後は加
熱を停止し、帯電々流を定電流に制御する制御回路を設
けたことを特徴とする。

又、上記の放電装置の放電々極と感光体等の被除帯電体
の電極との間に直流成分のバイアス電圧を印加して上記
の被除帯電体を除帯電する場合、上述の加熱装置を設け
て放電手段を周辺温度より２０℃以上高い温度になるよ
うに放電開始に先立って加熱し、放電開始後加熱を停止
する他、上記バイアス電圧と交流電圧の少くともいずれ
か一つの電圧を帯電々流がは丈一定になるように制御す
る制御装置を設けたことを特徴とする。

以下に本発明の実施例を、これを示す図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図に示す本発明の実施例のコロナ放電装置では、固
体放電素子１は、絶縁体で作られた素子基板２の表面に
嵌め込まれた内部電極６を誘電体層４で被覆し、誘電体
層４の外面には放電々極５が固着されて構成されている
。誘電体層４を介して対設された内部電極３と放電々極
５との間にはバイアス内蔵放電用電源２０により交流電
圧が印加可能となっている。放電用電源２０の符号２１
は低電圧交流駆動回路であって、放電々源用リード線４
３、発熱・放電共用リード線４１より切換スイッチ５０
により交流が入力され、昇圧トランス２２を介して昇圧
され、交流出力端子２８．２９を経て内部電極６と放電
々極５との間に交流電圧が印加される。

固体放電素子１の放電々極５と所定の間隙を置いて、例
えば感光体等の被帯電体１０の誘電体層１２が対置され
ており、その電極１１と放電々極５との間には放電用電
源２０の昇圧後の交流回路に設けられた半波整流による
直流成分のバイアス整流回路２３により端子２９及び接
地端子６０を介して直流電圧が印加されている。

固体放電素子１には抵抗発熱体６が設けられていて、発
熱用の入力リード線４２及び発熱と放電の共用入力リー
ド線４１から切換スイッチ５０を介して通電され、固体
放電素子１を加熱することができるようになっている。

以下にこの装置の作用を説明する。

放電素子１の運転開始（交流印加）に先立ち、切換スイ
ッチ５０の操作により抵抗発熱体乙に通電され、放電々
極５の近傍が４０°乃至８０℃になるように加熱する。

この温度は周辺温度より約２０℃以上高い湿度となるよ
うに決定される。次いで切換スイッチ５０を、バイアス
内蔵放電用電源２０に通電されるように切換えられ、内
部電極６と放電々極５との間に約１５　ＫＨｚの交流電
圧が印加され、放電々極５の近傍に交流コロナ放電が生
ずる。

一方、放電々極５と被帯電体１０の電極１１との間には
、直流成分のバイアス整流回路２９により直流電圧が印
加され、上記のコロナ放電で生じたイオンを矢印８で示
す帯電方向に移動させ、被帯電体１０の誘電体層１２が
帯電される。

この実施例の装置では、さらに本発明にしたがい、帯電
々流ＩＣ（符号１６）を一定にＭ［持するために、電源
２０に帯電々流検出用抵抗（センサ抵抗）２４、検出ノ
イズ除去コンデンサ２５、定電流操作制御回路２６及び
定電流値設定用可変抵抗２７が設りられている。帯電時
、センサ抵抗２４の両端電圧が定電流操作制御回路２６
により検知され補正、制御されるため、帯電々位の環境
依存性は殆んどなくなった。又、この制御は、放電の交
流電圧と、直流バイアス電圧を同時に操作するので、応
答性が鋭敏で、高精度の制御が得られる。

制御される帯電々流は、第１図からも明らかなように、
直流成分のバイアス電流で、図示されていないが、放電
部の近傍に導体がある場合は、そこに流れる電流も含ま
れる。

なお、放電素子１の形状は第１図中に示すものの他、例
えば、第２図に示す如く、絶縁体基板２の一端縁に誘電
体層４で覆われた厚膜技術で作成された内部抵抗６と、
その両側に固定して放電々極５を設け、絶縁体基板中に
抵抗発熱体６を埋設したもの等とすることも可能である
。又、第３図に示す如く、第１図に示す固体放電素子１
の放電々極５を他の構成部材と一体的には固定せず、コ
ロナワイヤの如く、本体から離して張架した例えば、直
径ｓ　ｏμｍのカーボンコートタングステン線より成る
放電々極線７とした構成のものも使用可能である。なお
、この構成のものは、従来の慣例に従って、放電器と呼
ぶのが適当であろう。又、外部発熱体の代りに、内部電
極や放電々極自体を発熱体として使用したものにも本発
明は適用できる。

なお、運転時、発熱をオフにして、被除帯電体への熱の
影響を抑える効果を増すためには、運転前の加熱温度は
、好ましくは実質的運転温度以下に保つことが必要であ
る。又、従来公知の交流電源と直流バイアス電源とを別
個に設けた固体放電装置にも本発明は適用可能である。

効　　果 以上の如く、本発明によれば、放電初期の帯電ムラの発
生を防止することができ、高精度の温度制御を必要とせ
ずして環境に依存する帯電々位を高精度に一定に維持す
ることができる。又、温度影響のある感光体を除帯電す
る場合にも感光体への湿度の影響を抑えて、帯電ムラを
解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図及び第３
図は放電手段の池の構成の例を示す断面図である。 １・・・固体放電素子（放電手段） ３・・・内部電極　　　　　４・・・誘電体層５．７・
・・放電々極　　　　６・・・抵抗発熱体（加熱装置）
１Ｇ・・・被除帯電体　　　１１・・・その電極１２・
・・その誘電体層 ２０・・・バイアス内蔵放電用電極 ２３・・・直流成分のバイアス整流回路２６・・・定電
流操作制御回路 −〇

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体材料で被覆された内部電極と、該誘電体材
   料を介して上記内部電極に対設された放電電極とより成
   り、上記電極対間に交流電圧を印加することにより放電
   々極よりコロナ放電を行なわせる放電手段を有するコロ
   ナ放電装置において、上記放電手段を加熱する加熱装置
   と、該加熱装置により、放電開始に先立ち上記放電手段
   を周辺温度より２０℃以上高い温度になるように加熱し
   、放電開始後は加熱を停止し、帯電電流を定電流に制御
   する制御回路を設けたことを特徴とするコロナ放電装置
   。
2. （２）誘電体材料で被覆された内部電極と、該誘電体材
   料を介して上記の内部電極に対設された放電々極とより
   成り、上記電極対間に交流電圧を印加することにより放
   電々極よりコロナ放電を行なわせる放電手段を有し、上
   記放電々極と被除帯電体の電極との間に直流成分のバイ
   アス電圧を印加して上記被除帯電体を除帯電するコロナ
   放電装置において、上記放電手段を加熱する加熱装置と
   、該加熱装置により、放電開始に先立ち上記放電手段を
   周辺温度より２０℃以上高い温度になるように加熱し、
   放電開始後は加熱を停止し、帯電々流を定電流に制御す
   る制御回路を設けるとともに、上記のバイアス電圧と交
   流電圧との少くともいずれか１つの電圧を操作して帯電
   々流がほゞ一定になるように定電流制御をする制御装置
   を有することを特徴とするコロナ放電装置。