JPH02108B2

JPH02108B2 -

Info

Publication number: JPH02108B2
Application number: JP12682981A
Authority: JP
Inventors: Toshio Watanabe
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1981-08-14
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1990-01-05
Also published as: JPS5830360A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電界カーテン装置に関し、特に、環境
条件の変化と無関係に、帯電粒子の搬送などの電
界カーテン効果を設定値に保つために、電界カー
テン電極への印加電圧を自己制御する様に構成し
た接触型電界カーテン制御装置に関するものであ
る。

第１図に接触型電界カーテン装置の概略平面図
を、第２図にその−線に沿う一部拡大断面図
を示す。これらの図において、１は第１極性線状
電極群、１ａは第１極性電極端子、２は第２極性
線状電極群、２ａは第２極性電極端子である。

また、３は前記各線状電極群１，２がその上
（第２図では下面）に形成される誘電体層（例え
ば厚さ0.05〜0.2mm程度のポリエステルまたはポ
リイミドフイルム）、４は前記各線状電極群１，
２を蔽う絶縁体層（例えば、厚さ0.5〜３mm程度
のシリコンゴムまたはエポキシ樹脂モールド層）
である。

５は前記各線状電極群１，２間に交流電圧（単
相または３相）を印加するための交流電源であ
る。なお、線状電極は厚さ10〜50μｍ程度の銅ま
たはアルミニウム薄層等を、例えばエツチングす
ることによつて形成することができる。

これらの図から明らかなように、第１および第
２極性の線状電極群は交互に、隣り合つてほぼ平
行に配列される。それ故に、交流電源５から単相
または３相の交流電圧を印加すると、相隣る線状
電極１，２間に、第２図に点線で示したような不
平等交番電界を生ずる。

いま、微細粒子が誘電体層３に接触すると摩擦
帯電、誘導、電荷注入等によつて帯電粒子とな
る。そして、この帯電粒子は、ほぼ電気力線に沿
つて電気力学的振動を行なうようになる。また、
この現象は、予め帯電されている粒子が前記不平
等交番電界に近づいた場合にも、全く同様に発生
する。

図示のように、前記電気力線は、誘電体層３の
表面に対して凸形に湾曲しているので、前記帯電
粒子は遠心力によつて、線状電極群１，２から遠
ざかる方向の駆動力を受ける。

なお、前記不平等交番電界が３相である場合
は、帯電粒子は一方向へ移送されることになる。

前述のような接触型電界カーテン装置では、湿
度が高くなると、誘電体層（エキサイタ層）３の
表面に界面吸着水の層が形成される。そして、前
記界面吸着水の層は、導電性を有する。その導電
メカニズムは、例えば、公知の「水素イオンの手
渡しによる導電」として説明される。

又、この界面吸着水の層は、低電界の下では電
気抵抗が比較的高いが、高電界下では、界面吸着
水の各粒子が電界の方向に伸長されて膜状連結層
となる為、その電気抵抗は大幅に減少する。な
お、この膜状連結作用は、低温域ほどその作用が
顕著である。

第３図に、前述の接触型電界カーテンの電気的
等価回路を示す。図中の、第１および第２図と同
一の符号は同一部分をあらわし、また各回路素子
としての抵抗やコンデンサは、それぞれつぎの部
分の抵抗や容量をあらわしている。

C₁，R₁：隣接電極間に介在される絶縁体層４、
誘電体層３およびその界面の合成静電容量およ
び合成電気抵抗 C₂，C₃：電極１，２の直上の誘電体層３の静電
容量（C₂＝C₃） R₂，R₃：電極１，２の直上の誘電体層３の電気
抵抗（R₂＝R₃） C₄：隣接電極１，２間の誘電体層３上の空気の
静電容量 R₄：隣接電極１，２間の誘電体層３上の空気の
電気抵抗 R₅：隣接電極間１，２上の誘電体層３と空気と
の界面の電気抵抗第１および第２図に示した電界カーテン装置の
電極端子１ａ，２ａに、交流電源５から交番電圧
を印加すると、流入する電流は、第３図に示す等
価回路を分流する。

また、この等価回路中、温度および湿度の影響
を特に大きく受けるのは、容量C₄および抵抗R₄，
R₅である。一方、抵抗R₁，R₂，R₃およびR₄の電
気抵抗値は著しく大であり、コンデンサC₁およ
びC₄のインピーダンスも大である。

それ故に、これらを無視すると、第３図の単価
回路は第４図に示すように簡略化され、抵抗R₅
が界面吸着水層の電気抵抗を代表すると考えるこ
とができる。

すなわち、誘電体層３の表面に界面吸着水の層
が生ずると、等価抵抗R₅の値が低下する。この
ために、微小粒子が誘電体層３に接触しても、十
分な摩擦帯電を得ることができなくなる。

一方、前記界面吸着水の層は、一種の静電シー
ルド層として作用するので、前記界面吸着水層の
電気抵抗R₅が低下すると、印加電圧が一定の場
合は、誘電体層３の外側に発生される不平等電界
の強度が弱くなる。

以上の２つの理由により、電界カーテン装置の
各線状電極に一定の交流電圧を印加する場合に
は、湿度の増加に伴なつて電界カーテン効果（例
えば、微小粒子または帯電粒子の搬送能力）が低
下するという欠点がある。そして、この傾向は、
絶対湿度が一定であれば温度が低いほど著しくな
る。

前述の欠点を改善するために、印加電圧を常に
高く設定して高湿度の場合の電界カーテン効果を
保証しようとすると、流入電流が大となり、電極
間放電を生じ易くなり、電界カーテン装置を損傷
したり、寿命を短かくしてしまう欠点がある。

本発明の目的は、電界カーテン効果を常に一定
に保持することのできる電界カーテン制御装置を
提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明において
は、使用環境の湿度と温度、ならびに電界カーテ
ン装置への流入電流の間に一定の関係がある点に
着目し、前記流入電流と使用環境温度とから、電
界カーテン装置の印加電圧の目標値を演算し、実
際の印加電圧を前記目標値に調整するようにして
いる。

第５図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。１０は第１図のような構成を有する電界カー
テン装置、１１は前記電界カーテン装置１０に交
流電圧を印加するための電圧可変型交流電源、１
２は前記電界カーテン装置１０に流入する電流を
測定する電流検出装置である。

１３は電界カーテン装置１０（の誘電体層）の
温度を測定する温度検出装置、１４は電流検出装
置１２および温度検出装置１３の各出力信号を入
力されて、印加電圧目標値を出力する電圧演算回
路、１５は電界カーテン装置１０に印加される交
流電圧−すなわち、電圧可変型交流電源１１の出
力電圧を測定する電圧検出装置である。

また、１６は電圧検出装置１５の出力信号を前
記印加電圧目標値と比較し、その偏差に応じて、
電圧制御信号を電圧可変型交流電源１１に供給
し、前記偏差を０にするための比較演算回路であ
る。

第６図は、第１表のような条件で作成された第
１図の電界カーテン装置の、線状電極間に50Hz、
40KVの交流電圧を印加したときの、電界カーテ
ン装置への流入電流と絶対湿度との関係を、温度
をパラメータとして実施した結果を示すものであ
る。

第１表線状電極１，２の長さｌ＝300mm 線状電極１，２の配列幅Ｗ＝100mm 線状電極１，２の幅ａ＝0.3mm 線状電極１，２の隣接電極間隔ｂ＝２mm 誘電体層３の厚さ 0.1mm また、第７図は、絶対湿度に対する電界カーテ
ン効果を、印加電圧をパラメータとして表わした
ものである。

第６図および第７図の関係を電圧演算回路１４
に予め記憶させておく。

そして、まず電流検出装置１２および温度検出
装置１３からの電流信号および温度信号から、第
６図の関係を参照して、その時の絶対湿度を推定
する。さらに、その結果と所要の電界カーテン効
果から、第７図の関係を参照して、印加電圧目標
値を決定し、これを比較演算回路１６に供給す
る。

比較演算回路１６では、電圧検出装置１５によ
る印加電圧実測値と前記目標値との偏差を演算
し、その偏差が０になるような電圧制御信号を、
電圧可変型交流電源１１に供給して所要の電圧を
出力させる。

以上のように本発明によれば温度、湿度などの
環境条件が変動しても、それに応じて印加電圧を
増減し、常に設定した電界カーテン効果を安定に
得ることができる。したがつて、高湿度時に電界
カーテン効果が不足することもなく、また低湿度
時に過剰な電界効果を生じたり、あるいは過大電
圧が印加されて電界カーテン装置の寿命を損なつ
たりすることもなくなる。

本発明の電界カーテン制御装置は、従来の電界
カーテン装置の使用分野−例えば、電子複写機の
ドラムクリーニング、静電塗装用ブース、静電植
毛、電界ホツパ、電気集塵装置などすべてに適用
可能である。

また、本発明において、電界カーテン装置に印
加する交流電圧は、単相であつても、多相であつ
てもかまわない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電界カーテン装置の一例を示
す平面図、第２図は第１図の−線にそう断面
拡大図、第３図は第１図の電界カーテン装置の等
価回路図、第４図は第３図において電流が殆んど
流れない部分を省略して簡略化した等価回路図、
第５図は本発明の一実施例のブロツク図、第６図
は電界カーテン装置において、環境温度をパラメ
ータとした場合の絶対湿度対流電流の関係を示す
図、第７図は電界カーテン装置において、印加交
流電圧をパラメータとした場合の絶対湿度と電界
カーテン効果の関係を示す図である。１……第１極性線状電極群、２……第２極性線
状電極群、３……誘電体層またはエキサイタ層、
４……絶縁体層、５……交流電源、１０……電界
カーテン装置、１１……電圧可変型交流電源、１
２……電流検出装置、１３……温度検出装置、１
４……電圧演算回路、１５……電圧検出装置、１
６……比較演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１互いにほぼ平行に配設された多数の線状電極
を有する電界カーテン装置と、相隣る線状電極間
に交流電圧を印加する交流電源と、前記交流電源
から電界カーテン装置へ流入する電流を検知する
装置と、電界カーテン装置の温度を検知する装置
と、検知された電流および温度の信号から、電界
カーテン装置の電界カーテン効果を、設定値にす
るための印加電圧目標値を演算する電圧演算回路
と電界カーテン装置に印加されている電圧を検出
する装置と、電圧検出信号を前記印加電圧目標値
と比較し、その偏差が０となるように、前記交流
電源の出力電圧を制御する手段とを具備したこと
を特徴とする電界カーテン制御装置。