JPH02256077A

JPH02256077A - 放電部材とこの放電部材を用いた荷電装置

Info

Publication number: JPH02256077A
Application number: JP1007633A
Authority: JP
Inventors: Izumi Tagiwa; 田極　泉; Hidemune Ootake; 英宗大嶽
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1990-10-16
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JP2749608B2; US5144521A

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】〔概　要〕複写機などに用いられる放電装置の放電部材として抵抗
体を用い、被帯電体に空隙をおいて対向するこの抵抗体
の表面を放電端部として使用するようにした。

〔産業上の利用分野〕

電子写真、プリンタにおける静電記録部材などを帯電さ
せるための放電部材およびこの放電部材を用いた荷電装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来のコロナ放電部材としてはタングステン、モリブデ
ンなどの細線ワイヤーに高電圧を印加するコロトロンあ
るいはスコロトロンなどが一般に使用されている。

第３６図は従来のコロトロンの断面を示したもので、ケ
ーシングにのほぼ中央に上記の細線ワイヤーＷが配置さ
れており、高電圧源Ｐからの高電圧がこの細線ワイヤー
Ｗとケーシングにとの間に印加され、この細線ワイヤー
Ｗからのイオンが例えば導電性テーブルＴ上に載置され
ている被帯電体りに放出されてこの被帯電体を帯電させ
る。

しかしながら、このような装置においてはワイヤーＷか
ら放出されたイオンの約８０％はケーシングＫに流れて
しまって効率が非常に悪いという問題があるが、このケ
ーシングがないと放電し難くなるのできわめて高い電圧
を供給することが必要になるという別の問題が生じる。

そこで、この供給電圧を低くするために細線ワイヤーＷ
と被帯電体りとの間隔を小さくすると、被帯電体表面の
微細な凹凸などによっても帯電が不均一になったり、火
花放電になってしまうことがある。

一方、大気中での放電では常にオゾンの発生を伴うが、
このオゾンが多量になると健康上有害であるばかりでな
く独特の臭気があることから精神衛生上からも好ましく
なく、特に上記のようなケーシングとの間の放電であっ
てもこのオゾンは発生するので、イオン利用の効率を高
めることは有害なオゾンの発生防止の観点からも望まし
いものである。

さらに、放電部材−被帯電体間の間隔が大きかったり、
あるいは放電部材近傍に形成される電界の歪が少なかっ
たりするほど放電開始電圧が上昇するので、所要の電荷
量・放電電流を得るために高電圧が必要となり、オゾン
の発生を増加させる要因となる。

このように、放電部材近傍に形成される電界の歪が少な
いければ放電開始電圧が上昇することからして、放電部
材が導電性であったり、形状が平板状の放電部材の場合
にはオゾンの発生を増加させることになる。

また、上記のようなコロトロンなどの細線ワイヤーを用
いる荷電装置においては、ワイヤー自体の強度が低いば
かりでなく、使用中にワイヤーの酸化や変質などのによ
って弾性が失われて切れ易くなるなどの欠点があるため
に望ましいものとはいえない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はエネルギーの利用効率が高く、オゾンの発生量
を最小限に抑え、被帯電体が機械的、物理的、化学的な
損傷を生じないようにした放電部材およびこの放電部材
を用いた荷電装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

被帯電体に空隙をおいて対向する抵抗体の表面を放電端
部としたことを基本的な特徴とし、より具体的には、一
端が電源に接続された抵抗体の他端を放電端部として波
帯、電体に対向するようにしたり、導電体の一端にその
表面が放電端部となる抵抗体を設けたり、電源に接続さ
れる導電部材とその表面を包囲する抵抗体とから構成す
ることができ、さらに、板状の絶縁部材の一方の表面に
形成された抵抗体層の一端を電源に接続するとともに他
端を被帯電体に対向配置するようにしてもよい。

荷電装置としては、板状支持基体に少なくとも一方が本
発明による放電部材を抵抗体である一対の放電素子を放
電間隙を置いて対向させて荷電装置を構成することがで
きる。

この支持基体がほぼ多角形状である場合には複数の放電
間隙が形成され得るので、この支持基体を回転可能に支
持するとともに支持基体を回転させることによって異な
る放電間隙を荷電のために使用することができ、この際
には、放電に用いられる放電素子のみに選択的に放電電
圧を印加するようにしてもよい。

上記のように荷電装置における放電部の長さを変えるた
めには、長さの異なる抵抗体を複数付列に配置して選択
使用したり、棒状の導電部材を包囲する回転可能なほぼ
多角形状の抵抗体を用いる場合にはこの多角形状の稜の
少なくとも１つの長さが他の稜の長さと異なるようにし
たりすることもできる。

さらに、抵抗体の放電端部と被帯電体との間隔を維持す
るための間隔部材を放電部材と一体的に設けたり、導電
部材とその表面を被覆する抵抗体が断面同心円状をなす
とともにその外側に絶縁体からなる環状の間隔部材を嵌
着してこの間隔部材の外表面が被帯電体に接触するよう
に上記導電部材を軸として回転自在に保持するようにし
て、放電端部と被帯電体との間隔を一定に保つようにし
た荷電装置を得ることができる。

〔作　用〕

第１図に示す板状の抵抗体Ｒを用いた実施例を参照しな
がら本発明の詳細な説明すれば、電源Ｐからの電荷は導
電接続体Ｃから抵抗体Ｒの内部および表面を経て放電端
部ｔからイオンとして、すなわちコロナ放電によって被
帯電体りに放出されてこの被帯電体りを荷電する。

第２図は本発明の基本的原理を示すための荷電装置の電
気的等価回路であり、抵抗ｒは本発明における放電部材
の抵抗体Ｒの抵抗値、コンデンサＣは放電部材の放電端
部ｔと被帯電体りとの間の静電容量、また、ツェナーダ
イオード２は放電部材の放電端部ｔと被帯電体り間の放
電開始電圧を示すもので放電開始電圧に相当する導通開
始電圧を有するものとする。

電源Ｐからの電源電圧が逐次上昇したとした場合、放電
開始電圧になるまでは放電部材の放電端部ｔと被帯電体
りとの間の静電容量に相当するコンデンサＣは充電され
るが、このコンデンサＣの端子電圧が放電開始電圧すな
わちツェナーダイオード２の導通開始電圧を超えると放
電部材と被帯電体との間で放電が開始される。

上記ツェナーダイオード２を流れる電流はこの放電電流
を示すものとなり、この電流は本発明における抵抗体Ｒ
を通して流れるが、この放電電流としては数１０μＡ〜
数１０００μ八程度の電流が用いられる。実際上、この
放電端部と被帯電体間での放電が開始されるとこの放電
端部と被帯電体間の空隙はほぼ電離状態となり、ツェナ
ーダイオードの導通抵抗に相当する放電抵抗の実効的な
抵抗値は非常に低くなる。

第３図（ａ）、　（ｂ）は本発明におけるコロナ放電の
特性を示すものであり、同図（ａ）は抵抗体Ｒの単位長
さ当りの抵抗値を１．８Ｘ１０”Ω・ｃｍの一定値とし
て放電空隙の間隔を１００μｍ、３００μｍおよび５０
０μｍとしたときの印加電圧−放電電流の関係を示して
あり、また、同図（ｂ）は放電空隙の間隔を１１００Ｉ
Ｊの一定値として抵抗体Ｒの単位長さ当りの抵抗値を１
．８Ｘ１０”Ω・ｃｍ、１．２Ｘ１０９Ω”ｃｍおよび
１．３Ｘ１０”Ω’ｃｍとしたときの印加電圧−放電電
流の関係を示すものである。

これらの図から明らかなように、放電開始電圧は空隙の
間隔に依存し、またその傾きは抵抗体Ｒの抵抗値ｒに依
存しているが、いずれも直線関係が保たれている。

この抵抗体Ｒとしては例えばプラスチックや高分子ゴム
などの有機材料あるいはガラス、金属酸化物、セラミッ
クなどの無機材料が用いられ、これらの材料は一般的に
は絶縁体であるが、極性基Ｉｆｉのためのイオン材料の
添加や金属、カーボンなどの微粒子による電子伝導材料
の添加によって所望の抵抗値を得ることができる。

また、これらの材料は型によって成形したり、切削する
ことによって所望の形状とすることができるという利点
がある。

さらに、有機材料の場合には加熱あるいは溶剤を用いて
塗布・乾燥したり、またセラミックスの場合には焼結前
に薄板状に延伸することによって絶縁材料の表面上に抵
抗体を形成し、あるいは抵抗体自体を薄板状にすること
ができる。

このような抵抗体Ｒは導電接続体Ｃと放電端部ｔとの間
で抵抗の無限的な縦横のマトリックスを形成するので、
導電性の放電電極を用いたときのような局部的な放電破
壊を起こすことがなく、もし放電端部と被帯電体間の空
隙が導電体によって部分的に埋まったり直接接触したよ
うな場合でもその他の部分での放電が停止するようなこ
とがないという効果が達成される。

この抵抗体Ｒの抵抗値としては第３図に示したように広
い範囲の値のものを使用することができるが、この抵抗
値が低すぎると被帯電体との間で火花放電になり、また
高すぎると充分な放電電流が得られなくなる虞があるの
で、印加可能電圧、放電電流あるいは被帯電体の特性な
どによってこの抵抗値を定める必要がある。

電子写真プロセス、例えば複写機、プリンタなどにおい
て必要な放電電流は１〜１０μＡ程度であり、１０ｂ〜
１０１１Ω・０程度の抵抗値を有するものが使いやすい
。この抵抗値を得るためには抵抗体Ｒ自体の固有抵抗を
このような値にすることによって達成することができる
が、導電接続体Ｃから放電端部ｔまでの長さや断面積を
適当に選定することによっても達成できることはいうま
でもない。

なお、本発明の放電部材を使用する際の電源としては種
々の波形のものを使用することが可能であり、第３図（
ａ）、　（ｂｌに示した放電特性からも明かなように、
正または負の直流放電を行なう場合には例えば５ＫＶ以
下程度の低電圧で放電させることができ、抵抗体の抵抗
値や放電間隙などを適正に選択すると１〜３ＫＶの低電
圧でも充分な放電電流を得ることができる。

また、上記のような直流電源ばかりではなく正弦波やそ
の他の波形の交流、あるいはこの交流に直流を重畳した
電流を用いることができ、このような電流を用いると微
少な直流成分の放電を制御することが容易になり、また
、必要に応じて放電部材と被帯電体間の間隙を大きくす
ることが可能となり、さらに放電部材の経時的あるいは
突発的な汚れに対して安定な放電が得易くなるという効
果が得られる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づいて逐次説明する。

なお、全実施例を通じて放電部材の対、応部分には同一
の符号、同一のハツチングを付しである。

先に引用した第１図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、抵抗体Ｒは全体として板状であり、その−縁部であ
る放電端部ｔは導電性テーブルＴ上に載置されている被
帯電体りと空隙を介して対向しており、電源Ｐから供給
された電荷は抵抗体Ｒに電気的に接続された感電接続体
Ｃを経てこの抵抗体Ｒの放電端部ｔからイオンとして上
記被帯電体りへと流れる。

導電接続体Ｃと抵抗体Ｒとの電気的な接続を行なうため
には、アルミニュウム、銅などの弾性を有する金属板あ
るいは成形体でこの導電接続体Ｃを構成し、この導電接
続体によって抵抗体Ｒを挟持するように構成することが
できる。

また、導電接続体Ｃと抵抗体Ｒとの電気的・機械的な接
続を同時に行なう場合には、導電接続体を導電性接着剤
などで抵抗体Ｒに接着したり、導電接続体と抵抗体とに
互いに係合する凹凸部をそれぞれ設けて係合させ、ある
いは抵抗体Ｒ上に導電性ペーストを印刷して焼成したり
、導電性溶液を塗布・乾燥したりすることによっても形
成することができる。別の方法としては導電接続体ある
いは抵抗体のいずれか一方で他方を挟持させてハトメや
ビスで固着してもよい。

この第１図における抵抗体Ｒの放電端部は板を切断した
端面のような矩形状に形成されているが、第４図（ａ）
に示すようにこの抵抗体Ｒの角を面取りしたり、同図（
ｂ）に示すように放電端部の片側面を削って鋭角状にし
てもよく、これらの場合にはこの放電端部ｔの周辺の電
界分布が不均一になり、比較的低電圧で放電が開始され
るようになる。

同図（Ｃ）はこの放電端部ｔの両側面を削って先端を尖
らせたもの、また、同図（ｄ）は放電端部ｔの断面を円
弧面にしたものであり、このように放電端部の形状は適
宜選択することができ、また第１図図示の例ではこの抵
抗体Ｒを被帯電体りに対して垂直に配設しているが、こ
れら放電部材は故意に傾けることもでき、その場合には
抵抗体の被帯電体に近い縁部が放電端部として機能する
ようになる。

この抵抗体Ｒと導電接続体Ｃとからなる放電部材は図示
したように非常に簡単な構成であり、また小型にするこ
とが可能であるから場所をとらないので、これら放電部
材を並列に複数個並べて使用することができ、この場合
には１本の放電部材当りの放電電流を減らすことができ
るので耐久性が増すばかりでなく放電の均一性も向上す
る。

しかしながら、電源からの電荷は上記のように抵抗体Ｒ
の内部を流れるばかりでなくこの抵抗体の表面を伝わっ
ても流れるが、この表面を伝わって流れる電流はこの抵
抗体の表面抵抗によって影響され、この表面抵抗は大気
中の水分を吸着したり汚れなどによって変動する。

第５図はこの表面抵抗の変動を防止するために第４図（
ｂ）に示したような抵抗体Ｒの両面を保護被覆１．、Ｌ
で覆ったものであり、この保護被覆ＩＩ、１２は抵抗体
Ｒの表面に溶融性プラスチック材料を塗布・乾燥させて
固化したり、あるいは絶縁性フィルムを絶縁性接着剤で
貼付することによって生成することができる。

第６図（ａｌ〜（ｉｌｌ）は上記第１図、第４図および
第５図における放電部材の抵抗体Ｒが導電接続体Ｃと電
気的に接続された一体の抵抗体によって構成されている
のに対し、導電接続体と放電端部として機能する抵抗体
との間に導電部材Ｍを設けた場合の実施例を示すもので
ある。

同図（ａ）は導電部材Ｍの被帯電体に対向する縁部に断
面矩形の抵抗体Ｒを設けた実施例であって、その厚みが
大きすぎると放電点が均一に形成されず放電むらを起こ
し易くなり、例えば５ｍｍ以上の厚みでは放電が不安定
となるので２ｍｍ以下であることが好ましい。

この問題を解決するためには先に述べたようにこの放電
部材を被帯電体に対して傾けることによって一方の縁部
を放電端部として機能させたり、あるいは同図（ｂ）に
示すようにこの断面矩形の抵抗体の角部を面取りするこ
とによって放電端部の実効的な厚みを小さくしたりする
ことができる。

同図（Ｃ）は半円柱形の抵抗体を設けた実施例であって
被帯電体に最も近接した部分が放電端部となるために放
電部材の長平方向での均一性が得易い利点があり、同図
（ｄｌは刃状の放電端部を形成するために片側面を削っ
て鋭角状にした実施例、同図（１１４１は２つの放電端
部を形成するために抵抗体の被帯電体に対向する端面に
７字形の溝を設けた実施例であってこの（ｄｌ、　（ｅ
）図図示の場合には尖鋭な部分が放電端部となるので放
電開始電圧を低くすることができる。

これらの抵抗体Ｒと導電部材Ｍとの接続は、抵抗体の抵
抗が高い場合には導電部材と抵抗体を別々に用意してこ
れらの間を導電性接着剤を用いて接着したり、あるいは
抵抗体と導電部材にそれぞれ設けた凹凸部分によって係
合させたり、あるいは導電部材か抵抗体の一方で他方を
挟持するようにして鳩目やビスで固定することができる
。

すなわち、第７図（ａ）〜（Ｃ）はこの導電部材Ｍと抵
抗体Ｒとをそれぞれ別個に形成した後に凹凸部分などを
嵌合させることによって一体化する場合の実施例を示す
もので、同図（ａ）は抵抗体Ｒに導電部材Ｍと緊密に係
合するような溝部を設けた実施例、同図（ｂ）は導電部
材Ｍにほぼ円柱状の保合部を一体に形成して抵抗体Ｒに
設けられたこの係合部と同一形状の溝部とを係合させた
実施例であり、同図（Ｃ１は上記（ｂ１図の実施例とは
逆に係合部と溝部とを抵抗体Ｒと導電部材Ｍにそれぞれ
設けた実施例を示すものであり、この（Ｃ１図の実施例
では放電端部が尖鋭な形状となるように角を設けである
。

第８図（ａ）〜（ｅ）は電源に接続される導電部材Ｍの
全周を取り巻くように抵抗体を設けた放電部材の実施例
を示すもので、同図＜ａ）は円柱状ないしは丸棒状の導
電部材Ｍと断面同心円状に中空円筒状の抵抗体Ｒを設け
たものであり、放電はこの抵抗体Ｒの被帯電体りに最も
近接した個所を放電端部として行なわれるが、この放電
は抵抗体の抵抗値、放電端部の曲率および電源電圧によ
って左右されるが、この抵抗体の抵抗値が低すぎると被
帯電体りとの間で局部的な放電破壊が起こり、逆に抵抗
値が高すぎると所要の放電電流が得難くなって電圧の上
昇を招くことになる。

このため、電子写真装置で用いる際には１０６〜ＩＱＩ
ＩΩ・Ｃｌ１１程度の抵抗値が用いやすく、また放電端
部の曲率が大きく半径が小さいほど放電開始電圧は低く
なるが、径が小さいほど放電部材自体の強度が低下して
たわみが大きくなるなどの問題が生じるので、２〜１０
ｍｍ程度の直径のものが好ましい。

第８図（ｂ）は導電部材Ｍを正４角柱状とするとともに
抵抗体の断面輪郭も正４角柱状として４つの稜線を設け
た実施例、また同図（Ｃ）は抵抗体の断面輪郭形状を正
６角柱状として６つの稜線を設けたものであって、これ
らの抵抗体の複数の稜線のいずれか１つを被帯電体に対
向させることによって放電端部として放電を行なわせる
。

同図＋ｄ）、　（ｅ）は導電部材Ｍを取り巻くように多
角柱状抵抗体Ｒを設けた放電部材の実施例を示すもので
、この多角柱状抵抗体Ｒの角部が放電端部として機能す
る。同図（ｄ）は放電端部が１本の線状となるように多
角柱状抵抗体Ｒの断面輪郭を５角形状としたものであっ
て、この図では下部にある５角形の頂点を被帯電体と対
向させることによってこの頂点により構成される直線部
分が放電端部ｔとなるものであり、同図（ｅ）では放電
端部が２本の線状となるように５角形を２つ横に並べて
接合した形状としたものでそれぞれの頂点ｔＩ＋”２に
よって構成される２本の直線が放電端部を構成するよう
になる。

この第８図（ｄｌ、　ｆｅ）図示のように放電部材の抵
抗体に複数の稜線を持たせておけば、放電端部として使
用中の稜線が経時的変化などによって劣化して放電が不
安定になった場合にはこの放電部材を回転させて未使用
の稜線を放電端部として使用すれば新規な放電部材を用
いるのと同様な結果が得られるので、放電部材の寿命が
大幅に延長されることになる。

第９図は上記の第８図について説明した実施例をさらに
変形した他の実施例を斜視図によって示したもので、同
図（ａ）は円柱状の導電部材Ｍを中心にして抵抗体Ｒを
三角柱状に形成したものであり、同図（ｂ）は中心とな
っている導電部材Ｍの断面形状を三角星状とするととも
にこの導電部材の突出部が抵抗体Ｒの稜に対応する位置
に配置したものであり、同図（Ｃ）、　（ｄｌは抵抗体
Ｒを六角柱状に形成したものであるが、この（ｄ）図で
は中心となっている導電部材Ｍを六角星状としてその突
出部が抵抗体Ｒの稜に対応する位置に配置した点で円柱
状の導電部材Ｍを用いている同図（Ｃ）の実施例と異な
っている。

これら第８図、第９図図示のような放電部材の構成にお
いては、抵抗体Ｒの表面抵抗が結露などによって低下し
た場合にも放電はその影響を受は難いが、特に第９図（
ｂ）、　（ｄ）のように断面星状の導電部材を用いると
この導電部材からの電流がその突出部から抵抗体Ｒの稜
部分に集中しやすくなるために、この抵抗体の表面の結
露や汚れによる影響を受は難くなるという効果がある。

第１０図は板状のプラスチック、ガラスあるいはセラミ
ックスなどからなる絶縁性の支持基体Ｓの表面上に抵抗
体層Ｒを設けた本発明による放電部材の実施例を示すも
ので、導電接続体Ｃからの電荷はこの抵抗体層Ｒを経て
その端縁部である放電端部ｔからイオンとして被帯電体
に向けて放出される。

このような放電部材の構成によれば、放電端部の均一性
が得易く、また支持基体Ｓと抵抗体Ｒが分離しているた
めに形状や材料の選択範囲が広がるばかりでなく、抵抗
体を構成する抵抗材料の使用量が減少するために安価に
なるという利点があり、また放電部材の取り扱いあるい
は保守の便宜などのために第１１図に示すようにこの支
持基体Ｓに把手りを設けることもできる。

第１２図は空気中の水分を吸着したり、汚れたりするこ
とによって第１Ｏ図に図示したような放電部材の抵抗体
層Ｒの外側表面の抵抗値が変化するのを防止するために
、第５図について図示説明したと同様に、溶融性プラス
チック材料を塗布・乾燥させて固化したり、あるいは絶
縁性フィルムを絶縁性接着剤で貼付することによって抵
抗体層Ｒの表面に構成した保護被覆■で覆ったものであ
るが、この実施例では導電接続体Ｃの端部と抵抗体層Ｒ
と境目などからの水分や汚れの侵入を防止するためにこ
の保護被覆■を導電接続体Ｃの表面をも覆うように設け
である。

第１３図は第７図（ａ）に示したような導電部材Ｍを導
電接続体Ｃと抵抗体Ｒ間に介在させた放電部材を複写機
などの装置本体に取付ける場合の例を示すもので、同図
（ａ）は板状の導電部材Ｍをネジによって装置本体に取
付けた例、同図（ｂ）は断面が逆“Ｔ”字形の導電部材
Ｍを用いて装置本体の横壁部に取付けた例、同図（Ｃ）
は装置本体の縦壁部に取付けるために導電部材Ｍの断面
形状を変更した例を示すものである。

第１４図（ａｌ〜（Ｃ）は第１０図に図示したような板
状の絶縁性の支持基体Ｓの表面上に抵抗体層Ｒを設けた
放電部材を複写機などの装置本体へ取付ける例を示すも
のであり、同図（ａ）は放電部材を挟持するとともに導
電接続体として機能する支持部材Ｂをネジによって装置
本体に取付けたものであり、同図（ｂ）は装置本体に係
合・碇着されて放電部材を挟持するとともに導電接続体
としても機能する支持部材Ｂによって本体装置に取り付
けた例、また同図（Ｃ）は抑え金具を支持部材Ｂとして
装置本体にネジ止めすることによってこの放電部材を押
圧保持するようにした例を示すものである。

この第１３図、第１４図に図示したような取付けを行な
う際には、導電部材Ｍに高電圧が印加されるため、装置
本体の絶縁性の部分に取付けるかあるいは絶縁性基台を
介して装置本体に取付ける必要があることはいうまでも
ない。

ところで、放電端部と被帯電体との空隙である放電間隔
は被帯電体が板状やベルト状として構成されている場合
にはこの被帯電体が移動したり外部からの振動を受けた
ときなど、また、被帯電体が回転体として構成されてい
る場合には軸位置の偏りなどによって変動することがあ
る。このように空隙の間隔が変化するとこの空隙の電界
強度が変動し、被帯電体の帯電電位も変動することにな
る。

従来はこの空隙間隔の変動の影響を避けるために、電源
で放電電流を検知して電流に変動が生じたときには供給
電圧を変化させることによって放電電流を一定に保つよ
うにして荷電量の変化を防止する定電流化が行われてい
た。

本発明による抵抗体を用いた放電部材を使用する場合に
は、発生するオゾン量を最小限に抑えるために空隙を数
１０μｍ〜数ｍｍという従来に比して非常に狭い放電間
隔とすることができるために上記の空隙変動の割合が高
く、上記のような放電電流の定電流化のみに軌るとすれ
ば電源からの供給電圧の変化範囲を著しく広くする必要
があり電源装置が複雑・高価なものとなる。

そこでこのような問題を解決するために第１５図には放
電端部と被帯電体との放電間隔を一定に保つための構成
を付加した一つの実施例が示してあり、同図（ａ）は斜
視図、同図（ｂ）は要部の側面図である。

抵抗体１は前述した放電部材の抵抗体Ｒのいずれかに相
当する全体として板状の抵抗体であり、固定軸２に回転
可能に支持されているプラスチック、セラミックスなど
の絶縁部材からなる一対の回転腕３＋、３ｇに保持され
ており、その回転軸２に近い上縁には電源に接続されて
いる導電接続体４が上記抵抗体１に導電的に接続される
とともにその下縁は回転ドラム６として示した被帯電体
に対向して放電端部ｔを構成している。

同図山）によって明かなように、上記回転腕３１＋３２
はバネ７によってその先端部が矢印方向に回転する上記
回転ドラム６の表面に圧接するように構成されており、
これによって抵抗体１の放電端部ｔと回転ドラム６の表
面との間隔、すなわち放電間隔は一定に維持される。

第１６図は放電間隔を一定に維持するようにした他の実
施例を示すもので、この図の右側には左側の図に鎖線で
示した部分での断面図が示しである。

この実施例は第８図（ａ）に示したような導電金属製の
導電部材Ｍとこれを包囲する抵抗体Ｒからなる放電部材
を使用したものであり、この導電部材Ｍの両端の中心軸
上には装置本体に取付けられた腕Ａの突部が係合する凹
部が設けられており、この腕Ａによってこの導電部材Ｍ
およびこれを包囲する抵抗体Ｒが回転可能に保持される
。

この抵抗体Ｒの両端部にはプラスチックなどの絶縁材料
からなる鍔Ｇが嵌着されており、接地された導電性テー
ブルＴ上に載置されている被帯電体りの表面との間にこ
の鍔Ｇの厚みに相当する放電間隙が設定されるとともに
放電部材の回転軸の偏りなどがあっても抵抗体Ｒと被帯
電体り間の放電間隙を一定に維持することができる。

第１７図（ａ）は支持基体Ｓ上に数１０μｍ〜数ｍｍ程
度の厚みを有する抵抗体Ｒ６およびＲ２とを放電素子と
して放電間隙となる間隙ｇをおいて配置した実施例を示
すもので、抵抗体Ｒ，は導電接続のための導電部材Ｍ＋
を介して放電電源Ｐの一方の端子に、また抵抗体Ｒ２は
同様に導電部材Ｍ２を介してこの放電電源Ｐの他方の端
子に接続されており、上記放電間隙ｇにおける放電によ
って発生したイオンは対向した位置にある被帯電体りを
帯電させる。

なお、この放電電源Ｐはこれまでに説明した電源Ｐに相
当するものであるが、以下に説明するバイアス電源ｐｂ
との区別を明瞭にするために放電電源としたものである
。

また、放電素子である抵抗体Ｒ，およびＲ２の抵抗値は
同一である必要はない。

このように放電部材の放電端部と被帯電体間以外に放電
間隙ｇを設けるようにすれば、この放電間隙ｇを小さく
することによって放電開始電圧を低下させることができ
、低電圧駆動が可能になるので放電電源を簡易化できる
ばかりでなく放電部材と被帯電体間の間隔を数ｍｍ程度
に大きくすることができる。

バイアス電源Ｐｂは主としてコロナ放電によって発生し
たイオンを有効に被帯電体りに向けて放出させることに
よって放電効率を高めるものであって、このバイアス電
源ｐｂの電圧が被帯電体りを載置する導電性テーブルＴ
と上記一方の抵抗体Ｒｚ間に印加されているためにこの
電源ｐｂの極性に応じたイオンが被帯電体りに向けて移
動してこの被帯電体りを効率よ（帯電させるものである
が、このバイアス電源ｐｂはなくても差し支えなく、そ
のときには放電電源Ｐと導電部材Ｍ２の接続点は直接接
地される。

この放電電源Ｐおよびバイアス電源Ｐｂの供給電圧は直
流あるいは交流、さらには直流分が重畳された交流のい
ずれでもよく、抵抗体Ｒ，，Ｒ。

および被帯電体りの３者間で放電が起こるが、これらの
放電電流の配分はそれぞれの間隙の距離、印加電圧の極
性や電圧値、さらには抵抗体Ｒの抵抗値などによって定
まる。

なお、放電電源Ｐおよびバイアス電源Ｐｂに直流電圧を
印加することによって放電部材と被帯電体間の間隔を大
きくすることができ、さらにバイアス電源に交流電圧を
重畳すると直流電圧の細かな制御が可能となるのでこの
放電部材と被帯電体間の間隔に対する余裕度も向上する
。

しかしながら、放電間隙ｇに沿って支持基体Ｓの表面が
あるとこの表面に沿って電荷のリークが起こり、放電が
不安定になることがあるので、第１７図山）の実施例に
示すようにこの間隙ｇに相当する支持基体Ｓの表面を切
込みなどによって凹部としておくことが好ましい。

第１８図は支持基体Ｓ上に数１０μｍ〜数ｍｍ程度の厚
みを有する抵抗体Ｒと上記第１７図図示の実施例におけ
る一方の抵抗体に代わる放電素子としての導電体Ｖとを
放電間隙となる間隙ｇをおいて配置した実施例を示すも
ので、抵抗体Ｒは導電接続のための導電部材Ｍを介して
放電電源Ｐの一方の端子に、また導電体■はこの放電電
源Ｐの他方の端子に接続されている。この実施例の動作
は上述の第１７図図示の実施例と実質的に同一である。

第１９図（ａｌ、　（ｂ）は支持基体Ｓの１表面上に端
部が導電部材Ｍ、、Ｍ、を介して放電電源Ｐの一方の端
子に接続されている抵抗体Ｒ，，Ｒｚの中間にこの放電
電源Ｐの他方の端子に接続された導電体■を間隙ｇ＋、
ｇｔを隔てて配置した放電部材の実施例を示すものであ
り、この実施例では抵抗体Ｒ，，Ｒ，および導電体Ｖと
が放電素子となる。

なお、この（ｂ）図図示の実施例は上記導電体Ｖが抵抗
体Ｒｒによって被覆されている点で（８１図の実施例と
相違している。

この抵抗体Ｒ，，Ｒ２と導電体■との間には上記放電電
源Ｐによる放電電圧が印加されており、これによって抵
抗体Ｒ，，Ｒ，の導電体Ｖに対向する端部である抵抗体
の放電端部とこの導電体Ｖのこれら抵抗体に対向する放
電端部の間の間隙ｇ１、ｇ２にコロナ放電が起こる。

一方、バイアス電源ｐｂの電圧が被帯電体りを載置する
導電性テーブルＴと上記導電体Ｖ間に印加されているた
めにこの電源ｐｂの極性に応じたイオンが被帯電体りに
向けて移動し、この被帯電体りを帯電させる。

この放電電源Ｐおよびバイアス電源ｐｂについては先に
第１７図について説明したと同様であり、バイアス電源
ｐｂを用いない場合には導電体Ｖとこの導電体に接続さ
れた放電電源Ｐの一方の端子は直接接地される。

第２０図はほぼ三角柱形状の支持基体Ｓの１面に抵抗体
Ｒを、他の２面に連続した導電体Ｖを設けてこの抵抗体
Ｒと導電体Ｖとを放電素子として用いた放電部材の実施
例を示すものであり、この抵抗体Ｒに放電電圧を印加す
るための導電部材Ｍが支持基体Ｓの表面に埋め込まれて
いる。

上記導電体■と抵抗体Ｒとが隣接する三角柱の稜に相当
する部分では、この導電体Ｖと抵抗体Ｒとの間に放電間
隙ｇ＋＋ｇｔが形成されており、放電電源Ｐからの放電
電圧が導電体Ｖと抵抗体Ｒとの間に印加されるとこの放
電間隙ｇ＋＋ｇｚ間でのコロナ放電によって発生したイ
オンが被帯電体りに向けて放出されてこの被帯電体りを
帯電させる。

このとき、被帯電体りに近接している放電間隙ｇ、から
のイオンが被帯電体の帯電に有効に利用される。したが
って、この放電部材を十印で示したその中心を回転軸と
して回転させたときに放電間隙ｇ！が図の放電間隙ｇ＋
の位置にくることができるようにしておけば、放電間隙
ｇ＋が経時変化などによって劣化した場合に放電間隙ｇ
ｔを代わりに使用することによってこの放電部材の寿命
を延ばすことができる。

なお、このような放電間隙の入れ替えを行わない場合に
は第２１図に示すように三角柱形状の支持基体Ｓの１面
に抵抗体Ｒを、他の１面にこの抵抗体Ｒの端部と隣接す
るような位置に導電体Ｖを設けることによって間隙ｇを
形成させ、これによって放電部材を構成することができ
る。

第２２図（ａ）、　（ｂ）および（Ｃ）はいずれもほぼ
五角柱形状の支持基体Ｓを用いて上記第２１図に示した
ごとき１つの放電間隙を形成した放電部材の実施例を示
すもので、いずれもこの支持基体Ｓの断面の正対する辺
をなす面には導電部材Ｍ１．Ｍｚが設けられており、こ
の端部から五角形の頂点に延びる辺をなす２つの面には
同図（ａ）、　（ｂ）の実施例では共に抵抗体が、また
同図（Ｃ）の実施例ではその一方に抵抗体、他方に導電
体■が放電素子としてそれぞれ設けられている。

そしてこの図（ｂ）の実施例では第１７図（ｂ）につい
て説明したように抵抗体Ｒ，，Ｒ，間の放電間隙ｇにお
ける支持基体Ｓの表面に沿っての電荷のリークを防ぐた
めに深い切込みを入れである。

第２３図は第２０図図示の実施例におけるほぼ三角柱形
状の支持基体Ｓをほぼ四角柱形状に変更するとともにそ
れぞれ対向する２面に抵抗体Ｒ１＋Ｒ２および導電体Ｖ
、、Ｖ、を設けたものであり、その動作は第２０図図示
の実施例におけると同様であるが、４つの放電間隙ｇ、
〜ｇ４が形成されているのでこれら放電間隙の１つを被
帯電体りに対向させて使用するとともに支持基体Ｓの中
心を回転軸として回転させて被帯電体に対向する放電間
隙を取り替えることによって放電部材の寿命をほぼ４倍
にすることができる。

第２４図および第２５図は、第２０図および第２３図図
示の実施例においては被帯電体りから離れた位置にある
放電間隙ｇｚ、ｇｓ−ｇａにおいて発生するイオンが有
効に利用されないために、被帯電体りに近接した放電間
隙ｇｌにのみ放電を行わせるようにして電力消費を節約
するようにした放電部材とその使用方法とを示すもので
ある。

これらの実施例は、被帯電体りに近接する放電間隙ｇ＋
を挟む位置にある抵抗体および導電体のみに放電電源Ｐ
からの電圧が印加されるようにしたものであり、第２４
図図示の例は、はぼ三角柱形状の支持基体Ｓの１面に抵
抗体Ｒを他の２面に連続した導電体Ｖを設けた第２０図
の放電部材の実施例について、この導電体■を各面ごと
の導電体Ｖ、、Ｖ、に分離し、スイッチＳＷによって被
帯電体りに近接する導電体■１のみが放電電源Ｐに接続
されて放電間隙ｇ１のみでコロナ放電が行われるように
しである。

また、第２５図図示の例では、放電電源Ｐから抵抗体Ｒ
ｒ、Ｒｔへの接続および導電体Ｖ、、Ｖ２への接続をス
イッチｓｗ、、ｓｗ２で選択的に切換えて被帯電体りに
最も近い放電間隙ｇｌのみで放電が行われるようにして
いる。

第２６図ないし第２９図は複数の放電端部を併列して設
けた実施例の断面図であり、このような構成を採ること
によって１つの放電端部からの帯電によってはむらが生
じる場合であっても被帯電体に均一な帯電を行うことが
できる。

この第２６図の実施例は、図では３つとして示した複数
の板状抵抗体Ｒ，，Ｒ，，Ｒ，を保持部材を兼ねる導電
部材Ｍによって一体化したものであり、これら板状抵抗
体Ｒ＋　、Ｒｚ　、Ｒ：ｌはいずれも先に第４図Ｔｄ）
の実施例に示したように放電端部となるその先端部が半
円筒状に形成されているが、第１図あるいは第４図ない
し第６図に示したような端部構造あるいは端部形状を有
する放電部材のいずれを用いてもよいことは明らかであ
ろう。

第２７図は第６図に示したような導電接続体Ｃと導電部
材Ｍと抵抗体Ｒとからなる放電部材の上記導電接続体お
よび導電部材とを一体化した導電部材Ｍによって複数の
抵抗体を共通保持し得るような形状に形成するとともに
抵抗体Ｒ１ｌ　Ｒ１ＩＦ５をそれぞれ取付けたものであ
る。

第２８図（ａ）は第８図（ａ）に示したような丸棒状の
導電部材Ｍと同心円状に抵抗体Ｒを設けた放電部材を複
数併列に配置した実施例の断面図を示すものであり、同
図（ｂ）に示すように全体として３条の畝をもつ導電部
材Ｍを絶縁部材Ｎに埋込み、露出したこの畝に相当する
部分に抵抗体Ｒを設けるようにしてもよく、これらの実
施例では導電部材の表面が露出していないために環境の
変化に対して安定である。

第２９図は第１０図に示した絶縁材料からなる支持基体
Ｓ上に抵抗体Ｒを設けた複数の放電部材を導電部材Ｍに
よって併列保持したものであり、第３０図（ａ）は１枚
の支持基体Ｓの両面に抵抗体を設けたもの、同図（ｂ）
、　（Ｃ）および（ｄｌは２枚の支持基体Ｓ、、Ｓ！に
よって３つの抵抗体Ｒ，，Ｒ，。

Ｒ１を設けたものである。

ところで、複写機やプリンタなどの機器で使用される用
紙としては異なる大きさのものがあり、これら機器とし
ては使用される最大の幅の用紙に荷電し得るようにして
おく必要があるが、小さな幅の用紙を使用する際にはこ
の用紙の幅だけに荷電できればよい。

第３１図は第２３図に示した放電部材の斜視図であって
、同図（ａ）は絶縁性の支持基体Ｓの全長にわたって抵
抗体Ｒおよび導電体Ｖを設けたものであり、これら抵抗
体Ｒおよび導電体Ｖの全長に相当する幅の荷電を行うこ
とができるが、用紙の幅が小さければ端部からは無駄な
イオンが発生するために荷電にむらが生じたりするばか
りでなく電力の損失もある。

したがって、同図中）の実施例に示すように用紙の幅に
合わせて抵抗体Ｒおよび導電体Ｖを設ければこのような
欠点を除去することができる。

しかしながら、この第３１図（ａ）および（ｂ）に示す
ような放電部材を用紙の幅に合わせて交換することは実
際上困難であるから、第３２図ないし第３５図に示すよ
うな手段を用いれば実効的に放電端部の幅を変えるよう
にすることができる。

第３２図は第２０図に示した実施例における放電間隙ｇ
＋、ｇｚの長さを変えた実施例であり、第２０図につい
て説明したように、この放電間隙はいずれか一方のみが
有効であるから、長さの長い間隙ｇ、を用いれば大きな
荷電幅が、またこの放電部材を回転させて長さが短い間
隙ｇ２を用いれば小さな荷電幅が得られる。

第３３図（ａ）および（ｂ）は第９図（ａ）に示した断
面三角形状の抵抗体Ｒを用いた放電部材の各校の長さを
変えた実施例の斜視図および側面図であって、導電部材
Ｍを軸として回転させることによって放電端部となる稜
を変えることによってこの稜の長さに相当する３通りの
幅で荷電を行うことができる。また、同図（Ｃ）および
（ｄ）は第９図（Ｃ）に示した断面六角形状の抵抗体Ｒ
を用いた放電部材の各校の長さを変えた実施例の斜視図
および側面図であって、上記（ａ）、　（ｂ）図の場合
と同様に６０度ずつ回転させることによって６通りの幅
で荷電することができる。

第３４図は第２６図に示した実施例における併列した３
つの抵抗体Ｒの長さをそれぞれ異ならせておき、これら
の抵抗体にスイッチＳＷを介して選択的に電圧を印加す
ることによって有効な荷電幅を切替えるようにした実施
例を示すもので、同図（ａ）は下面図、同図（ｂ）は側
面図であり、同図ｆｃ）は山）図とは異なる方向からの
側面図であって電源Ｐとこれら抵抗体Ｒへの電圧供給を
切替えるスイッチＳＷを併せて示しである。

第３５図は第３０図（Ｃ）の実施例に示した放電部材を
変形して併列した３つの抵抗体Ｒの長さをそれぞれ異な
らせておき、これらの抵抗体にスイッチＳＷを介して選
択的に電圧を印加することによって有効な荷電幅を切替
えるようにした実施例を示すもので、同図（８）は下面
図、同図（ｂ）は側面図であって電源Ｐとこれら抵抗体
Ｒへの電圧供給を切替えるスイッチＳＷを併せて示しで
ある。

〔発明の効果〕

本発明は抵抗体表面を放電端部として用いるものである
ため、この抵抗体が縦横の抵抗マトリックスを形成する
ので導電性の放電電極を用いたときのような局部的な放
電破壊を起こすことがなく、仮に放電端部と被帯電体間
の空隙が導電体によって部分的に埋まったり直接接触し
たような場合でもその他の部分での放電が停止するよう
なことがないという効果が達成されるばかりでなく、エ
ネルギーの利用効率が高く、オゾンの発生量を最小限に
抑えて被帯電体が機械的、物理的、化学的な損傷を生じ
ないようにした放電部材が得られる。

被帯電体に対向する表面を放電端部とした上記の抵抗体
表面の一部を絶縁皮膜で覆うことによって水分の吸着や
汚れによる影響を防止することができる。

さらに、抵抗体の放電端部と被帯電体との間隔を維持す
るための間隔部材を放電部材と一体的に設けたたり、導
電部材とその表面を被覆する抵抗体が断面同心円状をな
すとともにその外側に絶縁体からなる環状の間隔部材を
嵌着してこの間隔部材の外表面が被帯電体に接触するよ
うに上記導電部材を軸として回転自在に保持するように
して、放電端部と被帯電体との間隔を一定に保つように
した荷電装置を得ることができる。

また、支持基体上に設けられた少なくとも一方が抵抗体
からなる放電素子を用いてその間隙を放電間隙として荷
電装置を構成することができ、この支持基体を多角柱形
状とするとともに回転可能に保持することによって複数
の放電間隙を選択的に使用することができ、放電部材の
寿命を実質的に延ばしたり、用紙の幅に合わせて荷電を
行うことができる。

また、本発明による放電部材は小型に構成できることか
ら複数の放電部材を併列に配置することができるので、
荷電を均一にすることが可能になり、あるいは放電部材
などの実効的な長さを変えることによって異なる大きさ
の用紙にそれぞれ最適な荷電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す図、第２図は本発明による荷電装置の電気的等価回路を示す
図、第３図は本発明による荷電装置の特性を示すグラフ、第４図ないし第３５図はそれぞれ本発明の異なる実施例
を示す図、第３６図は従来の荷電装置の例を示す図である。実施例第１図土５２つく〉ンでし本発明のｒＲ電装宜の等価回路第２図 μＡ／Ｉ：Ｉｌ空滓抵抗！、８Ｘｌｏ”Ω・ｃｍのときの印加電圧と放電電流との間係（ａ） μＡ／ｃｍ印加電圧空隙１００μｍのときの印加電圧と放４４４４流の関係（ｂ）第図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）実施例第図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）実施例第図実施例第図（ａ）（ｂ）（Ｃ）（ｄ）（ｅ）実施例第図第図（ａ）（ｂ）（Ｃ）実施例第図実施例第図第 ○ 図第図実施例第図冥施剰（ｂ）第図第図第図（ａ）（ｂ）第図第図第図第図第図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）第区 ■ へイ第図第図（Ｃ）（ｄ）第図（ｂ）第図％勿

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被帯電体に空隙をおいて対向する抵抗体の表面を
放電端部としたことを特徴とする放電部材。
（２）一端が電源に接続された抵抗体の他端を放電端部
として被帯電体に対向するようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲１記載の放電部材。
（３）導電部材の一端にその表面が放電端部となる抵抗
体を設けたことを特徴とする特許請求の範囲１記載の放
電部材。
（４）電源に接続される導電部材とその表面を包囲する
抵抗体とからなることを特徴とする特許請求の範囲１記
載の放電部材。
（５）導電部材とその表面を包囲する抵抗体が断面同心
円状をなすことを特徴とする特許請求の範囲４記載の放
電部材。
（６）導電部材を包囲する抵抗体の断面輪郭が多角形柱
状であることを特徴とする特許請求の範囲４記載の放電
部材。
（７）抵抗体の断面輪郭の多角形柱状の稜の１つが被帯
電体に対向配置されることを特徴とする特許請求の範囲
６記載の放電部材。
（８）棒状の導電部材の断面が星形状であり、その突出
部がこの導電部材を包囲するほぼ多角形状の抵抗体の稜
の方向に設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲６記載の放電部材。
（９）棒状の導電部材を包囲するほぼ多角形状の抵抗体
であって、この多角形状の稜の少なくとも１つの長さが
他の稜の長さと異なるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲６記載の放電部材。
（１０）板状の絶縁部材の一方の表面に形成された抵抗
体層の一端を電源に接続するとともに他端を被帯電体に
対向配置したことを特徴とする特許請求の範囲１記載の
放電部材。
（１１）被帯電体に対向する表面を放電端部とした抵抗
体表面の一部を絶縁皮膜で覆うようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲１記載の放電部材。
（１２）被帯電体に対向する抵抗体の放電端部がナイフ
エッジ状に形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲１記載の放電部材。
（１３）被帯電体に対向する抵抗体の放電端部が断面円
弧状に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
１記載の放電部材。
（１４）放電端部が抵抗体からなる放電部材を導電的に
挟持する導電部材を電源に接続するようにしたことを特
徴とする荷電装置。
（１５）板状絶縁部材上の抵抗体層を板状絶縁部材とと
もに挟持する導電部材を電源に接続するようにしたこと
を特徴とする荷電装置。
（１６）板状支持基体のほぼ同一平面上に少なくとも一
方が抵抗体である一対の放電素子を放電間隙を置いて対
向させたことを特徴とする荷電装置。
（１７）ほぼ多角形状の支持基体の隣接する面に設けら
れた少なくとも一方が抵抗体である放電素子間で放電さ
せるようにしたことを特徴とする荷電装置。
（１８）ほぼ多角形状の支持基体の面に設けられた放電
素子によって複数の放電間隙が形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲１７記載の荷電装置。
（１９）表面に放電素子が設けられたほぼ多角形状の支
持基体が回転可能に支持されており、支持基体を回転さ
せることによって異なる放電間隙が荷電のために使用さ
れることを特徴とする特許請求の範囲１８記載の荷電装
置。
（２０）放電に用いられる放電素子のみに選択的に放電
電圧を印加するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲１７ないし１９記載の荷電装置。
（２１）抵抗体の放電端部と被帯電体との間隔を維持す
るための間隔部材を放電部材と一体的に設けたことを特
徴とする荷電装置。
（２２）導電部材とその表面を被覆する抵抗体が断面同
心円状をなすとともにその外側に絶縁体からなる環状の
間隔部材を嵌着し、この間隔部材の外表面が被帯電体に
接触するように上記導電部材を軸として回転自在に保持
するようにしたことを特徴とする荷電装置。
（２３）その表面を放電端部とする抵抗体が複数併列に
配置されていることを特徴とする荷電装置。
（２４）複数併列に配置された抵抗体がそれぞれ異なる
長さを有するとともに選択的に放電電圧が印加されるよ
うにしたことを特徴とする荷電装置。