JPH0234663B2 - Setsushokugatadenkaikaatensochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粒子を浮上させたりあるいは搬送し
たりすることのできる接触型電界カーテン装置に
関する。

例えば電子複写機では、感光体ドラムを繰り返
し使用するために、これの表面に残留するトナー
粒子をブラシ等で除去している。この除去された
トナー粒子をトナー粒子通路の壁面に付着せしめ
ることなく所定方向に搬送するために、接触型電
界カーテン装置が有望視されている。

第１図および第２図はそれぞれ接触型電界カー
テン装置の原理図を表わしたものである（特許第
981125号（特公昭54―12667号）参照）。

第１図に示す装置では、シート状の誘電体１１
の内部に円筒電極群１２が互いに平行に埋設さ
れ、一つおきに接続されている。電源１３で単相
交番電圧を印加すると、点線で示すような電気力
線を有する交番不平等電界の列が誘電体１１の内
部と外部空間に形成される。この状態で誘電体１
１の表面に粒子が接触すると、接触帯電によつて
電荷を帯びる。すると交番不平等電界の作用によ
り、粒子は強力な反発力を受けて誘電体１１の上
方に浮上する。このような装置は単相接触型電界
カーテン装置と呼ばれる。

第３図に示す装置では、円筒電極群１２は二つ
おきに接続されている。電源１３で三相交流電圧
を印加すると、誘電体１１の外部空間に矢印で示
す相順方向に進行する進行波不平等交番電界が形
成される。この状態で誘電体１１の表面に粒子が
接触すると、浮上した状態で矢印方向に搬送され
る。このような装置は三相接触型電界カーテン装
置と呼ばれる。

ところで三相接触型電界カーテン装置による粒
子搬送能力は、誘電体表面近傍の不平等交番電界
の強度が強いほど、また電極近傍の誘電体表面か
らの両極性コロナ放電量が大きいほど、促進され
る。ところが従来の装置では、電極群１２を誘電
体１１内に埋設しているので、両極性コロナ放電
を発生させるには、各電極群１２に極めて高い交
番電圧を印加しなければならない。この結果誘電
体１１に絶縁性劣下が短時間で生じ、装置の寿命
が短くなり、また消費電力が大きく、運転費が嵩
むという問題があつた。

そこで第３図および第４図に示す三相接触型電
界カーテン装置が開発された。この装置の誘電体
２１は、基板２２の上面に内部誘電体２３が積層
され、その上面に表面誘電体２４が積層された構
造となつている。表面誘電体２４の表面にはＵ相
電極群２５が互に平行に設けられている。基板２
２の上面にはＶ相電極群２６およびＷ相電極群２
７が交互にかつ互いに平行に設けられている。Ｕ
相電極群２５とＶ相電極群２６、Ｖ相電極群２６
とＷ相電極群２７、およびＷ相電極群２７とＵ相
電極群２５の各極間距離はすべて等しくなつてい
る。各電極群２５〜２７は端子２８〜３０にそれ
ぞれ接続されている。

この装置では、Ｕ相電極群２５が露出している
ので、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電極群が全て誘電体層内に
埋設された構造の電界カーテン装置に比べてかな
り極力な交流コロナ放電が発生する。この結果従
来装置で約4.25KVの電圧を印加したときに得ら
れる粒子搬送力を、この装置では約3.5KVで得る
ことができる。すなわちこの装置では従来装置よ
り約750V低い印加電圧で同程度の粒子搬送力を
得ることができる。従つて装置の寿命を大幅に延
ばすことができ、また消費電力も小さく、運転費
を軽減することができる。さらにこの装置では、
誘電体表面近傍に多量の両極性イオンが発生する
ので、誘電体上の粒子は強力に除、帯電される。
このため粒子に対する不平等交番電界による反発
搬送作用が著しく向上し、粒子搬送能力が大幅に
向上する。

ところがこの装置では、第５図に示すように、
誘電体表面近傍に多量に発生する両極性イオン
が、隣接して埋設されたＶ相電極群２６またはＷ
相電極群２７の直上の表面誘電体２４に集中的に
衝突する。このためこの部分が徐々に破壊され、
ついには埋設された電極群２６，２７に達する穴
が形成される。このような現象が生じると、Ｕ相
電極群２５とＶ相電極群２６の間あるいはＵ相電
極群２５とＷ相電極群２７の間で火花放電が発生
し、装置が破壊されるに至る。

そこで第６図〜第８図に示す三相接触型電界カ
ーテン装置が開発された。この装置では、表面誘
電体２４の表面におけるＶ相電極群２６およびＷ
相電極群２７の真上にそれぞれ相当する位置に、
浮遊電極群３１，３２が露出して設けてある。従
つてＵ相電極群２５から発生する両極性イオン
は、主にこれと隣接する浮遊電極群３１，３２に
衝突する。この結果誘電体層表面からの破壊は起
きにくくなる。浮遊電極群３１，３２とＶ相電極
群２６、Ｗ相電極群２７の間には、第９図に点線
で示すように電気力線が発生する。この発生した
電気力線の集中度合は、浮遊電極群３１，３２が
無い場合に比して緩慢である。このためこの部分
の表面誘電体２４の劣下速度が非常に遅くなり、
装置の寿命が従来装置の約1000時間から5000時間
以上と大幅に延びる。またこの装置では、粒子搬
送能力が約30％向上することも確認されている。

ところがこの開発された装置では、浮遊電極３
１，３２の長さが長いので、表面誘電体２４の表
面に設けられた露出電極２５，３１，３２相互間
の静電容量が大きくなる。このため露出電極２
５，３１，３２相互間で強力な火花放電が発生す
るおそれがある。粒子が可燃性である場合には、
強力な火花放電が発生すると、これに着火する危
険性がある。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたも
ので、露出電極間で発生する火花放電を小さく
し、粒子が着火することがなく、安全性の高い接
触型電界カーテン装置を提供することを目的とす
る。

本発明では、浮遊電極を長さ方向に複数に分割
し、露出電極間の静電容量を小さくする。これに
より露出電極間で発生する火花放電のエネルギを
小さくし、前記した目的を達成する。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第６図〜第８図と同一部分には同一の符号を付
した第１０図は、本発明の一実施例における三相
接触型電界カーテン装置の要部の一部断面斜視図
を表わしたものである。この装置で、浮遊電極４
１，４２は長さ方向に複数に分割されている。こ
の装置の各部の好ましい材質および寸法は次の通
りである。表面誘電体２４はポリイミドで作ら
れ、その厚さは75μmである。表面誘電体２４の
表面に銅でエツチングされたＵ相電極２５および
浮遊電極４１，４２の幅は0.3mm、厚さは35μmで
ある。基板２２はポリエステルで作られ、その厚
さは100μmである。基板２２の上面に銅でエツチ
ングされたＶ相電極２６およびＷ相電極２７の幅
は0.3mm、厚さは35μmである。内部誘電層２３は
シリコンゴムで作られ、その厚さは100μmであ
る。この内部誘電層２３の上下面に表面誘電層２
４および基板２２がそれぞれ接合され、これによ
り誘電体２１が形成されている。Ｕ相電極２５、
Ｖ相電極２６（浮遊電極４１）およびＷ相電極２
７（浮遊電極４２）相互間の距離Ａは３mmであ
る。浮遊電極４１，４２の長さＢは10mm、その間
の間隔Ｃは１mmである。間隔Ｃは、広すぎるとこ
こに破壊による穴が形成され易く、狭すぎるとこ
の間で火花放電が発生するので、このような点を
考慮して決定する必要がある。

この装置では、浮遊電極４１，４２を分割して
短くしているので、露出電極２５，４１，４２相
互間の静電容量が小さい。浮遊電極４１，４２の
分割数をＮとすると、各分割浮遊電極を対象とす
る静電容量で分割しない場合に比べて約１／Ｎに
減少する。このため露出電極２５，４１，４２相
互間で火花放電が発生してもその１回のエネルギ
はかなり小さい。従つて粒子が着火することはな
く、安全である。

この装置の３つの端子（第６図および第７図に
おいて符号２８〜３０で示す端子と同じもの）
を、一相をアースに落した高圧三相電源の出力端
子にそれぞれ接続する。またＵ相電極２５の各端
子をアースに接続する。高圧三相電源の線間電圧
が２〜5KVであると、粒子は十分に搬送される。
このとき露出電極２５，４１，４２相互間で火花
放電が発生してもその１回のエネルギは0.005ジ
ユール以下となる。粒子が例えば電子複写機のト
ナー粒子である場合には、１回の火花放電のエネ
ルギが0.1ジユール以下であると着火のおそれが
ない。従つてこの場合にトナー粒子が着火する危
険は皆無である。

なお上記実施例では三相接触型電界カーテン装
置について説明したが、これに限られることな
く、単相あるいは四相以上のものにも適用し得る
ことはもちろんである。

また上記実施例では誘電体２１をポリイミド等
の可撓性を有する物質で作つているが、これに限
られることなく、ガラスやフアインセラミツク等
の無機質のもので作つてもよい。

以上説明したように本発明によれば、露出電極
間で発生する１回の火花放電のエネルギを小さく
することができるので、粒子が可燃性であつても
着火することがなく、安全である。また浮遊電極
を長さ方向に複数に分割するだけでよいので、構
成が簡単であり、低コストで作ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は接触型電界カーテンの原
理図、第３図は先に開発された接触型電界カーテ
ンの一例を示す平面図、第４図は第３図の―
線に沿う断面図、第５図はその欠点を説明するた
めに示す図、第６図は先に開発された接触型電界
カーテンの他の例を示す平面図、第７図はその埋
設電極群を示す平面図、第８図は第６図の―
線に沿う断面図、第９図はその利点を説明するた
めに示す図、第１０図は本発明の一実施例におけ
る接触型電界カーテンを示す要部の一部断面斜視
図である。 ２１……誘電体、２２……基板、２３……内部
誘電層、２４……表面誘電層、２５〜２７……電
極（群）、４１，４２……浮遊電極（群）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シート状の誘電体と、この誘電体の表面に平
   行かつほぼ等間隔に配置された同一相の電極群
   と、前記誘電体の内部に埋設され、前記電極群と
   平行しかつ所定の関係を保つ位置にそれぞれ配置
   された他の１または複数の相の電極群と、前記誘
   電体の表面上で前記他の相の電極群とそれぞれ対
   向する位置に配置され、かつこれらの電極群を構
   成する各電極の長さ方向に複数の分割され互いに
   絶縁された浮遊電極群と、この浮遊電極群以外の
   電極群に位相に合つた電圧を印加する電源とを具
   備することを特徴とする接触型電界カーテン装
   置。