JPS60201366A - 除・帯電方法 - 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】 炎血公Ｉ 本発明は静電記録、電子写真装置等において帯電・除電
を行う放電装置に関する。

従来より、静電記録、電子写真装置においては、線径０
．１ｍｍ程度のワイヤーに高電圧を印加することにより
コロナ放電を行うコロナ放電装置が広く用いられている
。しかしながら、このようなコロナ放電装置では、ワイ
ヤーが細いため破損し易く、さらにはワイヤーの汚れに
より放電ムラが生じるため被帯電体への帯電が不均一と
なるという欠点があった。

また、ワイヤーとこれを包囲してい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、コロナ放
電装置の小型化にも限界があった。

これに対して、他の放電装置として誘電体を挾む電極間
に交流電圧を印加し、これにより一方の電極の端面との
誘電体との接合部分に正・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５
４−５３５３７号公報、本件出願人による特願昭５８−
１８７３９９号）がある。このような装置において、誘
電体の厚みを薄くする（例えば　厚みを５００１Ｌｍ以
下、好ましくは２０〜２００　ｐＬｍ位にする）ことに
よって、従来のコロナ放電装置に比して低い印加電圧（
例えばピークφピーク値で約１．５〜２．５ＫＶ）で安
定した放電が得られる。しかも、従来のコロナ放電装置
に比較して小型の放電装置とすることができる。

これは誘電体の厚さを小さくすることにより、この誘電
体を挾む２極間に印加する交互電圧が低くても２極間の
電界強度を高められるからである。このために、一方の
電極（放電電極）の縁の電界強度が放電するに十分に高
ければ、放電が可能となり、この電極が接する誘電体の
表面に沿って沿面放電が生ずる。

この放電装置では、従来のようなコロナ放電装置のワイ
ヤに空気中の浮遊粒子が付着することによる、いわゆる
、ワイヤ汚れのような、放電電極の汚れは生じにくい。

ところが、本願発明者は、この形式の放電装置において
も、長時間使用すると放電電極近傍が汚れ、この汚れが
誘電体表面の沿面放電に悪影響をおよぼし、誘電体表面
に沿った沿面放電の巾方向の伸びが放電装置の長手方向
の位置によって異なったり、全体にわたって伸びが当初
のものと異なったりする。したがって、均一で安定した
放電を常時得ることは困難であった。

ｉ見立１１ 本発明ｌヨ誘電体の表面の汚れを防止して、均一な除・
帯電が可能な、除・帯電方法および装置を提供すること
を目的とする。

Ｌ見立１１ 本発明によれば、誘電体を挾む誘導電極と放電電極との
間に交互電圧を印加して該放電電極側の前記誘電体表面
に沿面放電を生じさせ、これにより生じた沿面放電によ
って、波線・帯電部材を除・帯電し、該交互電圧を切る
さいに、該交互電圧の、誘導電極に対して放電電極が、
相対的に正の成分と同頁の成分とを少なくとも放電停止
電圧以下に減衰させてから零電圧にする除・帯電方法が
提供されるので誘電体の表面の汚れを防止して均一な除
・帯電が可能となる。

１崖１ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の帯電方法および装置の基本構成を説明
する概略図である。放電部材ｌは被帯電部材２に対して
配置され、誘電体３、誘導電極４、放電電極５を有して
いる。第２図は放電部材ｌの斜視図を示す。放電電極５
は線状で、誘導電極誘導電極４の巾方向の中心線にほぼ
平行に配置されている。

誘導電極４と放電電極５の間にｊ±交互電圧印加手段６
により交互電圧が印加されている。一方。

放電部材１に対して相対的に矢印Ａの方向に移動する被
帯電部材２は導電体基体２ａ上に絶縁体若しくは光導電
体２ｂを有しており、導電体基体２ａと放電電極５の間
にはバイアス電圧印加手段７によりバイアス電圧が印加
されている。

帯電方法としては、誘導電極４と放電電極５との間へ交
互電圧を印加することにより、放電電極５周辺から放電
を起こさせ、十分な正−負イオンを発生させたのち、放
電電極５と導電体基体２ａ間に印加されているバイアス
電圧による電界で。

上記正又は負イオンを選択的に抽出して被帯電部材２の
絶縁体若しくは光導電体２ｂ表面を特定極性に、かつ所
望の値に帯電させるもの゛である。

ここで、誘電体としては、セラミック、雲母、ガラス等
の比較的硬度の高い無機材料や、ポリイミド、四フッ化
エチレン、ポリエステル、アクリル、塩化ビニル、ポリ
エチレン等の柔軟性のある有機高分子材料等が用いられ
る。

第３図（ａ）〜（ｃ）は第１図および第２図に示した構
成で被帯電部材２を帯電した後、放電装置を停止するた
めに前記交互電圧を種々の条件で切った後に、誘電体３
の表面に残る電荷の状態を模式的に示す、第３図（ａ）
〜（ｃ）の右側は放電部材ｌを放電電極５側から見た図
である。一点鎖線で示されているのは誘電体３の裏面に
接した誘導電極４である。第３図の右側は放電を停止し
て帯電を停止さる時の誘導電極４と放電電極５との間の
電圧波形である。ここで、１＝１０で印加電圧がＯにな
る。

第３図（Ｌ）は誘導電極４に対して放電電極５に正極性
の電圧（＋　１．５ＫＶ）が印加されているときにこの
電圧を切ってＯ電圧にした場合である。この場合Ｏ電圧
になる前には正極性のイオンが放電電極５近傍に発生し
ているが、０電圧になった後、放電電極５の両側の誘電
体３表面の、放電電極５を中心とする沿面放電領域ｌＯ
には、誘導電極４を基準にして正極性の電荷が残ってい
る。その値は誘導電極４を基準にして誘電体３の表面電
位で最大２００Ｖであった。

第３図（ｂ）は誘導電極４に対して放電電極５に負極性
の電圧（−１，５ＫＶ）が印加されているときにこの電
圧を切って０電圧にした場合である。この場合Ｏ電圧に
なる前には負極性のイオンが放電電極５近傍に発生して
いるが、Ｏ電圧になった後放電電極５の両側の誘電体３
表面の、放電電極５を中心とする沿面放電領域ｌＯには
、誘導電極４を基準にして負極性の電荷が残っている。

その値は誘導電極４を基準にして誘電体３の表面電位で
最大−２００Ｖであった。

一般に、放電部材１の放電時、誘電体体には強い電界強
度が加わるため、この誘電体としては、充分に電気絶縁
耐力が高く電気絶縁性が優れた材料を選択しなければな
らない。したがって、誘電体３の電気抵抗は高いものと
なる。

このため、放電停止直後誘電体３が帯電されていると、
帯電したままの状態が続くことになり、その間に空気中
のタバコの煙やほこり、トナー粒子などの荷電粒子が、
この帯電されたままの誘電体３表面に静電力によって、
引かれ付着し、これが放電部材ｌの汚れの原因であるこ
とが判明したものである。

第４図は、第３図（ａ）および第３図（ｂ）の場合の電
圧供給回路を示す、交互電圧印加手段としての交流電源
６およびバイアス電圧印加手段としてのバイアス電源７
は、同時に開閉するように関係づけられたスイッチ１１
および１２によって制御される。

第３図ＣＣ’）は本発明によって、誘導電極４と放電電
極５との間に印加していた交互電圧（例えば、ビーク・
ピーク値で３ＫＶ）を少なくとも放電が停止する電圧以
下まで徐々に減衰させた後に切った場合を示す。このと
きには放電電極５の両側の誘電体３表面には電荷は残ら
ず、除電された状態であった・ これは誘導電極４と放電電極５との間に印加されていた
交互電圧の、誘導電極に対して放電電極が、相対的に正
の成分（正極性成分）と同角の成分（負極性成分）とを
徐々に減衰させながら低下していくことによって、線状
の放電電極５の両側の放電電極５が接する誘電体３の表
面に帯電する電荷量あるいは線状の放電電極５の両級で
発生する放電イオンの量が徐々に減少して行き、ついに
放電電極５の両縁の電界強度が放電を生ずるに必要な電
界強度以下（放電停止電圧以下）になり、放電は交互電
圧印加手段６を切る前に停止することになるからである
。この後は、両電極間に印加されている交流電圧をただ
ちにＯ電圧にしても、さらに減衰振動させてからＯ電圧
にしてもよい。

これらの場合いずれも、放電電極５の両側の誘電体３表
面にはほとんど電荷が残らない、すなわち、誘電体３表
面電位（誘導電極４を基準）で数ボルト以下であった・ 第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各条件で放電を停止し
た後、放電部材ｌをタバコの煙、トナー粒子、綿その他
のホコリの多い箱内に６時間放置しておいたところ、第
３図（ａ）および（ｂ）の場合よりも第３図（Ｃ）の場
合の放電部材ｌのはうが、放電停止後に放電電極５の表
面に付着した　゛汚れは著しく少なかった。

さらに、この状態で再度放電を開始させて、第１図に示
した形態で帯電を行なったところ、第３図（ｃ）の状態
で放電停止した放電部材ｌを用いた場合のほうが、第３
図（ａ）（ｂ）の場合に比較して、帯電が明らかに均一
であり、かつ、放置前の放電状態と同じ放電状態が得ら
れた。すなわち、帯電むらが１６％の状態の帯電を第３
図（ａ）または第３図（ｂ）により停止し、前記箱内に
放置した後、帯電を再開させて、帯電むらを測定したと
ころ、１１０％に増加しており、同一の状態から第３図
（Ｃ）によって停止し、同様の条件で放置した後、帯電
を再開して、帯電むらを測定した場合は停止前とおなじ
く１６％であった。

以上の実験では、放電部材ｌの誘電体３として厚さ７５
シクロンのポリイミドフィルムを使用した。そして、ポ
リイミドフィルムの両面に３０ミクロンの銅箔をラミネ
ートした後この銅箔の不要部分をエツチングによって除
いて誘導電極４と放電電極５を作成し放電部材１とした
。誘導電極４と放電電極５との間に交互電圧印加手段６
により印加した電圧はピーク・ピーク電圧で３ＫＶで周
波数はｌ０ＫＨ２であった。被帯電体としては厚さ２５
ミクロンのポリエステル層であり、イオンを抽出するた
めのバイアス電圧印加手段７としては２ＫＶの直流を用
いた。

誘導電極４と放電電極５との間に印加する電圧波形とし
てはサイン波および矩形波のパルス状の波形を用いたが
、同様の結果が得られた。

本発明を電子写真などに用いた場合には別の効果がある
。すなわち、一般に電子写真感光体に、装置停止中、感
光層を横切る電界が形成されていないことが、タバコの
煙やほこりなどの荷電粒子が付着する汚染を防ぐことが
できる点で好ましい。本発明によれば放電部材１の感光
層に対面する面に電荷が・ないのでこの好ましくない電
界は形成されない。

第５図は本発明による方法を実施する装置の実施例を示
す。高周波発振器１４はボルトスライダー１５を介して
昇圧トランス１６に接続し、放電部材ｌに交互電圧を印
加する。この構成で放電装置を切るべき信号が与えられ
ると、ボルトスライダーはその接点が矢印Ｂの方向に移
動して、交互電圧の、誘導電極４に対して放電電極５が
、相対的に正の成分と同角の成分を減衰させ、昇圧トラ
ンス１６の出力を放電停止電圧以下にした後Ｏ電圧にす
る。本発明はボルトスライダーの使用に限定されるもの
でなく、他の方法または電気的接続などによっても達成
できる。

なお、放電部材ｌを被帯電部材２に近づければバイアス
電圧印加手段７を必要とせずに被帯電部材２を除電でき
るが、この場合でも本発明は全く同様に適用でき、その
効果も同様に奏される。

以上説明したように、本発明によれば、放電電極の両側
の誘電体表面の残留電荷を防ぐことができ、これにより
沿面放電に関係する誘電体表面への荷電粒子付着を防止
することができるので、例え長期間汚れた空気中に放置
されても常に安定した均一な放電をただちに開始するこ
とができる。

また、本発明を電子写真などに用いた場合、装置の停止
中に感光層を横切る電界か存在しつづけることを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる除φ帯電方法の基本構成を示し
、 第２図は本発明に用いる放電部材の斜視図を示し、 第３図（Ｌ）および第３図（ｂ）は本発明を用いずに除
・帯電装置を停止するさいの電圧波形および停止後の放
電電極近傍の帯電状態を示し、第３図（Ｃ）は本発明を
用いて除・帯電装置を停止する場合の電圧波形および停
止後の放電電極近傍の帯電状態を示し、 第４図は本発明を用いない場合の電気回路を示し、 第５図は本発明の装置を示す。 符号の説明 １：放電部材 ２：被帯電部材 ３：誘電体 ４：誘導電極 ５：放電電極 ６：交互電圧印加手段６ ７：バイアス電圧印加手段７ 第１図 り 第２図 （０） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体を挾む誘導電極と放電電極との間に交互電圧を印
   加して該放電電極側の前記誘電体表面に沿面放電を生じ
   させ、これにより生じた沿面放電によって、波線・帯電
   部材を除・帯電し、該交互電圧を切るさいに、該交互電
   圧の、誘導電極に対して放電電極が、相対的に正の成分
   と同頁の成分とを少なくとも放電停止電圧以下に減衰さ
   せてから零電圧にすることを特徴とする際会帯電方法。