JPS6318372A - 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】 炎亙次」 本発明は静電記録、電子写真法等において帯電・除電を
行う放電装置に関する。

１且且Ｊ 従来、静電記録、電子写真法においては、線径０．１＋
ａｍ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法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法では、ワイヤーが細
いため破損し易く２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、他の放電方法として、誘電体を挾む２電極間に交
互電圧を印加し、これにより一方の電極（放電電極）か
ら正−負イオンを発生させる放電方法が特開昭５４−５
３５３７号公報により知られている。この方法には、電
極間に誘電体を用いたことにより比較的低い交互電圧で
放電を開始するという利点がある。しかし、この放電開
始状態付近で均一な放電を得ようとすると放電電極近傍
の湿度の影響を無視することはできない、つまり、放電
特性が周囲の環境、特に湿度に対して太きく依存し、高
湿度状態（例えば相対湿度４０％以上）の下では均一で
かつ安定した放電を得ることができず、湿度の上昇に伴
って放電が著しく抑制されてしまうという欠点を有して
いる。

完」ＬΩ」しの 本発明の目的は広範囲にわたる環境条件下においても均
一に、かつ安定した放電をすみやかにかつ効率良く行う
ことができる放電装置を提供ｊることにある。

Ｌ見立１ｊ 、を発明によれば、誘電体と、該誘電体を挾む誘導電極
および放電電極と、この両電極間に交互電圧を印加して
、ボ１記放″：ｒＬ電極近傍に放電を発生させる交互電
圧印加手段と、放電動作開始以前に上記放電が発生する
電圧以下の電圧を前記両電極間に印加する手段と、前記
放電電極の近傍を加熱する手段と、を有することを特徴
とする放電装置が提供されるので、広範囲にわたる環境
条件下において均一に、かつ安定した放電をすみやかに
かつ効率良く行うことができる。

見上遣 以下、本発明の実施例について被帯電体への帯電を例と
して図面を用いて詳述する。

第１図〜第４図は本発明の実施例による放電装置の断面
図である。第１図および第２図において、１は被帯電体
２に対して配置された放電部材で、セラミック、雲母、
ガラス、テフロン、エポキシ、ポリエステル等の誘電体
３、誘導電極４、放電電極５を有している。ここで、放
電電極５は抵抗体で構成されており、加熱用電源８から
加熱電流を供給している。更に、誘導電極４と放電電極
５の間には交流電源７により交互電圧が印加されている
。尚、上記交互電圧は正弦波形のものに限らず、パルス
波形のものであってもよい。

ここで、本発明において放電電極とは空気に裸出してい
る電極で、この電極部で電界集中する電極を意味する。

一方、被帯電体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源９よりバイアス電圧が印加され
ている。このバイアス電圧は直流に限らず、特定イオン
が抽出できるように偏倚された交流であってもよい。

次に帯電方法を以下に述べる。前記、放電部材ｌを用い
て、被帯電体２を帯電する場合、この帯電動作以前に加
熱用電源８が投入され、加熱用の抵抗体を兼ねた放電電
極５に加熱用電流が供給され、この電流による放電電極
５の対抗損失で発熱が起こる。これと並行して、誘導電
極４と放電電極５との間へ交流高圧電源７より交互電圧
が印加される。このときの交互電圧の値は電圧制御装置
７ａによって放電開始電圧以下にされているので放電電
極５の近傍で放電は発生しない、しかし。

この交流電圧印加によって誘電損失による発熱が生ずる
。

ここで、放電電極近傍とは放電電極、誘導電極、誘導体
、これらを含む放電部材全体、更には放電部材を取り巻
く雰囲気を意味する。

これらの発熱により放電電極近傍は、安定にかつ均一な
放電が行なえる温度迄加熱される。この時、前記放電電
極近傍の温度は、温度検知素子１３によって検知され、
安定かつ均一な放電が得られる温度であることが検知さ
れると、制御装置１４からの信号により、加熱用？［［
８は電流の供給を停止するか、その電流量を制御し、放
電８ｉ近傍が放電に最適な温度に保たれるように５節す
る。制御回路は公知のものでよい。

この加熱によって放ｉｔｔ電極近傍の誘電体中の水分が
蒸発し、誘電体の抵抗が一定値に達する。これにより、
吸湿部分に集中する電界により誘電体の絶縁破壊等が防
止でき、安定かつ均一な放電が可能となる。

また、上記温度検知素子の設置位置は、第１図、第２図
に示した位置以外に、放電電極近傍の温度が正確に検出
される位置に設置されれば良い、また、温度検知素子と
しては接触型、非接触型を問わない。

この状態で交流電圧を放電開始電圧以上にすると、放電
電極５の近傍には十分な正・負イオンがただちにムラな
く発生する。この正φ負イオンは、放電型Ｊ４ｉ５と導
電体基体２ａとの間に印加されたバイアス電圧により選
択的に抽出されて、被帯電体２の絶縁体若しくは光導電
体２ｂ表面を特定極性に、かつ所望の値にムラなく帯電
させることができる。

この交流電圧の切換は、電圧制御装置７ａで行ってもよ
く、それぞれの電圧を供給する電源を切換可能に設けて
もよい。

第２図は、本発明の効果を表わすものであり、放電電極
５の近傍の誘電体３の表面の温度の時間変化を示す、実
線は、加熱用抵抗体に一定電流を流した場合の放電電極
近傍の温度上昇であり、−点鎖線は、この加熱用抵抗体
を加熱状態とし、さらに放電電極５と誘導電極４との間
に放電開始電圧以下の高電圧の交互電圧を印加した場合
である。

実線の場合、加熱用抵抗体６が第１図に示すように、！
電体を介して、放電電極と対向する位置に設けられてい
ることもあって、抵抗体６自体は通電直後に所定の温度
に達しても、誘電体としてアルミナ製セラミックス等を
使用した場合。

熱伝導が悪いため（熱伝導不入＝　ｌ　（Ｋｃａｌ／ｍ
ｈｒ’Ｃ）、銅の場合入＝　２００　（Ｋｃａｌ／ｒａ
ｂｒ℃〕）、熱源である、抵抗体６からの熱が充分に、
放電電極５近傍に与えられるまでに１時間がかかる。

一方、本発明においては、放電開始電圧以下の交互電圧
電源を併用することによって、−点鎖線で示すように大
巾に改善される。

このように、放電電極と誘電電極を介して対向する位置
に設けられた熱源である加熱用抵抗体６からの熱の供給
に加え、放１ｌｌｔ？！ｆ極５と誘導？ｆｆＭ４との間
に高電圧の交互電圧を印加した場合による交互電圧の誘
電損失熱が与えられるために、初期における、放電電極
近傍の誘電体面の温度上ｙ率が顕しく改善される。

上記の説明においては、加熱用抵抗体５が、誘電体３を
介して、放′ＦＬ電極５と対向する位置に設けられた場
合について述べたが、この場合だけに、限られるもので
なく、放電電極５の近傍に設置された場合にも、熱伝導
の関係より、放電電極５の近傍の誘電体３の表面の温度
上昇率は、放電電極５と誘導電極４との間の交互電圧に
よる誘電損失熱の重畳により、急激に増加する。

第３図は１本発明の実施例による放電装置を電子写真装
置に用いた例として示す、感光体ドラム１０１は、前述
ＮＰプロセス（特公昭４２−２３９１０号および特公昭
４３−２４７４８号）に基づく電子写真方法で静電潜像
を形成するために表面絶縁層を有するものであって、回
転自在に支持され、図中矢印で示す回転方向に回転する
。その周辺に、前露光手段となるタングステンランプ等
の光源１１１．および感光体上の残留電荷を消去する除
電器１１２が配置されている０次いで、静電潜像形成の
ために一次帯電を施す、放電器１１３、および原画Ｗ露
光手段１１４による原画像露光と同時に上記−次帯電逆
極性のＤＣコロナ放電、ＡＣコロナ放電、或はこれら両
者を組合せたもの等からなる二次コロナ放電を施す二次
コロナ放電器１１５、及び全面露光用光源１１６が配こ
されている。そして、感光体ドラム上に形成された静電
潜像を現像する現像装置１１７．その現像画像を転写材
１２０に転写するための転写コロナ放電器１１８、更に
転写後感光体上に残留する現像剤を除去するクリーニン
グ手段１１９等が配置されている。

放電器１１３は、すでに述べた加熱用抵抗体６が設けら
れている。

上記感光体ドラム１０１としては、アルミニュウムシリ
ンダ上に銅をドープした硫化カドミウム及び結着Ｊ１１
４脂から成る感光層を設け、表面を絶縁性樹脂層とした
ものである。

上記構成を有する電子写真装置により、画像コピーを得
るステップは以下の如くである。

感光体ドラム１０１の矢印方向の回転に伴い、先ず前露
光手段ｉｌｌで前露光を感光体に施すと共に除電器１１
２を作用させて感光体上の残留電荷を除去する。このス
テップを前回転とよぶが。

この間に、−次数ＴＬ器には、温度ヒーターがＯＮされ
るとともに、放電開始電圧以下の交ＴＬ電圧が印加され
る。

次いで、交互電圧電源１２７およびバイアス電源１２８
を有する電源１３０を介し、放電量制御回路１２８に接
続された一次？ｉ？電用の放電器１１３で、感光体表面
を一様に帯電させる。

次に感光体表面に原画像露光手段１１４により原画像露
光を施しつつ６．５Ｋｖの交流電圧を印加した二次コロ
ナ放電器１１５でコロナ除電を行う０次いで、全面露光
用光源１１６により感光体表面を一様に照射して静電潜
像形成が完了する。

この様に形成された静電潜像は、現像装置ｆ１１１７に
て例えばスリーブ現像により顕画化、すなわち現像され
る。そしてこの現像画像に転写材１２０を重ね、土部転
写コロナ放電器１１８で背面から転写コロナを施す、そ
して転写終了後転写材を１２０をドラム１０１から分離
して図示しない定Ｒ器で定着することによりコピーを得
る。一方。

転写終了後の感光体表面上の残留現像剤はクリーニング
手段１１９で除去される。そして感光体上に引続いて静
電潜像を形成するに当っては、前露光手段１１１と除電
器１１２を作用させて、感光体の光履歴および帯電履歴
を消去する。

第４図は、第３図の電子写真装置のタイミングチャート
である。

この例示においては、説明の簡略化のために。

圧力定着器を使用した場合とするので、熱定着器のよう
に、ローラの加熱手段であるハロゲンランプ等の制御は
不要である。

以下、タイミングチャートに従って１画像に形成過程に
ついて説明する。まず、メインスイッチがＯＮされると
、電子写真装置は、スタンバイ状態となる。コピーボタ
ンが押されるまで、このスタンバイ状態となるが、第４
図に記載した装置の主なユニットは、すべてＯＦＦ状悪
にある０次に、コピーボタンが押されると、前回転モー
ドに入る。この状態では、まず、ドラムが回転を始める
とともに、本発明の放電器を利用した一次帯電装置１１
３のヒーターがＯＮされるとともに、放電開始電圧以下
の交互電圧が印加される。放電は発生しないので、ドラ
ム回転より生ずる機内のトナー等の汚染物質の放電電極
への付着は発生せず、放電の均一化が保たれる。さらに
、前回転が数回１行なわれた後に、原稿露光がコピーモ
ードに備え、光量の安定のためにＯＮされる。はぼ同時
に、前露光、除電がＯＮされ、ドラム上に存在する電荷
および、感光体中に、ある画像等の電荷のメモリを除去
される。このとき、さらに、給紙ンレノイドがＯＮされ
て、コピー用紙が、ドラム上の画像とのレジストの２ｇ
！整を行なう、レジストローラまで供給され、転写に備
える。

また、現像バイアスも、原稿露光と同様に安定化のため
に、コピーモード以前にＯＮ状態にされる。

一次帯電器１１３は、この時に、放電開始電圧以上に切
換えられ帯電状態に入り、前露光、除電により、はぼＯ
ｖにされたドラム上に一様に正イオンを帯電する０次の
ステップは、コピーモードで、ＦＸ稿台上の原稿が、原
稿露光装置によって照射され、２次コロナ帯電器１１５
を介して、画像が、ドラム上に投影され、画像露光とと
もに、除電が行なわれ１次に全面露光によって静電潜像
がドラム上に形成される。

一方、このコピーモード時に、転写コロナ、定着器は、
立上り時間を考慮して、ＯＮ状！ムとなる。コピーモー
ドでのドラム回転が、進むとともに、全面露光によりド
ラム上に形成された静電潜像が、現像部に達し、ここで
現像バイアスのかかった現像器１１７によって現像がお
こなわれ。

ドラム上にトナー像として、潜像が顕像となる。

さらに、ドラムの回転が進むと、ドラム上のトナー像の
先端が、転写部に突入する。このトナー像の先端とコピ
ー用紙先端が一致するように、レジストローラーによっ
てコピー用紙が、転写部に送りこまれ、転写コロナによ
ってドラム上のトナー像が、コピー用紙上に、転写され
る。

この転写過程は、完全にトナー像がコピー用紙に転移を
終了するまで１行なわれ、一方、コピー用紙の先端は、
圧力足前装置の剛体ローラに入って、コピー用紙上のト
ナー像は、圧力足前され。

コピー用紙上で永久画像となる。

本文中のコピーモードとは、原稿台上の原稿を原稿露光
によって、照射している期間を定義するものである。

したがって、原稿露光が終了した時点での両開の後端部
は、２次帯電コロナ部に対応する部分に位置する。

このため、この画像の後端部がドラム回転とともに全面
露光され、さらに現像、転写、定着される間のタイムラ
グが必要となる。

この間のタイムラグが後回転中においても、全面７ａ光
、現像バイアス、転写コロナ、レジストソレノイド、定
着器のＯＮされている時間に対応している。

このタイムラグと平行してコピーモード後は。

後回転となるが、後回転においては、前露光、除電がＯ
Ｎ状態に入り、前回転時と同様に、コピーモード時にド
ラム上に形成された、電荷および感光体中のメモリ等を
消去するとともに、転写後のドラム上の残留トナーがク
リーナーによって除去される。

第５図ｊ士本発明の放電装この他の実施例を示す、第１
図例の要素に対応する部材には同一の参照符号を付する
ことによって詳細な説明を省略する６本実施例において
は、第１図の抵抗体６に代えて自己調製作用を有する加
熱素子６ｂが用いられる。これは例えばＰ　Ｔ　Ｃ（Ｐ
ｏｓｉｔｉマｅＴｅｍｐｅｒｒａｔｎｒｅ　Ｃｏｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｔ）素子等であり、これに通電すると、温度
が上昇しつづけ、所定温度に達すると、その後は所定温
度に保たれ、通電時間の増加によっても昇温せず、この
所定温度に自己調整される。したがって、本例において
は第１図図例の温度制御装ｇ！ｉ１４は不要となり、装
置が簡略となる。

第６図は第５図実施例の場合の加熱時間と温度との関係
を示すもので第２図に対応する。この図から第５図例に
おいても、第１図例と同様の改善が認められる。本例の
放電装置も第１図のものと同様第３図の画像形成装置に
取入れられる。

ｉ匪立立課 以上、述べたように、本発明によれば、広範囲の環境条
件において、均一かつ安定な放電をただちに効率良く、
開始することが可能となる。

また、加熱用抵抗体として自己温度３１！特性を有する
ＰＴＣ等を用いた場１合にはＰＴＣ特有の即熱性・自己
温度調整作用のために、温度制御手段を必要とせず、瞬
時に、所定温度に放電電極近傍にすることができる。

画像形成装置にこの放電装置を使用して、その前回転中
に加熱を行った場合は、予加熱に要する時間が無駄とな
らず、必要に応じて直ちに均一な除φ帯電が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

：Ｊ４１図は本発明による放電装置の斜視図、第２図は
第１図装置における加熱時間と温度との関係を示すグラ
フ、 第３図は本発明による画像形成装置の概略断面図。 第４図は第３図のタイムチャート。 第５図は本発明の他の実施例の放電装置の斜視図である
。 第６図は第５図装置における加熱時間と温度の関係を示
すグラフである。 符号の説明 ３・・・誘電体 ４・・・誘導電極 ５・・・放電電極 ６．６ｂ・・・加熱手段 第　１ｒＡ 第２図 時間（秒） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘電体と、 該誘電体を挾む誘導電極および放電電極と、この両電極
   間に交互電圧を印加して、前記放電電極近傍に放電を発
   生させる交互電圧印加手段と、 放電動作開始以前に上記放電が発生する電圧以下の電圧
   を前記両電極間に印加する手段と、前記放電電極の近傍
   を加熱する手段と、 を有することを特徴とする放電装置。