JP6481219B2 - 除電装置 - Google Patents
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Description
図6に示す従来の除電装置は、矢印A方向に移動するシート1の移動方向上流側から順に、シート1を挟んで対向する正の直流電極バー2と負の直流電極バー3、その下流側で対向する負の直流電極バー4と正の直流電極バー5、及び一対の交流電極バー6,7を備えている。
上記直流電極バー2〜5及び交流電極バー6,7は、それぞれ、シート1の幅方に延びる直線上に複数の放電電極針を配置してなり、放電電極針の先端をシート1の面1a又は1bに対向させている。
さらに、交流電極バー6,7には、交流高電圧源10が接続され、交流の高電圧が印加されて正,負イオンが交互に生成されるようにしている。
なお、上記の除電過程において、シート1を挟んで対向する直流電極バー2と3、直流電極バー4と5は、互いに逆極性の電圧が印加されているため、シート1に向かう電気力線によって、各直流電極バー2〜5によって生成されたイオンはシート1に強制的に導かれるようになっている。
上記各直流電極バー2〜5には、正又は負のいずれか一方の極性の直流高電圧が印加されるので、1つの直流電極バーにおける全ての放電電極針は同一極性になる。そのため、1つの直流電極バーでコロナ放電によって生成されるイオンの極性は正,負いずれか一方のみとなる。
そのため、シート1の表面を一定レベルまで除電しようとすると、正又は負のいずれか一方のイオンのみを照射したのでは足りず、シート1の移動方向に沿って極性を反対にした直流電極バーを設けることが必要になる。
つまり、図6に示すように、正の直流電極バー2の下流に負の直流電極バー4を、負の直流電極バー3の下流に正の直流電極バー5を設けることが必須である。
一方の面1aでは、初めに正イオンが照射され、負の電荷が除電されるが、上記正イオンはシート1に向かう電気力線によって上記面1aに導かれるようになっているため、強制的に導かれた正イオンによって面1aは正に逆帯電してしまうことがある。
このように逆帯電してしまった部分や、もともと正に帯電していた部分の電荷は、下流側の負の直流電極バー4から放射される負イオンによって除電される。しかし、この負イオンも上記したようにシート1に向かう電気力線によって強制的に導かれるため、正の電荷を除電するだけでなく、面1aを負に逆帯電させてしまいやすい。そのため、正,負の直流電極バー2,4を通過したシート1の面1aは負に逆帯電してしまうことが多い。
説明のため、図7はシート1の厚みを大きく表しているが、実際にはシート1の厚みは数十〔μm〕〜1〔mm〕程度である。このようなシート1では、シート1の面1a,1bの正,負の電荷が、シート1の厚みを介して閉じた電界Eを形成する電気二重層を形成するため、見掛けの帯電電位は低くなる。このように、シート1の見掛けの帯電電位が低いので、これを除電するために、上記交流電極バー6,7に同相の交流高電圧を印加しても、交流電極バー6,7で生成されたイオンをシート1に引き寄せる力が弱く、シート1の面1a,1bの全ての電荷を中和することはほとんどできなかった。つまり、従来の除電装置では、電気二重層が形成されやすいうえ、形成された電気二重層を除電することも難しかった。
上記電子写真画像形成プロセスをシート1が通過すると、その両面1a,1bは帯電するが、上記したようにシート1の厚みが小さいと、上記のような電気二重層が形成されやすく、印刷機内に除電工程を設けてもシート1は除電されにくい。ただし、上記のように電界Eが閉じた状態であれば、上記シート1の面1a,1bの除電が不十分で、電荷が残っていたとしても特に問題は起こらない。
そこで、上記トレイ11に積層される前のシート1をほぼ完璧に除電するため、印刷機に除電装置を組み付けて用いることが考えられるが、上記したように、図6に示す従来の除電装置では、シート1の両面1a,1bの電荷を完璧に除電することができないため、積層したシート1同士が吸着してしまうという問題があった。
また、大型化した除電装置では、スペース的に設置できない場合が多くなってしまう。
この発明の目的は、シートの両面を完璧に除電でき、しかも小型化が可能な除電装置を提供することである。
そして、第1の発明は、上記シートの一方の面に対向し、上記シートの移動方向にほぼ直交する直線上に配置され、直流電圧を印加する複数の第1の放電電極と、上記シートを挟んで上記第1の放電電極と対向し、上記シートの移動方向にほぼ直交する直線上に配置され、直流電圧を印加する複数の第2の放電電極とを備え、上記第1,2の放電電極は、それぞれ隣り合う放電電極の極性を逆極性にするとともに、上記シートを挟んで対向する第1の放電電極と第2の放電電極の極性を逆極性にし、上記第1,2の放電電極間の中央を電位ゼロとし、上記第1,2の放電電極によって生成されたイオンが上記電位ゼロの方向に導かれる一方、上記隣り合う一方の放電電極と逆極性となる他方の放電電極との中央を電位ゼロとし、上記隣り合う逆極性の放電電極で生成されたイオンが上記電位ゼロの方向に導かれるとともに、上記隣り合う逆極性の一方の放電電極と他方の放電電極との距離をxとし、上記シートを挟んで対向する第1,2放電電極間の距離をzとしたとき、距離x>距離zであって、かつ、上記距離xは、上記隣り合う逆極性の一方の放電電極で生成されたイオンであって、上記隣り合う放電電極間の上記電位ゼロ側に導かれたイオンに他方の放電電極の吸引力が作用する長さを保ち、上記隣り合う放電電極間に正イオンと負イオンとを混在させる構成にしたことを特徴とする。
なお、上記シートを挟んで対向する電極は、必ずしも正対しなくてもよい。シートの幅方向あるいは移動方向に多少ずれている場合も、上記対向に含むものとする。
したがって、シートを挟んだ一組の第1,2放電電極だけで、効率的でほぼ完璧な除電が可能になる。
一組の第1,2放電電極だけで、ほぼ完璧な除電ができるため、装置を小型化することもでき、例えば印刷機に除電装置を取り付けるような場合にも、設置場所選択の自由度が上がる。
この実施形態の除電装置は、図1に示すようにシート1を挟んだ両面1a,1bに対向する位置に、移動方向に沿って上流側から順に、第1,2直流電極バー12,13、第1,2交流電極バー14,15を備えている。
そして、各電極バー12,14のそれぞれには、シート1を挟んで互いに対向する電極バー13,15が設けられている点は、上記従来の除電装置と同じである。
ただし、この第1実施形態の第1,2直流電極バー12,13は、正,負のいずれか一方の極性の放電電極針のみで構成されるのではなく、図2,3に示すように、正,負の放電電極針12aや13aが交互に配置されている。
なお、上記シート1を挟んで対向する放電電極針12aと13aとは、必ずしも正対しなくてもよく、シート1の幅方向あるいは移動方向に多少ずれていても構わない。
図2に示すように、シート1の一方の面1a側に設けられた第1直流電極バー12はその長手方向に正,負の放電電極針12aを交互に配置してこの発明の第1の放電電極を構成している。
そして、上記第1,2直流電極バー12,13に接続された直流高電圧源16,17は、上記配列にしたがって、各放電電極針12a,13aに正又は負の直流高電圧を印加する電源である。
なお、上記対向する電極針12a,13aの先端が正対していない場合にも、電極針12a,13aの先端間距離を上記距離zとする。
この実施形態の第1,2直流電極バー12,13では、シート1を挟んで対向する放電電極針12a,13aを逆極性にしている。したがって、上記第1,2直流電極バー12,13のみで形成される電界を考えると、上記第1,2直流電極バー12,13の中央である図3に一点鎖線Lで示す位置はゼロ電位面Lになる。
そのため、面1a側において第1放電電極針12aで生成された正,負イオンには、放電電極針12aから上記ゼロ電位面Lに向かう力が作用する。したがって、上記ゼロ電位面Lの近傍にシート1を設ければ、上記正イオン及び負イオンがシート1の近傍に導かれることになる。
上記隣り合う放電電極針12a,12a間の距離xが、対向する放電電極針12a,13a間の距離zよりも小さいときには、放電電極針12aの先端で生成されたイオンが隣の放電電極針12aに引き付けられやすくなってしまう。
各放電電極針12aで生成されたイオンが隣り合う放電電極針12aに多く引き付けられてしまうと、第1直流電極バー12で生成されたイオンのうちシート1の面1aの近傍に到達するイオン量が少なくなってしまい、生成されたイオンが効率的に除電に寄与しなくなる。
上記のことは、シート1の他方の面1b側においても同様である。この実施形態では、第2直流電極バー13の放電電極針13a,13a間の距離xも、上記距離zより大きくして、他方の面1bにおいても面1a側と同様に、正イオン及び負イオンを効率的に面1bの近傍に到達させることができるようにしている。
なお、上記したように、対向する電極針12a,13aの中央がゼロ電位面Lとなるため、シート1の両面1a,1bを同時に効率的に除電するためには、シート1を上記対向電極間距離zの中央に設けることが好ましい。
上記のように、第1実施形態の除電装置では、例えば印刷機から排出され、帯電したシート1が、第1,2直流電極バー12,13間を通過する過程で、同時に放射される正イオン及び負イオンによって、面1a,1bが同時に効率的に除電されるとともに、第1,2交流電極バー14,15によってより完璧な除電が実現できる。その結果、積層されたシート1同士が静電付着してしまうことを防止できる。
そして、上記第1,2交流電極バー14,15を省略できれば、シート1の移動方向のサイズをさらに小さくして除電装置を小型化することができるため、この除電装置の設置の自由度はさらに上がる。
第3,4直流電極バー19,20は、それぞれシート1を幅方向にまたぐ長さを有する棒状の部材で、一直線上に複数の放電電極針を配置して構成されるとともに、それぞれ直流高電圧源21,22に接続されている。
図5に示すように、シート1の一方の面1a側であって、上流側に設けられた第1直流電極バー12はその長手方向に正,負の放電電極針12aを交互に配置し、その下流の第3直流電極バー19も、同様に正,負の放電電極針を交互に配置して構成されているが、シート1の移動方向に沿って配置される、第1直流電極バー12の放電電極針12aと第3直流電極バー19の放電電極針19aとは、その極性を逆極性にしている。
したがって、上記直流高電圧源21,22は、第3,4直流電極バー19,20の放電電極針19a,20aに対して、正又は負の直流高電圧を印加する電源である。
これにより、シート1の幅方向及び移動方向のいずれにおいても正,負イオンが交互に生成されることになる。
さらに、第3,4直流電極バー19,20においても、隣り合う放電電極針19a,19a間、20a,20a間を距離xとし、この距離xと対向する放電電極針間の距離zとの関係が距離x>距離zとなるように設定している。
なお、シート1の他方の面1b側においても同様に、面1bに対向する第2直流電極バー13と第4直流電極バー20との距離yを上記距離zよりも大きくしている。そして、各放電電極針13a,20aで生成されたイオンが、上記ゼロ電位面Lに向かい効率的に面1bの近傍へ導かれるようにしている。
第2実施形態では、第1,2直流電極バー12,13によって除電した後に、更に、第3,第4直流電極バー19,20及び第1,2交流電極バー14,15による除電工程を設けることで、正,負イオンの生成量を多くして、両面1a,1b同時により完璧な除電を可能にしている。
また、上記第1,2実施形態では、対向する第1,2交流電極バー14,15に交流高電圧源18によって、同じ電圧を印加しているが、第1交流電極バー14への印加電圧と第2交流電極バー15への印加電圧の位相をずらしてもよい。例えば、第1,2交流電極バー14,15に印加する電圧を逆位相にすれば、シート1を挟んだ両側に生成されるイオンと対向電極とが逆極性になり、上記イオンを、シート1の面1a,1bの近傍へ到達しやすくすることもできる。
1a,1b (シートの)面
12 (第1の放電電極である)第1直流電極バー
12a (第1の放電電極である)放電電極針
13 (第2の放電電極である)第2直流電極バー
13a (第2の放電電極である)放電電極針
14 第1交流電極バー
15 第2交流電極バー
16 直流高電圧源
17 直流高電圧源
18 交流高電圧源
x 隣り合う電極間距離
z 対向する電極間距離
Claims (2)
- 移動するシートの両面に、放電により生成された正イオン及び負イオンを照射して上記シートの両面を除電する除電装置において、
上記シートの一方の面に対向し、上記シートの移動方向にほぼ直交する直線上に配置され、直流電圧を印加する複数の第1の放電電極と、
上記シートを挟んで上記第1の放電電極と対向し、上記シートの移動方向にほぼ直交する直線上に配置され、直流電圧を印加する複数の第2の放電電極とを備え、
上記第1,2の放電電極は、それぞれ隣り合う放電電極の極性を逆極性にするとともに、上記シートを挟んで対向する第1の放電電極と第2の放電電極の極性を逆極性にし、
上記第1,2の放電電極間の中央を電位ゼロとし、上記第1,2の放電電極によって生成されたイオンが上記電位ゼロの方向に導かれる一方、
上記隣り合う一方の放電電極と逆極性となる他方の放電電極との中央を電位ゼロとし、上記隣り合う逆極性の放電電極で生成されたイオンが上記電位ゼロの方向に導かれるとともに、
上記隣り合う逆極性の一方の放電電極と他方の放電電極との距離をxとし、上記シートを挟んで対向する第1,2放電電極間の距離をzとしたとき、
距離x>距離zであって、かつ、上記距離xは、上記隣り合う逆極性の一方の放電電極で生成されたイオンであって、上記隣り合う放電電極間の電位ゼロ側に導かれたイオンに他方の放電電極の吸引力が作用する長さを保ち、
上記隣り合う放電電極間に正イオンと負イオンとを混在させる構成にした除電装置。 - 上記シートの移動方向に対して上流となる位置に上記第1,2の放電電極を設け、この第1,2の放電電極よりも下流となる位置であって、上記シートの一方の面に対向するとともに、上記シートの移動方向にほぼ直交する一方の交流電極と、
上記シートを挟んで上記一方の交流電極と対向するとともに、上記シートの移動方向にほぼ直交する他方の交流電極とを備えた請求項1に記載の除電装置。
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