JPH11249382A

JPH11249382A - コロナ帯電装置

Info

Publication number: JPH11249382A
Application number: JP4720998A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Furukawa; 和彦古川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】被帯電物の微粒子に対してばらつきが少な
く、大きな帯電量を安定して付与できるコロナ帯電装置
を提供する。【解決手段】イオンを発生させる強電界側の電極３０
ａと、前記生成されたイオンを引き寄せる対向電極３０
ｂとを備え、コロナ放電時に前記強電界側の電極３０ａ
で発生されたイオンを被帯電物に付着させることにより
帯電させるコロナ帯電装置において、前記強電界側の電
極３０ａ及び対向電極３０ｂは被帯電物の搬送方向に長
軸を持ち、前記対向電極３０ｂは前記強電界側の電極３
０ａに対して均等な位置で前記強電界側の電極３０ａを
囲んで構成されてなり、該対向電極３０ｂの断面形状
は、円形あるいは多角形で形成されてなることで実現す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粒子を帯電させ
るコロナ帯電装置に係わるもので、詳しくは、画像記録
装置内で色剤粒子を帯電させて静電的に制御したり、空
気清浄装置内で微粒子を帯電させて静電的に制御したり
するものである。

【０００２】

【従来の技術】慣性力の小さい微粒子は、帯電させるこ
とにより静電力で一義的に制御でき、この静電力による
制御は装置が比較的小型、簡単、クリーン、エネルギー
が小さい、制御精度が高い、高速制御が可能等の多くの
利点があるため様々な分野で利用されている。例えば、
１μｍ程度の粉体微粒子の帯電においては、安定的に均
一に摩擦することなく比較的簡単に帯電できる方法とし
てコロナ帯電が用いられている。この方法は、画像記録
装置、静電塗装、電気集塵機、空気清浄機などの分野で
提案、実用化されている。

【０００３】以下にコロナ帯電装置の具体的な構成を図
１１から図１３を用いて説明する。尚、矢印は被帯電物
の移動方向を示している。

【０００４】図１１の帯電装置は、先端の尖った電極３
０ａと平板状電極３０ｂからなり、強電界側の電極３０
ａの近傍で発生したイオンＩが対向電極３０ｂに移動す
る時に、電極３０ａと電極３０ｂの間（矢印Ａの方向）
に搬送されてくる被帯電物の微粒子Ｃｐｓに付着するこ
とにより帯電される。

【０００５】図１２の帯電装置（（ａ）は断面を、
（ｂ）は側面を示す）は、数十μｍのワイヤ電極３０ａ
と平板状電極３０ｂからなり、強電界側の電極３０ａの
近傍で発生したイオンＩが対向電極３０ｂに移動する時
に、電極３０ａと電極３０ｂの間（矢印Ａの方向）に搬
送されてくる被帯電物の微粒子Ｃｐｓに付着することに
より帯電される。

【０００６】図１３は上記図１２の帯電装置を画像記録
装置に適用した一例を示したものである。

【０００７】この画像記録装置は、色剤を加熱し気化す
る加熱装置１０、前記気化された色剤を帯電する帯電装
置３０、前記帯電された色剤を記録すべき画像データに
対応した電気信号に応じて断続的に吐出する吐出装置５
０が一体化されて構成された印字ヘッド１からなる。前
記加熱装置１０は加熱用の電気ヒータ１０ｂを含み、前
記帯電装置３０はワイヤ形状等の放電電極部３０ａとプ
レート形状の対向電極部３０ｂからなる。さらに前記吐
出装置５０は記録媒体ＲＭ上に吐出孔９０を介して帯電
した色剤を吐出誘導するために、記録媒体ＲＭの背面に
は背面電極部５０ｃを配置し、吐出孔９０の周囲には物
理的もしくは電気的に前記色剤の吐出を制御する、いわ
ゆるシャッター機能を有する中間電極部５０ａ（５０ａ
１、５０ａ２、５０ａ３）を配置し、画像データに対応
した電気信号の入力に対して対応する信号を出力して前
記中間電極部５０ａ（５０ａ１、５０ａ２、５０ａ３）
をシャッター機能的に制御を行なう中間電極駆動制御部
５０ｅとから構成されている。また前記中間電極部５０
ａ（５０ａ１、５０ａ２、５０ａ３）の周囲は絶縁板５
０ｄから構成されている。

【０００８】印字ヘッド１の内部には、粉体インクＩｐ
が蓄えられている。印字ヘッド１の下部には、インクＩ
ｐを加熱するための加熱装置１０が備えられており、印
字時には、加熱装置１０によりインクＩｐが２００℃に
加熱され、気化される（気化されたインクＩｐｇとな
る）。印字ヘッド１の上半分の部分には、前記加熱され
気化した後インクＩｐｇが冷却され固化・凝集したイン
ク粒子Ｉｐｓを帯電する帯電電極３０として、５０〜８
０μｍのワイヤ電極（強電界側の電極３０ａ）が備えら
れており、前記微粒子化されたインク粒子Ｉｐｓは、強
電界側の電極３０ａに＋５ｋＶの電圧を印加する（対向
電極３０ｂは０Ｖの電圧とする）ことにより帯電され
る。印字ヘッド１の上部には、インク粒子Ｉｐｓを吐出
するための吐出孔９０としてφ３００μｍの孔が、さら
にその吐出孔９０の周囲を囲むように内径φ３００μｍ
の中間電極５０ａ（５０ａ１、５０ａ２、５０ａ３）が
設けられている。帯電されたインク粒子Ｉｐｓは、背面
電極５０ｃと中間電極５０ａ（５０ａ１、５０ａ２、５
０ａ３）に所定の電圧を印加することにより吐出孔９０
より記録媒体ＲＭに吐出制御される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記各帯
電装置には以下のような問題がある。

【００１０】図１１に示す構成では、尖起状電極３０ａ
から平板状対向電極３０ｂへのイオンＩが存在する空間
が小さいため、被帯電物の微粒子Ｃｐｓ全てをこの空間
に搬送するのが困難であることや、帯電時間が短いため
帯電量が小さいことや、電極間のイオン密度が著しく異
なるため帯電量のばらつきが少なくなる帯電を行うこと
が困難という問題点がある。

【００１１】図１２に示す構成では、ワイヤ電極３０ａ
から平板状対向電極３０ｂへのイオンＩが存在する空間
は被帯電物の微粒子Ｃｐｓの搬送方向と垂直な方向には
大きくすることはでき、微粒子Ｃｐｓをこの空間に搬送
するのが幾分容易となるとともに、これによって全く帯
電されない微粒子Ｃｐｓの割合は少なくできる。しか
し、搬送方向そのものにおいては上記図１１の場合と同
様の問題点を有している。

【００１２】また、上記問題点以外にも微粒子を帯電す
る際、強電界側の電極３０ａにはグレーディエント力に
より微粒子が付着し、均一性や安定性などを含む帯電能
力が劣化してしまう問題もある。

【００１３】このように帯電量のばらつきや不安定な動
作は、制御性の悪化として直ちに現れ、例えば画像記録
装置に用いた場合には、得られる画像の品質を損なうと
いった問題を発生させる。

【００１４】そこで本発明は、上記問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的とするところは、
微粒子に対してばらつきが少なく大きな帯電量を安定し
て付与できるコロナ帯電装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載に
係るコロナ帯電装置は、イオンを発生させる強電界側の
電極と、前記生成されたイオンを引き寄せる対向電極と
を備え、コロナ放電時に前記強電界側の電極で発生され
たイオンを被帯電物に付着させることにより帯電させる
コロナ帯電装置において、前記強電界側の電極及び対向
電極は被帯電物の搬送方向に長軸を持ち、前記対向電極
は前記強電界側の電極に対して均等な位置で前記強電界
側の電極を囲んで構成されてなることを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項２記載に係るコロナ帯電装
置は、請求項１記載のコロナ帯電装置において、対向電
極の断面形状は、円形あるいは多角形であることを特徴
とする。

【００１７】本発明の請求項３記載に係るコロナ帯電装
置は、請求項１記載のコロナ帯電装置において、コロナ
放電時にイオンを発生させる強電界側の電極は、長軸方
向にワイヤを螺旋状に巻回してなることを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項４記載に係るコロナ帯電装
置は、請求項１記載のコロナ帯電装置において、コロナ
放電時にイオンを発生させる強電界側の電極は、長軸方
向にワイヤを螺旋状に巻回してなり、該電極の芯部は発
熱体からなることを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項５記載に係るコロナ帯電装
置は、請求項１乃至４のいずれか記載のコロナ帯電装置
において、コロナ放電時にイオンを発生させる強電界側
の電極は、該電極端部に抵抗発熱体を接続してなること
を特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明におけるコロナ帯電
装置について図面を参照しながら説明する。

【００２１】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の
実施例のコロナ帯電装置の構成図である。

【００２２】図１の（ａ）は側面構造、（ｂ）は断面構
造、（ｃ）は側面でのイオン発生状況を示し、矢印Ａは
被帯電物の微粒子Ｃｐｓの搬送方向を表している。帯電
装置３０の長軸は空気の流れの方向となり、流れの方向
に対する断面方向には軸対称な円形形状の構造になって
いる。イオンを発生させる強電界側の電極３０ａは数十
μｍのタングステンワイヤ３００ａ、発生したイオンを
引き寄せる対向電極３０ｂは内径２０ｍｍで厚さ１ｍｍ
の中空円筒状の導体が用いられる。対向電極３０ｂの円
筒状の導体の材料は、加工性から例えばアルミニウムが
選ばれ、強電界側の電極３０ａのタングステンワイヤ３
００ａは対向電極３０ｂの中心に懸架されている。例え
ばワイヤ電極３００ａに−５ｋｖ、対向電極３０ｂに０
ｖの電圧を印加するマイナス放電を行った場合は、図１
（ｃ）に示しように−イオンＩがワイヤ電極３００ａ近
傍から対向電極３０ｂに移動する際、上記イオンＩはワ
イヤ電極３００ａと対向電極３０ｂの間に搬送されてき
た微粒子Ｃｐｓに付着（衝突）し、該微粒子Ｃｐｓを帯
電させる。

【００２３】この構成では、図１（ｂ）に示すように電
界分布がワイヤ電極の軸回りに対称で、強電界側の電極
３０ａ近傍で発生したイオンＩは周囲、つまり３６０度
全方向に均等に移動していくため、微粒子Ｃｐｓの搬送
位置によるばらつきもかなり低減される。さらに被帯電
物の微粒子Ｃｐｓの流れの方向が帯電装置３０の長軸と
なるため、帯電時間を長くとることができ、これによっ
て帯電量を増大することができる。また軸長さの調整に
より帯電量を制御することも可能である。しかし、帯電
装置の長軸から見た場合、位置による放電のばらつきが
発生するいう問題点は存在する。

【００２４】尚、ここではワイヤ電極３００ａに−５ｋ
ｖ、対向電極３０ｂに０ｖの電圧を印加したが、それに
限定されることなく、電極３００ａに０ｖ、電極３０ｂ
に＋５ｋｖの電圧を印加してもよいし、上記電圧値以外
のマイナス放電でもよい。

【００２５】また逆に、ワイヤ電極３００ａに０ｖ、電
極３０ｂに−５ｋｖ印加するプラス放電を行った場合に
は、電極３００ａの周囲で発生した＋イオンＩが電極３
０ｂに移動し、上記イオンＩは強電界側の電極３０ａと
対向電極３０ｂの間に搬送されてきた微粒子Ｃｐｓに付
着（衝突）し、該微粒子Ｃｐｓを帯電させる。この構成
の場合も、上記マイナス放電の場合と同じ効果が得られ
る。

【００２６】尚、上記ではワイヤ電極３００ａに０ｖ、
対向電極３０ｂに−５ｋｖの電圧を印加したが、それに
限定されることなく、電極３００ａに＋５ｋｖ、電極３
０ｂに０ｖの電圧を印加してもよいし、上記電圧値以外
のプラス放電でもよい。

【００２７】また、本実施例では強電界側の電極３０ａ
として数十μｍのタングステンワイヤを用いたが、それ
に限定されるものではない。さらにそれを直線上に伸ば
した形状で構成しているが、この形状もこれに限定され
るものではない。

【００２８】（第２の実施例）図２は、本発明の第２の
実施例のコロナ帯電装置の構成図である。

【００２９】本実施例においては、対向電極の断面形状
を多角形としたものとする。尚、対向電極の断面形状は
多角形化した特徴の構造を取るが、ここでは説明の都合
上正方形を例に取り説明する。図２の（ａ）は側面構
造、（ｂ）は断面構造、（ｃ）は側面でのイオン発生状
況を示し、矢印Ａは被帯電物の微粒子Ｃｐｓの搬送方向
を表している。

【００３０】帯電装置３０の対向電極３０ｂは、内径２
０ｍｍに外接し厚さ１ｍｍの中空四角柱状の導体が用い
られる。対向電極３０ｂの四角柱状の導体の材料は、加
工性から例えばアルミニウムが選ばれ、強電界側の電極
３０ａのタングステンワイヤ３００ａは対向電極３０ｂ
の中心に懸架されている。

【００３１】本構成ではイオンが存在する空間は前記第
１の実施例とほぼ同じであるが、構造が四角柱であるこ
とから、実際には図２（ｂ）に示すようにある断面で見
たときのイオン密度は前記第１の実施例に比べてばらつ
きが発生する。そのため、微粒子が搬送される位置によ
っては帯電量にばらつきが生じてしまう。しかし、被帯
電物の搬送方向を強電界側の電極及び対向電極の長軸方
向に設けているため、上記問題は実用上誤差の範囲内に
収まってしまう。

【００３２】また、本実施例においても前記実施例と同
様にマイナス放電でも、プラス放電の場合においても同
様の効果が得られる。

【００３３】（第３の実施例）図３は、本発明の第３の
実施例のコロナ帯電装置の構成図である。

【００３４】本実施例においては、前記第１及び第２の
実施例と同じ部分の説明は省略し、異なっている部分の
みを説明する。前記第１及び第２の実施例においては、
強電界側の電極を数十μｍのタングステンワイヤを直線
上に伸ばした形状で構成していたが、本実施例において
はその構成を螺旋状に巻き回した例について説明する。
尚、対向電極の断面形状は、特に限定はしないが、ここ
では説明の都合上前記第１の実施例の図１と同じ円形を
用いることにする。図３の（ａ）は側面構造、（ｂ）は
断面構造、（ｃ）は側面でのイオン発生状況を示し、矢
印Ａは被帯電物の微粒子Ｃｐｓの搬送方向を表してい
る。

【００３５】帯電装置３０の強電界側の電極３０ａとし
て直径が数十μｍの金属ワイヤ３００ａが用いられ、金
属ワイヤ３００ａは例えばＡＢＳ樹脂でできたφ４ｍｍ
の中実棒からなるワイヤ支持体３０ｃの周囲を２ｍｍピ
ッチで巻かれている。ワイヤ３００ａとワイヤ支持体３
０ｃとからなる強電界側の電極３０ａは、対向電極３０
ｂの中心に懸架されている。

【００３６】この構成では、イオンＩはワイヤ３００ａ
から見えている対向電極３０ｂの方向へのみ向かうた
め、放電点が規則的に列びワイヤ位置によるイオン生成
量のばらつきが低減される。そのため、前記第１及び第
２の実施例で発生していた放電ばらつきの問題はかなり
改善できる。この結果、微粒子Ｃｐｓの搬送方向に対し
て垂直な断面を帯電装置の入口から出口まで見たとき、
イオンＩは等しく空間を移動しているため、微粒子Ｃｐ
ｓの帯電装置への搬送位置にかかわらず、帯電装置から
搬出されたときには等しく帯電されている。また、強電
界側の電極３０ａの構造が簡単な部材で製作できるた
め、コストの低減化が図れる利点も有している。

【００３７】また、本実施例においても前記各実施例と
同様にマイナス放電でも、プラス放電の場合においても
同様の効果が得られる。

【００３８】（第４の実施例）図４は、本発明の第４の
実施例のコロナ帯電装置の構成図である。

【００３９】本実施例は、前記第１から第３の実施例と
同じ部分の説明は省略し、異なっている部分のみを説明
する。尚、本実施例は説明の都合上前記第３の実施例を
もとにしたが、これに限定されるものではない。

【００４０】図４は側面構造を示し、矢印Ａは被帯電物
の微粒子Ｃｐｓの搬送方向を表している。

【００４１】異なっている部分は、強電界側の電極３０
ａを構成しているワイヤ支持体３０ｃは、その表面が絶
縁処理されたセラミックヒーター３０ｄをなし、必要に
応じて該ヒーター３０ｄをＯＮ／ＯＦＦするための制御
装置３０ｅを設けていることである。

【００４２】通常、コロナ放電が起こる場すなわち不平
等な電界が発生している場では微粒子は高電界側に引き
寄せられる。搬送時の流れの乱れ、微粒子の熱運動等の
原因により、高電界側の電極に微粒子が付着すると、イ
オン発生能力が劣化し、均一性も悪化する。そのため、
本実施例の構成では付着した微粒子を再度気化させるこ
とにより、ワイヤ電極３００ａを初期の状態にリフレッ
シュすることができ、その結果安定的に均一な帯電を行
うことができる。

【００４３】尚、ヒーター３０ｄのコントロールは放電
電圧特性から電極の汚れを検知する検知手段を設けて検
知することでＯＮ／ＯＦＦしてもよいし、動作時間によ
り定期的にＯＮ／ＯＦＦしてもよいし、動作中は常時Ｏ
Ｎにしておいてもよい。

【００４４】本実施例においては、消費電力が増える問
題はあるものの、電極に汚れが発生しにくいため、初期
のイオン発生能力が維持でき、長期にわたって安定した
動作を保証することができる。また副次的には高電界側
の電極近傍の温度が上昇するため、イオン生成のための
電子やイオンの熱運動エネルギーが増加し、放電サイド
から見るとイオン発生効率が高くなるという効果も合わ
せて持つ。

【００４５】尚、本実施例においても前記各実施例と同
様にマイナス放電でも、プラス放電の場合においても同
様の効果が得られる。

【００４６】（第５の実施例）図５は、本発明の第５の
実施例のコロナ帯電装置の構成図である。

【００４７】本実施例は、前記第１から第４の実施例と
同じ部分の説明は省略し、異なっている部分のみを説明
する。尚、本実施例は説明の都合上前記第３の実施例を
もとにしたが、これに限定されるものではない。

【００４８】図５は側面構造を示し、矢印Ａは被帯電物
の微粒子Ｃｐｓの搬送方向を表している。

【００４９】異なっている部分は、強電界側の電極３０
ａを構成している金属ワイヤ３００ａの端部に抵抗発熱
体３０ｇが接続されていることである。

【００５０】例えばワイヤ電極３００ａに−５ｋｖ、対
向電極３０ｂに０ｖの電圧を印加するマイナス放電を行
った場合は、図３（ｃ）に示すのと同じように−イオン
Ｉがワイヤ電極３００ａ近傍から対向電極３０ｂに移動
する際、上記イオンＩは強電界側の電極３０ａと対向電
極３０ｂの間に搬送されてきた微粒子Ｃｐｓに付着（衝
突）し、該微粒子Ｃｐｓを帯電させる。これと同時に抵
抗発熱体３０ｇにも電流が流れ、この部分はジュール熱
により発熱し、熱伝導によりワイヤ電極３００ａも順次
加熱される。これによりワイヤ電極３００ａへの微粒子
Ｃｐｓの付着を防止でき、長期にわたって安定した動作
を保証することができる。ワイヤ材料は熱伝導性の良い
銅等が用いられるが、強度等を考慮するとタングステン
などが好ましい。

【００５１】尚、ワイヤ電極３００ａには通常高電圧が
印加されるため、抵抗発熱体３０ｇを選ぶ際には抵抗値
等の設定に若干の注意を要する。つまり、前記抵抗等の
値は設定温度とその温度での放熱量から決まる消費電力
と印加電圧から求まる。また高抵抗の抵抗発熱体３０ｇ
が調整困難な場合は、調整用抵抗３０ｆを追加すること
もできる。

【００５２】上記ではマイナス放電の場合の例を説明し
たが、プラス放電の場合においても同様の効果が得られ
る。

【００５３】また、強電界側の電極３０ａのワイヤ電極
３００ａの構成形状は、螺旋形状のもので説明したが、
それに限定されるものではなく、例えば直線形状のもの
であってもよい。その場合においても上記と同様の効果
が得られる。

【００５４】以上、本実施例においては、精密な帯電の
均一性が必要な場合についての説明を行ったが、必要で
ない場合は、ワイヤ支持体３０ｃを用いずに前記第１あ
るいは第２の実施例の懸架方法を用いてもよい。

【００５５】（第６の実施例）本実施例では、本発明の
コロナ帯電装置を画像記録装置の印字ヘッドに適用した
一例を説明する。コロナ帯電装置としては、帯電精度の
必要要求に応じて前記第１乃至第５のいずれかの実施例
の帯電装置を用いてもよい。

【００５６】図６は、その構成図である。尚、ここで
は、説明の都合上コロナ帯電装置として前記第４の実施
例のものを用いたが、これに限定されるものではない。

【００５７】画像記録装置の印字ヘッド１は、電気ヒー
タ１０ｂを含む加熱装置１０、造粒装置２０、２種類の
電極３０ａ、３０ｂからなる帯電装置３０、整流装置４
０、シャッター機能をつかさどる中間電極５０ａ（５０
ａ１、５０ａ２）と背面電極５０ｃとを含む吐出装置５
０、搬送装置６０から構成されている。

【００５８】インクポット１０ａの内部には、粉体色剤
Ｃｐが蓄えられている。インクポット１０ａの下部に
は、粉体色剤Ｃｐを加熱するための電気ヒータ１０ｂを
含む加熱装置１０が備えられている。加熱装置１０に続
くところには、加熱され気化した色剤Ｃｐｇを凝集、造
粒する造粒装置２０が備えられており、造粒装置２０の
流路壁面には例えば高耐熱樹脂フィルムに若干の導電性
を付与しジュール熱により発熱する面状発熱体２０ａが
備えられている。造粒装置２０に続くところには、色剤
粒子Ｃｐｓを帯電するための帯電装置３０が備えられて
いる。帯電装置３０に続くところには整流部４０が備え
られ、例えば複数の整流板４０ａが配置されている。整
流部４０に続くところには吐出装置５０が備えられ、吐
出装置５０には、色剤粒子Ｃｐｓを吐出するための吐出
孔９０としてφ３００μｍの孔が設けられ、さらにその
吐出孔９０の周囲を囲むように内径φ３００μｍの中間
電極５０ａ（５０ａ１、５０ａ２）が絶縁板５０ｄの両
面に設けられている。さらに記録媒体ＲＭが搬送できる
ように絶縁板５０ｄからギャップをおいて背面電極５０
ｃが設けられている。吐出装置５０に続くところには、
例えばＤＣマイクロファンのような搬送装置６０が設け
られている。このような構造によって、色剤粒子を上記
一連の装置に矢印Ｂ方向に順次搬送することで循環でき
る仕組みとしている。

【００５９】次に、上記のように構成された画像記録装
置の印字ヘッド１内部の動作について説明する。

【００６０】スタンバイ時にＤＣマイクロファン６０ａ
を始動させることにより、チャンバ内の空気を矢印Ｂ方
向に移動させる。印字時には、加熱装置１０により粉体
色剤Ｃｐが２００℃に加熱され、気化される。色剤とし
ては、有色のインクを用いる場合、イエローでは、アン
トライソチヤアゾール系、キノフタロン系、ピラゾロナ
ゾ系、ピリドンアゾ系、スチリル系等を用い、マゼンタ
では、アントラキノン系、ジシアノイミダゾール系、チ
アジアゾールアゾ系、トリシアノビニル系等を用い、シ
アンでは、アゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン
系、インドアニリン系等を用いることができる。

【００６１】色剤Ｃｐが気化し造粒装置２０に搬送され
ると、冷却され固化、凝集し色剤粒子Ｃｐｓとなる。面
状発熱体２０ａを用いずに自然に冷却される場合には、
平均粒径０．８μｍの色剤粒子Ｃｐｓが生成された。一
方、面状発熱体２０ａにより造粒装置２０を加熱し、色
剤を徐冷する場合には色剤粒子Ｃｐｓの粒径を制御する
ことが可能となる。次に色剤粒子Ｃｐｓは帯電装置３０
に搬送される。帯電装置３０では、強電界側の電極３０
ａの周囲で空気のイオン化が起こる程度の電位差を、ワ
イヤ電極３００ａ、対向電極３０ｂの２つの電極間に持
たせることにより、電極３００ａ近傍でイオンが発生
し、電気力線に従ってイオンは電極３０ｂに移動する。
このとき色剤粒子Ｃｐｓと衝突、付着し、色剤粒子Ｃｐ
ｓは帯電する。具体的には例えばワイヤ電極３００ａに
０ｖ、対向電極３０ｂに＋５ｋｖを印加すると、−イオ
ンが電極３００ａから電極３０ｂに移動するので色剤粒
子Ｃｐｓはマイナスに帯電する。一方、制御装置３０ｅ
からのコントロール信号によりセラミックヒーター３０
ｄはＯＮ／ＯＦＦされる。ヒーター３０ｄ面が色剤の融
点以上になると金属ワイヤ３００ａに付着していた色剤
粒子は再度気化し搬送されていく。帯電した色剤粒子Ｃ
ｐｓを含む空気の流れは整流部４０に設けられた整流板
４０ａにより整流され吐出装置５０に搬送される。吐出
装置５０では中間電極５０ａ（５０ａ１、５０ａ２）と
背面電極５０ｃに所定の電圧を印加することにより、吐
出孔９０を介して記録媒体ＲＭに吐出制御される。具体
的には例えば中間電極５０ａ（５０ａ１、５０ａ２）に
は記録すべき画像データの電気信号に対応した中間電極
駆動制御を有したコントロール部５０ｅの出力信号によ
り、０ｖまたは−５００ｖの電圧を印加し、背面電極５
０ｃには＋１．０〜＋２ｋＶの電圧を印加する。ここ
で、吐出孔９０に形成される電界により、中間電極５０
ａ１、５０ａ２の両方の電圧が０ｖの時のみ帯電した色
剤粒子Ｃｐｓが吐出され、記録媒体ＲＭに記録される。

【００６２】実際の画像記録装置では図７に示すように
印字ヘッド１は、シリアルヘッドとして用いられ、上記
動作を行いながら、ライン方向に走査され、画像が記録
媒体ＲＭに形成される。

【００６３】尚、上記帯電装置３０ではマイナス放電の
場合を説明したが、プラス放電でもよいし、また各電極
に印加する電圧は上記値に限定されるものではない。

【００６４】本実施例のように、色剤粒子Ｃｐｓを生成
（加熱、造粒）、帯電、吐出する装置１０、２０、３
０、５０と前記各装置に色剤粒子Ｃｐｓを順次搬送する
装置６０を設けたことにより、生成された色剤粒子Ｃｐ
ｓは確実に各装置を経るため、色剤の利用効率の向上や
帯電量の均一化が図られる。

【００６５】色剤の利用効率の向上に関しては、チャン
バ内は見かけ上密閉性が高いため、チャンバ内の空気は
流速ばらつきの小さい状態でチャンバ内、つまり前記一
連の各装置１０、２０、３０、４０、５０を循環させる
ことにより、記録に使用されなかった色剤粒子Ｃｐｓを
再度利用できる。記録に使用されなかった色剤粒子Ｃｐ
ｓは帯電量が少ない割合が高いので、これらの色剤粒子
Ｃｐｓは再度帯電装置３０に搬送されることにより帯電
量が増加される。その後記録に使用されことから使用効
率が向上される。また帯電量も大きくなるので、吐出速
度が向上し、結果的には記録速度の向上につながる。

【００６６】色剤粒子の帯電の均一化に関しては、以下
の理由によるものである。

【００６７】１）コロナ放電が起こる場すなわち不平等
な電界が発生している場では微粒子は高電界側に引き寄
せられる。搬送時の流れの乱れ、微粒子の熱運動等の原
因により、電極に微粒子が付着すると、イオン発生能力
が劣化し均一性も悪化するが、本実施例に示すように、
高電界側の電極３０ａにヒーター３０ｄを巻き付けて支
持し、必要に応じてヒーター３０ｄをＯＮし、付着した
色剤粒子Ｃｐｓを再度気化させることにより、電極３０
ａを初期の状態にリフレッシュすることができる。その
結果安定的に均一な帯電を行うことができる。

【００６８】２）造粒装置２０により、帯電時に色剤は
固体の粒子となり、帯電装置３０で発生させた空気イオ
ンが電気力線に従って移動し色剤粒子Ｃｐｓに衝突する
ことによって帯電させることが可能なため、気化した色
剤Ｃｐのほぼ全量を帯電することができ帯電効率を非常
に向上することができる。

【００６９】３）搬送装置６０により、色剤粒子Ｃｐｓ
は空気の流れに乗って搬送されるため、イオン風に引き
ずられて対向電極３０ｂに付着する量をかなり低減する
ことができる。

【００７０】ここで帯電効率を測定したところ、図８に
示すように前記従来例（図１３）の構成における測定結
果ｂにおいては帯電されない色剤粒子Ｃｐｓが多く存在
するが、本実施例の構成における測定結果ａにおいては
帯電量のばらつきはあるものの全く帯電されない色剤粒
子Ｃｐｓはほとんどなかった。

【００７１】（第７の実施例）本実施例では、本発明の
コロナ帯電装置を空気清浄機に適用した一例を説明す
る。コロナ帯電装置としては、帯電精度の必要要求に応
じて前記第１乃至第５のいずれかの実施例の帯電装置を
用いてもよい。

【００７２】図９は、その構成図であり、矢印Ｃはダス
トを含んだ空気の吸入方向を表している。尚、ここで
は、説明の都合上コロナ帯電装置として前記第１の実施
例のものを用いたが、これに限定されるものではない。

【００７３】空気清浄機は、ダストＤを含んだ空気を清
浄機内に搬送するための吸入装置６０と、比較的大きな
ダストＤを予め除去するためのフィルタ７０と、前記フ
ィルタ７０では除去されない微小なダストＤ１を帯電さ
せるための複数の帯電装置３０と、前記帯電装置３０で
帯電されたダストＤ２を捕集するための捕集装置８０と
から構成されている。吸入装置６０は、空気を吸入でき
る吸気用ファン６０ｂであれば特に限定はしない。フィ
ルタ７０は、例えばポリエチレンフィルムで編まれたも
のでもよい。捕集装置８０は、平行平板電極８０ａ、８
０ｂが５ｍｍの間隔をおいて対をなし、それが複数個で
構成されている。

【００７４】次に上記のように構成された空気清浄機の
動作について説明する。

【００７５】吸気用ファン６０ｂの動作により、矢印方
向にダストＤを含んだ空気は空気清浄機内に搬送され
る。搬送された空気はフィルタ７０を通過し、このとき
比較的大きなダストは物理的な付着によりフィルタ７０
に捕集され、空気より取り除かれる。ここでフィルタ７
０の編み目の大きさはあまり細かいとダストによる目詰
まりを起こし、長期に渡って安定して使用できなくな
る。そのため、適度な大きさにする必要がある。その
後、フィル７０にて比較的大きなダストが取り除かれた
空気は帯電装置３０に搬送される。

【００７６】帯電装置３０では、例えばワイヤ電極３０
０ａに＋３ｋｖ、対向電極３０ｂに０ｖの電圧を印加す
るプラス放電を行っており、図示していないが＋イオン
Ｉがワイヤ電極３００ａ近傍から対向電極３０ｂに移動
する際、上記イオンＩはワイヤ電極３００ａと対向電極
３０ｂの間に搬送されてきたダストの粒子Ｄ１に付着
（衝突）し、該ダストの粒子Ｄ１を帯電させる。その
後、帯電したダストＤ２は捕集装置８０に搬送される。

【００７７】捕集装置８０では、対をなす電極８０ａ、
８０ｂに対してそれぞれ＋２ｋｖ、０ｖの電圧が印加さ
れており、図示していないが対をなす電極８０ａ、８０
ｂ間に形成された電界により、プラス帯電されたダスト
の粒子Ｄ２は電極８０ｂに向かって移動し、最終的には
電極８０ｂに付着し、捕集される。

【００７８】尚、上記ではプラス放電を用いて説明を行
ったが、マイナス放電でもよい。ただし、マイナス放電
の場合プラス放電と同量のイオンが発生するため電圧が
低くなるという利点はある。しかし、放電時のオゾン発
生量がプラス放電よりも１オーダー程度多くなるため、
その臭気や人体への影響を考慮するとプラス放電の方が
望ましい。

【００７９】また、捕集装置８０の電極対８０ａ、８０
ｂへの印加電圧は、帯電装置３０の電極３００ａ、３０
ｂと同じ極性、つまり上記の場合は電極３００ａの＋３
ｋｖと電極８０ａの＋２ｋｖとは同じ極性、であるよう
にすることにより、それぞれ個別に高圧電源を用意する
必要がなく、１つの高圧電源でまかなえる。さらに、電
極８０ａと電極８０ｂに印加する電圧を例えば動作ごと
に変えてもよい。このように、電極対８０ａ、８０ｂへ
の印加電圧を交互に入れ替えることによって、電極対８
０ａ、８０ｂの間に形成される電界の方向が変わるた
め、帯電したダストＤ２が各々の電極にほぼ均等に付着
することから、より長期に渡って安定的な動作が可能と
なる。

【００８０】以上のことから、本空気清浄機ではばらつ
きが少なく、帯電量が大きいダストの帯電が行えるの
で、ダストの捕集効率つまり清浄性能が向上できた。

【００８１】上記構成では捕集装置８０として電極対を
使用したが、それに限定されるものではない。例えば、
ダストの帯電量が増加し、ばらつきが少なくなることか
ら、図１０（ａ）に示すようなハニカム状（蜂の巣ある
いは段ボールの断面形状）に形成されたアルミ箔あるい
はＳＵＳ箔等からなる導体を接地したものや、同じくハ
ニカム状に形成され、エレクトレット化されたフッ素系
樹脂やＰＥＴ等の樹脂フィルムを貼り合わせたエレクト
レットフィルムを用いることができる。接地した導体を
用いた場合、帯電したダストがハニカム内部を通過する
際、鏡像力により導体に付着し、捕集される。またエレ
クトレットフィルムを用いた場合、図１０（ｂ）に示す
ようにダストの帯電極性と逆の極性の面がハニカム内面
側となるように構成する。例えば、ダストＤ２がプラス
帯電している場合には外面がマイナスとなるように２枚
のフィルムを貼り合わせて形成する。これによって、帯
電したダストＤ２がハニカム内部を通過する際、静電力
により導体に付着し、捕集される。

【００８２】捕集装置８０を上記構成とすることで、特
に外部に電源を必要としないという利点と、ダストを捕
集する面積が大きくできるため、長期に渡って安定した
動作が可能という利点を持っている。

【００８３】以上、ここまで挙げた各実施例は本発明の
主旨を変えない限り、上記記載内容に限定されるもので
はない。

【００８４】

【発明の効果】本発明のコロナ帯電装置は、各請求項に
おいて以下の効果が得られる。

【００８５】本発明の請求項１、２においては、発生し
たイオンは３６０度全方向に均等に移動するため、帯電
のばらつきがかなり低減され、さらに微粒子は長軸方向
に搬送されるため、均一で大きな帯電量を安定して付与
できる帯電動作を実現することができる。

【００８６】本発明の請求項３においては、放電点が規
則的に列びワイヤ位置によるイオン生成量のばらつきが
低減されることから、帯電装置から搬出されたときには
非常に均一で大きな帯電量が付与された帯電微粒子が生
成される。また、構造自体も簡単な部材で製作できるた
め、コストの低減化が図れる効果も持っている。

【００８７】本発明の請求項４、５においては、リフレ
ッシュ機能により、イオン発生能力を劣化すること無し
に安定的に均一な帯電動作を実現することができる。ま
た副次的には放電サイドからのイオン発生効率が高くな
るという効果も合わせて持っている。

【００８８】以上のことから本発明によれば、微粒子を
ばらつきが少なく、大きな帯電量を安定して長期的に付
与できる帯電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による帯電装置の第１の実施例を説明す
るための構成図である。

【図２】本発明による帯電装置の第２の実施例を説明す
るための構成図である。

【図３】本発明による帯電装置の第３の実施例を説明す
るための構成図である。

【図４】本発明による帯電装置の第４の実施例を説明す
るための構成図である。

【図５】本発明による帯電装置の第５の実施例を説明す
るための構成図である。

【図６】本発明による帯電装置を適用した画像記録装置
の印字ヘッドの一実施例を説明するための構成図であ
る。

【図７】本発明による帯電装置を適用した画像記録装置
の全体構成を説明するための図である。

【図８】本発明による帯電装置を適用した画像記録装置
及び従来技術の画像記録装置における色剤粒子の帯電量
分布を示した図である。

【図９】本発明による帯電装置を適用した空気清浄機の
一実施例を説明するための構成図である。

【図１０】本発明による帯電装置を適用した空気清浄機
内の捕集装置の一例を説明するための構成図である。

【図１１】従来の帯電装置の一例を説明するための構成
図である。

【図１２】従来の別の帯電装置の一例を説明するための
構成図である。

【図１３】図１２の従来の帯電装置を応用した画像記録
装置の印字ヘッドの一例を説明するための構成図であ
る。

【符号の説明】

１０加熱装置２０造粒装置３０帯電装置３０ａ強電界側の電極３００ａワイヤ電極３０ｂ対向電極３０ｃワイヤ支持体３０ｄヒーター３０ｅヒーター制御装置３０ｆ調整用抵抗３０ｇ抵抗発熱体４０整流装置５０吐出装置６０搬送装置７０フィルタ８０捕集装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオンを発生させる強電界側の電極と、
前記生成されたイオンを引き寄せる対向電極とを備え、
コロナ放電時に前記強電界側の電極で発生されたイオン
を被帯電物に付着させることにより帯電させるコロナ帯
電装置において、前記強電界側の電極及び対向電極は被帯電物の搬送方向
に長軸を持ち、前記対向電極は前記強電界側の電極に対して均等な位置
で前記強電界側の電極を囲んで構成されてなることを特
徴とするコロナ帯電装置。
【請求項２】対向電極の断面形状は、円形あるいは多
角形であることを特徴とする請求項１記載のコロナ帯電
装置。
【請求項３】コロナ放電時にイオンを発生させる強電
界側の電極は、長軸方向にワイヤを螺旋状に巻回してな
ることを特徴とする請求項１記載のコロナ帯電装置。
【請求項４】コロナ放電時にイオンを発生させる強電
界側の電極は、長軸方向にワイヤを螺旋状に巻回してな
り、該電極の芯部は発熱体からなることを特徴とする請
求項１記載のコロナ帯電装置。
【請求項５】コロナ放電時にイオンを発生させる強電
界側の電極は、該電極端部に抵抗発熱体を接続してなる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のコロ
ナ帯電装置。