イオン発生素子、帯電装置および画像形成装置
【課題】沿面放電に伴ってイオンを発生させるイオン発生素子において、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮した、イオン発生素子、帯電装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】イオン発生素子１では、絶縁基材２１ｂの同一面に誘導電極２３とヒータ電極２５とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、絶縁基材２１ｂの前記面に誘電体層２１ａが積層されており、誘電体層２１ａは、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しており、かつ誘導電極の接地用端子部２３ａ上およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａ上に、これら端子部を２３ａ，２５ｂ，２５ａを露出させる開口部２４が設けられている。
【解決手段】イオン発生素子１では、絶縁基材２１ｂの同一面に誘導電極２３とヒータ電極２５とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、絶縁基材２１ｂの前記面に誘電体層２１ａが積層されており、誘電体層２１ａは、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しており、かつ誘導電極の接地用端子部２３ａ上およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａ上に、これら端子部を２３ａ，２５ｂ，２５ａを露出させる開口部２４が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられ、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像し、これを印字媒体上に転写定着させる画像形成プロセスに用いられるイオン発生素子、これを備える帯電装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
更に詳しくは、誘電体の表裏に放電電極と誘導電極を配置し、両者間に高圧交番電圧を印加して沿面放電を生じさせ、所望極性のイオンを取り出して、被帯電体（例えば感光体）を帯電させたり、像担持体（例えば感光体や中間転写体）上のトナー像を転写対象物（例えば中間転写体や記録紙）への転写前に帯電させるイオン発生素子、およびこれを備える帯電装置に関するものである。また、本発明は、この帯電装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体を帯電させる帯電装置、感光体等に形成されるトナー像を記録用紙等に静電的に転写させる転写装置、感光体等に静電的に接触する記録用紙等を剥離させる剥離装置などに、コロナ放電方式の帯電装置がよく用いられている。
【０００４】
このようなコロナ放電方式の帯電装置としては、一般に、感光体や記録用紙等の被帯電物に対向する開口部を有するシールドケースと、このシールドケース内部に張設される線状あるいは鋸歯状の放電電極とを備えている。そして、放電電極に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させて被帯電物を一様に帯電させる所謂コロトロンや、放電電極と被帯電物との間にグリッド電極を設け、このグリッド電極に所望の電圧を印加することで被帯電物を一様に帯電させる所謂スコロトロンなどが用いられている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
このコロナ放電方式の帯電装置を、中間転写体や記録紙等の転写媒体に転写する前のトナー像を帯電するための転写前帯電装置に利用したものが、例えば特許文献２、３に開示されている。特許文献２，３に開示された技術によれば、像担持体に形成されたトナー像内に帯電量のばらつきがあっても、転写前にトナー像の帯電量を均一にするので、トナー像を転写するときの転写余裕度の低下を抑え、トナー像を転写媒体に安定して転写することができる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の帯電装置は複数の問題を抱えている。第一に、帯電装置として放電電極のみならずシールドケースやグリッド電極等が必要である。また、放電電極と帯電対象物との間一定の距離（１０ｍｍ）を確保する必要がある。そのため、帯電装置を設置するためのスペースが多く必要となる。一般に一次転写部周辺には現像装置や一次転写装置、二次転写部前には感光体や二次転写装置等が配置されており、転写前帯電装置を配置するためのスペースは少ない。そのため、従来のコロナ放電方式の帯電装置ではレイアウトが非常に困難となる、といった問題がある。
【０００７】
また第二に、従来のコロナ放電方式の帯電装置では、オゾン（Ｏ３）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の放電生成物が大量に生成される、という問題がある。オゾンが大量に生成されると、オゾン臭の発生、人体に対する有害な影響、強い酸化力による部品劣化等の問題を引き起こす。また、窒素酸化物が生成されると、窒素酸化物が感光体にアンモニウム塩（硝酸アンモニウム）として付着し、異常画像の原因になるといった問題が生じる。特に、通常用いられている有機感光体（ＯＰＣ）は、オゾンやＮＯｘによりシロ抜けや像流れ等の画像欠陥を生じやすい。
【０００８】
このようなことから、転写部位が複数存在するような中間転写方式のカラー画像形成装置では、全ての転写部位（複数の一次転写部位、および二次転写部位）の上流に転写前帯電装置を設けることは、転写前にトナー像の帯電量を均一にする点から好ましいものの、実際上、オゾンやＮＯｘの発生量の問題から困難であった。
【０００９】
また、オゾンレス化の目的で、近年、感光体自体を帯電する帯電装置として、導電性ローラや導電性ブラシによる接触帯電方式が採用されてきている。しかし、接触帯電方式によってトナー像を乱さずに帯電させることは困難である。従って、転写前帯電装置には、非接触のコロナ放電方式のものを用いることになる。だが、接触帯電方式を搭載した画像形成装置に従来のコロナ放電方式による転写前帯電装置を設けた場合、オゾンレスという特徴は発揮されない。
【００１０】
なお、オゾン発生量を低減させるための技術として、例えば特許文献４には、ほぼ一定のピッチで所定の軸方向に並べられた多数の放電電極と、放電電極に放電開始電圧以上の電圧を印加するための高圧電源と、高圧電源の出力電極と放電電極との間に設置された抵抗体と、放電電極と近接し該放電電極と被帯電物との間の位置に設置されたグリッド電極と、グリッド電極にグリッド電圧を印加するためのグリッド電源とを備え、放電電極とグリッド電極とのギャップを４ｍｍ以下にすることで放電電流を低減してオゾン発生量を低減する帯電装置が開示されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献４に開示された技術では、放電電流を低減することによってオゾン発生量を低減することはできるものの、それでもなおオゾンの低減量が十分でなく、１．０ｐｐｍ程度のオゾンが発生してしまう。また、放電生成物やトナー、紙粉等が放電電極に付着したり、放電エネルギーによって放電電極の先端が磨耗・劣化したりすることにより、放電が不安定になるという別の問題もある。さらに、放電電極の形状から放電電極に付着した放電生成物やトナー、紙粉等をクリーニングするのが困難である。
【００１２】
その上、放電電極と被帯電物とのギャップが狭いために、複数の放電電極のピッチに起因する長手方向（放電電極のピッチ方向）の帯電ばらつきが生じやすいという問題もある。ここで、帯電ばらつきを解消するために放電電極ピッチを小さくすることが考えられるが、その場合には放電電極数が増えて製造コストが増大してしまう。
【００１３】
上記のような従来の帯電装置の課題を解決するため、例えば特許文献５には、誘電体を間に介して、外周辺に尖頭形の凸部を備えた放電電極と誘導電極とを配設し、この電極間に高圧交番電圧を印加することでイオンを発生させる（以後、このタイプの帯電方式を沿面放電方式と称する）イオン発生素子（沿面放電素子）を備えた帯電装置が開示されている。
【００１４】
この沿面放電方式の帯電装置は、シールドケースやグリッド電極等がないため小型である。また、放電面がフラットであることからクリーニングがしやすく、メンテナンス性にも優れている。
【００１５】
ここで、イオン発生素子（沿面放電素子）は、高湿環境下において放電特性が低下する傾向がある。これを回避する方策として、例えば特許文献６や特許文献７に開示された技術では、ヒータ部材をイオン発生素子に配置し、素子を加温することで放電領域の吸着水分を除去して放電性能を向上させている。特に特許文献７には、誘導電極部分に通電することでジュール熱を発生させて、ヒータ作用も兼用することが記載されており、引用文献７に開示の技術は、別途ヒータ素子を配置するのに比べ、コンパクトにかつ、低コストにできる。
【特許文献１】特開平６−１１９４６号公報（公開日：１９９４年１月２１日）
【特許文献２】特開平１０−２７４８９２号公報（公開日：１９９８年１０月１３日）
【特許文献３】特開２００４−６９８６０号公報（公開日：２００４年３月４日）
【特許文献４】特開平８−１６０７１１号公報（公開日：１９９６年６月２１日）
【特許文献５】特開２００３−２４９３２７号公報（公開日：２００３年９月５日）
【特許文献６】特開２００４−１５７４４７号公報（公開日：２００４年６月３日）
【特許文献７】特開２００２−２３７３６８号公報（公開日：２００２年８月２３日）
【特許文献８】特開平９−３０５００１号公報（公開日：１９９７年１１月２８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のようなヒータ電極（ヒータライン）を有するイオン発生素子の場合、次のような問題点がある。
【００１７】
初めの問題点について説明する。絶縁基材上に誘導電極２３とヒータ電極２５とを有し、その上側に誘電体層２１ａを介して放電電極２２を有する構造のイオン発生素子１０を図１０（ａ）に示す。放電電極２２には、高圧の交番電圧が印加されるようになっており、ヒータ電極２５の一端はヒータ電源３４に接続され、ヒータ電極２５の他端と誘導電極２３とは共通接地端子部２６により接地電位に接続されている。
【００１８】
通常の使用では、高圧の交番電圧が放電電極２２に印加されると、誘導電極２３には接地電位より誘導電流が誘起され、放電電極２２への印加電圧変化に伴い、誘導電極２３を通して誘起電流が流れる。例えば、図１１の様にパルス状の印加電圧を放電電極に印加した場合、放電電極２２および誘導電極２３への流れ込み電流は、スパイク状の電流波形となる。これは、電圧が上昇する短時間の間に、放電電極２２と誘導電極２３とに挟まれた誘電体層２１ａにより構成されるコンデンサー成分を充電しようとするためである。一定電圧になると誘導電流は流れず、電圧が下がるときには上述と逆の挙動が起こって、逆向きのスパイク状の電流が発生する。なお、このスパイク状の電流成分の一部に放電による電流分が含まれるが、その量は放電を伴わない流れ込み電流に対して、極わずかである。また図示していないが、Ｓｉｎ波の場合ならば、印加電圧と９０度の位相差を持って正弦波状の誘導電流が流れる。
【００１９】
ここで、誘導電極２３は接地電位に接続されているので、その電位はほぼ０電位である。一方、ヒータ電極２５には数Ｖないし数１０Ｖ程度の比較的低い電圧が印加され、ヒータ電源３４に接続される端子から接地電位端子へ流れる電流によるジュール熱で、イオン発生素子１０を加熱する。
【００２０】
次に図１０（ｂ）を用いて、問題となる現象を説明する。図１０（ｂ）は、誘導電極２３とヒータ電極２５の共通接地端子部２６が接触不良などのアクシデントでフローティングになってしまった場合を示している。このような場合、放電電極２２への高圧印加が行われると、誘導電極電位が放電電極電位に引っ張られ、不安定な状態となる。また誘導電流もヒータ電極２５を通じてヒータ電源３４側へ流れ込んでしまう。このような場合、ヒータ電源３４には不安定な電圧が作用し、ノイズの発生を誘発したり、ヒータ電源３４の損傷、延いては発火などの事故につながる可能性がある。
【００２１】
上記の問題を解決するために、図１０（ｃ）のように、誘導電極２３とヒータ電極２５とを絶縁するといった方法が考えられる。このような構成とすることで、何らかのアクシデントで誘導電極２３が接触不良となってフローティング状態となっても、ヒータ電極２５を通じてヒータ電源３４やマシン本体へダメージを与えることを防ぐことができる。よって発火などの事故を未然に防ぐことができる。
【００２２】
上述のような機能を満たすには、イオン発生素子に、放電電極２２の端子、誘導電極２３の端子、およびヒータ電極２５の２つの端子、の計４つの端子部が必要である。ここで、誘導電極２３とヒータ電極２５とを絶縁したイオン素子の構成の一例を図４に示す。図４（ａ−１）は、放電電極２２が形成された誘電体層２１ａの平面図、（ａ−２）は（ａ−１）の側面図、図４（ｂ−１）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５が形成された絶縁基材２１ｂの平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）の側面図である。そして、図４（ｃ−１）はイオン発生素子１０、の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）の側面図である。図４（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図４（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂを積層することで、表層に放電電極２２が形成され、誘電体層２１ａを介して内部に誘導電極２３およびヒータ電極２５を内包する構造のイオン発生素子１０が形成される。
【００２３】
イオン発生素子１０への電気的な接続は、放電電極２２は露出しているため、直接給電端子部を接触させることで実現できる。一方、内包されている誘導電極２３やヒータ電極２５については、それらの端子部を表面あるいは裏面に露出させる必要がある。例えば多層基板などで用いられるスルーホール技術を用いれば、誘電体層２１ａの放電電極２２が形成されている面あるいは絶縁基材２１ｂの電極が形成されていない面に、端子部を形成することは可能である。しかしながらスルーホール形成や、端子部のパターンを別途形成する必要があり、コストアップ要因となってしまう。また、絶縁基材に開口部を設ける場合、絶縁基材は、素子の強度向上の点である程度の厚みを持たせてあるが、それに開口を設けると、素子強度が大幅に低下する懸念がある。
【００２４】
これらを回避するための方法として、図４（ａ−１）に示すように、誘電体層２１ａの端部を短くしておき、絶縁基材２１ｂ上の誘導電極２３およびヒータ電極２５の端子部が覆われないようにすることで、簡易かつ低コストに内包電極への給電を可能とすることができる。
【００２５】
しかしながら、誘電体層２１ａの端部を短くする構成では、以下のような問題があることが判明した。図４（ａ−１）に示すように、誘導電極２３やヒータ電極２５の端子部が露出するように、上層の誘電体層２１ａを短くしているが、誘電体層２１ａの両端部分では段差構造になる。素子の組立時や素子の着脱などの際に、素子に何らかの外力が作用した場合、この段差部分には応力集中しやすく、段差部分周辺での割れが発生することがある。この問題は絶縁基材や誘電体層をセラミックやガラスで構成した場合には、より顕著に起こりやすい。
【００２６】
そこで、本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、沿面放電に伴ってイオンを発生させるイオン発生素子において、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮したイオン発生素子、帯電装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明に係るイオン発生素子は、上記課題を解決するために、誘電体層を挟んで設けられた放電電極と誘導電極との間に交番電圧が印加されることにより、沿面放電に伴ってイオンを発生するイオン発生素子であって、絶縁基材の同一面に前記誘導電極と、通電により発生するジュール熱で当該イオン発生素子を加温するヒータ電極とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、前記絶縁基材の前記面に前記誘電体層が積層されており、前記誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しており、かつ前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている、ことを特徴としている。
【００２８】
本発明の上記構成によると、誘導電極およびヒータ電極が誘電体層と絶縁基材とで囲まれる構造となる。よって、放電電極から誘導電極もしくはヒータ電極への沿面リークが起こりにくく、ヒータ電極への通電により発生するジュール熱によって放電電極近傍の吸着水分を除去して放電性能を安定化させることができる。また、上記構成は、シンプルな構成ゆえ、低コストに素子を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の上記構成によると、誘導電極とヒータ電極とが互いに絶縁されるように離間して設けられている。
【００３０】
ここで、誘導電極とヒータ電極の一端とが共通の端子部を有する構造で、端子部が接地電位などの任意の電位に接続されている場合に、共通の端子部が何らかの原因で電気的に接続されない状態で、放電電極に高圧が印加されると、ヒータ電源部の損傷が起こる場合がある。つまり誘導電極が任意の電位（接地電位など）に直接接続されていない状態で、放電電極に高圧が印加されると、誘導電極の電位が放電電極の高圧の影響を受けて変動し、その電位変動がヒータ電極を通じてヒータ電源部へノイズとして伝播してしまう。ヒータ電源の電圧は、放電電極への印加電圧に比べて、かなり低電圧であり、そのノイズの影響は大きい。さらにはヒータ電源として、イオン発生素子を搭載する機器の共通電源を流用することでコスト低減を図ることができるが、上記トラブルが発生した際は、機器全体へのダメージとなり、大きな損失を蒙るだけでなく、最悪の場合、発火などの安全上問題となる場合がある。
【００３１】
しかし、本発明では、誘導電極とヒータ電極とが互いに絶縁されるように離間して設けられているので、仮に誘導電極の接続が浮いた（例えば、接地されていない、あるいは所望の電位供給部に接続されていない）場合であっても、ヒータ電極を通しての機器全体へのダメージを回避することができる。ヒータ電極へのリークを防止できるため、ヒータ電源の破損を招くこともなく、イオン発生素子を備えたマシン本体の破壊や発火事故も防止することができる。よって、安全面を考慮したイオン発生素子を提供することができる。
【００３２】
さらに、本発明の上記構成によると、誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しているため、素子の幅方向に亘っての段差が形成されることがないので、イオン発生素子に何らかの外力が作用した場合でも、素子に割れが発生することを防ぐことができる。さらに、誘電体層は、前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている。
【００３３】
ここで、誘電体層と絶縁基材とに挟まれた誘導電極とヒータ部への電気的接続を行うには、幾つかの構成が考えられる。例えば、スルーホールを形成して誘電体層の放電電極が形成される面側もしくは絶縁基材の電極が形成されない面側に端子部を形成する構成などがあるが、スルーホール形成には別途追加の工程が必要でありコストアップ要因となる。また、絶縁基材に開口部を設ける場合、素子強度が大幅に低下する懸念がある。誘電体層は放電特性の観点からその厚み設定に大きな自由度がなく、かつ放電の低電圧化にも薄化する方が望ましいが、絶縁基材側は厚み設定の制約が比較的緩いため、素子の強度向上の点である程度の厚みを持たせることがある。しかしながら、強度維持を担う絶縁基材側に開口部を設けてしまうと、素子全体としての強度低下に対する影響が大きくなってしまう。さらに、絶縁基材側に開口部を設ける場合、素子の製法にも大きく影響を与える。つまり絶縁基材に誘導電極やヒータ電極の配線パターンを形成後、誘電体層を積層するといった手段を用いることができないため、予め誘電体層の一方の面に放電電極パターンを形成し、他方の面に誘導電極とヒータ電極を形成後、絶縁基材を積層する必要がある。これは誘電体層にセラミックなどを用いる場合、比較的薄い誘電体層部の両面に電極パターンをスクリーン印刷などで形成しなければならず、印刷パターンの欠陥や表裏の位置あわせズレなどが起こりやすいというリスクが発生する。
【００３４】
このような他の構成に比べ、本発明では、誘電体層は、前記誘導電極の端子部および前記ヒータ電極の端子部上に開口部が設けられていることで、上記問題は発生せず、低コストかつ信頼性の高いイオン発生素子を提供することができる。さらに元々薄い誘電体層に開口部を設けるため、絶縁基材に開口を設ける場合に比べて、素子全体としての強度低下への影響も小さい。
【００３５】
以上のように、本発明の上記構成によると、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮したイオン発生素子を提供することができる。
【００３６】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記誘電体層の開口部は、前記端子部毎に別々に設けられていてもよい。
【００３７】
誘導電極の端子部が浮いた場合、放電電極に高圧が印加された際には誘導電極の電位は大きく上昇する。このような場合、ヒータ電極の端子部と誘導電極とが近いと、沿面リークが発生する可能性がある。しかしながら、本発明の上記構成では、誘電体層に、端子部毎に別々の開口部を設けるため、端子部間は誘電体層が介在することになり、沿面リークの発生を防止することができる。さらには開口部を必要最小限の大きさにできるため、素子の強度確保の点でも好ましい。
【００３８】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記誘導電極の端子部は、接地用として設けられ、前記ヒータ電極の端子部は、ヒータ電源への接続用と接地用とが設けられてもよい。
【００３９】
上記構成によると、前記誘導電極の端子部は、接地電位に接続させ、ヒータ電極の一方の端子部はヒータ電源に接続させ、他方の端子部は接地電位に接続させることができるため、端子部を含む電極をもっとも簡便に構成でき、イオン発生素子を簡便に低コストで製造することができる。
【００４０】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記放電電極の導電物質の主成分は、金であってもよい。
【００４１】
上記構成を採ることで、長期に渡り安定した放電性能を得ることができる。これは放電に伴うオゾン発生による酸化作用に対する耐性が高く、放電電極としての電気特性変化が小さいためである。つまり電極自体の耐久性が高いため、放電電極の保護コート層を別途設ける必要がなく、シンプルな構成として製造することができる。さらにコート層の不均一性や長期使用でのコート層劣化による放電不均一性のリスクも回避でき、より好適である。
【００４２】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記誘導電極およびヒータ電極の導電物質の主成分は、銀およびパラジウムの混合物または合金であってもよい。
【００４３】
誘導電極またはヒータ電極の材料としては、導電物質に主成分が金以外であってもよく、低コスト化の観点からすると、金以外の廉価な材料で構成するのが好ましい。
【００４４】
ヒータ電極に関しては、ヒータ電源を搭載機器の共用電圧である５，１２，２４Ｖ系を流用できれば、電源コストの抑制の点から好ましい。しかし、このような場合、所望の投入電力にするためには、ヒータ電極の抵抗を所定範囲に制御する必要がある。ここで金を主成分とする材料をヒータ電極に用いた場合、抵抗がかなり低く、所望の抵抗が高めの場合、ヒータ電極の配線長を長くし、かつ、その線幅を細くしなければならない。しかしながらこのような配線パターンでは製造工程の断線発生により、歩留まりが悪化し、金材料が高価なことも加え、コストアップの懸念がある。
【００４５】
この対策として、誘導電極およびヒータ電極の導電物質に、銀系の材料を用いると好適である。銀系の材料を用いることで、金材料よりも高抵抗化しやすく、配線パターンの過度の細線化による断線リスクを改善できる。また絶縁基材や誘電体層材料としてセラミックやガラスなどを用いる場合、高温で焼成する必要があるが、銀系の材料は耐熱性も高く、材料の組み合わせとして望ましい。その一方、銀系の材料の場合、イオンマイグレーションの発生による絶縁不良発生の懸念が考えられる。マイグレーションが発生し易い状況としては、高湿環境で、近接電極間に電界が作用し、かつ平面で銀イオンの進展や析出成長が阻害されにくい状態が挙げられる。よって、イオン発生素子が、高湿環境下で使用され、かつ、誘導電極が接続不良となり、放電電極電位に引っ張られて高電位になって隣接のヒータ電極との間の電界強度が高くなり、さらに誘導電極とヒータ電極の接点が同一平面に近接している場合には、マイグレーションが発生し易くなる。
【００４６】
しかしながら、本発明の上記構成によると、誘導電極とヒータ電極の間には誘電体層が介在しており、端子部ではこの誘電体層による段差が形成されているため、マイグレーションを防止できる。よって、銀系の材料も使用可能である。より好適には銀にパラジウムを５％以上程度混合したものや、合金化したものを用いることで、よりマイグレーション発生を抑制できる。
【００４７】
本発明に係るイオン発生素子は、上記構成に加え、前記誘電体層および前記絶縁基材は、セラミックまたはガラスを主成分としてもよい。
【００４８】
放電電極と誘導電極の間に介在する誘電体層としては、その絶縁性能や電気特性の安定性の観点からセラミックまたはガラス系の材料が好ましい。また絶縁基材も誘電体層と同じセラミックまたはガラス系の材料を用い、一体焼成することで、誘導電極やヒータ電極部をセラミックまたはガラス系材料の内に埋抱して沿面リークに対する絶縁性能をより高めることができるので好ましい。ここで、セラミックまたはガラス系の材料では割れの懸念がある。しかし、本発明に係るイオン発生素子では素子強度の維持を考慮した構成となっているため、絶縁基材および誘電体層にセラミックまたはガラス系の材料を使用しても素子強度を維持でき、セラミックまたはガラス系の材料を使用することによる上記効果も加えられ、より高度な性能を発揮することができる。
【００４９】
本発明に係る帯電装置は、上記課題を解決するために、上記いずれか１つのイオン発生素子と、上記放電電極と上記誘導電極との間に交番電圧を印加する高圧電源部と、ヒータ電極に電圧を印加する電源部とを備えることを特徴としている。
【００５０】
上記構成によると、本発明に係るイオン発生素子を備えているために、ヒータ電源の破損を防ぐことができ、安全な、また、コンパクトな帯電装置を提供できる。
【００５１】
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記帯電装置を、担持体上に担持されたトナーに電荷を与える転写前帯電用の帯電装置として備えることを特徴としている。
【００５２】
転写前帯電用の帯電装置として本発明の帯電装置を用いることで、帯電装置のヒータ電源の破損を防ぐことができ、画像形成装置本体の破壊を防止することができる。よって、安全な画像形成装置を提供することができる。さらに本発明の帯電装置は、上記したようにコンパクトであるため、転写前トナーの帯電を限られたスペースで行うことができ、画像形成装置の縮小化を図ることができる。
【００５３】
本発明に係る画像形成装置は、上記帯電装置を、静電潜像担持体を帯電させる帯電装置として備えることを特徴としている。
【００５４】
静電潜像担持体を帯電させる帯電装置として本発明の帯電装置を用いることで、帯電装置のヒータ電源の破損を防ぐことができ、画像形成装置本体の破壊を防止することができる。よって、安全な画像形成装置を提供することができる。さらに本発明の帯電装置は、上記したようにコンパクトであるため、コンパクトな画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明のイオン発生素子は、以上のように、絶縁基材の同一面に前記誘導電極と、通電により発生するジュール熱で当該イオン発生素子を加温するヒータ電極とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、前記絶縁基材の前記面に前記誘電体層が積層されており、前記誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しており、かつ、前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている。
【００５６】
本発明の上記構成によると、誘導電極およびヒータ電極が誘電体層と絶縁基材とで囲まれる構造となる。よって、放電電極から誘導電極もしくはヒータ電極への沿面リークが起こりにくく、ヒータ電極への通電により発生するジュール熱によって放電電極近傍の吸着水分を除去して放電性能を安定化させることができる。また、上記構成は、シンプルな構成ゆえ、低コストに素子を提供することができる。
【００５７】
また、本発明の上記構成によると、誘導電極とヒータ電極とが互いに絶縁されるように離間して設けられている。よって、仮に誘導電極の接続が浮いた（接地されない）場合であっても、ヒータ電極を通しての機器全体へのダメージを回避することができる。ヒータ電極へのリークを防止できるため、ヒータ電源の破損を招くこともなく、イオン発生素子を備えたマシン本体の破壊や発火事故も防止することができる。よって、安全面を考慮したイオン発生素子を提供することができる。さらに、本発明の上記構成によると、誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しているため、素子の幅方向に亘っての段差が形成されることがないので、イオン発生素子に何らかの外力が作用した場合でも、素子に割れが発生することを防ぐことができる。さらに、誘電体層は、前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている。低コストかつ信頼性の高いイオン発生素子を提供することができる。さらに元々薄い誘電体層に開口部を設けるため、絶縁基材に開口を設ける場合に比べて、素子全体としての強度低下への影響も小さい。
【００５８】
以上のように、本発明の上記構成によると、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮したイオン発生素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
〔実施の形態〕
以下、本発明に係るイオン発生素子、これを備えた本発明に係る帯電装置、およびこれを備えた画像形成装置についての一実施形態を、図１〜１１に基づいて、具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００６０】
〔画像形成装置の全体構成〕
まず、本実施形態における画像形成装置の全体構成について説明する。図２は、本実施形態の転写前帯電装置を備えた画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。この画像形成装置１００は、いわゆるタンデム式で、かつ、中間転写方式のプリンタであり、フルカラー画像を形成できる。
【００６１】
図２に示すように、画像形成装置１００は、４色（Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｋ）分の可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄ、転写ユニット４０、および定着装置１４を備えている。
【００６２】
転写ユニット４０は、中間転写ベルト１５（像担持体）と、この中間転写ベルト１５の周囲に配置された４つの一次転写装置１２ａ〜１２ｄ、二次転写前帯電装置３、二次転写装置１６、および転写用クリーニング装置１７を備えている。
【００６３】
中間転写ベルト１５は、可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄによって可視化された各色のトナー像が重ね合わせて転写されるとともに、転写されたトナー像を記録紙Ｐに再転写するためのものである。具体的には、中間転写ベルト１５は無端状のベルトであり、一対の駆動ローラおよびアイドリングローラによって張架されているとともに、画像形成の際には所定の周速度（本実施形態では１６７〜２２５ｍｍ／ｓ）に制御されて搬送駆動される。
【００６４】
一次転写装置１２ａ〜１２ｄは、可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄごとに設けられており、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像とは逆極性のバイアス電圧が印加されることにより、トナー像を中間転写ベルトへ転写する。それぞれの一次転写装置１２ａ〜１２ｄは、対応する可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄと中間転写ベルト１５を挟んで反対側に配置されている。
【００６５】
二次転写前帯電装置３は、中間転写ベルト１５に重ね合わせて転写されたトナー像を再帯電させるものであり、詳細については後述するが、本実施形態では、イオンを放出することによってトナー像を帯電させる。
【００６６】
二次転写装置１６は、中間転写ベルト１５上に転写されたトナー像を、記録紙Ｐに対して再転写するためのものであり、中間転写ベルト１５に接して設けられている。転写用クリーニング装置１７は、トナー像の再転写が行われた後の中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするものである。
【００６７】
なお、転写ユニット４０の中間転写ベルト１５の周囲には、中間転写ベルト１５の搬送方向上流から一次転写装置１２ａ〜１２ｄ、二次転写前帯電装置３、二次転写装置１６、転写用クリーニング装置１７の順で各装置が配置されている。
【００６８】
二次転写装置１６の記録紙Ｐ搬送方向下流側には、定着装置１４が設けられている。定着装置１４は、二次転写装置１６によって記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるものである。
【００６９】
また、中間転写ベルト１５には、４つの可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄがベルトの搬送方向に沿って接して設けられている。４つの可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄは、用いるトナーの色が異なっている点以外は同一構成であり、それぞれ、イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ）のトナーが用いられる。以下では、可視像形成ユニット５０ａのみについて説明し、その他の可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄについては説明を省略する。これに伴い、図２では、可視像形成ユニット５０ａにおける部材しか図示していないが、他の可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄも可視像形成ユニット５０ａと同様の部材を有している。
【００７０】
可視像形成ユニット５０ａは、感光体ドラム（像担持体）７と、この感光体ドラム７の周りに配置された潜像用帯電装置４、レーザ書き込みユニット（図示せず）、現像装置１１、一次転写前帯電装置２、クリーニング装置１３などを備えている。
【００７１】
潜像用帯電装置４は、感光体ドラム７の表面を所定の電位に帯電させるためのものである。潜像用帯電装置４の詳細については後述するが、本実施形態では、潜像用帯電装置４から放出するイオンによって感光体ドラムを帯電させるようになっている。
【００７２】
レーザ書き込みユニットは、外部装置から受信した画像データに基づいて、感光体ドラム７にレーザ光を照射（露光）し、均一に帯電された感光体ドラム７上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。
【００７３】
現像装置１１は、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を顕像化してトナー像を形成するものである。
【００７４】
一次転写前帯電装置２は、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像を転写前に再帯電させるためのものである。一次転写前帯電装置２の詳細については後述するが、本実施形態では、イオンを放出することによってトナー像を帯電させるようになっている。
【００７５】
クリーニング装置１３は、中間転写ベルト１５にトナー像を転写した後の感光体ドラム７上に残留したトナーを除去・回収して感光体ドラム７上に新たな静電潜像およびトナー像を記録することを可能にするものである。
【００７６】
なお、可視像形成ユニット５０ａの感光体ドラム７の周囲には、感光体ドラム７の回転方向上流から、潜像用帯電装置４、レーザ書き込みユニット、現像装置１１、一次転写前帯電装置２、一次転写装置１２ａ、クリーニング装置１３の順で各装置が配置されている。
【００７７】
次に、画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。可視像形成ユニットの動作については、上記した可視像形成ユニット５０ａの構成部材（参照符号がふられているもの）を用いて説明するが、可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄでも同様の動作が行われる。
【００７８】
まず、画像形成装置１００は、図示しない外部装置から画像データを取得する。また、画像形成装置１００の図示しない駆動ユニットが、感光体ドラム７を図２に示した矢印の方向に所定の速度（本実施形態では１６７〜２２５ｍｍ／ｓ）で回転させるとともに、潜像用帯電装置４が感光体ドラム７の表面を所定の電位に帯電させる。
【００７９】
次に、取得した画像データに応じてレーザ書き込みユニットが感光体ドラム７の表面を露光し、感光体ドラム７の表面に上記画像データに応じた静電潜像の書き込みを行う。続いて、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像に対して、現像装置１１がトナーを供給する。これにより、静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。
【００８０】
このようにして感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像を、一次転写前帯電装置２が再帯電させる。そして、一次転写装置１２ａに感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像とは逆極性のバイアス電圧が印加されることにより、一次転写前帯電装置２により再帯電させられたトナー像を中間転写ベルトへ転写する（一次転写）。
【００８１】
可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄが上記動作を順に行うことにより、中間転写ベルト１５には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー像が順に重ね合わされる。
【００８２】
重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１５によって二次転写前帯電装置３まで搬送され、搬送されたトナー像に対して、二次転写前帯電装置３が再帯電を行う。そして、再帯電が行われたトナー像を担持する中間転写ベルト１５を、二次転写装置１６が図示しない給紙ユニットから給紙された記録紙Ｐに対して圧接し、トナーの帯電とは逆極性の電圧が印加されることにより、記録紙Ｐにトナー像が転写される（二次転写）。
【００８３】
その後、定着装置１４がトナー像を記録紙Ｐに定着させ、画像の記録された記録紙Ｐが図示しない排紙ユニットに排出される。なお、上記の転写後に感光体ドラム７上に残存したトナーは、クリーニング装置１３によって、また、中間転写ベルト１５上の残存したトナーは転写用クリーニング装置１７によって除去・回収される。以上の動作により、画像形成装置１００は、記録紙Ｐに適切な印刷を行うことができる。
【００８４】
〔転写前帯電装置構成例〕
次に、転写前帯電装置の構成について詳細に説明する。上述した一次転写前帯電装置２、潜像用帯電装置４、二次転写前帯電装置３は、設置される位置が異なっている点以外は同一であり、同じ構成の装置となっている。なお、潜像用帯電装置４では、帯電電位を制御するためのグリッド電極を以下で説明するイオン発生素子（沿面放電素子）１と感光体ドラム７との間に配置してもよい。このグリッド電極の位置は感光体ドラム７からは約１ｍｍ程度、イオン発生素子１からは２〜１０ｍｍ程度隔てて配置するのがよい。以下では、二次転写前帯電装置３の詳細を説明し、一次転写前帯電装置２および潜像用帯電装置４については詳細な説明を省略する。
【００８５】
図３（ａ）は、中間転写ベルト１５近傍に配置されたイオン発生素子１を備えた二次転写前帯電装置３の構成図であり、図３（ｂ）は、電源に繋がった状態のイオン発生素子１の側面図および平面図である。また、図１（ａ）は、イオン発生素子の平面図、図１（ｂ）は、その短手方向の側面図、図１（ｃ）は、その長手方向の側面図である。
【００８６】
図３（ａ）に示すように、二次転写前帯電装置３は、イオン発生素子１、対向電極３１、高圧電源３２、および電圧制御回路３３を備えている。
【００８７】
イオン発生素子１は、図１（ａ）に示すように、誘電体層２１ａ、放電電極２２、絶縁基材２１ｂ、誘導電極２３、およびヒータ電極２５を有しており、放電電極２２と誘導電極２３との間の電位差に基づいて発生する放電（放電電極２２付近で誘電体層２１ａの沿面方向に生じるコロナ放電）により、イオンを発生させる。
【００８８】
イオン発生素子１は、略長方形状の誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとを貼り合わせた平板状で構成されている。誘電体層２１ａおよび絶縁基材２１ｂの材料としては、有機物であれば耐酸化性に優れた材料が好適である。例えばポリイミドまたはガラスエポキシ等の樹脂を使用することができる。また、無機物を選択するのであれば、マイカ集製材やアルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミックを使用することができる。なお、耐食性の面を考えれば、誘電体層２１ａおよび絶縁基材２１ｂの材料として無機系のもののほうが望ましく、さらに成形性や後述する電極形成の容易性、耐湿性の低さ等を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適である。また、放電電極２２と誘導電極２３との間の絶縁抵抗が均一であることが望ましいため、誘電体層２１ａおよび絶縁基材２１ｂにおいて、それぞれ、材料内部の密度バラツキが少なく、絶縁率が均一であればあるほど好適である。誘電体層２１ａの厚みは、５０〜２５０μｍが好ましいが、この数値に限定はされない。
【００８９】
誘電体層２１ａは、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しており、かつ下記で説明する誘導電極２３の接地用端子部２３ａ上およびヒータ電極２５の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａ上に、これら端子部を露出させる開口部２４、２７が設けられている。本実施形態では、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上は、同一の開口部２４として形成しているが、後述の実施例２のように、端子部毎に別々に開口部を設けてもよい。誘導電極２３の接地用端子部２３ａ、およびヒータ電極２５の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａは、絶縁基材２１ｂの長手方向の端部に設けられ、誘電体層２１ａは、端子部の延伸方向において各端子部を覆い得る位置まで延びており、かつ各端子部上に、これら各端子部を露出させる開口部２４，２７を有している。
【００９０】
放電電極２２は誘電体層２１ａの表面に誘電体層２１ａと一体的に形成されている。また、放電電極２２には、高圧電源接続用端子部２２ａが設けられている。放電電極２２の材料としては、例えばタングステンや銀、金、白金、ステンレスのように導電性を有するものを使用することができる。ただし、放電によって溶融や飛散する等の変形を起こさないものであることが条件となる。経時使用による放電電極２２の変質・劣化を抑えるために、放電電極２２を薄いセラミックやガラス等でコートしてもよい。ただし、均一なコートが得られない場合、コートが薄いあるいは未コート部では過剰な放電が発生し、逆に厚すぎるコート部分では放電が不足してしまい、画像ムラを引き起こす場合があるため、均一なコーティングが必要となる。
【００９１】
放電電極２２は誘電体層２１ａの表面からの深さ（誘電体層２１ａの表面より誘導電極２３側に放電電極２２が押し込まれている場合）、あるいは厚み（誘電体層２１ａの表面より突出して放電電極２２を設ける場合）が、均一であるほうが望ましい。また、放電電極２２の形状は、中間転写ベルト１５の移動方向と直交する方向に均一に伸びた形状であればいずれの形状であってもよい。ただし、誘導電極２３との電界集中が起こりやすい形状とするほうが、放電電極２２と誘導電極２３との間に印加する電圧が低くても、上記両電極間で放電させることができるので、できればそのほうが望ましい。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、放電電極２２の形状は櫛歯状となっており、放電を起こしやすい形状となっている。なお、本実施形態では、放電電極２２は櫛歯状とするが、図４〜９に示す構成のように、誘電体層２１ａの長手方向に伸びた長方形の電極となっていてもよい。
【００９２】
誘導電極２３は、誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとの間に形成され、放電電極２２に対向して配置される。これは、放電電極２２と誘導電極２３との間の絶縁抵抗は均一であることが望ましく、放電電極２２と誘導電極２３とは並行であることが望ましいからである。このような配置により、放電電極２２と誘導電極２３との距離（以下、電極間距離と称する）が一定となるので、放電電極２２と誘導電極２３との間の放電状態が安定し、イオンを好適に発生させることが可能となる。図１に示す構成では、誘導電極２３は、２本の線状電極であり、誘電体層２１ａを挟んで、放電電極２２を長手方向に沿って両側から挟むようにして対向配置されている。そして、２本の誘導電極２３のそれぞれの一端に接地用端子部２３ａを有しており、接地用端子部２３ａは、接地電位（グランド）に接続される。なお、誘導電極２３は、上記の形状に限定されることはなく、放電電極２２と対向配置したベタ電極であってもよいし、放電電極２２の片側に対抗する位置だけに設けられていてもよい。
【００９３】
また、誘導電極２３は、誘電体層２１ａを１層として、誘電体層２１ａの裏面に設けることも可能であるが、この場合は、誘電体層２１ａの表面を伝って、放電電極２２と誘導電極２３とがリークしないよう、印加電圧に対し十分な沿面距離を確保するか、或いは放電電極２２や誘導電極２３を絶縁性のコート層（保護層）で被覆する必要がある。また誘電体層２１ａは放電を起こしやすくするために、前述のように薄い厚みとする必要があるので、誘電体層２１ａとコート層だけでは強度面に問題がある。そこで、本実施形態では、絶縁基材２１ｂとして数１００μｍないし数ｍｍのセラミック基材を用い、この上に誘導電極２３およびヒータ電極２５のパターンを形成し、放電電極２２が形成された誘電体層２１ａと圧着・積層した状態で焼成を行い、イオン発生素子１を形成する。このような構成とすることで、強度面の問題も解消され、かつ誘導電極２３やヒータ電極２５は絶縁基材２１ｂに内包されるため、表面の放電電極２２から内部の誘導電極２３やヒータ電極２５への沿面リークも防止できる。さらにイオン発生素子１の構造は、電極パターンを形成した２層のセラミック基材を重ねて焼成したものであるため、簡易にかつ低コストにイオン発生素子１を製造することができる。
【００９４】
ヒータ電極２５は、誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとの間に、誘導電極２３とは別に設けられており、ライン状となっている。ヒータ電極２５のパターンは、これ以外に、ループ状や波線状にしてもよく、また、その幅や厚みを適宜調整して、使用する電極材料の抵抗率に応じて、最適な条件とすればよい。ヒータ電源３４のコストを抑えるには、装置本体側で用いる共用電圧（例えば、５、１２、２４Ｖなど）で駆動できるようにすると好適である。その際、所望の投入電力得るために抵抗を上げなければならない場合には、極端に線幅を細くすると製造時の断線など懸念があるため、太目の線幅としてループ状に配線して線長を大きく採るといった方法などを適宜採用すればよい。
【００９５】
ヒータ電極２５の一端には、接地用端子部２５ｂを有しており、接地用端子部２５ｂは、接地電位（グランド）に接続される。また、他端には、電源接続用端子部２５ａを有しており、電源接続用端子部２５ａは、ヒータ電源３４に接続される。なお図１（ａ）では、ヒータ電極の接地用端子部２５ｂが誘導電極の接地用端子部２３ａの近くに設けられているが、この形状に限定されず、ヒータ電極の電源接続用端子部２５ａが誘導電極の接地用端子部２３ａの近くに設けられていてもよい。
【００９６】
そして、ヒータ電源３４によりヒータ電極２５に所定の電圧（本実施形態では１２Ｖ）が印加されることで、ヒータ電極２５がジュール熱により発熱するよう構成されている。電圧印加方法は、連続的に直流電圧を与えても、レギュレーターなどでマシン内の共用直流電圧を変化させても、トランジスタなどのスイッチング素子でパルス状の電圧にして給電してもよい。上述のヒータ電極２５の抵抗と、電圧印加の方法との組み合わせで、立上げ時や定常状態時、経時変化、周囲環境の状態などによって適切な制御を行うことが可能である。このように、ヒータ電極２５を発熱させることで、イオン発生素子１が昇温（本実施形態では約６０℃）し、イオン発生素子２１の吸湿を抑制することができる。よって、高湿環境下でも安定してイオンを発生させることができる。誘電体層２１ａがセラミックの場合、誘電体層２１ａ自体は吸湿しないものの、誘電体層２１ａの表面が結露すると、放電特性が低下することから、ヒータの発熱により結露を防止、或いは結露を解消することは有効である。
【００９７】
誘導電極２３およびヒータ電極２５の材料としては、例えばタングステンや銀、銀パラジウム、金、白金、ステンレスのように導電性を有するものを使用することができる。また各端子部はニッケルを下引き層にした金メッキ（ＮｉＡｕメッキ）処理などを行ってもよい。
【００９８】
ここで、本実施形態のイオン発生素子１の製造方法について図５を用いて説明するが、本発明の係るイオン発生素子１の製造方法は以下の方法、数値に限定されることはない。まず、図５（ａ）に示すように、誘電体層２１ａとして厚さ０．２ｍｍのアルミナとガラスとを主成分とするグリーンシートを用い、その上に放電電極２２をスクリーン印刷で所定のパターンに形成する。電極材料として、前述の様々ものを利用できるが、ここでは例えば金（Ａｕ）を導電材の主成分とし、セラミックとの密着を担うガラス成分を含む導電ペーストなどを用いる。なお、本実施形態のイオン発生素子１が適用される画像形成装置１００では、イオン発生素子１は比較的長い寸法が要求される。そのためセラミック材料としてはアルミナとガラスがほぼ半分ずつ程度の低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）材が好ましい。その理由としては、純アルミナの高温焼成セラミック（ＨＴＣＣ）などでは焼成温度が高く、温度分布を均一に保つ焼成条件を実現するには、非常に高価かつ大型の焼成炉が必要であり、素子のコストアップに繋がるといったことが挙げられる。ＬＴＣＣの場合は、焼成温度が低いという点で優位であり、比較的長い寸法（大型）のイオン発生素子を低コストに安定して製造できる点で好ましい。
【００９９】
次に図５（ｂ）にように、絶縁基材２１ｂとして、厚さ０．８ｍｍの上記と同様のグリーンシートを用い、その上に誘導電極２３およびヒータ電極２５を上記と同様の方法で形成する。また図５（ａ）に示すように，誘電体層２１ａにて、絶縁基材上の、誘導電極の接地用端子部２３ａおよびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ，ヒータ電極の電源接続用端子部２５ａに対応する箇所に、予め、開口部２４、２７を設けておく。本実施形態では、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上は、同一の開口部２４として形成しているが、後述の実施例２のように、端子部毎に別々に開口部を設けてもよい。
【０１００】
次に図５（ｃ）に示すように誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとを積層・圧接する。この際、両者の位置合わせと、層間に気泡や異物が混入しないように気をつける。次に積層状態で所定の大きさ（例えば、幅６ｍｍ×長さ３２０ｍｍ）に切断し、電気炉中で、９００〜１０００℃で焼成を行うことで、セラミック材で構成されたイオン発生素子１を得ることができる。
【０１０１】
対向電極３１は、本実施形態ではステンレス製のシャフト形状となっており、中間転写ベルト１５を介してイオン発生素子１と対向する位置に、中間転写ベルト１５の裏面側（トナー像が形成されない側）に密着するよう配置される。そして、対向電極電源３５を介してグランドに接続されている。対向電極電源３５は、対向電極３１に所定の電圧を印加する構となっている。このような対向電極電源３５は、放電電極２２からの放電を生じ易くするために配されるものであり、必ず必要なものではなく、省略することもできる。
【０１０２】
高圧電源（電圧印加回路）３２は、電圧制御回路３３の制御により、イオン発生素子１の放電電極２２と誘導電極２３との間に電圧を供給する構成となっている。図１１に示すような波形で、印加電圧はＶｐｐ：２〜４ｋＶ、オフセットバイアスは−１〜−２ｋＶ、周波数は５００〜２ｋＨｚのパルス波が用いられる。パルス波のＤｕｔｙは高圧側時間が１０〜５０％となるようにしている。なお、波形は正弦波でも構わないが、放電の効率、特に高湿条件での放電性能を考慮すると、パルス波の方が良好である。図１１に示した波形のように、立ち上がりおよび立下り時のオーバーシュートは、あえて抑える必要はなく、むしろ積極的に利用することで電源コストを軽減可能となる場合もある。
【０１０３】
上記の構成の高圧電源３２を動作させ、放電電極２２と誘導電極２３との間に交流高電圧を印加すると、放電電極２２と誘導電極２３との間の電位差に基づいて、放電電極２２近傍で沿面放電（コロナ放電）が起こる。これにより、放電電極２２の周囲の空気をイオン化することでマイナスイオンを発生させ、中間転写ベルト１５上のトナー像を所定の帯電量（ここでは約−３０μＣ/ｇ）に帯電させる。
【０１０４】
また、高圧電源３２は電圧制御回路３３に接続されている。電圧制御回路３３は、高圧電源の印加電圧の大きさを制御するものである。具体的には、電圧制御回路３３は、対向電極電源３５を流れる電流の値を計測し、この計測した電流の値が目標値になるように、高圧電源３２の印加電圧をフィードバック制御する。対向電極３１を流れる電流の大きさは、トナー像の帯電量と相関する。従って、対向電極３１を流れる電流を一定の目標値に保つことによって、トナー像の帯電量も一定の値となる。このように、高圧電源３２の印加電圧の大きさを、対向電極３１を流れる電流の大きさに基づいてフィードバック制御することにより、放電電極２２の先端部への異物の付着や、環境条件の変化、また画像形成装置１００内における風の流れの変化等によって、イオンの発生量や発生したイオンがトナー像に到達する割合が変動しても、常に最適な量のイオンをトナー像に供給できる。ただし、対向電極電流による制御部分は必ずしも必要でなく、事前に検討で用意した制御テーブルなどを用いて、周囲環境や経時使用度合いや印字モードの情報より、制御を行っても構わない。
【０１０５】
以上で説明したように、本実施形態のイオン発生素子１は、誘導電極２３およびヒータ電極２５が誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとで囲まれる構造となっている。よって、放電電極２２から誘導電極２３もしくはヒータ電極２５への沿面リークが起こりにくく、ヒータ電極２５への通電により発生するジュール熱によって放電電極近傍の吸着水分を除去して放電性能を安定化させることができる。また、上記構成は、シンプルな構成ゆえ、低コストに素子を提供することができる。
【０１０６】
また、イオン発生素子１では、誘導電極２３とヒータ電極２５とが互いに絶縁されるように離間して設けられている。よって、仮に誘導電極２３の接続が浮いた（接地されない）場合であっても、ヒータ電極２５を通しての機器全体へのダメージを回避することができる。ヒータ電極２５へのリークを防止できるため、ヒータ電源３４の破損を招くこともなく、イオン発生素子１を備えたマシン本体の破壊や発火事故も防止することができる。よって、安全面を考慮したイオン発生素子を提供することができる。さらに、イオン発生素子１の構成によると、誘電体層２１ａは、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しているため、イオン発生素子１に何らかの外力が作用した場合でも、素子に割れが発生することを防ぐことができる。
【０１０７】
ここで、絶縁基材２１ｂに開口部を設ける場合、素子強度が大幅に低下する懸念がある。この理由を、図６を用いて説明する。誘電体層２１ａは放電特性の観点からその厚み設定に大きな自由度がなく、かつ放電の低電圧化にも薄化する方が望ましいが、絶縁基材２１ｂは厚み設定の制約が比較的緩いため、素子の強度向上の点である程度の厚みを持たせる場合がある。しかしながら、図６（ｂ−１），（ｂ−２）のように強度維持を担う絶縁基材２１ｂに開口部２８を設けてしまうと、素子全体としての強度低下に対する影響が大きくなる。なお、図６（ｂ−１）は、開口部を開けた絶縁基材２１ｂの平面図、（ｂ−２）は、その側面図である。さらに絶縁基材２１ｂに開口部を設ける場合、素子の製法にも大きく影響を与える。つまり、絶縁基材上に誘導電極やヒータ電極の配線パターンを形成後、誘電体層を積層するといった手段を用いることができない。そのため、図６（ａ−１）に示すように、予め誘電体層２１ａの一方の面に放電電極２２を形成し、他方の面に誘導電極２３とヒータ電極２５とを形成後、絶縁基材２１ｂに積層する必要がある。なお、図６（ａ−１）は、各電極を形成した誘電体層２１ａの平面図、（ｂ−２）は、その側面図である。上記のように形成する場合、誘電体層２１ａにセラミック基板などを用いると、比較的薄い誘電体層２１ａの両面に電極パターン（放電電極２２，誘導電極２３，ヒータ電極２５）をスクリーン印刷などで形成しなければならず、印刷パターンの欠陥や表裏の位置あわせズレなどが起こりやすい。絶縁基材２１ｂに開口部を設ける場合、上記のようなリスクが発生する。
【０１０８】
しかしながら、本実施形態にイオン発生素子１では、誘電体層２１ａに開口部２４を設けることで、低コストかつ信頼性の高い製法を提供することができる。さらに元々薄い誘電体層に開口部を設けるため、絶縁基材に開口を設ける場合に比べて、素子全体としての強度低下への影響も小さい。
【０１０９】
（実施例１）
次に、本発明のイオン発生素子を用いた実施例について説明する。ここでは、比較例のイオン発生素子と本発明に係る実施例のイオン発生素子について、図４および５を用いて説明する。
【０１１０】
図４は、比較例のイオン発生素子を示す図である。図４（ａ−１），（ａ−２）に示すように，誘電体層２１ａとして、厚さ０．２ｍｍのセラミックシートを用い、その上に放電電極をスクリーン印刷で所定のパターンに形成する。電極材料として、金を導電材の主成分するペーストを用いた。このように金を用いるのは、長期使用でも劣化が少なく、コート層を設ける必要がなく、シンプルな構成とすることができるからである。次に図４（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、絶縁基材２１ｂとして、厚さ０．８ｍｍの上記と同じセラミックシートを用い、その上に誘導電極２３およびヒータ電極２５を、同様の方法で形成する。誘導電極２３とヒータ電極２５とは互いに絶縁されたパターンでとして形成する。また図４（ａ−１）に示すように誘電体層の両端部は、絶縁基材２１ｂ上の誘導電極２３およびヒータ電極２５の給電接点が露出するように幅方向全域をカットしておく。このようにすることで、複数の給電接点があるにもかかわらず、簡易な構造で、低コストに給電を行うことができる。次に図４（ｃ−１），（ｃ−２）に示すように、誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとを積層・圧接し、焼成を行って比較例のイオン発生素子を得た。
【０１１１】
ここで、誘導電極２３は、幅２５０μｍの直線状で、放電電極２２を挟むように２本配列した。またヒータ電極２５は、幅１００μｍで、その抵抗値は約２０Ωとした。放電電極は図１（ａ）に示すような櫛歯状のパターンで，中央の線状部分幅は２５０μｍ、突起部分の高さを１００μｍ、幅２００μｍ、突起ピッチは１ｍｍとした。また、誘導電極の接地用端子部２３ａと、ヒータ電極の接地用端子部２５ｂとは、各々別々に形成されており、接地電位に接続させる。ヒータ電極２５の電源接続用端子部２５ａは、スイッチング素子を介して装置本体の１２Ｖのヒータ電源と接続させる。このように、最もシンプルで低コストな構成となっている。
【０１１２】
上記比較例のイオン発生素子においては、誘電体層にセラミック材を使用し、かつ放電電極に金を用いることで、長期に渡って安定な放電特性を示し、かつ内部の誘導電極やヒータ電極へのリーク発生も抑えることが可能であった。さらにヒータ機能も良好に作用し、高湿環境下でも安定した放電性能を得ることができた。また誘導電極の接地状態を接触不良状態としても、ヒータ電極を通じての装置本体への影響を未然に防ぐ作用を確認できた。
【０１１３】
しかしながら、上記比較例のイオン発生素子の構成では以下の問題が発生した。誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとの長さの異なる部分で、素子の幅方向（短手方向）に亘っての段差が生じる。そのため、素子を装置本体に対して着脱する際や、焼成時に発生するセラミックの反りを抑えて組み込む際に、段差部分に荷重が集中して、素子が割れる場合がある。
【０１１４】
そこで、図５に示すような、本実施（実施例１）のイオン発生素子の構成を検討した。図４で示した比較例のイオン発生素子との差は、誘電体層２１ａの開口部（切り欠き部）の形状である。ここで、図５（ａ−１）および（ａ−２）は、放電電極２２が形成された誘電体層２１ａの正面図およびその側面図である。図５（ｂ−１）および（ｂ−２）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５を設けた絶縁基材２１ｂの正面図およびその側面図である。図５（ｃ−１），（ｃ−２），（ｃ−３）は、図５（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図５（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂとを積層した、本実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、長手方向の側面図、である。誘電体層２１ａは、図５（ａ−１）に示すように、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しており、かつ、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａ上に、各端子部２３ａ，２５ｂ，２５ａが露出するよう、開口部２４，２７が形成されている。本実施例では、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上は、同一の開口部２４となっている。
【０１１５】
このような構成とすることで、図５（ｃ−１）に示すように、上述の素子の幅方向（短手方向）に亘っての段差がなくなり、素子取り扱い時の割れ発生を抑える効果を確認することができた。なお、図５に示す本実施例のイオン発生素子では、開口部２４，２７の形状を、矩形状にしているが、角部分を円弧状にするとさらに応力集中を防ぐことができ、素子の強度や信頼性向上に対してより好適である。
【０１１６】
（実施例２）
次に、本発明に係るイオン発生素子の別の実施例について、図７−９を用いて説明する。
【０１１７】
本実施例（実施例２）のイオン発生素子は、図７に示すように、実施例１のイオン発生素子の構成に加え、誘電体層２１ａの開口部を、誘導電極の接地用端子部２３ａおよびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ毎に分離して形成している。つまり、誘導電極の接地用端子部２３ａ上と、ヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上とに、別々の開口部（開口部２４ａおよび開口部２４ｂ）を形成している。ここで、図７（ａ−１）および（ａ−１）は、上記別々の開口部を設け、また放電電極２２を設けた誘電体層を示す正面図およびその側面図である。図７（ｂ−１）および（ｂ−２）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５を設けた絶縁基材２１ｂの正面図およびその側面図である。図７（ｃ−１），（ｃ−２），（ｃ−３）は、図７（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図７（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂとを積層した、本実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、長手方向の側面図、である。
【０１１８】
また、図８は、図７に示すイオン発生素子の変形例であり、素子の幅を狭くするなどで、素子の幅方向（短手方向）に、２つの端子部を配列できない場合に、端子部を長手方向にずらした場合に対応するものである。また、図８に示すイオン発生素子は、内側の誘導電極の接地用端子部２３ａおよびヒータ電極の接地用端子部２５ｂに対向する開口部２４ａ’および開口部２４ｂ’は、楕円状に形成している。ここで、図８（ａ−１）および（ａ−１）は、上記別々の開口部２４ａ，２４ｂを楕円形に設け、また放電電極２２を設けた誘電体層２１ａを示す正面図およびその側面図である。図８（ｂ−１）および（ｂ−２）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５を設けた絶縁基材の正面図およびその側面図である。図８（ｃ−１），（ｃ−２），（ｃ−３）は、図８（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図８（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂとを積層した、本実施例の変形例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、長手方向の側面図、である。以下、本実施例およびその変形例の構成による作用と効果について説明する。
【０１１９】
イオン発生量が多く必要な場合や、強度向上の観点で誘電体層の厚みを大きくする場合、あるいは経時劣化した場合でも放電特性を安定させる場合などに、放電電極２２への印加電圧を高くする必要が生じる。また素子の小型化や、製造時の取数増によるコストダウン狙いで、素子幅を狭くした場合、誘導電極２３の接地用端子部２３ａとヒータ電極の接地用端子部２５ｂとの間隔が狭くなってしまう場合が発生する。このようなケースで、誘導電極の接地用端子部２５ｂが接地電位から浮いてしまうと、放電電極電位に引っ張られて、誘導電極電位が上昇し、上昇度合いによっては誘導電極の接地用端子部２３ａから隣接するヒータ電極の接地用端子部２５ｂへリークしてしまう危険性がある。
【０１２０】
ここで、前述の図４で示した比較例のイオン発生素子や図５で示した実施例１のイオン発生素子の構成の場合、図９（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、両電極間は平坦な状態であるため、端子部間に水分などが存在すると、その沿面抵抗が低くなり、沿面リークを起こし易い。
【０１２１】
しかし、本実施例およびその変形例のイオン発生素子では、図９（ａ−１），（ａ−２）に示すように、誘電体層２１ａの開口部２４ａ，２４ｂ間に誘電体層があり、端子間が誘電体層で絶縁された状態となるため、沿面リークが起こりにくい。よって、本実施例およびその変形例のイオン発生素子により、より安全性を高めた素子を提供できる。さらに、誘電体層２１ａの開口部２４の面積も小さくなり、素子強度が向上する点でもより好適である。
【０１２２】
（実施例３）
本発明に係るイオン発生素子のさらに別の実施例について説明する。本実施例のイオン発生素子は、図６または図７で説明した構造のイオン発生素子において、誘導電極およびヒータ電極を全て銀パラジウムで形成した。以下で、銀パラジウムで形成する際の作用および効果について説明する。
【０１２３】
まず、誘導電極２３およびヒータ電極２５を金ペーストで構成するメリットとして、接点部分も金であるため、メッキ等の必要もなく安定した接点を得ることができる。しかしながら、デメリットとて、コストが高い点が挙げられる。また抵抗が非常に低いため、ヒータ電極の抵抗を所定の値、特に高めの値としたい場合、線幅を非常に細くするか、複数回のループパターンにして長さを大きくする必要がある。このようなパターンとした場合、製造過程の不備で断線となるリスクが高まり、歩留まりが低下し、さらにコストアップを招いてしまう。
【０１２４】
上記のコストアップを解消するための、銀系のペーストを用いることができる。金に比べ、材料費自身も低コストであり、抵抗値も高めであるため、ヒータ電極の設計幅が広くなり、不良発生を抑えることができて好適である。しかしながら、銀系の材料の場合、イオンマイグレーションによる絶縁不良を考慮する必要がある。イオンマイグレーションとは、高湿環境下で複数の電極間に電界が存在する場合、銀がイオン化して電極間を移動し、析出した銀が電極間を短絡してしまう現象である。また平坦な部位のほうが、イオンマイグレーションが進みやすい。よって、図４で示した比較例のイオン発生素子や図５で示した第１の実施例のイオン発生素子の構成で、ヒータ電極２５に銀系の材料用いた場合、高湿環境下で、誘導電極が浮いて、ヒータ電極との間に電界が発生すると、両電極間は平坦な状態であり、図９（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、イオンマイグレーションが進み易い。以上のことから、絶縁基材２１ｂと誘電体層２１ａとに内包される部分となる誘導電極２３およびヒータ電極２５は、銀系材料でも使用可能であるが、接点部分は金メッキするといった方策を採る必要がある。この場合、コストアップの要因となる。
【０１２５】
一方、図６や７の構成では、図９（ａ−１），（ａ−２）に示すように、誘電体層２１ａの開口部２４ａ，２４ｂ間の誘電体層が段差を作り、イオンマイグレーション進展の障壁となり、短絡を防止することができる。よって、本実施例のイオン発生素子は、低コストで、高品質に製造することができる。
【０１２６】
さらに銀単独でなく、パラジウムを含むペーストとすることでイオンマイグレーションをさらに抑制できる。パラジウムの配合に関しては、混合粉末でよいが、合金系にするとさらに好適である。パラジウム含有量は３％ないし５％以上が好ましく、コストと抵抗特性に応じて適宜選定すればよい。
【０１２７】
本発明は上述した実施形態および各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書で示した数値範囲以外であっても、本発明の趣旨に反しない合理的な範囲であれば、本発明に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置において、感光体や中間転写体などの像担持体上に形成されるトナー像を転写前に帯電させるための転写前帯電や、感光体を帯電させる潜像用帯電、或いは現像装置内のトナーの帯電を補助するトナーの予備帯電等を行う帯電装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】（ａ）は、本発明に係るイオン発生素子の一実施形態を示す平面図であり、（ｂ）はその短手方向の側面図、（ｃ）はその長手方向の側面図である。
【図２】本願発明に係る画像形成装置の要部構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る帯電装置の構成を示す図、（ｂ）は電源に繋がったイオン発生素子の断面図である。
【図４】比較例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、比較例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図５】本発明の実施例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、本発明の実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図６】絶縁基材に開口部を設けたイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、絶縁基材に開口部を設けたイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図７】本発明の別の実施例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、別の実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図８】図７に示す実施例のイオン発生素子の変形例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、変形例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図９】（ａ−１）および（ａ−２）は、開口部間に誘電体層が存在することを説明する図であり、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、沿面リークあるいはイオンマイグレーションを説明する図である。
【図１０】（ａ）は、誘導電極とヒータ電極とが共通の接地用端子部を有するイオン発生素子の正面図、（ｂ）は、（ａ）のイオン発生素子がフローティング状態となった際を説明する図、（ｃ）は、誘導電極とヒータ電極とが別々の接地用端子部を有するイオン発生素子の正面図である。
【図１１】イオン発生素子にパルス波の印加電圧を与えた際の、印加電圧波形と、放電電極および誘導電極に流れる電流波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１，１’，１” イオン発生素子
２ 一次転写前帯電装置（帯電装置）
４ 潜像用帯電装置（帯電装置）
３ 二次転写前帯電装置（帯電装置）
７ 感光体
１５ 中間ベルト
２１ａ 誘電体層
２１ｂ 絶縁基材
２２ 放電電極
２２ａ 放電電極の高圧電源接続用端子部
２３ 誘導電極
２３ａ 誘導電極の接地用端子部（端子部）
２４，２４ａ，２４ａ’，２４ｂ，２４ｂ’ 開口部
２５ ヒータ電極
２５ａ ヒータ電極の電源接続用端子部（端子部）
２５ｂ ヒータ電極の接地用端子部（端子部）
２７ 開口部
２９ 開口部
３１ 対向電極
３２ 高圧電源（電源部）
３３ 電圧制御回路
３４ ヒータ電源
３５ 対向電極電源
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられ、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像し、これを印字媒体上に転写定着させる画像形成プロセスに用いられるイオン発生素子、これを備える帯電装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
更に詳しくは、誘電体の表裏に放電電極と誘導電極を配置し、両者間に高圧交番電圧を印加して沿面放電を生じさせ、所望極性のイオンを取り出して、被帯電体（例えば感光体）を帯電させたり、像担持体（例えば感光体や中間転写体）上のトナー像を転写対象物（例えば中間転写体や記録紙）への転写前に帯電させるイオン発生素子、およびこれを備える帯電装置に関するものである。また、本発明は、この帯電装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体を帯電させる帯電装置、感光体等に形成されるトナー像を記録用紙等に静電的に転写させる転写装置、感光体等に静電的に接触する記録用紙等を剥離させる剥離装置などに、コロナ放電方式の帯電装置がよく用いられている。
【０００４】
このようなコロナ放電方式の帯電装置としては、一般に、感光体や記録用紙等の被帯電物に対向する開口部を有するシールドケースと、このシールドケース内部に張設される線状あるいは鋸歯状の放電電極とを備えている。そして、放電電極に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させて被帯電物を一様に帯電させる所謂コロトロンや、放電電極と被帯電物との間にグリッド電極を設け、このグリッド電極に所望の電圧を印加することで被帯電物を一様に帯電させる所謂スコロトロンなどが用いられている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
このコロナ放電方式の帯電装置を、中間転写体や記録紙等の転写媒体に転写する前のトナー像を帯電するための転写前帯電装置に利用したものが、例えば特許文献２、３に開示されている。特許文献２，３に開示された技術によれば、像担持体に形成されたトナー像内に帯電量のばらつきがあっても、転写前にトナー像の帯電量を均一にするので、トナー像を転写するときの転写余裕度の低下を抑え、トナー像を転写媒体に安定して転写することができる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の帯電装置は複数の問題を抱えている。第一に、帯電装置として放電電極のみならずシールドケースやグリッド電極等が必要である。また、放電電極と帯電対象物との間一定の距離（１０ｍｍ）を確保する必要がある。そのため、帯電装置を設置するためのスペースが多く必要となる。一般に一次転写部周辺には現像装置や一次転写装置、二次転写部前には感光体や二次転写装置等が配置されており、転写前帯電装置を配置するためのスペースは少ない。そのため、従来のコロナ放電方式の帯電装置ではレイアウトが非常に困難となる、といった問題がある。
【０００７】
また第二に、従来のコロナ放電方式の帯電装置では、オゾン（Ｏ３）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の放電生成物が大量に生成される、という問題がある。オゾンが大量に生成されると、オゾン臭の発生、人体に対する有害な影響、強い酸化力による部品劣化等の問題を引き起こす。また、窒素酸化物が生成されると、窒素酸化物が感光体にアンモニウム塩（硝酸アンモニウム）として付着し、異常画像の原因になるといった問題が生じる。特に、通常用いられている有機感光体（ＯＰＣ）は、オゾンやＮＯｘによりシロ抜けや像流れ等の画像欠陥を生じやすい。
【０００８】
このようなことから、転写部位が複数存在するような中間転写方式のカラー画像形成装置では、全ての転写部位（複数の一次転写部位、および二次転写部位）の上流に転写前帯電装置を設けることは、転写前にトナー像の帯電量を均一にする点から好ましいものの、実際上、オゾンやＮＯｘの発生量の問題から困難であった。
【０００９】
また、オゾンレス化の目的で、近年、感光体自体を帯電する帯電装置として、導電性ローラや導電性ブラシによる接触帯電方式が採用されてきている。しかし、接触帯電方式によってトナー像を乱さずに帯電させることは困難である。従って、転写前帯電装置には、非接触のコロナ放電方式のものを用いることになる。だが、接触帯電方式を搭載した画像形成装置に従来のコロナ放電方式による転写前帯電装置を設けた場合、オゾンレスという特徴は発揮されない。
【００１０】
なお、オゾン発生量を低減させるための技術として、例えば特許文献４には、ほぼ一定のピッチで所定の軸方向に並べられた多数の放電電極と、放電電極に放電開始電圧以上の電圧を印加するための高圧電源と、高圧電源の出力電極と放電電極との間に設置された抵抗体と、放電電極と近接し該放電電極と被帯電物との間の位置に設置されたグリッド電極と、グリッド電極にグリッド電圧を印加するためのグリッド電源とを備え、放電電極とグリッド電極とのギャップを４ｍｍ以下にすることで放電電流を低減してオゾン発生量を低減する帯電装置が開示されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献４に開示された技術では、放電電流を低減することによってオゾン発生量を低減することはできるものの、それでもなおオゾンの低減量が十分でなく、１．０ｐｐｍ程度のオゾンが発生してしまう。また、放電生成物やトナー、紙粉等が放電電極に付着したり、放電エネルギーによって放電電極の先端が磨耗・劣化したりすることにより、放電が不安定になるという別の問題もある。さらに、放電電極の形状から放電電極に付着した放電生成物やトナー、紙粉等をクリーニングするのが困難である。
【００１２】
その上、放電電極と被帯電物とのギャップが狭いために、複数の放電電極のピッチに起因する長手方向（放電電極のピッチ方向）の帯電ばらつきが生じやすいという問題もある。ここで、帯電ばらつきを解消するために放電電極ピッチを小さくすることが考えられるが、その場合には放電電極数が増えて製造コストが増大してしまう。
【００１３】
上記のような従来の帯電装置の課題を解決するため、例えば特許文献５には、誘電体を間に介して、外周辺に尖頭形の凸部を備えた放電電極と誘導電極とを配設し、この電極間に高圧交番電圧を印加することでイオンを発生させる（以後、このタイプの帯電方式を沿面放電方式と称する）イオン発生素子（沿面放電素子）を備えた帯電装置が開示されている。
【００１４】
この沿面放電方式の帯電装置は、シールドケースやグリッド電極等がないため小型である。また、放電面がフラットであることからクリーニングがしやすく、メンテナンス性にも優れている。
【００１５】
ここで、イオン発生素子（沿面放電素子）は、高湿環境下において放電特性が低下する傾向がある。これを回避する方策として、例えば特許文献６や特許文献７に開示された技術では、ヒータ部材をイオン発生素子に配置し、素子を加温することで放電領域の吸着水分を除去して放電性能を向上させている。特に特許文献７には、誘導電極部分に通電することでジュール熱を発生させて、ヒータ作用も兼用することが記載されており、引用文献７に開示の技術は、別途ヒータ素子を配置するのに比べ、コンパクトにかつ、低コストにできる。
【特許文献１】特開平６−１１９４６号公報（公開日：１９９４年１月２１日）
【特許文献２】特開平１０−２７４８９２号公報（公開日：１９９８年１０月１３日）
【特許文献３】特開２００４−６９８６０号公報（公開日：２００４年３月４日）
【特許文献４】特開平８−１６０７１１号公報（公開日：１９９６年６月２１日）
【特許文献５】特開２００３−２４９３２７号公報（公開日：２００３年９月５日）
【特許文献６】特開２００４−１５７４４７号公報（公開日：２００４年６月３日）
【特許文献７】特開２００２−２３７３６８号公報（公開日：２００２年８月２３日）
【特許文献８】特開平９−３０５００１号公報（公開日：１９９７年１１月２８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のようなヒータ電極（ヒータライン）を有するイオン発生素子の場合、次のような問題点がある。
【００１７】
初めの問題点について説明する。絶縁基材上に誘導電極２３とヒータ電極２５とを有し、その上側に誘電体層２１ａを介して放電電極２２を有する構造のイオン発生素子１０を図１０（ａ）に示す。放電電極２２には、高圧の交番電圧が印加されるようになっており、ヒータ電極２５の一端はヒータ電源３４に接続され、ヒータ電極２５の他端と誘導電極２３とは共通接地端子部２６により接地電位に接続されている。
【００１８】
通常の使用では、高圧の交番電圧が放電電極２２に印加されると、誘導電極２３には接地電位より誘導電流が誘起され、放電電極２２への印加電圧変化に伴い、誘導電極２３を通して誘起電流が流れる。例えば、図１１の様にパルス状の印加電圧を放電電極に印加した場合、放電電極２２および誘導電極２３への流れ込み電流は、スパイク状の電流波形となる。これは、電圧が上昇する短時間の間に、放電電極２２と誘導電極２３とに挟まれた誘電体層２１ａにより構成されるコンデンサー成分を充電しようとするためである。一定電圧になると誘導電流は流れず、電圧が下がるときには上述と逆の挙動が起こって、逆向きのスパイク状の電流が発生する。なお、このスパイク状の電流成分の一部に放電による電流分が含まれるが、その量は放電を伴わない流れ込み電流に対して、極わずかである。また図示していないが、Ｓｉｎ波の場合ならば、印加電圧と９０度の位相差を持って正弦波状の誘導電流が流れる。
【００１９】
ここで、誘導電極２３は接地電位に接続されているので、その電位はほぼ０電位である。一方、ヒータ電極２５には数Ｖないし数１０Ｖ程度の比較的低い電圧が印加され、ヒータ電源３４に接続される端子から接地電位端子へ流れる電流によるジュール熱で、イオン発生素子１０を加熱する。
【００２０】
次に図１０（ｂ）を用いて、問題となる現象を説明する。図１０（ｂ）は、誘導電極２３とヒータ電極２５の共通接地端子部２６が接触不良などのアクシデントでフローティングになってしまった場合を示している。このような場合、放電電極２２への高圧印加が行われると、誘導電極電位が放電電極電位に引っ張られ、不安定な状態となる。また誘導電流もヒータ電極２５を通じてヒータ電源３４側へ流れ込んでしまう。このような場合、ヒータ電源３４には不安定な電圧が作用し、ノイズの発生を誘発したり、ヒータ電源３４の損傷、延いては発火などの事故につながる可能性がある。
【００２１】
上記の問題を解決するために、図１０（ｃ）のように、誘導電極２３とヒータ電極２５とを絶縁するといった方法が考えられる。このような構成とすることで、何らかのアクシデントで誘導電極２３が接触不良となってフローティング状態となっても、ヒータ電極２５を通じてヒータ電源３４やマシン本体へダメージを与えることを防ぐことができる。よって発火などの事故を未然に防ぐことができる。
【００２２】
上述のような機能を満たすには、イオン発生素子に、放電電極２２の端子、誘導電極２３の端子、およびヒータ電極２５の２つの端子、の計４つの端子部が必要である。ここで、誘導電極２３とヒータ電極２５とを絶縁したイオン素子の構成の一例を図４に示す。図４（ａ−１）は、放電電極２２が形成された誘電体層２１ａの平面図、（ａ−２）は（ａ−１）の側面図、図４（ｂ−１）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５が形成された絶縁基材２１ｂの平面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）の側面図である。そして、図４（ｃ−１）はイオン発生素子１０、の平面図、（ｃ−２）は（ｃ−１）の側面図である。図４（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図４（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂを積層することで、表層に放電電極２２が形成され、誘電体層２１ａを介して内部に誘導電極２３およびヒータ電極２５を内包する構造のイオン発生素子１０が形成される。
【００２３】
イオン発生素子１０への電気的な接続は、放電電極２２は露出しているため、直接給電端子部を接触させることで実現できる。一方、内包されている誘導電極２３やヒータ電極２５については、それらの端子部を表面あるいは裏面に露出させる必要がある。例えば多層基板などで用いられるスルーホール技術を用いれば、誘電体層２１ａの放電電極２２が形成されている面あるいは絶縁基材２１ｂの電極が形成されていない面に、端子部を形成することは可能である。しかしながらスルーホール形成や、端子部のパターンを別途形成する必要があり、コストアップ要因となってしまう。また、絶縁基材に開口部を設ける場合、絶縁基材は、素子の強度向上の点である程度の厚みを持たせてあるが、それに開口を設けると、素子強度が大幅に低下する懸念がある。
【００２４】
これらを回避するための方法として、図４（ａ−１）に示すように、誘電体層２１ａの端部を短くしておき、絶縁基材２１ｂ上の誘導電極２３およびヒータ電極２５の端子部が覆われないようにすることで、簡易かつ低コストに内包電極への給電を可能とすることができる。
【００２５】
しかしながら、誘電体層２１ａの端部を短くする構成では、以下のような問題があることが判明した。図４（ａ−１）に示すように、誘導電極２３やヒータ電極２５の端子部が露出するように、上層の誘電体層２１ａを短くしているが、誘電体層２１ａの両端部分では段差構造になる。素子の組立時や素子の着脱などの際に、素子に何らかの外力が作用した場合、この段差部分には応力集中しやすく、段差部分周辺での割れが発生することがある。この問題は絶縁基材や誘電体層をセラミックやガラスで構成した場合には、より顕著に起こりやすい。
【００２６】
そこで、本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、沿面放電に伴ってイオンを発生させるイオン発生素子において、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮したイオン発生素子、帯電装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明に係るイオン発生素子は、上記課題を解決するために、誘電体層を挟んで設けられた放電電極と誘導電極との間に交番電圧が印加されることにより、沿面放電に伴ってイオンを発生するイオン発生素子であって、絶縁基材の同一面に前記誘導電極と、通電により発生するジュール熱で当該イオン発生素子を加温するヒータ電極とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、前記絶縁基材の前記面に前記誘電体層が積層されており、前記誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しており、かつ前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている、ことを特徴としている。
【００２８】
本発明の上記構成によると、誘導電極およびヒータ電極が誘電体層と絶縁基材とで囲まれる構造となる。よって、放電電極から誘導電極もしくはヒータ電極への沿面リークが起こりにくく、ヒータ電極への通電により発生するジュール熱によって放電電極近傍の吸着水分を除去して放電性能を安定化させることができる。また、上記構成は、シンプルな構成ゆえ、低コストに素子を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の上記構成によると、誘導電極とヒータ電極とが互いに絶縁されるように離間して設けられている。
【００３０】
ここで、誘導電極とヒータ電極の一端とが共通の端子部を有する構造で、端子部が接地電位などの任意の電位に接続されている場合に、共通の端子部が何らかの原因で電気的に接続されない状態で、放電電極に高圧が印加されると、ヒータ電源部の損傷が起こる場合がある。つまり誘導電極が任意の電位（接地電位など）に直接接続されていない状態で、放電電極に高圧が印加されると、誘導電極の電位が放電電極の高圧の影響を受けて変動し、その電位変動がヒータ電極を通じてヒータ電源部へノイズとして伝播してしまう。ヒータ電源の電圧は、放電電極への印加電圧に比べて、かなり低電圧であり、そのノイズの影響は大きい。さらにはヒータ電源として、イオン発生素子を搭載する機器の共通電源を流用することでコスト低減を図ることができるが、上記トラブルが発生した際は、機器全体へのダメージとなり、大きな損失を蒙るだけでなく、最悪の場合、発火などの安全上問題となる場合がある。
【００３１】
しかし、本発明では、誘導電極とヒータ電極とが互いに絶縁されるように離間して設けられているので、仮に誘導電極の接続が浮いた（例えば、接地されていない、あるいは所望の電位供給部に接続されていない）場合であっても、ヒータ電極を通しての機器全体へのダメージを回避することができる。ヒータ電極へのリークを防止できるため、ヒータ電源の破損を招くこともなく、イオン発生素子を備えたマシン本体の破壊や発火事故も防止することができる。よって、安全面を考慮したイオン発生素子を提供することができる。
【００３２】
さらに、本発明の上記構成によると、誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しているため、素子の幅方向に亘っての段差が形成されることがないので、イオン発生素子に何らかの外力が作用した場合でも、素子に割れが発生することを防ぐことができる。さらに、誘電体層は、前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている。
【００３３】
ここで、誘電体層と絶縁基材とに挟まれた誘導電極とヒータ部への電気的接続を行うには、幾つかの構成が考えられる。例えば、スルーホールを形成して誘電体層の放電電極が形成される面側もしくは絶縁基材の電極が形成されない面側に端子部を形成する構成などがあるが、スルーホール形成には別途追加の工程が必要でありコストアップ要因となる。また、絶縁基材に開口部を設ける場合、素子強度が大幅に低下する懸念がある。誘電体層は放電特性の観点からその厚み設定に大きな自由度がなく、かつ放電の低電圧化にも薄化する方が望ましいが、絶縁基材側は厚み設定の制約が比較的緩いため、素子の強度向上の点である程度の厚みを持たせることがある。しかしながら、強度維持を担う絶縁基材側に開口部を設けてしまうと、素子全体としての強度低下に対する影響が大きくなってしまう。さらに、絶縁基材側に開口部を設ける場合、素子の製法にも大きく影響を与える。つまり絶縁基材に誘導電極やヒータ電極の配線パターンを形成後、誘電体層を積層するといった手段を用いることができないため、予め誘電体層の一方の面に放電電極パターンを形成し、他方の面に誘導電極とヒータ電極を形成後、絶縁基材を積層する必要がある。これは誘電体層にセラミックなどを用いる場合、比較的薄い誘電体層部の両面に電極パターンをスクリーン印刷などで形成しなければならず、印刷パターンの欠陥や表裏の位置あわせズレなどが起こりやすいというリスクが発生する。
【００３４】
このような他の構成に比べ、本発明では、誘電体層は、前記誘導電極の端子部および前記ヒータ電極の端子部上に開口部が設けられていることで、上記問題は発生せず、低コストかつ信頼性の高いイオン発生素子を提供することができる。さらに元々薄い誘電体層に開口部を設けるため、絶縁基材に開口を設ける場合に比べて、素子全体としての強度低下への影響も小さい。
【００３５】
以上のように、本発明の上記構成によると、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮したイオン発生素子を提供することができる。
【００３６】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記誘電体層の開口部は、前記端子部毎に別々に設けられていてもよい。
【００３７】
誘導電極の端子部が浮いた場合、放電電極に高圧が印加された際には誘導電極の電位は大きく上昇する。このような場合、ヒータ電極の端子部と誘導電極とが近いと、沿面リークが発生する可能性がある。しかしながら、本発明の上記構成では、誘電体層に、端子部毎に別々の開口部を設けるため、端子部間は誘電体層が介在することになり、沿面リークの発生を防止することができる。さらには開口部を必要最小限の大きさにできるため、素子の強度確保の点でも好ましい。
【００３８】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記誘導電極の端子部は、接地用として設けられ、前記ヒータ電極の端子部は、ヒータ電源への接続用と接地用とが設けられてもよい。
【００３９】
上記構成によると、前記誘導電極の端子部は、接地電位に接続させ、ヒータ電極の一方の端子部はヒータ電源に接続させ、他方の端子部は接地電位に接続させることができるため、端子部を含む電極をもっとも簡便に構成でき、イオン発生素子を簡便に低コストで製造することができる。
【００４０】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記放電電極の導電物質の主成分は、金であってもよい。
【００４１】
上記構成を採ることで、長期に渡り安定した放電性能を得ることができる。これは放電に伴うオゾン発生による酸化作用に対する耐性が高く、放電電極としての電気特性変化が小さいためである。つまり電極自体の耐久性が高いため、放電電極の保護コート層を別途設ける必要がなく、シンプルな構成として製造することができる。さらにコート層の不均一性や長期使用でのコート層劣化による放電不均一性のリスクも回避でき、より好適である。
【００４２】
本発明に係るイオン発生素子では、上記構成に加え、前記誘導電極およびヒータ電極の導電物質の主成分は、銀およびパラジウムの混合物または合金であってもよい。
【００４３】
誘導電極またはヒータ電極の材料としては、導電物質に主成分が金以外であってもよく、低コスト化の観点からすると、金以外の廉価な材料で構成するのが好ましい。
【００４４】
ヒータ電極に関しては、ヒータ電源を搭載機器の共用電圧である５，１２，２４Ｖ系を流用できれば、電源コストの抑制の点から好ましい。しかし、このような場合、所望の投入電力にするためには、ヒータ電極の抵抗を所定範囲に制御する必要がある。ここで金を主成分とする材料をヒータ電極に用いた場合、抵抗がかなり低く、所望の抵抗が高めの場合、ヒータ電極の配線長を長くし、かつ、その線幅を細くしなければならない。しかしながらこのような配線パターンでは製造工程の断線発生により、歩留まりが悪化し、金材料が高価なことも加え、コストアップの懸念がある。
【００４５】
この対策として、誘導電極およびヒータ電極の導電物質に、銀系の材料を用いると好適である。銀系の材料を用いることで、金材料よりも高抵抗化しやすく、配線パターンの過度の細線化による断線リスクを改善できる。また絶縁基材や誘電体層材料としてセラミックやガラスなどを用いる場合、高温で焼成する必要があるが、銀系の材料は耐熱性も高く、材料の組み合わせとして望ましい。その一方、銀系の材料の場合、イオンマイグレーションの発生による絶縁不良発生の懸念が考えられる。マイグレーションが発生し易い状況としては、高湿環境で、近接電極間に電界が作用し、かつ平面で銀イオンの進展や析出成長が阻害されにくい状態が挙げられる。よって、イオン発生素子が、高湿環境下で使用され、かつ、誘導電極が接続不良となり、放電電極電位に引っ張られて高電位になって隣接のヒータ電極との間の電界強度が高くなり、さらに誘導電極とヒータ電極の接点が同一平面に近接している場合には、マイグレーションが発生し易くなる。
【００４６】
しかしながら、本発明の上記構成によると、誘導電極とヒータ電極の間には誘電体層が介在しており、端子部ではこの誘電体層による段差が形成されているため、マイグレーションを防止できる。よって、銀系の材料も使用可能である。より好適には銀にパラジウムを５％以上程度混合したものや、合金化したものを用いることで、よりマイグレーション発生を抑制できる。
【００４７】
本発明に係るイオン発生素子は、上記構成に加え、前記誘電体層および前記絶縁基材は、セラミックまたはガラスを主成分としてもよい。
【００４８】
放電電極と誘導電極の間に介在する誘電体層としては、その絶縁性能や電気特性の安定性の観点からセラミックまたはガラス系の材料が好ましい。また絶縁基材も誘電体層と同じセラミックまたはガラス系の材料を用い、一体焼成することで、誘導電極やヒータ電極部をセラミックまたはガラス系材料の内に埋抱して沿面リークに対する絶縁性能をより高めることができるので好ましい。ここで、セラミックまたはガラス系の材料では割れの懸念がある。しかし、本発明に係るイオン発生素子では素子強度の維持を考慮した構成となっているため、絶縁基材および誘電体層にセラミックまたはガラス系の材料を使用しても素子強度を維持でき、セラミックまたはガラス系の材料を使用することによる上記効果も加えられ、より高度な性能を発揮することができる。
【００４９】
本発明に係る帯電装置は、上記課題を解決するために、上記いずれか１つのイオン発生素子と、上記放電電極と上記誘導電極との間に交番電圧を印加する高圧電源部と、ヒータ電極に電圧を印加する電源部とを備えることを特徴としている。
【００５０】
上記構成によると、本発明に係るイオン発生素子を備えているために、ヒータ電源の破損を防ぐことができ、安全な、また、コンパクトな帯電装置を提供できる。
【００５１】
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記帯電装置を、担持体上に担持されたトナーに電荷を与える転写前帯電用の帯電装置として備えることを特徴としている。
【００５２】
転写前帯電用の帯電装置として本発明の帯電装置を用いることで、帯電装置のヒータ電源の破損を防ぐことができ、画像形成装置本体の破壊を防止することができる。よって、安全な画像形成装置を提供することができる。さらに本発明の帯電装置は、上記したようにコンパクトであるため、転写前トナーの帯電を限られたスペースで行うことができ、画像形成装置の縮小化を図ることができる。
【００５３】
本発明に係る画像形成装置は、上記帯電装置を、静電潜像担持体を帯電させる帯電装置として備えることを特徴としている。
【００５４】
静電潜像担持体を帯電させる帯電装置として本発明の帯電装置を用いることで、帯電装置のヒータ電源の破損を防ぐことができ、画像形成装置本体の破壊を防止することができる。よって、安全な画像形成装置を提供することができる。さらに本発明の帯電装置は、上記したようにコンパクトであるため、コンパクトな画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明のイオン発生素子は、以上のように、絶縁基材の同一面に前記誘導電極と、通電により発生するジュール熱で当該イオン発生素子を加温するヒータ電極とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、前記絶縁基材の前記面に前記誘電体層が積層されており、前記誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しており、かつ、前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている。
【００５６】
本発明の上記構成によると、誘導電極およびヒータ電極が誘電体層と絶縁基材とで囲まれる構造となる。よって、放電電極から誘導電極もしくはヒータ電極への沿面リークが起こりにくく、ヒータ電極への通電により発生するジュール熱によって放電電極近傍の吸着水分を除去して放電性能を安定化させることができる。また、上記構成は、シンプルな構成ゆえ、低コストに素子を提供することができる。
【００５７】
また、本発明の上記構成によると、誘導電極とヒータ電極とが互いに絶縁されるように離間して設けられている。よって、仮に誘導電極の接続が浮いた（接地されない）場合であっても、ヒータ電極を通しての機器全体へのダメージを回避することができる。ヒータ電極へのリークを防止できるため、ヒータ電源の破損を招くこともなく、イオン発生素子を備えたマシン本体の破壊や発火事故も防止することができる。よって、安全面を考慮したイオン発生素子を提供することができる。さらに、本発明の上記構成によると、誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しているため、素子の幅方向に亘っての段差が形成されることがないので、イオン発生素子に何らかの外力が作用した場合でも、素子に割れが発生することを防ぐことができる。さらに、誘電体層は、前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている。低コストかつ信頼性の高いイオン発生素子を提供することができる。さらに元々薄い誘電体層に開口部を設けるため、絶縁基材に開口を設ける場合に比べて、素子全体としての強度低下への影響も小さい。
【００５８】
以上のように、本発明の上記構成によると、低コストで、不測のトラブル発生時の被害を防止し、安全面に配慮したイオン発生素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
〔実施の形態〕
以下、本発明に係るイオン発生素子、これを備えた本発明に係る帯電装置、およびこれを備えた画像形成装置についての一実施形態を、図１〜１１に基づいて、具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００６０】
〔画像形成装置の全体構成〕
まず、本実施形態における画像形成装置の全体構成について説明する。図２は、本実施形態の転写前帯電装置を備えた画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。この画像形成装置１００は、いわゆるタンデム式で、かつ、中間転写方式のプリンタであり、フルカラー画像を形成できる。
【００６１】
図２に示すように、画像形成装置１００は、４色（Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｋ）分の可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄ、転写ユニット４０、および定着装置１４を備えている。
【００６２】
転写ユニット４０は、中間転写ベルト１５（像担持体）と、この中間転写ベルト１５の周囲に配置された４つの一次転写装置１２ａ〜１２ｄ、二次転写前帯電装置３、二次転写装置１６、および転写用クリーニング装置１７を備えている。
【００６３】
中間転写ベルト１５は、可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄによって可視化された各色のトナー像が重ね合わせて転写されるとともに、転写されたトナー像を記録紙Ｐに再転写するためのものである。具体的には、中間転写ベルト１５は無端状のベルトであり、一対の駆動ローラおよびアイドリングローラによって張架されているとともに、画像形成の際には所定の周速度（本実施形態では１６７〜２２５ｍｍ／ｓ）に制御されて搬送駆動される。
【００６４】
一次転写装置１２ａ〜１２ｄは、可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄごとに設けられており、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像とは逆極性のバイアス電圧が印加されることにより、トナー像を中間転写ベルトへ転写する。それぞれの一次転写装置１２ａ〜１２ｄは、対応する可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄと中間転写ベルト１５を挟んで反対側に配置されている。
【００６５】
二次転写前帯電装置３は、中間転写ベルト１５に重ね合わせて転写されたトナー像を再帯電させるものであり、詳細については後述するが、本実施形態では、イオンを放出することによってトナー像を帯電させる。
【００６６】
二次転写装置１６は、中間転写ベルト１５上に転写されたトナー像を、記録紙Ｐに対して再転写するためのものであり、中間転写ベルト１５に接して設けられている。転写用クリーニング装置１７は、トナー像の再転写が行われた後の中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするものである。
【００６７】
なお、転写ユニット４０の中間転写ベルト１５の周囲には、中間転写ベルト１５の搬送方向上流から一次転写装置１２ａ〜１２ｄ、二次転写前帯電装置３、二次転写装置１６、転写用クリーニング装置１７の順で各装置が配置されている。
【００６８】
二次転写装置１６の記録紙Ｐ搬送方向下流側には、定着装置１４が設けられている。定着装置１４は、二次転写装置１６によって記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるものである。
【００６９】
また、中間転写ベルト１５には、４つの可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄがベルトの搬送方向に沿って接して設けられている。４つの可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄは、用いるトナーの色が異なっている点以外は同一構成であり、それぞれ、イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ）のトナーが用いられる。以下では、可視像形成ユニット５０ａのみについて説明し、その他の可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄについては説明を省略する。これに伴い、図２では、可視像形成ユニット５０ａにおける部材しか図示していないが、他の可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄも可視像形成ユニット５０ａと同様の部材を有している。
【００７０】
可視像形成ユニット５０ａは、感光体ドラム（像担持体）７と、この感光体ドラム７の周りに配置された潜像用帯電装置４、レーザ書き込みユニット（図示せず）、現像装置１１、一次転写前帯電装置２、クリーニング装置１３などを備えている。
【００７１】
潜像用帯電装置４は、感光体ドラム７の表面を所定の電位に帯電させるためのものである。潜像用帯電装置４の詳細については後述するが、本実施形態では、潜像用帯電装置４から放出するイオンによって感光体ドラムを帯電させるようになっている。
【００７２】
レーザ書き込みユニットは、外部装置から受信した画像データに基づいて、感光体ドラム７にレーザ光を照射（露光）し、均一に帯電された感光体ドラム７上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。
【００７３】
現像装置１１は、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を顕像化してトナー像を形成するものである。
【００７４】
一次転写前帯電装置２は、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像を転写前に再帯電させるためのものである。一次転写前帯電装置２の詳細については後述するが、本実施形態では、イオンを放出することによってトナー像を帯電させるようになっている。
【００７５】
クリーニング装置１３は、中間転写ベルト１５にトナー像を転写した後の感光体ドラム７上に残留したトナーを除去・回収して感光体ドラム７上に新たな静電潜像およびトナー像を記録することを可能にするものである。
【００７６】
なお、可視像形成ユニット５０ａの感光体ドラム７の周囲には、感光体ドラム７の回転方向上流から、潜像用帯電装置４、レーザ書き込みユニット、現像装置１１、一次転写前帯電装置２、一次転写装置１２ａ、クリーニング装置１３の順で各装置が配置されている。
【００７７】
次に、画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。可視像形成ユニットの動作については、上記した可視像形成ユニット５０ａの構成部材（参照符号がふられているもの）を用いて説明するが、可視像形成ユニット５０ｂ〜５０ｄでも同様の動作が行われる。
【００７８】
まず、画像形成装置１００は、図示しない外部装置から画像データを取得する。また、画像形成装置１００の図示しない駆動ユニットが、感光体ドラム７を図２に示した矢印の方向に所定の速度（本実施形態では１６７〜２２５ｍｍ／ｓ）で回転させるとともに、潜像用帯電装置４が感光体ドラム７の表面を所定の電位に帯電させる。
【００７９】
次に、取得した画像データに応じてレーザ書き込みユニットが感光体ドラム７の表面を露光し、感光体ドラム７の表面に上記画像データに応じた静電潜像の書き込みを行う。続いて、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像に対して、現像装置１１がトナーを供給する。これにより、静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。
【００８０】
このようにして感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像を、一次転写前帯電装置２が再帯電させる。そして、一次転写装置１２ａに感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像とは逆極性のバイアス電圧が印加されることにより、一次転写前帯電装置２により再帯電させられたトナー像を中間転写ベルトへ転写する（一次転写）。
【００８１】
可視像形成ユニット５０ａ〜５０ｄが上記動作を順に行うことにより、中間転写ベルト１５には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー像が順に重ね合わされる。
【００８２】
重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１５によって二次転写前帯電装置３まで搬送され、搬送されたトナー像に対して、二次転写前帯電装置３が再帯電を行う。そして、再帯電が行われたトナー像を担持する中間転写ベルト１５を、二次転写装置１６が図示しない給紙ユニットから給紙された記録紙Ｐに対して圧接し、トナーの帯電とは逆極性の電圧が印加されることにより、記録紙Ｐにトナー像が転写される（二次転写）。
【００８３】
その後、定着装置１４がトナー像を記録紙Ｐに定着させ、画像の記録された記録紙Ｐが図示しない排紙ユニットに排出される。なお、上記の転写後に感光体ドラム７上に残存したトナーは、クリーニング装置１３によって、また、中間転写ベルト１５上の残存したトナーは転写用クリーニング装置１７によって除去・回収される。以上の動作により、画像形成装置１００は、記録紙Ｐに適切な印刷を行うことができる。
【００８４】
〔転写前帯電装置構成例〕
次に、転写前帯電装置の構成について詳細に説明する。上述した一次転写前帯電装置２、潜像用帯電装置４、二次転写前帯電装置３は、設置される位置が異なっている点以外は同一であり、同じ構成の装置となっている。なお、潜像用帯電装置４では、帯電電位を制御するためのグリッド電極を以下で説明するイオン発生素子（沿面放電素子）１と感光体ドラム７との間に配置してもよい。このグリッド電極の位置は感光体ドラム７からは約１ｍｍ程度、イオン発生素子１からは２〜１０ｍｍ程度隔てて配置するのがよい。以下では、二次転写前帯電装置３の詳細を説明し、一次転写前帯電装置２および潜像用帯電装置４については詳細な説明を省略する。
【００８５】
図３（ａ）は、中間転写ベルト１５近傍に配置されたイオン発生素子１を備えた二次転写前帯電装置３の構成図であり、図３（ｂ）は、電源に繋がった状態のイオン発生素子１の側面図および平面図である。また、図１（ａ）は、イオン発生素子の平面図、図１（ｂ）は、その短手方向の側面図、図１（ｃ）は、その長手方向の側面図である。
【００８６】
図３（ａ）に示すように、二次転写前帯電装置３は、イオン発生素子１、対向電極３１、高圧電源３２、および電圧制御回路３３を備えている。
【００８７】
イオン発生素子１は、図１（ａ）に示すように、誘電体層２１ａ、放電電極２２、絶縁基材２１ｂ、誘導電極２３、およびヒータ電極２５を有しており、放電電極２２と誘導電極２３との間の電位差に基づいて発生する放電（放電電極２２付近で誘電体層２１ａの沿面方向に生じるコロナ放電）により、イオンを発生させる。
【００８８】
イオン発生素子１は、略長方形状の誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとを貼り合わせた平板状で構成されている。誘電体層２１ａおよび絶縁基材２１ｂの材料としては、有機物であれば耐酸化性に優れた材料が好適である。例えばポリイミドまたはガラスエポキシ等の樹脂を使用することができる。また、無機物を選択するのであれば、マイカ集製材やアルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミックを使用することができる。なお、耐食性の面を考えれば、誘電体層２１ａおよび絶縁基材２１ｂの材料として無機系のもののほうが望ましく、さらに成形性や後述する電極形成の容易性、耐湿性の低さ等を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適である。また、放電電極２２と誘導電極２３との間の絶縁抵抗が均一であることが望ましいため、誘電体層２１ａおよび絶縁基材２１ｂにおいて、それぞれ、材料内部の密度バラツキが少なく、絶縁率が均一であればあるほど好適である。誘電体層２１ａの厚みは、５０〜２５０μｍが好ましいが、この数値に限定はされない。
【００８９】
誘電体層２１ａは、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しており、かつ下記で説明する誘導電極２３の接地用端子部２３ａ上およびヒータ電極２５の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａ上に、これら端子部を露出させる開口部２４、２７が設けられている。本実施形態では、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上は、同一の開口部２４として形成しているが、後述の実施例２のように、端子部毎に別々に開口部を設けてもよい。誘導電極２３の接地用端子部２３ａ、およびヒータ電極２５の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａは、絶縁基材２１ｂの長手方向の端部に設けられ、誘電体層２１ａは、端子部の延伸方向において各端子部を覆い得る位置まで延びており、かつ各端子部上に、これら各端子部を露出させる開口部２４，２７を有している。
【００９０】
放電電極２２は誘電体層２１ａの表面に誘電体層２１ａと一体的に形成されている。また、放電電極２２には、高圧電源接続用端子部２２ａが設けられている。放電電極２２の材料としては、例えばタングステンや銀、金、白金、ステンレスのように導電性を有するものを使用することができる。ただし、放電によって溶融や飛散する等の変形を起こさないものであることが条件となる。経時使用による放電電極２２の変質・劣化を抑えるために、放電電極２２を薄いセラミックやガラス等でコートしてもよい。ただし、均一なコートが得られない場合、コートが薄いあるいは未コート部では過剰な放電が発生し、逆に厚すぎるコート部分では放電が不足してしまい、画像ムラを引き起こす場合があるため、均一なコーティングが必要となる。
【００９１】
放電電極２２は誘電体層２１ａの表面からの深さ（誘電体層２１ａの表面より誘導電極２３側に放電電極２２が押し込まれている場合）、あるいは厚み（誘電体層２１ａの表面より突出して放電電極２２を設ける場合）が、均一であるほうが望ましい。また、放電電極２２の形状は、中間転写ベルト１５の移動方向と直交する方向に均一に伸びた形状であればいずれの形状であってもよい。ただし、誘導電極２３との電界集中が起こりやすい形状とするほうが、放電電極２２と誘導電極２３との間に印加する電圧が低くても、上記両電極間で放電させることができるので、できればそのほうが望ましい。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、放電電極２２の形状は櫛歯状となっており、放電を起こしやすい形状となっている。なお、本実施形態では、放電電極２２は櫛歯状とするが、図４〜９に示す構成のように、誘電体層２１ａの長手方向に伸びた長方形の電極となっていてもよい。
【００９２】
誘導電極２３は、誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとの間に形成され、放電電極２２に対向して配置される。これは、放電電極２２と誘導電極２３との間の絶縁抵抗は均一であることが望ましく、放電電極２２と誘導電極２３とは並行であることが望ましいからである。このような配置により、放電電極２２と誘導電極２３との距離（以下、電極間距離と称する）が一定となるので、放電電極２２と誘導電極２３との間の放電状態が安定し、イオンを好適に発生させることが可能となる。図１に示す構成では、誘導電極２３は、２本の線状電極であり、誘電体層２１ａを挟んで、放電電極２２を長手方向に沿って両側から挟むようにして対向配置されている。そして、２本の誘導電極２３のそれぞれの一端に接地用端子部２３ａを有しており、接地用端子部２３ａは、接地電位（グランド）に接続される。なお、誘導電極２３は、上記の形状に限定されることはなく、放電電極２２と対向配置したベタ電極であってもよいし、放電電極２２の片側に対抗する位置だけに設けられていてもよい。
【００９３】
また、誘導電極２３は、誘電体層２１ａを１層として、誘電体層２１ａの裏面に設けることも可能であるが、この場合は、誘電体層２１ａの表面を伝って、放電電極２２と誘導電極２３とがリークしないよう、印加電圧に対し十分な沿面距離を確保するか、或いは放電電極２２や誘導電極２３を絶縁性のコート層（保護層）で被覆する必要がある。また誘電体層２１ａは放電を起こしやすくするために、前述のように薄い厚みとする必要があるので、誘電体層２１ａとコート層だけでは強度面に問題がある。そこで、本実施形態では、絶縁基材２１ｂとして数１００μｍないし数ｍｍのセラミック基材を用い、この上に誘導電極２３およびヒータ電極２５のパターンを形成し、放電電極２２が形成された誘電体層２１ａと圧着・積層した状態で焼成を行い、イオン発生素子１を形成する。このような構成とすることで、強度面の問題も解消され、かつ誘導電極２３やヒータ電極２５は絶縁基材２１ｂに内包されるため、表面の放電電極２２から内部の誘導電極２３やヒータ電極２５への沿面リークも防止できる。さらにイオン発生素子１の構造は、電極パターンを形成した２層のセラミック基材を重ねて焼成したものであるため、簡易にかつ低コストにイオン発生素子１を製造することができる。
【００９４】
ヒータ電極２５は、誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとの間に、誘導電極２３とは別に設けられており、ライン状となっている。ヒータ電極２５のパターンは、これ以外に、ループ状や波線状にしてもよく、また、その幅や厚みを適宜調整して、使用する電極材料の抵抗率に応じて、最適な条件とすればよい。ヒータ電源３４のコストを抑えるには、装置本体側で用いる共用電圧（例えば、５、１２、２４Ｖなど）で駆動できるようにすると好適である。その際、所望の投入電力得るために抵抗を上げなければならない場合には、極端に線幅を細くすると製造時の断線など懸念があるため、太目の線幅としてループ状に配線して線長を大きく採るといった方法などを適宜採用すればよい。
【００９５】
ヒータ電極２５の一端には、接地用端子部２５ｂを有しており、接地用端子部２５ｂは、接地電位（グランド）に接続される。また、他端には、電源接続用端子部２５ａを有しており、電源接続用端子部２５ａは、ヒータ電源３４に接続される。なお図１（ａ）では、ヒータ電極の接地用端子部２５ｂが誘導電極の接地用端子部２３ａの近くに設けられているが、この形状に限定されず、ヒータ電極の電源接続用端子部２５ａが誘導電極の接地用端子部２３ａの近くに設けられていてもよい。
【００９６】
そして、ヒータ電源３４によりヒータ電極２５に所定の電圧（本実施形態では１２Ｖ）が印加されることで、ヒータ電極２５がジュール熱により発熱するよう構成されている。電圧印加方法は、連続的に直流電圧を与えても、レギュレーターなどでマシン内の共用直流電圧を変化させても、トランジスタなどのスイッチング素子でパルス状の電圧にして給電してもよい。上述のヒータ電極２５の抵抗と、電圧印加の方法との組み合わせで、立上げ時や定常状態時、経時変化、周囲環境の状態などによって適切な制御を行うことが可能である。このように、ヒータ電極２５を発熱させることで、イオン発生素子１が昇温（本実施形態では約６０℃）し、イオン発生素子２１の吸湿を抑制することができる。よって、高湿環境下でも安定してイオンを発生させることができる。誘電体層２１ａがセラミックの場合、誘電体層２１ａ自体は吸湿しないものの、誘電体層２１ａの表面が結露すると、放電特性が低下することから、ヒータの発熱により結露を防止、或いは結露を解消することは有効である。
【００９７】
誘導電極２３およびヒータ電極２５の材料としては、例えばタングステンや銀、銀パラジウム、金、白金、ステンレスのように導電性を有するものを使用することができる。また各端子部はニッケルを下引き層にした金メッキ（ＮｉＡｕメッキ）処理などを行ってもよい。
【００９８】
ここで、本実施形態のイオン発生素子１の製造方法について図５を用いて説明するが、本発明の係るイオン発生素子１の製造方法は以下の方法、数値に限定されることはない。まず、図５（ａ）に示すように、誘電体層２１ａとして厚さ０．２ｍｍのアルミナとガラスとを主成分とするグリーンシートを用い、その上に放電電極２２をスクリーン印刷で所定のパターンに形成する。電極材料として、前述の様々ものを利用できるが、ここでは例えば金（Ａｕ）を導電材の主成分とし、セラミックとの密着を担うガラス成分を含む導電ペーストなどを用いる。なお、本実施形態のイオン発生素子１が適用される画像形成装置１００では、イオン発生素子１は比較的長い寸法が要求される。そのためセラミック材料としてはアルミナとガラスがほぼ半分ずつ程度の低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）材が好ましい。その理由としては、純アルミナの高温焼成セラミック（ＨＴＣＣ）などでは焼成温度が高く、温度分布を均一に保つ焼成条件を実現するには、非常に高価かつ大型の焼成炉が必要であり、素子のコストアップに繋がるといったことが挙げられる。ＬＴＣＣの場合は、焼成温度が低いという点で優位であり、比較的長い寸法（大型）のイオン発生素子を低コストに安定して製造できる点で好ましい。
【００９９】
次に図５（ｂ）にように、絶縁基材２１ｂとして、厚さ０．８ｍｍの上記と同様のグリーンシートを用い、その上に誘導電極２３およびヒータ電極２５を上記と同様の方法で形成する。また図５（ａ）に示すように，誘電体層２１ａにて、絶縁基材上の、誘導電極の接地用端子部２３ａおよびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ，ヒータ電極の電源接続用端子部２５ａに対応する箇所に、予め、開口部２４、２７を設けておく。本実施形態では、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上は、同一の開口部２４として形成しているが、後述の実施例２のように、端子部毎に別々に開口部を設けてもよい。
【０１００】
次に図５（ｃ）に示すように誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとを積層・圧接する。この際、両者の位置合わせと、層間に気泡や異物が混入しないように気をつける。次に積層状態で所定の大きさ（例えば、幅６ｍｍ×長さ３２０ｍｍ）に切断し、電気炉中で、９００〜１０００℃で焼成を行うことで、セラミック材で構成されたイオン発生素子１を得ることができる。
【０１０１】
対向電極３１は、本実施形態ではステンレス製のシャフト形状となっており、中間転写ベルト１５を介してイオン発生素子１と対向する位置に、中間転写ベルト１５の裏面側（トナー像が形成されない側）に密着するよう配置される。そして、対向電極電源３５を介してグランドに接続されている。対向電極電源３５は、対向電極３１に所定の電圧を印加する構となっている。このような対向電極電源３５は、放電電極２２からの放電を生じ易くするために配されるものであり、必ず必要なものではなく、省略することもできる。
【０１０２】
高圧電源（電圧印加回路）３２は、電圧制御回路３３の制御により、イオン発生素子１の放電電極２２と誘導電極２３との間に電圧を供給する構成となっている。図１１に示すような波形で、印加電圧はＶｐｐ：２〜４ｋＶ、オフセットバイアスは−１〜−２ｋＶ、周波数は５００〜２ｋＨｚのパルス波が用いられる。パルス波のＤｕｔｙは高圧側時間が１０〜５０％となるようにしている。なお、波形は正弦波でも構わないが、放電の効率、特に高湿条件での放電性能を考慮すると、パルス波の方が良好である。図１１に示した波形のように、立ち上がりおよび立下り時のオーバーシュートは、あえて抑える必要はなく、むしろ積極的に利用することで電源コストを軽減可能となる場合もある。
【０１０３】
上記の構成の高圧電源３２を動作させ、放電電極２２と誘導電極２３との間に交流高電圧を印加すると、放電電極２２と誘導電極２３との間の電位差に基づいて、放電電極２２近傍で沿面放電（コロナ放電）が起こる。これにより、放電電極２２の周囲の空気をイオン化することでマイナスイオンを発生させ、中間転写ベルト１５上のトナー像を所定の帯電量（ここでは約−３０μＣ/ｇ）に帯電させる。
【０１０４】
また、高圧電源３２は電圧制御回路３３に接続されている。電圧制御回路３３は、高圧電源の印加電圧の大きさを制御するものである。具体的には、電圧制御回路３３は、対向電極電源３５を流れる電流の値を計測し、この計測した電流の値が目標値になるように、高圧電源３２の印加電圧をフィードバック制御する。対向電極３１を流れる電流の大きさは、トナー像の帯電量と相関する。従って、対向電極３１を流れる電流を一定の目標値に保つことによって、トナー像の帯電量も一定の値となる。このように、高圧電源３２の印加電圧の大きさを、対向電極３１を流れる電流の大きさに基づいてフィードバック制御することにより、放電電極２２の先端部への異物の付着や、環境条件の変化、また画像形成装置１００内における風の流れの変化等によって、イオンの発生量や発生したイオンがトナー像に到達する割合が変動しても、常に最適な量のイオンをトナー像に供給できる。ただし、対向電極電流による制御部分は必ずしも必要でなく、事前に検討で用意した制御テーブルなどを用いて、周囲環境や経時使用度合いや印字モードの情報より、制御を行っても構わない。
【０１０５】
以上で説明したように、本実施形態のイオン発生素子１は、誘導電極２３およびヒータ電極２５が誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとで囲まれる構造となっている。よって、放電電極２２から誘導電極２３もしくはヒータ電極２５への沿面リークが起こりにくく、ヒータ電極２５への通電により発生するジュール熱によって放電電極近傍の吸着水分を除去して放電性能を安定化させることができる。また、上記構成は、シンプルな構成ゆえ、低コストに素子を提供することができる。
【０１０６】
また、イオン発生素子１では、誘導電極２３とヒータ電極２５とが互いに絶縁されるように離間して設けられている。よって、仮に誘導電極２３の接続が浮いた（接地されない）場合であっても、ヒータ電極２５を通しての機器全体へのダメージを回避することができる。ヒータ電極２５へのリークを防止できるため、ヒータ電源３４の破損を招くこともなく、イオン発生素子１を備えたマシン本体の破壊や発火事故も防止することができる。よって、安全面を考慮したイオン発生素子を提供することができる。さらに、イオン発生素子１の構成によると、誘電体層２１ａは、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しているため、イオン発生素子１に何らかの外力が作用した場合でも、素子に割れが発生することを防ぐことができる。
【０１０７】
ここで、絶縁基材２１ｂに開口部を設ける場合、素子強度が大幅に低下する懸念がある。この理由を、図６を用いて説明する。誘電体層２１ａは放電特性の観点からその厚み設定に大きな自由度がなく、かつ放電の低電圧化にも薄化する方が望ましいが、絶縁基材２１ｂは厚み設定の制約が比較的緩いため、素子の強度向上の点である程度の厚みを持たせる場合がある。しかしながら、図６（ｂ−１），（ｂ−２）のように強度維持を担う絶縁基材２１ｂに開口部２８を設けてしまうと、素子全体としての強度低下に対する影響が大きくなる。なお、図６（ｂ−１）は、開口部を開けた絶縁基材２１ｂの平面図、（ｂ−２）は、その側面図である。さらに絶縁基材２１ｂに開口部を設ける場合、素子の製法にも大きく影響を与える。つまり、絶縁基材上に誘導電極やヒータ電極の配線パターンを形成後、誘電体層を積層するといった手段を用いることができない。そのため、図６（ａ−１）に示すように、予め誘電体層２１ａの一方の面に放電電極２２を形成し、他方の面に誘導電極２３とヒータ電極２５とを形成後、絶縁基材２１ｂに積層する必要がある。なお、図６（ａ−１）は、各電極を形成した誘電体層２１ａの平面図、（ｂ−２）は、その側面図である。上記のように形成する場合、誘電体層２１ａにセラミック基板などを用いると、比較的薄い誘電体層２１ａの両面に電極パターン（放電電極２２，誘導電極２３，ヒータ電極２５）をスクリーン印刷などで形成しなければならず、印刷パターンの欠陥や表裏の位置あわせズレなどが起こりやすい。絶縁基材２１ｂに開口部を設ける場合、上記のようなリスクが発生する。
【０１０８】
しかしながら、本実施形態にイオン発生素子１では、誘電体層２１ａに開口部２４を設けることで、低コストかつ信頼性の高い製法を提供することができる。さらに元々薄い誘電体層に開口部を設けるため、絶縁基材に開口を設ける場合に比べて、素子全体としての強度低下への影響も小さい。
【０１０９】
（実施例１）
次に、本発明のイオン発生素子を用いた実施例について説明する。ここでは、比較例のイオン発生素子と本発明に係る実施例のイオン発生素子について、図４および５を用いて説明する。
【０１１０】
図４は、比較例のイオン発生素子を示す図である。図４（ａ−１），（ａ−２）に示すように，誘電体層２１ａとして、厚さ０．２ｍｍのセラミックシートを用い、その上に放電電極をスクリーン印刷で所定のパターンに形成する。電極材料として、金を導電材の主成分するペーストを用いた。このように金を用いるのは、長期使用でも劣化が少なく、コート層を設ける必要がなく、シンプルな構成とすることができるからである。次に図４（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、絶縁基材２１ｂとして、厚さ０．８ｍｍの上記と同じセラミックシートを用い、その上に誘導電極２３およびヒータ電極２５を、同様の方法で形成する。誘導電極２３とヒータ電極２５とは互いに絶縁されたパターンでとして形成する。また図４（ａ−１）に示すように誘電体層の両端部は、絶縁基材２１ｂ上の誘導電極２３およびヒータ電極２５の給電接点が露出するように幅方向全域をカットしておく。このようにすることで、複数の給電接点があるにもかかわらず、簡易な構造で、低コストに給電を行うことができる。次に図４（ｃ−１），（ｃ−２）に示すように、誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとを積層・圧接し、焼成を行って比較例のイオン発生素子を得た。
【０１１１】
ここで、誘導電極２３は、幅２５０μｍの直線状で、放電電極２２を挟むように２本配列した。またヒータ電極２５は、幅１００μｍで、その抵抗値は約２０Ωとした。放電電極は図１（ａ）に示すような櫛歯状のパターンで，中央の線状部分幅は２５０μｍ、突起部分の高さを１００μｍ、幅２００μｍ、突起ピッチは１ｍｍとした。また、誘導電極の接地用端子部２３ａと、ヒータ電極の接地用端子部２５ｂとは、各々別々に形成されており、接地電位に接続させる。ヒータ電極２５の電源接続用端子部２５ａは、スイッチング素子を介して装置本体の１２Ｖのヒータ電源と接続させる。このように、最もシンプルで低コストな構成となっている。
【０１１２】
上記比較例のイオン発生素子においては、誘電体層にセラミック材を使用し、かつ放電電極に金を用いることで、長期に渡って安定な放電特性を示し、かつ内部の誘導電極やヒータ電極へのリーク発生も抑えることが可能であった。さらにヒータ機能も良好に作用し、高湿環境下でも安定した放電性能を得ることができた。また誘導電極の接地状態を接触不良状態としても、ヒータ電極を通じての装置本体への影響を未然に防ぐ作用を確認できた。
【０１１３】
しかしながら、上記比較例のイオン発生素子の構成では以下の問題が発生した。誘電体層２１ａと絶縁基材２１ｂとの長さの異なる部分で、素子の幅方向（短手方向）に亘っての段差が生じる。そのため、素子を装置本体に対して着脱する際や、焼成時に発生するセラミックの反りを抑えて組み込む際に、段差部分に荷重が集中して、素子が割れる場合がある。
【０１１４】
そこで、図５に示すような、本実施（実施例１）のイオン発生素子の構成を検討した。図４で示した比較例のイオン発生素子との差は、誘電体層２１ａの開口部（切り欠き部）の形状である。ここで、図５（ａ−１）および（ａ−２）は、放電電極２２が形成された誘電体層２１ａの正面図およびその側面図である。図５（ｂ−１）および（ｂ−２）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５を設けた絶縁基材２１ｂの正面図およびその側面図である。図５（ｃ−１），（ｃ−２），（ｃ−３）は、図５（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図５（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂとを積層した、本実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、長手方向の側面図、である。誘電体層２１ａは、図５（ａ−１）に示すように、絶縁基材２１ｂを覆い得る長さを有しており、かつ、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ，電源接続用端子部２５ａ上に、各端子部２３ａ，２５ｂ，２５ａが露出するよう、開口部２４，２７が形成されている。本実施例では、誘導電極の接地用端子部２３ａ上、およびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上は、同一の開口部２４となっている。
【０１１５】
このような構成とすることで、図５（ｃ−１）に示すように、上述の素子の幅方向（短手方向）に亘っての段差がなくなり、素子取り扱い時の割れ発生を抑える効果を確認することができた。なお、図５に示す本実施例のイオン発生素子では、開口部２４，２７の形状を、矩形状にしているが、角部分を円弧状にするとさらに応力集中を防ぐことができ、素子の強度や信頼性向上に対してより好適である。
【０１１６】
（実施例２）
次に、本発明に係るイオン発生素子の別の実施例について、図７−９を用いて説明する。
【０１１７】
本実施例（実施例２）のイオン発生素子は、図７に示すように、実施例１のイオン発生素子の構成に加え、誘電体層２１ａの開口部を、誘導電極の接地用端子部２３ａおよびヒータ電極の接地用端子部２５ｂ毎に分離して形成している。つまり、誘導電極の接地用端子部２３ａ上と、ヒータ電極の接地用端子部２５ｂ上とに、別々の開口部（開口部２４ａおよび開口部２４ｂ）を形成している。ここで、図７（ａ−１）および（ａ−１）は、上記別々の開口部を設け、また放電電極２２を設けた誘電体層を示す正面図およびその側面図である。図７（ｂ−１）および（ｂ−２）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５を設けた絶縁基材２１ｂの正面図およびその側面図である。図７（ｃ−１），（ｃ−２），（ｃ−３）は、図７（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図７（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂとを積層した、本実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、長手方向の側面図、である。
【０１１８】
また、図８は、図７に示すイオン発生素子の変形例であり、素子の幅を狭くするなどで、素子の幅方向（短手方向）に、２つの端子部を配列できない場合に、端子部を長手方向にずらした場合に対応するものである。また、図８に示すイオン発生素子は、内側の誘導電極の接地用端子部２３ａおよびヒータ電極の接地用端子部２５ｂに対向する開口部２４ａ’および開口部２４ｂ’は、楕円状に形成している。ここで、図８（ａ−１）および（ａ−１）は、上記別々の開口部２４ａ，２４ｂを楕円形に設け、また放電電極２２を設けた誘電体層２１ａを示す正面図およびその側面図である。図８（ｂ−１）および（ｂ−２）は、誘導電極２３およびヒータ電極２５を設けた絶縁基材の正面図およびその側面図である。図８（ｃ−１），（ｃ−２），（ｃ−３）は、図８（ａ−１），（ａ−２）に示す誘電体層２１ａと、図８（ｂ−１），（ｂ−２）に示す絶縁基材２１ｂとを積層した、本実施例の変形例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、長手方向の側面図、である。以下、本実施例およびその変形例の構成による作用と効果について説明する。
【０１１９】
イオン発生量が多く必要な場合や、強度向上の観点で誘電体層の厚みを大きくする場合、あるいは経時劣化した場合でも放電特性を安定させる場合などに、放電電極２２への印加電圧を高くする必要が生じる。また素子の小型化や、製造時の取数増によるコストダウン狙いで、素子幅を狭くした場合、誘導電極２３の接地用端子部２３ａとヒータ電極の接地用端子部２５ｂとの間隔が狭くなってしまう場合が発生する。このようなケースで、誘導電極の接地用端子部２５ｂが接地電位から浮いてしまうと、放電電極電位に引っ張られて、誘導電極電位が上昇し、上昇度合いによっては誘導電極の接地用端子部２３ａから隣接するヒータ電極の接地用端子部２５ｂへリークしてしまう危険性がある。
【０１２０】
ここで、前述の図４で示した比較例のイオン発生素子や図５で示した実施例１のイオン発生素子の構成の場合、図９（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、両電極間は平坦な状態であるため、端子部間に水分などが存在すると、その沿面抵抗が低くなり、沿面リークを起こし易い。
【０１２１】
しかし、本実施例およびその変形例のイオン発生素子では、図９（ａ−１），（ａ−２）に示すように、誘電体層２１ａの開口部２４ａ，２４ｂ間に誘電体層があり、端子間が誘電体層で絶縁された状態となるため、沿面リークが起こりにくい。よって、本実施例およびその変形例のイオン発生素子により、より安全性を高めた素子を提供できる。さらに、誘電体層２１ａの開口部２４の面積も小さくなり、素子強度が向上する点でもより好適である。
【０１２２】
（実施例３）
本発明に係るイオン発生素子のさらに別の実施例について説明する。本実施例のイオン発生素子は、図６または図７で説明した構造のイオン発生素子において、誘導電極およびヒータ電極を全て銀パラジウムで形成した。以下で、銀パラジウムで形成する際の作用および効果について説明する。
【０１２３】
まず、誘導電極２３およびヒータ電極２５を金ペーストで構成するメリットとして、接点部分も金であるため、メッキ等の必要もなく安定した接点を得ることができる。しかしながら、デメリットとて、コストが高い点が挙げられる。また抵抗が非常に低いため、ヒータ電極の抵抗を所定の値、特に高めの値としたい場合、線幅を非常に細くするか、複数回のループパターンにして長さを大きくする必要がある。このようなパターンとした場合、製造過程の不備で断線となるリスクが高まり、歩留まりが低下し、さらにコストアップを招いてしまう。
【０１２４】
上記のコストアップを解消するための、銀系のペーストを用いることができる。金に比べ、材料費自身も低コストであり、抵抗値も高めであるため、ヒータ電極の設計幅が広くなり、不良発生を抑えることができて好適である。しかしながら、銀系の材料の場合、イオンマイグレーションによる絶縁不良を考慮する必要がある。イオンマイグレーションとは、高湿環境下で複数の電極間に電界が存在する場合、銀がイオン化して電極間を移動し、析出した銀が電極間を短絡してしまう現象である。また平坦な部位のほうが、イオンマイグレーションが進みやすい。よって、図４で示した比較例のイオン発生素子や図５で示した第１の実施例のイオン発生素子の構成で、ヒータ電極２５に銀系の材料用いた場合、高湿環境下で、誘導電極が浮いて、ヒータ電極との間に電界が発生すると、両電極間は平坦な状態であり、図９（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、イオンマイグレーションが進み易い。以上のことから、絶縁基材２１ｂと誘電体層２１ａとに内包される部分となる誘導電極２３およびヒータ電極２５は、銀系材料でも使用可能であるが、接点部分は金メッキするといった方策を採る必要がある。この場合、コストアップの要因となる。
【０１２５】
一方、図６や７の構成では、図９（ａ−１），（ａ−２）に示すように、誘電体層２１ａの開口部２４ａ，２４ｂ間の誘電体層が段差を作り、イオンマイグレーション進展の障壁となり、短絡を防止することができる。よって、本実施例のイオン発生素子は、低コストで、高品質に製造することができる。
【０１２６】
さらに銀単独でなく、パラジウムを含むペーストとすることでイオンマイグレーションをさらに抑制できる。パラジウムの配合に関しては、混合粉末でよいが、合金系にするとさらに好適である。パラジウム含有量は３％ないし５％以上が好ましく、コストと抵抗特性に応じて適宜選定すればよい。
【０１２７】
本発明は上述した実施形態および各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書で示した数値範囲以外であっても、本発明の趣旨に反しない合理的な範囲であれば、本発明に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置において、感光体や中間転写体などの像担持体上に形成されるトナー像を転写前に帯電させるための転写前帯電や、感光体を帯電させる潜像用帯電、或いは現像装置内のトナーの帯電を補助するトナーの予備帯電等を行う帯電装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】（ａ）は、本発明に係るイオン発生素子の一実施形態を示す平面図であり、（ｂ）はその短手方向の側面図、（ｃ）はその長手方向の側面図である。
【図２】本願発明に係る画像形成装置の要部構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る帯電装置の構成を示す図、（ｂ）は電源に繋がったイオン発生素子の断面図である。
【図４】比較例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、比較例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図５】本発明の実施例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、本発明の実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図６】絶縁基材に開口部を設けたイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、絶縁基材に開口部を設けたイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図７】本発明の別の実施例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、別の実施例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図８】図７に示す実施例のイオン発生素子の変形例のイオン発生素子を説明する図であり、（ａ−１）および（ａ−２）は、誘電体層の正面図および側面図、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、絶縁基材の正面図および側面図、（ｃ−１），（ｃ−２）および（ｃ−３）は、変形例のイオン発生素子の正面図、短手方向の側面図、および長手方向の側面図、である。
【図９】（ａ−１）および（ａ−２）は、開口部間に誘電体層が存在することを説明する図であり、（ｂ−１）および（ｂ−２）は、沿面リークあるいはイオンマイグレーションを説明する図である。
【図１０】（ａ）は、誘導電極とヒータ電極とが共通の接地用端子部を有するイオン発生素子の正面図、（ｂ）は、（ａ）のイオン発生素子がフローティング状態となった際を説明する図、（ｃ）は、誘導電極とヒータ電極とが別々の接地用端子部を有するイオン発生素子の正面図である。
【図１１】イオン発生素子にパルス波の印加電圧を与えた際の、印加電圧波形と、放電電極および誘導電極に流れる電流波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１，１’，１” イオン発生素子
２ 一次転写前帯電装置（帯電装置）
４ 潜像用帯電装置（帯電装置）
３ 二次転写前帯電装置（帯電装置）
７ 感光体
１５ 中間ベルト
２１ａ 誘電体層
２１ｂ 絶縁基材
２２ 放電電極
２２ａ 放電電極の高圧電源接続用端子部
２３ 誘導電極
２３ａ 誘導電極の接地用端子部（端子部）
２４，２４ａ，２４ａ’，２４ｂ，２４ｂ’ 開口部
２５ ヒータ電極
２５ａ ヒータ電極の電源接続用端子部（端子部）
２５ｂ ヒータ電極の接地用端子部（端子部）
２７ 開口部
２９ 開口部
３１ 対向電極
３２ 高圧電源（電源部）
３３ 電圧制御回路
３４ ヒータ電源
３５ 対向電極電源
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層を挟んで設けられた放電電極と誘導電極との間に交番電圧が印加されることにより、沿面放電に伴ってイオンを発生するイオン発生素子であって、
絶縁基材の同一面に前記誘導電極と、通電により発生するジュール熱で当該イオン発生素子を加温するヒータ電極とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、
前記絶縁基材の前記面に前記誘電体層が積層されており、
前記誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しており、かつ前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている、ことを特徴とするイオン発生素子。
【請求項２】
前記誘電体層の開口部は、前記端子部毎に別々に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生素子。
【請求項３】
前記誘導電極の端子部は、接地用として設けられ、
前記ヒータ電極の端子部は、ヒータ電源への接続用と接地用とが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生素子。
【請求項４】
前記放電電極の導電物質の主成分は、金であることを特徴とする請求項１から３記載のイオン発生素子。
【請求項５】
前記誘導電極およびヒータ電極の導電物質の主成分は、銀およびパラジウムの混合物または合金であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のイオン発生素子。
【請求項６】
前記誘電体層および前記絶縁基材は、セラミックまたはガラスを主成分としていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のイオン発生素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のイオン発生素子と、前記放電電極と前記誘導電極との間に交番電圧を印加する電源部とを備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項７に記載の帯電装置を、担持体上に担持されたトナーに電荷を与える転写前帯電用の帯電装置として備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７の帯電装置を、静電潜像担持体を帯電させる帯電装置として備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
誘電体層を挟んで設けられた放電電極と誘導電極との間に交番電圧が印加されることにより、沿面放電に伴ってイオンを発生するイオン発生素子であって、
絶縁基材の同一面に前記誘導電極と、通電により発生するジュール熱で当該イオン発生素子を加温するヒータ電極とが、互いに絶縁されるように離間して設けられており、
前記絶縁基材の前記面に前記誘電体層が積層されており、
前記誘電体層は、前記絶縁基材を覆い得る長さを有しており、かつ前記誘導電極の端子部上および前記ヒータ電極の端子部上に、これら端子部を露出させる開口部が設けられている、ことを特徴とするイオン発生素子。
【請求項２】
前記誘電体層の開口部は、前記端子部毎に別々に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生素子。
【請求項３】
前記誘導電極の端子部は、接地用として設けられ、
前記ヒータ電極の端子部は、ヒータ電源への接続用と接地用とが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生素子。
【請求項４】
前記放電電極の導電物質の主成分は、金であることを特徴とする請求項１から３記載のイオン発生素子。
【請求項５】
前記誘導電極およびヒータ電極の導電物質の主成分は、銀およびパラジウムの混合物または合金であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のイオン発生素子。
【請求項６】
前記誘電体層および前記絶縁基材は、セラミックまたはガラスを主成分としていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のイオン発生素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のイオン発生素子と、前記放電電極と前記誘導電極との間に交番電圧を印加する電源部とを備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項７に記載の帯電装置を、担持体上に担持されたトナーに電荷を与える転写前帯電用の帯電装置として備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７の帯電装置を、静電潜像担持体を帯電させる帯電装置として備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−３００５９７（Ｐ２００９−３００５９７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５３０６２（Ｐ２００８−１５３０６２）
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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