イオン発生装置およびイオン発生装置を有する画像形成装置
【課題】オゾン発生量を大幅に抑制することのできるイオン発生装置およびイオン発生装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】誘電体４の一方の面に形成された２つの放電電極２は、それぞれ櫛歯状突起部２ａが形成されている。誘導電極３は、放電電極２側から誘電体４側へ投影したときに、２つの放電電極２と重なることなく、かつ２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａを取り囲むように形成されている。放電電極２の櫛歯状突起部２ａから放出される沿面ストリーマコロナの進展を抑制し、オゾンの発生を抑制する。
【解決手段】誘電体４の一方の面に形成された２つの放電電極２は、それぞれ櫛歯状突起部２ａが形成されている。誘導電極３は、放電電極２側から誘電体４側へ投影したときに、２つの放電電極２と重なることなく、かつ２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａを取り囲むように形成されている。放電電極２の櫛歯状突起部２ａから放出される沿面ストリーマコロナの進展を抑制し、オゾンの発生を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置およびこのイオン発生装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の記録装置の中でも電子写真記録装置は、ノンインパクト記録方式であるため、（１）騒音が少ないこと、（２）文字が綺麗に記録できること、（３）記録速度が高速であること、（４）ランニングコストが比較的安いこと、などの特長をもっている。
【０００３】
そのため、電子写真記録装置は、最近では複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置、カラー画像記録装置などの画像形成装置として利用されており、市場も急速に拡大している。この電子写真記録装置においては、感光体等の帯電、除電を行う帯電装置、転写装置および除電装置としてイオン発生装置が用いられている。また、このイオン発生装置は、ＩＣ基板除電器、イオンフロー記録用イオンヘッド等でも用いられる。
【０００４】
このようなイオン発生装置には、感光体等に接触してその帯電または除電等を行う接触方式と、感光体等の帯電または除電等を非接触で行う非接触方式とがある。
【０００５】
非接触方式は、接触方式に比べて優位な点としては、帯電音、帯電むらによる縞や感光体等の汚染がないという点である。この非接触方式としては、ワイヤを用いたコロナ放電方式（コロトロン、スコロトロン等）が広く用いられている。
【０００６】
しかし、コロナ放電方式はコロナワイヤを１ｃｍ程度離したアルミニウムなどのケースで覆っているため、装置の小型化を考える場合には、その大きさが問題となる。特に電子写真記録方式のカラー化を考えた場合には、２ｃｍ角程度の大きさのスペースが必要となり、電子写真記録装置などに用いた場合には装置の小型化を著しく妨げることになる。
【０００７】
このようなコロナ放電方式に対し、誘電体と、この誘電体を挟む誘導電極およびイオン発生電極とを有し、この誘導電極およびイオン発生電極の間に正弦波の交流電圧を印加することにより、イオン発生電極周辺に放電を起こしてイオンを発生する固体イオン発生装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
また、誘電体を介して放電電極と誘導電極とを対向して配置し、放電電極と基準電位との間に直流バイアス電圧を印加し、放電電極と誘導電極との間に駆動用交流電圧を印加して基準電位側の放電電極からコロナイオンを放出させるよう構成したイオン発生装置が知られている（例えば特許文献２参照）。このイオン発生装置では、コロナ放電方式に比べ小型で、しかもオゾン発生量の低減が図れるとされている。
【特許文献１】特許第１６３４７９４号公報
【特許文献２】特開２００２―２３７３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年の社会動向として、環境意識の向上がある。例えば、ＵＬ規格（アメリカ保険業者安全試験所規格）、ＴＵＶ規格（ドイツ技術検査協会規格）、ＢＡＭ規格など、多数の国、地域で複数の団体により電子写真方式の画像形成装置に対して、発生するオゾン量を規制するための規格が設定されている。
【００１０】
しかしながら、従来の複写機やプリンタなどの画像形成装置では、イオン発生装置においてオゾン除去のために活性炭を塗布したオゾンフィルタなどを使用して、オゾン量（オゾン濃度）の基準を満たすようにしているものの、イオン発生装置の能力のみでクリアすることは困難であった。
【００１１】
また、上記（特許文献１）に記載されている固体イオン発生装置では、装置を小型化できるなどの利点はあるものの、期待するほどオゾンなどの有害物質の低減を図ることができないという問題があった。
【００１２】
さらに、上記（特許文献２）に記載されているイオン発生装置によればオゾン発生量を抑制することができるものの、健康に対する影響の観点からは、より一層のオゾン発生量の抑制が望まれている。さらには、臭いとして人間が感知できるオゾン濃度は０．０２ｐｐｍであるので、より一層のオゾン発生量の抑制が望まれている。
【００１３】
そこで、本発明は、オゾン発生量を大幅に抑制することのできるイオン発生装置およびイオン発生装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題を解決するために、本発明のイオン発生装置は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、放電電極は、櫛歯状または複数の山歯状の突起部が形成され、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、放電電極と重なることなく、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部を取り囲むように形成されている構成としたものである。
【００１５】
本発明の好ましい形態において、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面の内側に配置され、放電電極は、当該櫛歯状または複数の山歯状の突起部が投影面の内側に向いて配置されている。
【００１６】
本発明のさらに好ましい形態において、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部の長さは、当該突起部の幅の最大値よりも長く設定されている。
【００１７】
また、この課題を解決するために、本発明のイオン発生装置は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、誘電電極と放電電極とが並行して、かつ誘導電極は放電電極と重なることなく配置され、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面における、誘電電極および放電電極の並行する方向の単位長さあたりの面積に関し、誘電電極の面積は放電電極の面積よりも広く設定されている構成としたものである。
【００１８】
本発明の好ましい形態において、誘導電極の面積は、放電電極の面積の約５倍以内である。
【００１９】
本発明のさらに好ましい形態において、誘電体は、誘導電極が形成されている面が絶縁体で覆われている。
【００２０】
本発明のさらに好ましい形態において、誘電体における放電電極が形成されている面および放電電極の表面が無機質のコーティング剤でコーティングされている。
【００２１】
本発明のさらに好ましい形態において、誘電体は、偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化したシートを積層して硬化した集成マイカ板である。
【００２２】
さらに、この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、帯電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している構成としたものである。
【００２３】
さらに、この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、転写手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している構成としたものである。
【００２４】
さらに、この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、転写手段による転写が終了した後に、感光体に対する除電を行う除電手段とを有し、除電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している構成としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放電効率を低下させることなく、オゾンを多く生成する沿面ストリーマコロナの進展を防止することにより、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部から放出される沿面ストリーマコロナの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナが外に広がることを防止することにより、オゾン発生量を更に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２７】
さらに、本発明によれば、沿面ストリーマコロナの進展を抑制する効果を増大させて、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２８】
さらに、本発明によれば、放電領域における沿面ストリーマコロナの割合を減少させることにより、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができるという有効な効果が得られる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の請求項１に記載の発明は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオ
ン発生装置であって、放電電極は、櫛歯状または複数の山歯状の突起部が形成され、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、放電電極と重なることなく、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部を取り囲むように形成されているイオン発生装置であり、放電効率を低下させることなく、オゾンを多く生成する沿面ストリーマコロナの進展を防止することにより、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面の内側に配置され、放電電極は、当該櫛歯状または複数の山歯状の突起部が投影面の内側に向いて配置されているイオン発生装置であり、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部から放出される沿面ストリーマコロナの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナが外に広がることを防止することにより、オゾン発生量を更に抑制することができるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部の長さは、当該突起部の幅の最大値よりも長く設定されているイオン発生装置であり、沿面ストリーマコロナの進展を抑制する効果を増大させて、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項４に記載の発明は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、誘電電極と放電電極とが並行して、かつ誘導電極は放電電極と重なることなく配置され、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面における、誘電電極および放電電極の並行する方向の単位長さあたりの面積に関し、誘電電極の面積は放電電極の面積よりも広く設定されているイオン発生装置であり、放電領域における沿面ストリーマコロナの割合を減少させることにより、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができるという作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、誘導電極の面積は、放電電極の面積の約５倍以内であるイオン発生装置であり、放電に関与しない無駄な交流電流を抑え、放電効率の低下を防止することができるという作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、誘電体は、誘導電極が形成されている面が絶縁体で覆われているイオン発生装置であり、誘導電極側での不用な放電を防止することができるという作用を有する。
【００３６】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、誘電体における放電電極が形成されている面および放電電極の表面が無機質のコーティング剤でコーティングされているイオン発生装置であり、放電による放電電極や誘電体の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００３７】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の発明において、誘電体は、偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化したシートを積層して硬化した集成マイカ板であるイオン発生装置であり、絶縁破壊強度の高い安価なイオン発生装置を提供することができるという作用を有する。
【００３８】
本発明の請求項９に記載の発明は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナー
を所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、帯電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している画像形成装置であり、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００３９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、転写手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している画像形成装置であり、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００４０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、転写手段による転写が終了した後に、感光体に対する除電を行う除電手段とを有し、除電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している画像形成装置であり、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置を有する画像形成装置の構成を示す構成図、図２は本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置の構成を示す図、図３は図２に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図、図４は図２に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図である。
【００４３】
図１に示すように、画像形成装置は、粉体現像剤を用いる乾式電子写真装置であり、感光体ドラム１００、帯電装置（帯電手段）１０１、露光装置（露光手段）１０２、現像器（現像手段）１０３、記録紙１０５を搬送する給紙ローラ１０４、転写チャージャ（転写手段）１０６、剥離チャージャ１０７、クリーニングブレード１０８、消去ランプ１０９、およびヒートローラ１１０を有する定着器１１１を備えている。
【００４４】
この実施の形態１では、帯電装置（帯電手段）１０１、転写チャージャ（転写手段）１０６および剥離チャージャ１０７に、後述するイオン発生装置１を用いている。また、消去ランプ（除電手段）１０９に後述するイオン発生装置１を用いることもできる。
【００４５】
感光体ドラム１００の表面は、後述するイオン発生装置１を有する帯電装置１０１によって、例えばマイナス８００ボルト程度のマイナス電荷でその全面が一様に帯電される。
【００４６】
画像信号に応じて露光装置１０２から発振されたレーザ光１０２Ａが感光体ドラム１００に照射されると、感光体ドラム１００は光が照射された部分のみ抵抗値が減少するので、レーザ光１０２Ａが照射された部分のマイナス電荷が消去され静電潜像が形成される。
【００４７】
なお、通常はレーザには１個の半導体レーザが使用され、画像信号に応じて変調された光は、図示しない回転多面鏡（ポリゴンミラー）によって走査される。
【００４８】
このようにして形成された静電潜像は、現像器１０３によって現像される。つまり感光体ドラム１００上の静電潜像のマイナス電荷が消去された部分に、反転現像によってマイナスに帯電した着色微粒子であるトナーが、マイナス３００ボルト程度のバイアスを与えられて付着し、静電潜像の可視化が行われる。
【００４９】
給紙ローラ１０４によって図示しない紙カセットから取り出された記録紙１０５は、矢印Ａ方向に画像信号とタイミングを合わせて搬送され、矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム１００と接触する。これにより、可視化されたトナー像が記録紙１０５に転写される。
【００５０】
このとき、後述するイオン発生装置１を有する転写チャージャ１０６では、例えば記録紙１０５の裏側からプラスの電荷を与える。これによって、感光体ドラム１００上のマイナスに帯電したトナーによって現像された画像（トナー像）が、プラスの電荷が与えられた記録紙１０５上に引き付けられ、転写される。
【００５１】
画像が転写された記録紙１０５は、後述するイオン発生装置１を有する剥離チャージャ１０７によって感光体ドラム１００から剥離される。最後に、定着器１１１でトナーが加熱・加圧されて記録紙１０５上に定着し、記録が終了する。
【００５２】
なお、感光体ドラム１００上には記録紙１０５に転写されずに残った残留トナーが存在しているため、これらの残留トナーをクリーニングブレード１０８から構成されるクリーナでこすり落として感光体ドラム１００の清掃を行った後、ＬＥＤ等から構成される消去ランプ１０９で全面露光して、感光体ドラム１００上の電荷を消去している。このようなクリーニング工程を行うことで、感光体ドラム１００の繰り返しの使用が可能となる。
【００５３】
次に、イオン発生装置１について、図２および図３を参照して説明する。
【００５４】
図２および図３において、イオン発生装置１は、誘電体４の一方の面に放電電極２が形成され、誘電体４の他方の面に２つの放電電極２が形成されている。２つの放電電極２には、基準電位Ｖｒとの間に直流バイアス電圧８が印加されている。２つの放電電極２と誘導電極３との間には駆動用交流電圧７が印加されている。
【００５５】
誘電体４は、マイカ鱗片を接着剤で固めた集成マイカ板を使用している。集成マイカ板は、マイカを細かく粉砕した偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化し、半硬化シートを積層して硬化し、板状にしたものであり、絶縁破壊電圧が非常に高いという特徴がある。マイカ燐片のサイズは、通常、厚み１〜１０μｍ、平均径１００〜２００μｍである。
【００５６】
なお、誘電体４には、生マイカ（きマイカ）やセラミック等を使用することが考えられるが、生マイカは広面積なものを得ることが非常に難しく、また高価である。一方セラミックは、割れや欠けが発生し易く、薄板化が難しい。したがって、本実施の形態１では、誘電体４として、生マイカ（きマイカ）やセラミックは使用せずに、上述した集成マイカ板を使用する。
【００５７】
集成マイカ板からなる誘電体４の両面に形成される２つの放電電極２および誘電電極３には、ステンレスや銅箔、銅蒸着や金蒸着品などを用いている。
【００５８】
誘電体４の一方の面に形成された誘導電極３の形成面は、放電を放電電極２の側でのみ生じるよう絶縁体５にて覆われている。２つの放電電極２と誘導電極３との間の絶縁破壊電圧を考えると、絶縁体５の厚みは、最低０．１ｍｍが必要である。また、複数個の電極パターンが形成された誘電体４を後に切断して複数のイオン発生装置を作製する場合には、量産性の面からは、絶縁体５の厚みを０．５ｍｍ以下にすると最適である。
【００５９】
一方、誘電体４の他方の面に形成された２つの放電電極２の形成面は、放電による劣化防止を図るために放電電極２の表面と誘電体４の表面が無機質のコーティング剤６にてコーティングされている。例えば、シリカ系の無機質のコーティング剤６を２〜１０μｍコーティングすると、このコーティング剤６により放電電極２の放電による摩耗防止の働きと、同時に誘電体４である集成マイカ板の放電による劣化防止が図れ、イオン発生装置１の寿命を大幅に向上できる。
【００６０】
上述したように構成されたイオン発生装置１において、２つの放電電極２と誘導電極３との間に周波数が数百Ｈｚ〜数百ｋＨｚ、波高値１〜５ｋボルトの駆動用交流電圧７が印加されると、放電電極２から放電が起こる。
【００６１】
次に、イオン発生装置１に放電が発生した場合の様子について、図４を参照して説明する。
【００６２】
図４に示すように、２つの放電電極２から放電が起こると、放電領域９において電極間の空気がイオン化されてこの付近に正と負のコロナイオンが発生する。発生したコロナイオンは放電電極２に直流バイアス電圧８が印加されることにより取り出される。
【００６３】
ここで、直流バイアス電圧８に負の電圧が印加されている場合には、イオン発生装置１からは負イオン１０のみが取り出され（図２参照）、一方、直流バイアス電圧８に正の電圧が印加されている場合は、イオン発生装置１からは正のイオンのみが取り出される。
【００６４】
放電領域９では、コロナイオンとともにオゾン等の有害ガスが生成される。放電領域９においては、特に明るく発光する沿面ストリーマコロナ９ａとそれ以外の膜状コロナ９ｂとが発生している。オゾン等の有害ガスは沿面ストリーマコロナ９ａにおいて特に多く生成され、この沿面ストリーマコロナ９ａの進展を抑制することが、オゾン低減に効果があることが実験等により判明した。
【００６５】
そこで、この実施の形態１では、図３に示すように、誘電体４の投影面（放電電極２側から誘電体４側を投影したときの投影面）に対して、２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａを取り囲むように誘導電極３を配設した。すなわち、２つの放電電極２は、それぞれ櫛歯状突起部２ａが形成されており、一方、誘導電極３は、放電電極２側から誘電体４側へ投影したときに、２つの放電電極２と重なることなく、かつ２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａを取り囲むように形成されている。
【００６６】
これにより、放電電極２の櫛歯状突起部２ａから放出される沿面ストリーマコロナ９ａが横方向に拡がることを防止でき、オゾンの発生量（生成量）を大幅に抑制することができる。
【００６７】
ここで、誘電体４の投影面に対して、２つの放電電極２と誘導電極３とが重なる部分が存在すると、その部分の静電容量が大きくなってしまい、その結果、放電に関与しない無駄な交流電流を必要とするために放電効率が極端に低下するので、本実施の形態１の如く放電電極２と誘導電極３とが重ならないようにすることが好ましい。
【００６８】
また、図３に示すように、本実施の形態１では放電電極２の櫛歯状突起部２ａの長さＬを櫛歯状突起部２ａの幅Ｗより長く設定している。これにより、沿面ストリーマコロナ９ａの横方向への進展を抑制する効果を向上させて、オゾンの発生量（生成量）を大幅に抑制することができる。
【００６９】
さらに、図３に示すように、本実施の形態１では、誘電体４の投影面に対して、誘導電極３の外側に放電電極２を配設し、２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａが内側を向くように配設している。すなわち、誘導電極３は、放電電極２側から誘電体４側へ投影したときの投影面の内側に配置され、放電電極２は、当該櫛歯状突起部２ａが前記投影面の内側に向いて配置されている。
【００７０】
これにより、２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａから放出される沿面ストリーマコロナ９ａの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナ９ａが外に広がることを防止することにより、オゾンの発生量（生成量）を更に抑制することができる。
【００７１】
なお、上記実施の形態１では、２つの放電電極２に櫛歯状突起部２ａを形成するようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、２つの放電電極２に複数の山歯状突起部を形成するようにしても良い。
【００７２】
以上説明したように、実施の形態１によれば、次の（１）〜（６）の作用効果を期待することができる。
（１）放電効率を低下させることなく、オゾンを多く生成する沿面ストリーマコロナの進展を防止することにより、オゾン発生量を大幅に抑制することができる。
（２）放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部から放出される沿面ストリーマコロナの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナが外に広がることを防止することにより、オゾン発生量を更に抑制することができる。
（３）沿面ストリーマコロナの進展を抑制する効果を増大させて、オゾン発生量を大幅に抑制することができる。
（４）誘導電極側での不用な放電を防止することができ、また、放電による放電電極や誘電体の劣化を防止することができる。
（５）上記（１）〜（４）の作用効果を有する画像形成装置を提供することができる。
（６）オゾン発生量を大幅に抑制することで、健康に配慮したイオン発生装置およびこのイオン発生装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるイオン発生装置の構成を示す図、図６は図５に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図、図７は図５に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図である。
【００７４】
この実施の形態２のイオン発生装置も、上述した実施の形態１の場合と同様に、図１に示した画像形成装置の帯電装置（帯電手段）１０１、転写チャージャ（転写手段）１０６、剥離チャージャ１０７および除電装置としての消去ランプ（除電手段）１０９に使用することができる。
【００７５】
さて、図５に示すイオン発生装置４０は、図２に示した実施の形態１のイオン発生装置１の構成において、放電電極２および誘電電極３を放電電極２０および誘電電極３０に代替した構成になっている。図５において、図２に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【００７６】
図５に示すように、誘電体４の一方の面に２つの誘導電極３０を形成するとともに、誘
電体４の他方の面に放電電極２０を形成している。また、放電電極２０側から誘電体４側へ投影したときに、２つの誘電電極３０と放電電極２０とが並行して、かつ２つの誘導電極３０が放電電極２０と重なることなく配置されている。
【００７７】
放電電極２０は、図６に示すように、櫛歯状突起部２０ａが形成されているとともに、放電電極２０側から誘電体４側へ投影したときの投影面の内側に配置されている。２つの誘導電極３０は、放電電極２０を挟み込むように並行して配置されている。
【００７８】
図５および図６において、イオン発生装置４０の放電電極２０と２つの誘導電極３０との間に周波数が数百Ｈｚ〜数百ｋＨｚ、波高値１〜５ｋボルトの駆動用交流電圧７が印加されると、放電電極２０から放電が起こる。
【００７９】
次に、イオン発生装置４０に放電が発生した場合の様子について、図７を参照して説明する。
【００８０】
図７に示すように、放電電極２０から放電が起こると、放電領域５０が形成される。この放電領域５０において、特に明るく発光しオゾン等の有害ガスを多く発生する沿面ストリーマコロナ５０ａは、誘電体４における放電電極２０と接する面もしくは放電電極２０が形成されている面において、誘電電極３０の投影に近接する部分までである。それより遠方の、誘電体における放電電極２０と接する面上の誘導電極３０の投影上部分は、オゾン生成が比較的少ない膜状コロナ５０ｂが占めていることが実験等により判明した。
【００８１】
そこで、この実施の形態２では、図６に示すように、誘電体４の投影面（放電電極２側から誘電体４側を投影したときの投影面）に対して、放電電極２０の単位長さあたりの面積Ｓ１を、一方の誘導電極３０の単位長さ当りの面積Ｓ２ａおよび他方の誘導電極３０の単位長さ当りの面積Ｓ２ｂと比較して、Ｓ１＜Ｓ２ａかつＳ１＜Ｓ２ｂの関係が成立するように、放電電極２０と２つの誘導電極３０を配設している。
【００８２】
これにより、オゾン生成が比較的少ない膜状コロナ５０ｂの領域を増加させることで、オゾン発生量も増加するものの、それ以上に生成されるコロナイオンの量が増加するため、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができる。
【００８３】
ここで、誘電体４の投影面に対して、放電電極２０と２つの誘導電極３０が重なる部分が存在したり、面積Ｓ２ａまたは面積Ｓ２ｂが大きくなりすぎると、静電容量が大きくなり、このため放電に関与しない無駄な交流電流を必要とするために放電効率が極端に低下するので、本実施の形態２の如く放電電極２０と２つの誘導電極３０とが重なることなく、面積Ｓ２ａと面積Ｓ２ｂはそれぞれ面積Ｓ１の５倍以内であることが好ましい。
【００８４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、上述した実施の形態１の（１）〜（６）の作用効果に加えて、次の（７）および（８）の作用効果を期待することができる。
（７）放電領域における沿面ストリーマコロナの割合を減少させることにより、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができる。
（８）放電に関与しない無駄な交流電流を抑制することにより、放電効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、オゾン発生量を大幅に抑制することのできるイオン発生装置を提供することができるので、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は勿論のこと、イオン発生装置を有する全ての装置に適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置を有する画像形成装置の構成を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置の構成を示す図
【図３】図２に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図
【図４】図２に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図
【図５】本発明の実施の形態２におけるイオン発生装置の構成を示す図
【図６】図５に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図
【図７】図５に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図
【符号の説明】
【００８７】
１，４０ イオン発生装置
２，２０ 放電電極
２ａ，２０ａ 櫛歯状突起部
３，３０ 誘導電極
４ 誘電体
５ 絶縁体
６ コーティング剤
７ 駆動用交流電圧
８ 直流バイアス電圧
９，５０ 放電領域
９ａ，５０ａ 沿面ストリーマコロナ
９ｂ，５０ｂ 膜状コロナ
１０ 負イオン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置およびこのイオン発生装置を有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の記録装置の中でも電子写真記録装置は、ノンインパクト記録方式であるため、（１）騒音が少ないこと、（２）文字が綺麗に記録できること、（３）記録速度が高速であること、（４）ランニングコストが比較的安いこと、などの特長をもっている。
【０００３】
そのため、電子写真記録装置は、最近では複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置、カラー画像記録装置などの画像形成装置として利用されており、市場も急速に拡大している。この電子写真記録装置においては、感光体等の帯電、除電を行う帯電装置、転写装置および除電装置としてイオン発生装置が用いられている。また、このイオン発生装置は、ＩＣ基板除電器、イオンフロー記録用イオンヘッド等でも用いられる。
【０００４】
このようなイオン発生装置には、感光体等に接触してその帯電または除電等を行う接触方式と、感光体等の帯電または除電等を非接触で行う非接触方式とがある。
【０００５】
非接触方式は、接触方式に比べて優位な点としては、帯電音、帯電むらによる縞や感光体等の汚染がないという点である。この非接触方式としては、ワイヤを用いたコロナ放電方式（コロトロン、スコロトロン等）が広く用いられている。
【０００６】
しかし、コロナ放電方式はコロナワイヤを１ｃｍ程度離したアルミニウムなどのケースで覆っているため、装置の小型化を考える場合には、その大きさが問題となる。特に電子写真記録方式のカラー化を考えた場合には、２ｃｍ角程度の大きさのスペースが必要となり、電子写真記録装置などに用いた場合には装置の小型化を著しく妨げることになる。
【０００７】
このようなコロナ放電方式に対し、誘電体と、この誘電体を挟む誘導電極およびイオン発生電極とを有し、この誘導電極およびイオン発生電極の間に正弦波の交流電圧を印加することにより、イオン発生電極周辺に放電を起こしてイオンを発生する固体イオン発生装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
また、誘電体を介して放電電極と誘導電極とを対向して配置し、放電電極と基準電位との間に直流バイアス電圧を印加し、放電電極と誘導電極との間に駆動用交流電圧を印加して基準電位側の放電電極からコロナイオンを放出させるよう構成したイオン発生装置が知られている（例えば特許文献２参照）。このイオン発生装置では、コロナ放電方式に比べ小型で、しかもオゾン発生量の低減が図れるとされている。
【特許文献１】特許第１６３４７９４号公報
【特許文献２】特開２００２―２３７３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年の社会動向として、環境意識の向上がある。例えば、ＵＬ規格（アメリカ保険業者安全試験所規格）、ＴＵＶ規格（ドイツ技術検査協会規格）、ＢＡＭ規格など、多数の国、地域で複数の団体により電子写真方式の画像形成装置に対して、発生するオゾン量を規制するための規格が設定されている。
【００１０】
しかしながら、従来の複写機やプリンタなどの画像形成装置では、イオン発生装置においてオゾン除去のために活性炭を塗布したオゾンフィルタなどを使用して、オゾン量（オゾン濃度）の基準を満たすようにしているものの、イオン発生装置の能力のみでクリアすることは困難であった。
【００１１】
また、上記（特許文献１）に記載されている固体イオン発生装置では、装置を小型化できるなどの利点はあるものの、期待するほどオゾンなどの有害物質の低減を図ることができないという問題があった。
【００１２】
さらに、上記（特許文献２）に記載されているイオン発生装置によればオゾン発生量を抑制することができるものの、健康に対する影響の観点からは、より一層のオゾン発生量の抑制が望まれている。さらには、臭いとして人間が感知できるオゾン濃度は０．０２ｐｐｍであるので、より一層のオゾン発生量の抑制が望まれている。
【００１３】
そこで、本発明は、オゾン発生量を大幅に抑制することのできるイオン発生装置およびイオン発生装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題を解決するために、本発明のイオン発生装置は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、放電電極は、櫛歯状または複数の山歯状の突起部が形成され、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、放電電極と重なることなく、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部を取り囲むように形成されている構成としたものである。
【００１５】
本発明の好ましい形態において、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面の内側に配置され、放電電極は、当該櫛歯状または複数の山歯状の突起部が投影面の内側に向いて配置されている。
【００１６】
本発明のさらに好ましい形態において、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部の長さは、当該突起部の幅の最大値よりも長く設定されている。
【００１７】
また、この課題を解決するために、本発明のイオン発生装置は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、誘電電極と放電電極とが並行して、かつ誘導電極は放電電極と重なることなく配置され、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面における、誘電電極および放電電極の並行する方向の単位長さあたりの面積に関し、誘電電極の面積は放電電極の面積よりも広く設定されている構成としたものである。
【００１８】
本発明の好ましい形態において、誘導電極の面積は、放電電極の面積の約５倍以内である。
【００１９】
本発明のさらに好ましい形態において、誘電体は、誘導電極が形成されている面が絶縁体で覆われている。
【００２０】
本発明のさらに好ましい形態において、誘電体における放電電極が形成されている面および放電電極の表面が無機質のコーティング剤でコーティングされている。
【００２１】
本発明のさらに好ましい形態において、誘電体は、偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化したシートを積層して硬化した集成マイカ板である。
【００２２】
さらに、この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、帯電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している構成としたものである。
【００２３】
さらに、この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、転写手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している構成としたものである。
【００２４】
さらに、この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、転写手段による転写が終了した後に、感光体に対する除電を行う除電手段とを有し、除電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している構成としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放電効率を低下させることなく、オゾンを多く生成する沿面ストリーマコロナの進展を防止することにより、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部から放出される沿面ストリーマコロナの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナが外に広がることを防止することにより、オゾン発生量を更に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２７】
さらに、本発明によれば、沿面ストリーマコロナの進展を抑制する効果を増大させて、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２８】
さらに、本発明によれば、放電領域における沿面ストリーマコロナの割合を減少させることにより、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができるという有効な効果が得られる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の請求項１に記載の発明は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオ
ン発生装置であって、放電電極は、櫛歯状または複数の山歯状の突起部が形成され、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、放電電極と重なることなく、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部を取り囲むように形成されているイオン発生装置であり、放電効率を低下させることなく、オゾンを多く生成する沿面ストリーマコロナの進展を防止することにより、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、誘導電極は、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面の内側に配置され、放電電極は、当該櫛歯状または複数の山歯状の突起部が投影面の内側に向いて配置されているイオン発生装置であり、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部から放出される沿面ストリーマコロナの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナが外に広がることを防止することにより、オゾン発生量を更に抑制することができるという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部の長さは、当該突起部の幅の最大値よりも長く設定されているイオン発生装置であり、沿面ストリーマコロナの進展を抑制する効果を増大させて、オゾン発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項４に記載の発明は、誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、誘導電極と放電電極との間に交番電圧を印加することにより、放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、放電電極側から誘電体側へ投影したときに、誘電電極と放電電極とが並行して、かつ誘導電極は放電電極と重なることなく配置され、放電電極側から誘電体側へ投影したときの投影面における、誘電電極および放電電極の並行する方向の単位長さあたりの面積に関し、誘電電極の面積は放電電極の面積よりも広く設定されているイオン発生装置であり、放電領域における沿面ストリーマコロナの割合を減少させることにより、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができるという作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、誘導電極の面積は、放電電極の面積の約５倍以内であるイオン発生装置であり、放電に関与しない無駄な交流電流を抑え、放電効率の低下を防止することができるという作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、誘電体は、誘導電極が形成されている面が絶縁体で覆われているイオン発生装置であり、誘導電極側での不用な放電を防止することができるという作用を有する。
【００３６】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、誘電体における放電電極が形成されている面および放電電極の表面が無機質のコーティング剤でコーティングされているイオン発生装置であり、放電による放電電極や誘電体の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００３７】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の発明において、誘電体は、偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化したシートを積層して硬化した集成マイカ板であるイオン発生装置であり、絶縁破壊強度の高い安価なイオン発生装置を提供することができるという作用を有する。
【００３８】
本発明の請求項９に記載の発明は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナー
を所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、帯電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している画像形成装置であり、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００３９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段とを有し、転写手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している画像形成装置であり、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００４０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、転写手段による転写が終了した後に、感光体に対する除電を行う除電手段とを有し、除電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有している画像形成装置であり、画像生成のときに発生するオゾンの発生量を大幅に抑制することができるという作用を有する。
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置を有する画像形成装置の構成を示す構成図、図２は本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置の構成を示す図、図３は図２に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図、図４は図２に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図である。
【００４３】
図１に示すように、画像形成装置は、粉体現像剤を用いる乾式電子写真装置であり、感光体ドラム１００、帯電装置（帯電手段）１０１、露光装置（露光手段）１０２、現像器（現像手段）１０３、記録紙１０５を搬送する給紙ローラ１０４、転写チャージャ（転写手段）１０６、剥離チャージャ１０７、クリーニングブレード１０８、消去ランプ１０９、およびヒートローラ１１０を有する定着器１１１を備えている。
【００４４】
この実施の形態１では、帯電装置（帯電手段）１０１、転写チャージャ（転写手段）１０６および剥離チャージャ１０７に、後述するイオン発生装置１を用いている。また、消去ランプ（除電手段）１０９に後述するイオン発生装置１を用いることもできる。
【００４５】
感光体ドラム１００の表面は、後述するイオン発生装置１を有する帯電装置１０１によって、例えばマイナス８００ボルト程度のマイナス電荷でその全面が一様に帯電される。
【００４６】
画像信号に応じて露光装置１０２から発振されたレーザ光１０２Ａが感光体ドラム１００に照射されると、感光体ドラム１００は光が照射された部分のみ抵抗値が減少するので、レーザ光１０２Ａが照射された部分のマイナス電荷が消去され静電潜像が形成される。
【００４７】
なお、通常はレーザには１個の半導体レーザが使用され、画像信号に応じて変調された光は、図示しない回転多面鏡（ポリゴンミラー）によって走査される。
【００４８】
このようにして形成された静電潜像は、現像器１０３によって現像される。つまり感光体ドラム１００上の静電潜像のマイナス電荷が消去された部分に、反転現像によってマイナスに帯電した着色微粒子であるトナーが、マイナス３００ボルト程度のバイアスを与えられて付着し、静電潜像の可視化が行われる。
【００４９】
給紙ローラ１０４によって図示しない紙カセットから取り出された記録紙１０５は、矢印Ａ方向に画像信号とタイミングを合わせて搬送され、矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム１００と接触する。これにより、可視化されたトナー像が記録紙１０５に転写される。
【００５０】
このとき、後述するイオン発生装置１を有する転写チャージャ１０６では、例えば記録紙１０５の裏側からプラスの電荷を与える。これによって、感光体ドラム１００上のマイナスに帯電したトナーによって現像された画像（トナー像）が、プラスの電荷が与えられた記録紙１０５上に引き付けられ、転写される。
【００５１】
画像が転写された記録紙１０５は、後述するイオン発生装置１を有する剥離チャージャ１０７によって感光体ドラム１００から剥離される。最後に、定着器１１１でトナーが加熱・加圧されて記録紙１０５上に定着し、記録が終了する。
【００５２】
なお、感光体ドラム１００上には記録紙１０５に転写されずに残った残留トナーが存在しているため、これらの残留トナーをクリーニングブレード１０８から構成されるクリーナでこすり落として感光体ドラム１００の清掃を行った後、ＬＥＤ等から構成される消去ランプ１０９で全面露光して、感光体ドラム１００上の電荷を消去している。このようなクリーニング工程を行うことで、感光体ドラム１００の繰り返しの使用が可能となる。
【００５３】
次に、イオン発生装置１について、図２および図３を参照して説明する。
【００５４】
図２および図３において、イオン発生装置１は、誘電体４の一方の面に放電電極２が形成され、誘電体４の他方の面に２つの放電電極２が形成されている。２つの放電電極２には、基準電位Ｖｒとの間に直流バイアス電圧８が印加されている。２つの放電電極２と誘導電極３との間には駆動用交流電圧７が印加されている。
【００５５】
誘電体４は、マイカ鱗片を接着剤で固めた集成マイカ板を使用している。集成マイカ板は、マイカを細かく粉砕した偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化し、半硬化シートを積層して硬化し、板状にしたものであり、絶縁破壊電圧が非常に高いという特徴がある。マイカ燐片のサイズは、通常、厚み１〜１０μｍ、平均径１００〜２００μｍである。
【００５６】
なお、誘電体４には、生マイカ（きマイカ）やセラミック等を使用することが考えられるが、生マイカは広面積なものを得ることが非常に難しく、また高価である。一方セラミックは、割れや欠けが発生し易く、薄板化が難しい。したがって、本実施の形態１では、誘電体４として、生マイカ（きマイカ）やセラミックは使用せずに、上述した集成マイカ板を使用する。
【００５７】
集成マイカ板からなる誘電体４の両面に形成される２つの放電電極２および誘電電極３には、ステンレスや銅箔、銅蒸着や金蒸着品などを用いている。
【００５８】
誘電体４の一方の面に形成された誘導電極３の形成面は、放電を放電電極２の側でのみ生じるよう絶縁体５にて覆われている。２つの放電電極２と誘導電極３との間の絶縁破壊電圧を考えると、絶縁体５の厚みは、最低０．１ｍｍが必要である。また、複数個の電極パターンが形成された誘電体４を後に切断して複数のイオン発生装置を作製する場合には、量産性の面からは、絶縁体５の厚みを０．５ｍｍ以下にすると最適である。
【００５９】
一方、誘電体４の他方の面に形成された２つの放電電極２の形成面は、放電による劣化防止を図るために放電電極２の表面と誘電体４の表面が無機質のコーティング剤６にてコーティングされている。例えば、シリカ系の無機質のコーティング剤６を２〜１０μｍコーティングすると、このコーティング剤６により放電電極２の放電による摩耗防止の働きと、同時に誘電体４である集成マイカ板の放電による劣化防止が図れ、イオン発生装置１の寿命を大幅に向上できる。
【００６０】
上述したように構成されたイオン発生装置１において、２つの放電電極２と誘導電極３との間に周波数が数百Ｈｚ〜数百ｋＨｚ、波高値１〜５ｋボルトの駆動用交流電圧７が印加されると、放電電極２から放電が起こる。
【００６１】
次に、イオン発生装置１に放電が発生した場合の様子について、図４を参照して説明する。
【００６２】
図４に示すように、２つの放電電極２から放電が起こると、放電領域９において電極間の空気がイオン化されてこの付近に正と負のコロナイオンが発生する。発生したコロナイオンは放電電極２に直流バイアス電圧８が印加されることにより取り出される。
【００６３】
ここで、直流バイアス電圧８に負の電圧が印加されている場合には、イオン発生装置１からは負イオン１０のみが取り出され（図２参照）、一方、直流バイアス電圧８に正の電圧が印加されている場合は、イオン発生装置１からは正のイオンのみが取り出される。
【００６４】
放電領域９では、コロナイオンとともにオゾン等の有害ガスが生成される。放電領域９においては、特に明るく発光する沿面ストリーマコロナ９ａとそれ以外の膜状コロナ９ｂとが発生している。オゾン等の有害ガスは沿面ストリーマコロナ９ａにおいて特に多く生成され、この沿面ストリーマコロナ９ａの進展を抑制することが、オゾン低減に効果があることが実験等により判明した。
【００６５】
そこで、この実施の形態１では、図３に示すように、誘電体４の投影面（放電電極２側から誘電体４側を投影したときの投影面）に対して、２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａを取り囲むように誘導電極３を配設した。すなわち、２つの放電電極２は、それぞれ櫛歯状突起部２ａが形成されており、一方、誘導電極３は、放電電極２側から誘電体４側へ投影したときに、２つの放電電極２と重なることなく、かつ２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａを取り囲むように形成されている。
【００６６】
これにより、放電電極２の櫛歯状突起部２ａから放出される沿面ストリーマコロナ９ａが横方向に拡がることを防止でき、オゾンの発生量（生成量）を大幅に抑制することができる。
【００６７】
ここで、誘電体４の投影面に対して、２つの放電電極２と誘導電極３とが重なる部分が存在すると、その部分の静電容量が大きくなってしまい、その結果、放電に関与しない無駄な交流電流を必要とするために放電効率が極端に低下するので、本実施の形態１の如く放電電極２と誘導電極３とが重ならないようにすることが好ましい。
【００６８】
また、図３に示すように、本実施の形態１では放電電極２の櫛歯状突起部２ａの長さＬを櫛歯状突起部２ａの幅Ｗより長く設定している。これにより、沿面ストリーマコロナ９ａの横方向への進展を抑制する効果を向上させて、オゾンの発生量（生成量）を大幅に抑制することができる。
【００６９】
さらに、図３に示すように、本実施の形態１では、誘電体４の投影面に対して、誘導電極３の外側に放電電極２を配設し、２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａが内側を向くように配設している。すなわち、誘導電極３は、放電電極２側から誘電体４側へ投影したときの投影面の内側に配置され、放電電極２は、当該櫛歯状突起部２ａが前記投影面の内側に向いて配置されている。
【００７０】
これにより、２つの放電電極２の櫛歯状突起部２ａから放出される沿面ストリーマコロナ９ａの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナ９ａが外に広がることを防止することにより、オゾンの発生量（生成量）を更に抑制することができる。
【００７１】
なお、上記実施の形態１では、２つの放電電極２に櫛歯状突起部２ａを形成するようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、２つの放電電極２に複数の山歯状突起部を形成するようにしても良い。
【００７２】
以上説明したように、実施の形態１によれば、次の（１）〜（６）の作用効果を期待することができる。
（１）放電効率を低下させることなく、オゾンを多く生成する沿面ストリーマコロナの進展を防止することにより、オゾン発生量を大幅に抑制することができる。
（２）放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部から放出される沿面ストリーマコロナの放出方向が内側になるようにして、沿面ストリーマコロナが外に広がることを防止することにより、オゾン発生量を更に抑制することができる。
（３）沿面ストリーマコロナの進展を抑制する効果を増大させて、オゾン発生量を大幅に抑制することができる。
（４）誘導電極側での不用な放電を防止することができ、また、放電による放電電極や誘電体の劣化を防止することができる。
（５）上記（１）〜（４）の作用効果を有する画像形成装置を提供することができる。
（６）オゾン発生量を大幅に抑制することで、健康に配慮したイオン発生装置およびこのイオン発生装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるイオン発生装置の構成を示す図、図６は図５に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図、図７は図５に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図である。
【００７４】
この実施の形態２のイオン発生装置も、上述した実施の形態１の場合と同様に、図１に示した画像形成装置の帯電装置（帯電手段）１０１、転写チャージャ（転写手段）１０６、剥離チャージャ１０７および除電装置としての消去ランプ（除電手段）１０９に使用することができる。
【００７５】
さて、図５に示すイオン発生装置４０は、図２に示した実施の形態１のイオン発生装置１の構成において、放電電極２および誘電電極３を放電電極２０および誘電電極３０に代替した構成になっている。図５において、図２に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【００７６】
図５に示すように、誘電体４の一方の面に２つの誘導電極３０を形成するとともに、誘
電体４の他方の面に放電電極２０を形成している。また、放電電極２０側から誘電体４側へ投影したときに、２つの誘電電極３０と放電電極２０とが並行して、かつ２つの誘導電極３０が放電電極２０と重なることなく配置されている。
【００７７】
放電電極２０は、図６に示すように、櫛歯状突起部２０ａが形成されているとともに、放電電極２０側から誘電体４側へ投影したときの投影面の内側に配置されている。２つの誘導電極３０は、放電電極２０を挟み込むように並行して配置されている。
【００７８】
図５および図６において、イオン発生装置４０の放電電極２０と２つの誘導電極３０との間に周波数が数百Ｈｚ〜数百ｋＨｚ、波高値１〜５ｋボルトの駆動用交流電圧７が印加されると、放電電極２０から放電が起こる。
【００７９】
次に、イオン発生装置４０に放電が発生した場合の様子について、図７を参照して説明する。
【００８０】
図７に示すように、放電電極２０から放電が起こると、放電領域５０が形成される。この放電領域５０において、特に明るく発光しオゾン等の有害ガスを多く発生する沿面ストリーマコロナ５０ａは、誘電体４における放電電極２０と接する面もしくは放電電極２０が形成されている面において、誘電電極３０の投影に近接する部分までである。それより遠方の、誘電体における放電電極２０と接する面上の誘導電極３０の投影上部分は、オゾン生成が比較的少ない膜状コロナ５０ｂが占めていることが実験等により判明した。
【００８１】
そこで、この実施の形態２では、図６に示すように、誘電体４の投影面（放電電極２側から誘電体４側を投影したときの投影面）に対して、放電電極２０の単位長さあたりの面積Ｓ１を、一方の誘導電極３０の単位長さ当りの面積Ｓ２ａおよび他方の誘導電極３０の単位長さ当りの面積Ｓ２ｂと比較して、Ｓ１＜Ｓ２ａかつＳ１＜Ｓ２ｂの関係が成立するように、放電電極２０と２つの誘導電極３０を配設している。
【００８２】
これにより、オゾン生成が比較的少ない膜状コロナ５０ｂの領域を増加させることで、オゾン発生量も増加するものの、それ以上に生成されるコロナイオンの量が増加するため、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができる。
【００８３】
ここで、誘電体４の投影面に対して、放電電極２０と２つの誘導電極３０が重なる部分が存在したり、面積Ｓ２ａまたは面積Ｓ２ｂが大きくなりすぎると、静電容量が大きくなり、このため放電に関与しない無駄な交流電流を必要とするために放電効率が極端に低下するので、本実施の形態２の如く放電電極２０と２つの誘導電極３０とが重なることなく、面積Ｓ２ａと面積Ｓ２ｂはそれぞれ面積Ｓ１の５倍以内であることが好ましい。
【００８４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、上述した実施の形態１の（１）〜（６）の作用効果に加えて、次の（７）および（８）の作用効果を期待することができる。
（７）放電領域における沿面ストリーマコロナの割合を減少させることにより、コロナイオン生成量に対するオゾン発生量を相対的に減少させることができる。
（８）放電に関与しない無駄な交流電流を抑制することにより、放電効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、オゾン発生量を大幅に抑制することのできるイオン発生装置を提供することができるので、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は勿論のこと、イオン発生装置を有する全ての装置に適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置を有する画像形成装置の構成を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置の構成を示す図
【図３】図２に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図
【図４】図２に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図
【図５】本発明の実施の形態２におけるイオン発生装置の構成を示す図
【図６】図５に示したイオン発生装置における誘電体を放電電極側から投影した図
【図７】図５に示したイオン発生装置に放電が発生した様子を示す図
【符号の説明】
【００８７】
１，４０ イオン発生装置
２，２０ 放電電極
２ａ，２０ａ 櫛歯状突起部
３，３０ 誘導電極
４ 誘電体
５ 絶縁体
６ コーティング剤
７ 駆動用交流電圧
８ 直流バイアス電圧
９，５０ 放電領域
９ａ，５０ａ 沿面ストリーマコロナ
９ｂ，５０ｂ 膜状コロナ
１０ 負イオン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、前記誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、前記誘導電極と前記放電電極との間に交番電圧を印加することにより、前記放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、
前記放電電極は、
櫛歯状または複数の山歯状の突起部が形成され、
前記誘導電極は、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときに、前記放電電極と重なることなく、前記放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部を取り囲むように形成されている
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記誘導電極は、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときの投影面の内側に配置され、
前記放電電極は、
当該櫛歯状または複数の山歯状の突起部が前記投影面の内側に向いて配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部の長さは、当該突起部の幅の最大値よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のイオン発生装置。
【請求項４】
誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、前記誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、前記誘導電極と前記放電電極との間に交番電圧を印加することにより、前記放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときに、前記誘電電極と前記放電電極とが並行して、かつ前記誘導電極は前記放電電極と重なることなく配置され、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときの投影面における、前記誘電電極および前記放電電極の並行する方向の単位長さあたりの面積に関し、前記誘電電極の面積は前記放電電極の面積よりも広く設定されている
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項５】
前記誘導電極の面積は、前記放電電極の面積の約５倍以内であることを特徴とする請求項４記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記誘電体は、
前記誘導電極が形成されている面が絶縁体で覆われていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記誘電体における前記放電電極が形成されている面および前記放電電極の表面が無機質のコーティング剤でコーティングされている
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
前記誘電体は、
偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化したシートを積層して硬化した集成マイカ板であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を前記静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、を有し、
前記帯電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を前記静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、を有し、
前記転写手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を前記静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、前記転写手段による転写が終了した後に、前記感光体に対する除電を行う除電手段と、
を有し、
前記除電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、前記誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、前記誘導電極と前記放電電極との間に交番電圧を印加することにより、前記放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、
前記放電電極は、
櫛歯状または複数の山歯状の突起部が形成され、
前記誘導電極は、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときに、前記放電電極と重なることなく、前記放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部を取り囲むように形成されている
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記誘導電極は、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときの投影面の内側に配置され、
前記放電電極は、
当該櫛歯状または複数の山歯状の突起部が前記投影面の内側に向いて配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記放電電極の櫛歯状または複数の山歯状の突起部の長さは、当該突起部の幅の最大値よりも長く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のイオン発生装置。
【請求項４】
誘電体と、該誘電体の一方の面に形成された誘導電極と、前記誘電体の他方の面に形成された放電電極とを備え、前記誘導電極と前記放電電極との間に交番電圧を印加することにより、前記放電電極近傍に沿面放電に伴って荷電粒子を生成するイオン発生装置であって、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときに、前記誘電電極と前記放電電極とが並行して、かつ前記誘導電極は前記放電電極と重なることなく配置され、
前記放電電極側から前記誘電体側へ投影したときの投影面における、前記誘電電極および前記放電電極の並行する方向の単位長さあたりの面積に関し、前記誘電電極の面積は前記放電電極の面積よりも広く設定されている
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項５】
前記誘導電極の面積は、前記放電電極の面積の約５倍以内であることを特徴とする請求項４記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記誘電体は、
前記誘導電極が形成されている面が絶縁体で覆われていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記誘電体における前記放電電極が形成されている面および前記放電電極の表面が無機質のコーティング剤でコーティングされている
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
前記誘電体は、
偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカに接着剤を含浸させて半硬化したシートを積層して硬化した集成マイカ板であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を前記静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、を有し、
前記帯電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を前記静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、を有し、
前記転写手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
感光体を所望の帯電レベルまで帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを所望の極性に帯電させた現像剤を前記静電潜像に電気的に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写して当該転写媒体上にトナー画像を形成する転写手段と、前記転写手段による転写が終了した後に、前記感光体に対する除電を行う除電手段と、
を有し、
前記除電手段は、請求項１〜８の何れか一項に記載のイオン発生装置を有してい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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−４７６４２（Ｐ２００６−４７６４２Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２７９５３（Ｐ２００４−２２７９５３）
【出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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