离子发生元件、带电装置和图像形成装置的制作方法

专利名称：离子发生元件、带电装置和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于复印机、打印机、传真机等图像形成装置，在将 图像载体上形成的静电潜像通过调色剂显像，并将其转印定影在印刷 介质上的图像形成工艺中使用的离子发生元件、具备该离子发生元件 的带电装置和图像形成装置。
进而，详细来讲，涉及在电介质的正反面配置放电电极和感应电 极，对二者之间施加高压交变电压产生沿面放电，取出所需极性的离 子，使被带电体(例如感光体)带电，使图像载体(例如感光体和中 间转印体)上的调色剂像转印到转印对象物(例如中间转印体和记录 纸)之前带电的离子发生元件和具备该离子发生元件的带电装置。此 外，本发明还涉及具备该带电装置的图像形成装置。
背景技术：
以往，在使用电子照片方式的图像形成装置中，对于使感光体带 电的带电装置、将在感光体等形成的调色剂像静电转印至记录用纸等 的转印装置、使与感光体等静电接触的记录用纸等剥离的剥离装置等， 经常使用电晕放电方式的带电装置。
作为上述电晕放电方式的带电装置， 一般来说，具备具有与感光 体和记录用纸等被带电物相对的开口部的屏蔽罩、和铺设在该屏蔽罩 内的线状或者锯齿状的放电电极。而且，能够使用通过对放电电极施 加高电压而产生电晕放电使被带电物均匀地带电的所谓电晕管、通过 在放电电极和被带电物之间设置栅格电极，对该栅格电极施加需要的
电压使被带电物均匀地带电的所谓栅格电晕管"scorotron"(例如，参 考专利文献l)。
例如专利文献2、 3公开了将该电晕放电方式的带电装置应用于使 对中间转印体和记录纸等转印介质转印前的调色剂像带电的转印前带 电装置。根据专利文献2、 3公开的技术，即使在图像载体上形成的调色剂像内存在带电量的不均，也由于转印前使调色剂像的带电量变得 均匀，能够抑制转印调色剂像时的转印余裕度降低，将调色剂像稳定 转印至转印介质。
但是，上述以往的带电装置具有多个问题。第一，作为带电装置 不仅需要放电电极，还需要屏蔽罩、栅格电极等。此外，需要在放电
电极和带电对象物之间确保一定的距离(10mm)。为此，需要较多的 用于设置带电装置的空间。 一般在一次转印部周边配置有显像装置和 一次转印装置，在二次转印部前配置有感光体和二次转印装置等，用 于配置转印前带电装置的空间较少。因此，在以往的电晕放电方式的 带电装置中存在布局非常困难的问题。
此外第二，在以往的电晕放电方式的带电装置中，存在大量地生 成臭氧(03)、氮氧化物(NOx)等放电生成物的问题。大量生成臭氧 时，会引起产生臭氧味道、对人体造成有害影响、因强氧化力导致产 品劣化等问题。此外，生成氮氧化物时，会产生氮氧化物作为铵盐(硝 酸铵)粘附在感光体上，成为异常图像的问题。特别是，通常使用的 有机感光体(OPC)容易因臭氧和NOx而产生白点和图像缺失等图像 缺陷。
由于上述问题，在存在多个转印部位的中间转印方式的彩色图像 形成装置中，虽然从转印前使调色剂像的带电量均匀这一点出发，优 选在所有的转印部位(多个一次转印部位和二次转印部位)的上游设 置转印前带电装置，但实际由于臭氧和NOx的产生量的问题十分困难。
此外，出于无臭氧化的目的，近年，能够采用将感光体自身带电 的带电装置，使用导电性辊、导电性刷的接触带电方式。但是，难以 通过接触带电方式使调色剂不紊乱地带电。因此，作为转印前带电装 置，使用非接触的电晕放电方式。但是，在搭载了接触带电方式的图 像形成装置中设置有使用以往的电晕放电方式的转印前带电装置的情 况下，无法发挥其无臭氧的特征。
此外，作为用于减少臭氧产生量的技术，例如在专利文献4中， 公开了具备按照大致一定的间距沿规定的轴方向排列的多个放电电 极、用于对放电电极施加放电开始电压以上的电压的高压电源、在高 压电源的输出电极和放电电极之间设置的电阻、接近放电电极设置在
5放电电极和被带电物之间的位置的栅格电极、和用于对栅格电极施加
栅格电压的栅格电源，通过使放电电极和栅格电极的间隙为4mm以下 减少放电电流而减少臭氧产生量的带电装置。
但是，在专利文献4公开的技术中，虽然能够通过减少放电电流 从而减少臭氧产生量，但是即便如此臭氧的减少量也不足，会导致产 生l.Oppm左右的臭氧。此外，由于放电生成物、调色剂、纸粉等粘附 在放电电极上，因放电能量使放电电极的前端磨耗、劣化，存在放电 变得不稳定等其他问题。进而，由放电电极的形状难以清洁粘附在放 电电极的放电生成物、调色剂、纸粉等。
而且，由于放电电极和被带电物的间隙狭窄，还存在容易产生起 因于多个放电电极的间距的长度方向(放电电极的间距方向)的带电 不均的问题。在此，为了消除带电不均，能够考虑减小放电电极间距， 但在该情况下增加放电电极数量会增大制造成本。
为了解决上述以往的带电装置的课题，例如在专利文献5中，公 开了具备在其间隔着电介质配设有在外周边具备尖头形的凸部的放电 电极和感应电极，通过在该电极间施加高压交变电压而产生离子(以 后将此类型的带电方式称为沿面放电方式)的离子发生元件(沿面放 电元件)的带电装置。
该沿面放电方式的带电装置，由于没有屏蔽罩和栅格电极等，为 小型装置。此外，由于放电面平坦，容易清洁，也易于维护。
在此，离子发生元件(沿面放电元件)存在在高湿度环境下放电 特性降低的倾向。作为避免该问题的对策，例如在专利文献6和专利 文献7公开的技术中，通过在离子发生元件配置加热部件，对元件加 温除去放电区域的吸附水分而提高放电性能。特别是在专利文献7中， 记载了通过对感应电极部分通电产生焦耳热，也兼用作加热作用，引 用文献7公开的技术与另外配置加热元件相比，能够实现小型化且低 成本。
专利文献1:日本国公开专利公报特开平6-11946号公报(公开 曰1994年1月21日)
专利文献2:日本国公开专利公报特开平10-274892号公报(公 开日1998年10月13日)专利文献3:日本国公开专利公报特开2004-69860号公报(公 开曰2004年3月4日)
专利文献4:日本国公开专利公报特开平8-160711号公报(公 开日1996年6月21日)
专利文献5:日本国公开专利公报特开2003-249327号公报(公 开日2003年9月5日)
专利文献6:日本国公开专利公报特开2004-157447号公报(公 开日2004年6月3日)
专利文献7:日本国公开专利公报特开2002-237368号公报(公 开日2002年8月23日)
专利文献8:日本国公开专利公报特开平9-305001号公报(公 开曰1997年11月28日)

发明内容
具有上述的加热电极(加热线)的离子发生元件的情况下，存在 以下的问题。
对于第一个问题进行说明。将在绝缘基材上具有感应电极23和加 热电极25，在其上侧经由电介质层具有放电电极22的结构的离子发生 元件示于图10的(a)。对放电电极22,施加高压的交变电压，使加热 电极25的一端与加热电源34连接，加热电极25的另一端和感应电极 23由共用接地端子部26连接到接地电位。
在通常的使用中，对放电电极22施加高压的交变电压时，感应电 极23由接地电位诱发感应电流，伴随对放电电极22的施加电压变化， 感应电流通过感应电极23流动。例如，如图11所示对放电电极施加 脉冲状的施加电压的情况下，向放电电极22和感应电极23流入的电 流成为尖峰状的电流波形。这是由于电压上升的短时间内，要将由被 放电电极22和感应电极23夹着的电介质层构成的电容成分充电。达 到一定电压时感应电流不再流动，电压下降时发生与上述相反的举动， 产生逆向的尖峰状的电流。此外，该尖峰状的电流成分的一部分包含 放电产生的电流，但其量相对于不伴随放电的流入电流非常微小。此 外虽然没有图示，如果为Sin波的情况下，流动有与施加电压具有90度的相位差的正弦波状的感应电流。
在此，由于感应电极23连接至接地电位，其电位为大致0电位。 另一方面，对加热电极25施加几V 几十V左右的较低的电压，通过 由与加热电源34连接的端子向接地电位端子流动的电流产生的焦耳热 对离子发生元件10进行加热。
而后使用图10的(b)，说明成为问题的现象。图10的(b)表示 感应电极23和加热电极25的共用接地端子部26由于接触不良等事故 变为浮动的情况。上述情况下，实行对放电电极22的高压施加时，感 应电极电位被拉至放电电极电位，变为不稳定的状态。此外，感应电 流也通过加热电极25流入加热电源34—侧。上述情况下，不稳定的 电压作用于加热电源34，诱发噪声的产生，存在加热电源34的损伤进 而造成起火等事故的可能性。
为了解决上述问题，如图10的(c)所示，能够考虑将感应电极 23和加热电极25绝缘的方法。通过上述结构，不管什么事故中感应电 极23由于接触不良变为浮动状态，都能够防止通过加热电极25对加 热电源34和机器本体造成损伤。因此能够将起火等事故防患于未然。
为了满足上述功能，在离子发生元件，需要有放电电极22的端子、 感应电极23的端子和加热电极25的两个端子，共计四个端子部。在 此，图4表示将感应电极23和加热电极25绝缘的离子元件的结构的 一个例子。图4的(a-l)为形成有放电电极22的电介质层21a的平面 图，(a-2)为(a-l)的侧面图，图4的(b-l)为形成有感应电极23 和加热电极25的绝缘基材21b的平面图，(b-2)为(b-l)的侧面图。 此外，图4的(c-l)为离子发生元件10的平面图，(c-2)为(c-l)的 侧面图。通过将图4的(a-l)、(a-2)所示的电介质层21a和图4的(b-l)、 (b-2)所示的绝缘基材21b叠层，形成在表层形成放电电极22，经由 电介质层21a在内部内包感应电极23和加热电极25的结构的离子发 生元件10。
对离子发生元件10的电连接，由于放电电极22露出，能够通过 使其直接接触供电端子部而实现。另一方面，对于内包的感应电极23 和加热电极25，需要使其端子部露出正面或者背面。例如如果使用多 层基板等能够使用的贯通孔技术，能够在电介质层21a的形成放电电
8极22的面或者绝缘基材21b的未形成电极的面形成端子部。但是贯通 孔形成、端子部的图案需要分别形成，成为成本增加的原因。此外， 在绝缘基材设置开口部的情况下，绝缘基材具有提高元件的强度的程 度的厚度，但是在其设置开口时，元件强度有可能大幅度降低。
作为避免上述问题的方法，如图4的(a-l)所示，通过縮短电介 质层21a的端部，使绝缘基材21b上的感应电极23和加热电极25的 端子部不被覆盖，能够简易并且低成本地向内包电极供电。
但是，在缩短电介质层21a的端部的结构中，能够看出存在如下 问题。如图4的(a-l)所示，以使感应电极23和加热电极25的端子 部露出的方式，縮短上层的电介质层21a，电介质层21a的两端部分变 为台阶结构。元件组装时、元件装卸等时，某种外力作用在元件时， 在该台阶部分容易集中应力，存在在台阶部分周边产生破裂的情况。 此问题在绝缘基材和电介质层由陶瓷、玻璃构成的情况下尤为显著。
因此，本发明鉴于上述问题，其目的在于在伴随沿面放电产生 离子的离子发生元件中，提供低成本、防止发生不可预测的故障时的 损害、考虑到安全层面的离子发生元件、带电装置和图像形成装置。
为了解决上述课题，本发明的离子发生元件，在绝缘基材的同一 面上以相互绝缘的方式分离设置有上述感应电极和通过由通电产生的 焦耳热对该离子发生元件进行加温的加热电极，在上述绝缘基材的上 述面上叠层有上述电介质层，上述电介质层具有能够覆盖上述绝缘基 材的长度，并且，在上述感应电极的端子部上和上述加热电极的端子 部上设置有使上述端子部露出的开口部。
根据本发明的上述结构，其为感应电极和加热电极被电介质层和 绝缘基材包围的结构。因此，难以产生由放电电极向感应电极或者加 热电极的沿面泄漏，能够通过因对加热电极的通电产生的焦耳热除去 放电电极附近的吸附水分使放电性能稳定化。此外，上述结构在结构 简易的基础上，还能够低成本地提供元件。
此外，根据本发明的上述结构，感应电极和加热电极以相互绝缘 的方式分离设置。因此，假设感应电极的连接浮动(未接地)的情况 下，也能够避免通过加热电极对机器整体的损坏。由于能够防止向加 热电极的泄漏，不会导致加热电源的破损，还能够防止具备离子发生元件的机器本体的破坏和起火事故。因此，能够提供考虑到安全层面 的离子发生元件。进而，根据本发明的上述结构，由于电介质层具有 能够覆盖上述绝缘基材的长度，不会形成遍及元件的宽度方向的台阶， 不管什么外力作用于离子发生元件，都能够防止元件产生破裂。进而， 电介质层在上述感应电极的端子部上和上述加热电极的端子部上设置 有使上述端子部露出的开口部。能够提供低成本且可靠性高的离子发 生元件。进而由于在原本较薄的电介质层设置开口部，与在绝缘基材 设置开口的情况相比，对作为元件整体的强度降低的影响也较小。
如上所述，根据本发明的上述结构，能够提供低成本、能够防止 不可预测的故障发生时的损害、考虑到安全层面的离子发生元件。
本发明的其他的目的、特征和优异点，通过下述记载能够清晰理 解。此外，本发明的优点能够通过参考附图的以下说明理解。


图1是表示本发明相关的离子发生元件的一个实施方式的图，(a) 为平面图，(b)为其宽度方向的侧面图，(c)为其长度方向的侧面图。
图2是表示本申请发明相关的图像形成装置的主要部分结构的说 明图。
图3 (a)是表示本发明相关的带电装置的结构的图。
图3 (b)是与电源连接的离子发生元件的截面图。
图4是说明比较例的离子发生元件的图，(a-l)和(a-2)是电介
质层的正面图和侧面图，(b-l)禾n (b-2)是绝缘基材的正面图和侧面
图，(c-l)、 (c-2)和(c-3)是比较例的离子发生元件的正面图、宽度
方向的侧面图和长度方向的侧面图。
图5是说明本发明的实施例的离子发生元件的图，(a-l)禾卩(a-2)
是电介质层的正面图和侧面图，(b-l)和(b-2)是绝缘基材的正面图
和侧面图，(c-l)、 (c-2)和(c-3)是本发明的实施例的离子发生元件
的正面图、宽度方向的侧面图和长度方向的侧面图。
图6是说明在绝缘基材上设置有开口部的离子发生元件的图， (a-l)禾口 (a-2)是电介质层的正面图和侧面图，(b-l)禾B (b-2)是绝
缘基材的正面图和侧面图，(c-l)、 (c-2)和(c-3)是在绝缘基材上设置有开口部的离子发生元件的正面图、宽度方向的侧面图和长度方向 的侧面图。
图7是说明本发明的另一个实施例的离子发生元件的图，(a-l)和 (a-2)是电介质层的正面图和侧面图，(b-l)和(b-2)是绝缘基材的 正面图和侧面图，(c-l)、 (c-2)和(c-3)是另一个实施例的离子发生 元件的正面图、宽度方向的侧面图和长度方向的侧面图。
图8是说明图7所示的实施例的离子发生元件的变形例的离子发 生元件的图，(a-l)禾卩(a-2)是电介质层的正面图和侧面图，(b-l) 和(b-2)是绝缘基材的正面图和侧面图，(c-l)、 (c-2)禾n (c-3)是变 形例的离子发生元件的正面图、宽度方向的侧面图和长度方向的侧面 图。
图9的(a-l)和(a-2)是说明在开口部间存在电介质层的图，图 9的(b-l)和(b-2)是说明沿面泄漏或者离子迁移的图。
图10的(a)是感应电极和加热电极具有共用的接地用端子部的 离子发生元件的正面图，图10的(b)是说明(a)的离子发生元件变 为浮动状态时的图，图10的(c)是感应电极和加热电极具有各自的 接地用端子部的离子发生元件的正面图。
图11是表示对离子发生元件施加脉冲波的施加电压时的施加电压 波形和在放电电极和感应电极中流动的电流波形的图。
具体实施例方式
以下，对于本发明相关的离子发生元件、具备该离子发生元件的 本发明相关的带电装置和具备该带电装置的图像形成装置的一个实施 方式，基于图1 图11具体地说明。此外，以下的实施方式为将本发 明具体化的一个例子，不是限定本发明的技术范围。
首先，对于本实施方式中图像形成装置的整体结构进行说明。图2 是表示具备本实施方式的转印前带电装置的图像形成装置100的概要
结构的截面图。该图像形成装置ioo为所谓的串联式和中间转印方式
的打印机，能够形成全彩色图像。
11如图2所示，图像形成装置100具备四种颜色(C、 M、 Y、 K) 的可视像形成单元50a 50d、转印单元40和定影装置14。
转印单元40具备中间转印带15 (图像载体)、配置在该中间转印 带15的周围的四个一次转印装置12a 12d、 二次转印前带电装置3、 二次转印装置16和转印用清洁装置17。
中间转印带15使由可视像形成单元50a 50d可视化后的各种颜 色的调色剂像重合转印，并且将转印后的调色剂像再转印至记录纸P。 具体而言，中间转印带15为无端状的传送带，由一对驱动辊和空转辊 架设，并且图像形成时被控制为规定的周速度(本实施方式中为167 225mm/s)搬运驱动。
一次转印装置12a 12d在每个可视像形成单元50a 50d设置， 通过施加与在感光鼓7的表面形成的调色剂像相反极性的偏压，将调 色剂像转印至中间转印带。各个一次转印装置12a 12d与对应的可视 像形成单元50a 50d夹着中间转印带15配置在相反一侧。
二次转印前带电装置3使被重合转印至中间转印带15的调色剂像 再带电，在后面会详细叙述，在本实施方式中，通过放出离子使调色 剂像带电。
二次转印装置16用于将转印至中间转印带15上的调色剂像对记 录纸P进行再转印，与中间转印带15相接设置。转印用清洁装置17 对实行调色剂像的再转印后的中间转印带15的表面进行清洁。
此外，在转印单元40的中间转印带15的周围，由中间转印带15 的搬运方向上游按照一次转印装置12a 12d、 二次转印前带电装置3、 二次转印装置16、转印用清洁装置17的顺序配置有各装置。
在二次转印装置16的记录纸P搬运方向下游一侧，设置有定影装 置14。定影装置14将由二次转印装置16转印至记录纸P上的调色剂
像定影在记录纸P。
此外，在中间转印带15，四个可视像形成单元50a 50d沿着传送 带的搬运方向连接设置。四个可视像形成单元50a 50d除了使用的调 色剂的颜色不同之外为相同结构，分别使用黄(Y)、品红(M)、青(C)、 黑(K)的调色剂。以下，仅对于可视像形成单元50a进行说明，对于 其他的可视像形成单元50b 50d省略说明。同理，在图2中，仅图示了可视像形成单元50a的部件，其他的可视像形成单元50b 50d也具 有与可视像形成单元50a相同的部件。
可视像形成单元50a具备感光鼓(图像载体)7、配置在该感光鼓 7的周围的潜像用带电装置4、激光写入单元(未图示)、显像装置ll、 一次转印前带电装置2、清洁装置13等。
潜像用带电装置4用于使感光鼓7的表面带电为规定的电位。对 于潜像用带电装置4在此后详细叙述，在本实施方式中，通过由潜像 用带电装置4放出的离子使感光鼓带电。
激光写入单元，基于由外部装置接收的图像数据，对感光鼓7照 射(曝光)激光，对均匀地带电的感光鼓7上扫描光像写入静电潜像。
显像装置11对在感光鼓7的表面形成的静电潜像供给调色剂，将 静电潜像显像化形成调色剂像。
一次转印前带电装置2用于使在感光鼓7的表面形成的调色剂像 在转印前再带电。对于一次转印前带电装置2在此后详细叙述，在本 实施方式中，通过放出离子使调色剂像带电。
清洁装置13，能够对将调色剂像转印至中间转印带15后的感光鼓 7上残留的调色剂加以除去/回收，从而在感光鼓7上记录新的静电潜 像和调色剂像。
此外，在可视像形成单元50a的感光鼓7的周围，由感光鼓7的 旋转方向上游，按照潜像用带电装置4、激光写入单元、显像装置ll、 一次转印前带电装置2、 一次转印装置12a、清洁装置13的顺序配置 有各装置。
接着，对于图像形成装置100的图像形成动作进行说明。对于可 视像形成单元的动作，使用上述可视像形成单元50a的构成部件(有 标参照符号)进行说明，可视像形成单元50b 50d也实行相同的动作。
首先，图像形成装置100由未图示的外部装置获取图像数据。此 外，图像形成装置100的未图示的驱动单元在使感光鼓7沿图2所示 的箭头的方向以规定的速度(本实施方式中为167 225mm/s)旋转的 同时，潜像用带电装置4使感光鼓7的表面带电为规定的电位。
而后，根据获取的图像数据，激光写入单元对感光鼓7的表面曝 光，在感光鼓7的表面上进行与上述图像数据相应的静电潜像的写入。而后，对于在感光鼓7的表面形成的静电潜像，显像装置ll供给调色 剂。由此，使调色剂吸附在静电潜像形成调色剂像。
如上所述， 一次转印前带电装置2使在感光鼓7的表面形成的调 色剂像再带电。而后，通过对一次转印装置12a施加与在感光鼓7的 表面形成的调色剂像相反极性的偏压，将由一次转印前带电装置2再 带电的调色剂像转印至中间转印带(一次转印)。
通过可视像形成单元50a 50d按照顺序实行上述动作，在中间转 印带15， Y、 M、 C、 K四种颜色的调色剂像依次重合。
重合后的调色剂像由中间转印带15被搬运至二次转印前带电装置 3，对于搬运后的调色剂像，二次转印前带电装置3实行再带电。而后， 二次转印装置16通过将负载实行了再带电的调色剂像的中间转印带 15相对于由未图示的供纸单元供纸的记录纸P压接，施加与调色剂的 带电相反极性的电压，将调色剂像转印至记录纸P (二次转印)。
而后，定影装置14使调色剂像定影在记录纸P,使记录了图像的 记录纸P排出至未图示的排纸单元。此外，上述转印后在感光鼓7上 残存的调色剂，由清洁装置13除去/回收，此外，中间转印带15上残 存的调色剂由转印用清洁装置17除去/回收。通过以上的动作，图像形 成装置100能够对记录纸P实行适当的印刷。
接着，对转印前带电装置的结构详细说明。上述的一次转印前带 电装置2、潜像用带电装置4、 二次转印前带电装置3除了设置位置不 同之外均相同，为相同结构的装置。此外，在潜像用带电装置4，也可 以将用于控制带电电位的栅格电极配置在以下说明的离子发生元件 (沿面放电元件)1和感光鼓7之间。该栅格电极的位置可以配置在距 离感光鼓7约lmm左右、距离离子发生元件1约2 10mm左右。以 下，对二次转印前带电装置3详细说明，对于一次转印前带电装置2 和潜像用带电装置4，省略详细的说明。
图3 (a)是具备在中间转印带15附近配置的离子发生元件1的二 次转印前带电装置3的结构图，图3 (b)是与电源连接的状态的离子 发生元件1的侧面图。此外，图1的(a)是离子发生元件的平面图， 图1的(b)是其宽度方向的侧面图，图1的(c)是其长度方向的侧
14面图。
如图3 (a)所示，二次转印前带电装置3具备离子发生元件1、 相对电极31、高压电源32和电压控制电路33。
离子发生元件l，如图1所示，具有电介质层21a、放电电极22、 绝缘基材21b、感应电极23和加热电极25，通过基于放电电极22和 感应电极23之间的电位差产生的放电(在放电电极22附近电介质层 21a的沿面方向产生的电晕放电)，产生离子。
离子发生元件1构成为将大致长方形的电介质层21a和绝缘基材 21b贴合的平板状。作为电介质层21a和绝缘基材21b的材料，如果为 有机物，优选使用耐氧化性强的材料。例如能够使用聚酰亚胺或者玻 璃环氧树脂等树脂。此外，如果选择无机物，能够使用云母层压材料、 氧化铝、结晶玻璃、镁橄榄石、块滑石等陶瓷。此外，考虑到耐蚀性， 作为电介质层21a和绝缘基材21b的材料优选无机类，进而考虑到成 形性和后述的电极形成的简易性、耐湿性低等，优选使用陶瓷成形。 此外，由于优选放电电极22和感应电极23之间的绝缘电阻均匀，所 以在电介质层21a和绝缘基材21b中，分别优选材料内部的密度不均 越少越好，绝缘率越均匀越好。电介质层21a的厚度优选为50 250 um，但不限定于上述数值。
电介质层21a具有能够覆盖绝缘基材21b的长度，并且在下述说 明的感应电极23的接地用端子部23a上和加热电极25的接地用端子 部25b、电源连接用端子部25a上，设置有使上述端子部露出的开口部 24、 27。在本实施方式中，感应电极的接地用端子部23a上和加热电 极的接地用端子部25b上，作为相同开口部24形成，但也可以如后述 的实施例2所述，在每个端子部分别设置开口部。感应电极23的接地 用端子部23a和加热电极25的接地用端子部25b、电源连接用端子部 25a设置在绝缘基材21b的长度方向的端部，电介质层21a在端子部的 延伸方向延伸至能够覆盖各端子部的位置，并且在各端子部上具有使 上述各端子部露出的开口部24、 27。
放电电极22在电介质层21a的表面与电介质层21a —体形成。此 外，在放电电极22，设置有高压电源连接用端子部22a。作为放电电 极22的材料，能够使用例如钨、银、金、钼、不锈钢等具有导电性的材料。但是，条件为不能引起因放电导致的熔融和飞散等变形。为了
抑制长时间使用导致的放电电极22的变质、劣化，也可以将放电电极 22使用较薄的陶瓷、玻璃等涂布。但是，由于无法均匀涂布的情况下， 存在在涂布较薄或者未涂布的部位产生多余的放电，相反在过厚的涂 布部分放电不足，引起图像不均的情况，因此需要均匀地涂布。
优选放电电极22距离电介质层21a的表面的深度(将放电电极22 由电介质层21a的表面向感应电极23 —侧压入的情况)、或者厚度(由 电介质层21a的表面突出设置放电电极22的情况)是均匀的。此外， 放电电极22的形状只要为沿着与中间转印带15的移动方向正交的方 向均匀地延伸的形状则可以是任意形状。但是，由于如果为容易产生 与感应电极23的电场集中的形状，即使施加在放电电极22和感应电 极23之间的电压较低，也能够使上述两个电极间放电，优选该形状。 在本实施方式中，如图l的(a)所示，放电电极22的形状为梳齿状， 为容易产生放电的形状。此外，在本实施方式中，放电电极22为梳齿 状，但也可以如图4 9所示的结构，为沿着电介质层21a的长度方向 延伸的长方形的电极。
感应电极23在电介质层21a和绝缘基材21b之间形成，与放电电 极22相对配置。这是由于优选放电电极22和感应电极23之间的绝缘 电阻均匀，优选放电电极22和感应电极23并行的缘故。根据上述配 置，由于放电电极22和感应电极23的距离(以下称为电极间距离) 是一定的，能够使放电电极22和感应电极23之间的放电状态稳定， 适当地产生离子。在图1所示的结构中，感应电极23为两个线状电极， 夹着电介质层21a，沿着长度方向由两侧夹着放电电极22相对配置。 此外，在两个感应电极23的各自的一端具有接地用端子部23a，接地 用端子部23a与接地电位(地)连接。此外，感应电极23不限于上述 形状，也可以为与放电电极22相对配置的整面电极，还可以仅设置在 与放电电极22的单侧相对的位置。
此外，感应电极23，还能够将电介质层21a作为一层，设置在电 介质层21a的背面，但在此情况下，需要对于施加电压确保足够的沿 面距离，或者使放电电极22和感应电极23被绝缘性的涂层(保护层) 覆盖，使得放电电极22和感应电极23不沿电介质层21a的表面泄漏。此外，由于电介质层21a为了容易引起放电，需要为上述较薄的厚度， 仅在电介质层21a和涂层存在强度层面的问题。因此，在本实施方式 中，作为绝缘基材21b使用几100um 几mm的陶瓷基材，在其上形 成感应电极23和加热电极25的图案，在与形成有放电电极22的电介 质层21a压接、叠层的状态下实行烧制，形成离子发生元件l。通过上 述结构，由于消除了强度层面的问题，并且感应电极23和加热电极25 被内包于绝缘基材21b，还能够防止由表面的放电电极22向内部的感 应电极23和加热电极25的沿面泄漏。进而由于离子发生元件1的结 构为将形成有电极图案的双层的陶瓷基材重叠烧制而成，能够简易并 且低成本地制造离子发生元件1。
加热电极25在电介质层21a和绝缘基材21b之间与感应电极23 分别设置，为线状。加热电极25的图案，除此之外，还可以为环状和 波浪线状，此外，只要适当调整其宽度和厚度，根据使用的电极材料 的电阻率使其为最适当的条件即可。为了抑制加热电源34的成本，优 选使其能够通过装置本体一侧使用的共用电压(例如5、 12、 24V等) 驱动。此时，为了获得要求的投入电力不得不提高电阻的情况下，由 于极端地减小线宽会担心制造时的断线等，所以适当采用作为较宽的 线宽配线为环状而增加线长的方法等即可。
在加热电极25的一端，具有接地用端子部25b，接地用端子部25b 与接地电位(地)连接。此外，在另一端，具有电源连接用端子部25a， 电源连接用端子部25a与加热电源34连接。此外在图1的(a)中， 加热电极的接地用端子部25b设置在感应电极的接地用端子部23a附 近，但不限于该形状，加热电极的电源连接用端子部25a也可以设置 在感应电极的接地用端子部23a附近。
此外，构成为通过由加热电源34对加热电极25施加规定的电压 (在本实施方式中为12V)，使加热电极25由焦耳热发热。电压施加 方法可以为连续地供给直流电压，或者由调节器等使机器内的共用直 流电压变化，或者由晶体管等开关元件使其为脉冲状的电压供电。通 过上述的加热电极25的电阻与电压施加的方法的组合，能够通过上升 时、恒定状态时、随时间经过的变化、周围环境的状态等实行适当的 控制。如上所述，通过使加热电极25发热，离子发生元件l升温(在
17本实施方式中为约60'C)，能够抑制离子发生元件l的吸湿。因此，即 使在高湿环境下也能够稳定产生离子。电介质层21a为陶瓷的情况下， 电介质层21a自身不吸湿，但电介质层21a的表面结露时，放电特性 降低，因此通过加热器的发热防止结露或者消除结露十分有效。
作为感应电极23和加热电极25的材料，能够使用例如钨、银、 钯银合金、金、铂、不锈钢等具有导电性的材料。此外，各端子部也 可以实行以镍为底涂层的镀金(镀NiAu)处理等。
在此，对于本实施方式的离子发生元件1的制造方法，使用图5 进行说明，但本发明相关的离子发生元件1的制造方法不限于以下的 方法、数值。首先，如图5的(a)所示，作为电介质层21a使用以厚 度0.2mm的氧化铝和玻璃作为主成分的生片(green sheet)，在其上通 过丝网印刷按照规定的图案形成放电电极22。作为电极材料，能够使 用上述的各种材料，在此使用例如将金(Au)作为导电材料的主成分， 包含担负与陶瓷的紧贴的玻璃成分的导电糊剂等。此外，在使用本实 施方式的离子发生元件1的图像形成装置100中，要求离子发生元件1 为较长的尺寸。为此作为陶瓷材料优选氧化铝和玻璃大致各半程度的 低温烧制陶瓷(LTCC)材料。作为其理由，能够列举纯氧化铝的高温 烧制陶瓷(HTCC)等烧制温度高，为了实现确保均匀的温度分布的烧 制条件，需要非常高价且大型的烧制炉，造成元件的成本增加等问题。 LTCC的情况下，由于存在烧制温度较低的优点，能够低成本地稳定地 制造较长尺寸(大型)的离子发生元件而优选。
接着，如图5的(b)所示，作为绝缘基材21b，使用厚度0.8mm 的与上述相同的生片，在其上使用与上述相同的方法形成感应电极23 和加热电极25。此外，如图5的(a)所示，在电介质层21a上，在与 绝缘基材上的感应电极的接地用端子部23a和加热电极的接地用端子 部25b、加热电极的电源连接用端子部25a对应的部位，预先设置开口 部24、 27。在本实施方式中，感应电极的接地用端子部23a上和加热 电极的接地用端子部25b上，作为同一开口部24形成，但也可以如后 述的实施例2，在每个端子部分别设置开口部。
接着，如图5的(c)所示将电介质层21a和绝缘基材21b叠层、 压接。此时，要注意两者的位置对准和不要在层间混入气泡、异物。而后通过在叠层状态下切断为规定的大小(例如宽度6mmX长度 320mm)，在电炉中，以900 100(TC实行烧制，能够获得由陶瓷材料 构成的离子发生元件l。
相对电极31，在本实施方式中为不锈钢制的轴形，经由中间转印 带15在与离子发生元件1相对的位置，配置为与中间转印带15的背 面一侧(不形成调色剂像的一侧)紧贴。此外，经由相对电极电源35 与接地连接。相对电极电源35构成为对相对电极31施加规定的电压。 上述相对电极电源35是为了使来自放电电极22的放电容易产生而配 置的，不是必要的，也能够省略。
高压电源(电压施加电路)32构成为通过电压控制电路33的控制， 对离子发生元件1的放电电极22和感应电极23之间供给电压。如图 ll所示的波形，使用施加电压Vpp: 2 4kV，偏压—1 一2kV，频率 500 2kHz的脉冲波。脉冲波的Duty为高压侧时间为10 50%。此外， 虽然波形也可以为正弦波，但是考虑到放电效率、特别是高湿条件下 的放电性能，脉冲波更为良好。如图ll所示的波形，上升和下降时的 过冲不需要抑制，反而通过积极利用能够减少电源成本。
使上述的结构的高压电源32动作，对放电电极22和感应电极23 之间施加交流高电压时，基于放电电极22和感应电极23之间的电位 差，在放电电极22附近引起沿面放电(电晕放电)。由此，通过将放 电电极22的周围的空气离子化产生负离子，使中间转印带15上的调 色剂像带电为规定的带电量(在此为大约一30uC/g)。
此外，高压电源32与电压控制电路33连接。电压控制电路33对 高压电源的施加电压的大小进行控制。具体而言，电压控制电路33计 测在相对电极电源35中流动的电流的值，对高压电源32的施加电压 进行反馈控制，使得该计测的电流的值成为目标值。在相对电极31流 动的电流的大小与调色剂像的带电量相关。因此，通过将在相对电极 31流动的电流保持为一定的目标值，调色剂像的带电量也变为一定的 值。如上所述，通过对高压电源32的施加电压的大小基于相对电极31 中流动的电流的大小进行反馈控制，即使由于放电电极22的前端部的 异物粘附、环境条件的变化、以及图像形成装置100内的风的流动的 变化等，离子的产生量和产生的离子到达调色剂像的比例发生变动，也能够将通常最合适的量的离子供给至调色剂像。但是，相对电极电 流的控制部分不是必须的，也可以使用事先研究准备的控制台等，根 据周围环境和时间经过程度以及印刷模式的信息，实行控制。
如上所述，本实施方式的离子发生元件1为感应电极23和加热电 极25被电介质层21a和绝缘基材21b包围的结构。因此，难以发生由 放电电极22向感应电极23和加热电极25的沿面泄漏，能够通过因加 热电极25的通电产生的焦耳热除去放电电极22附近的吸附水分，使 放电性能稳定化。此外，上述结构在结构简单的基础上，还能够低成 本地提供元件。
此外，在离子发生元件1中，感应电极23和加热电极25相互绝 缘地分离设置。因此，即使假设感应电极23的连接为浮动(未接地) 的情况下，也能够避免通过加热电极25的对机器整体的损伤。由于能 够防止向加热电极25的泄漏，能够不造成加热电源34的破损，防止 具备离子发生元件1的机器本体的破坏和起火事故。因此，能够提供 考虑到安全层面的离子发生元件。进而，根据离子发生元件1的结构， 由于电介质层21a具有能够覆盖绝缘基材21b的长度，即使在某种外 力作用在离子发生元件1的情况下，也能够防止元件产生破裂。
在此，在绝缘基材21b设置开口部的情况下，元件强度有可能大 幅度降低。使用图6说明该理由。电介质层21a由放电特性的观点出 发，其厚度设定没有较大的自由度，并且对于放电的低电压化也优选 薄化，但由于绝缘基材21b的厚度设定的限制比较松，存在使其具有 能够提高元件的强度的程度的厚度的情况。但是，如图6的(b-l)、(b-2) 所示，在承担维持强度的绝缘基材21b设置开口部28时，对于元件整 体的强度降低的影响增大。此外，图6的(b-l)为打开有开口部的绝 缘基材21b的平面图，(b-2)为其侧面图。进而在绝缘基材21b上设置 开口部的情况下，对于元件的制造方法也造成了较大的影响。即，在 绝缘基材上形成感应电极和加热电极的配线图案后，不能使用叠层电 介质层的方法。为此，如图6的(a-l)所示，预先在电介质层21a的 一个面上形成放电电极22，在另一个面形成感应电极23和加热电极 25后，需要叠层在绝缘基材21b。此外，图6的(a-l)为形成有各电 极的电介质层21a的平面图，(a-2)为其侧面图。如上所述形成的情况下，电介质层21a使用陶瓷基板等时，必须在较薄的电介质层21a的 两面通过丝网印刷等形成电极图案(放电电极22、感应电极23、加热 电极25)，容易发生印刷图案的欠缺和表背面的位置对准偏差等。在绝 缘基材21b设置开口部的情况下，会产生上述的风险。
但是，在本实施方式的离子发生元件1中，通过在电介质层21a 设置开口部24，能够提供低成本并且可靠性高的制造方法。进而由于 在原本较薄的电介质层设置开口部，与在绝缘基材设置开口的情况相 比，对作为元件整体的强度降低的影响也较小。 (实施例1)
接着，对于使用本发明的离子发生元件的实施例进行说明。在此， 对于比较例的离子发生元件和本发明相关的实施例的离子发生元件， 使用图4和图5进行说明。
图4是表示比较例的离子发生元件的图。如图4的(a-l)、 (a-2) 所示，作为电介质层21a，使用厚度0.2mm的陶瓷片，在其上通过丝 网印刷按照规定的图案形成放电电极。作为电极材料，使用金作为导 电材料的主成分的糊剂。如上所述使用金是由于即使长期使用劣化也 较少，且不需要设置涂层，能够为简单的结构。而后如图4的(b-l)、 (b-2)所示，作为绝缘基材21b，使用厚度0.8mm的与上述相同的陶 瓷片，在其上以同样的方法形成感应电极23和加热电极25。感应电极 23和加热电极25作为相互绝缘的图案形成。此外如图4的(a-l)所 示，在电介质层21a的两端部，以使绝缘基材21b上的感应电极23和 加热电极25的供电接点露出的方式将宽度方向整个区域切断。由此， 即使存在多个供电接点，也能够通过简易的结构低成本地实行供电。 而后如图4的(c-l)、 (c-2)所示，将电介质层21a和绝缘基材21b叠
层、压接，实行烧制获得比较例的离子发生元件。
在此，感应电极23为宽度250 nm的直线状，夹着放电电极22 配置有两个。此外加热电极25为宽度100um，其电阻值为大约20Q。 放电电极22如图1的(a)所示为梳齿状的图案，中央的线状部分宽 度为250um，突起部分的高度为100um，宽度为200um，突起间距 为lrmn。此外，感应电极的接地用端子部23a和加热电极的接地用端 子部25b分别各自形成，与接地电位连接。加热电极25的电源连接用端子部25a经由开关元件与装置本体的12V的加热电源连接。如上所 述，为最简单且低成本的结构。
在上述比较例的离子发生元件中，通过在电介质层使用陶瓷材料， 并且在放电电极使用金，能够长期显示稳定的放电特性，并且抑制向 内部的感应电极和加热电极产生泄漏。进而加热功能也会良好地作用， 在高湿环境下也能够获得稳定的放电性能。此外，即使感应电极的接 地状态为接触不良状态，也能够确认将通过加热电极的对装置本体的 影响防患于未然的作用。
但是，在上述比较例的离子发生元件的结构中会产生以下问题。 电介质层21a和绝缘基材21b的长度不同的部分，在元件的宽度方向 (宽方向)产生台阶。因此，将元件相对于装置本体装卸时、抑制烧 制时产生的陶瓷的弯曲装入时，存在负重集中在台阶部分，元件破裂 的情况。
在此，考虑如图5所示的本实施(实施例1)的离子发生元件的结 构。与图4所示的比较例的离子发生元件的差别为电介质层21a的开 口部(切口部)的形状。在此，图5的(a-l)禾B (a-2)为形成有放电 电极22的电介质层21a的正面图和其侧面图。图5的(b-l)和(b-2) 为设置有感应电极23和加热电极25的绝缘基材21b的正面图和其侧 面图。图5的(c-l)、 (c-2)、 (c-3)为将图5的(a-l)、 (a-2)所示的 电介质层2Ia和图5的(b-l)、 (b-2)所示的绝缘基材21b叠层的本实 施例的离子发生元件的正面图、宽度方向的侧面图、长度方向的侧面 图。电介质层21a，如图5的(a-l)所示，具有能够覆盖绝缘基材21b 的长度，并且在感应电极的接地用端子部23a上、和加热电极的接地 用端子部25b、电源连接用端子部25a上，以使各端子部23a、 25b、 25a露出的方式形成有开口部24、 27。在本实施例中，感应电极的接 地用端子部23a上和加热电极的接地用端子部25b上为同一个开口部 24。
根据上述结构，如图5的(c-l)所示，消除了遍及上述元件的宽 度方向(宽方向)的台阶，能够确认到抑制元件处理时产生的破裂的 效果。此外，在图5所示的本实施例的离子发生元件中，使开口部24、 27的形状为矩形，当使其角部分为圆弧状时，能够进一步防止应力集中，对于提高元件的强度和可靠性更为合适。
(实施例2)
接着，对本发明相关的离子发生元件的另一个实施例，使用图7 9进行说明。
本实施例(实施例2)的离子发生元件，如图7所示，在实施例l 的离子发生元件的结构的基础上，使电介质层21a的开口部在每个感 应电极的接地用端子部23a和加热电极的接地用端子部25b分离形成。 即，在感应电极的接地用端子部23a上和加热电极的接地用端子部25b 上形成各自的开口部(开口部24a和开口部24b)。在此，图7的(a-l) 和(a-2)为表示设置有上述各自的开口部，此外设置有放电电极22 的电介质层的正面图和其侧面图。图7的(b-l)和(b-2)为设置有感 应电极23和加热电极25的绝缘基材21b的正面图和其侧面图。图7 的(c-l)、 (c-2)、 (c-3)为将图7的(a-l)、 (a-2)所示的电介质层21a 和图7的(b-l)、 (b-2)所示的绝缘基材21b叠层的本实施例的离子发 生元件的正面图、宽度方向的侧面图、长度方向的侧面图。
此外，图8为图7所示的离子发生元件的变形例，与通过减小元 件的宽度等，在元件的宽度方向(宽方向)不能排列两个端子部的情 况下，使端子部移至长度方向的情况相对应。此外，图8所示的离子 发生元件，与内侧的感应电极的接地用端子部23a和加热电极的接地 用端子部25b相对的开口部24a，和开口部24b'形成为椭圆状。在此， 图8的(a-O禾B (a-2)为表示将上述各自的开口部24a，、 24b'设置为 椭圆形、此外设置有放电电极22的电介质层21a的正面图和其侧面图。 图8的(b-l)和(b-2)为设置有感应电极23和加热电极25的绝缘基 材21b的正面图和其侧面图。图8的(c-l)、 (c-2)禾n (c-3)为将图8 的(a-O、 (a-2)所示的电介质层21a和图8的(b-l)、 (b-2)所示的 绝缘基材21b叠层的本实施例的变形例的离子发生元件的正面图、宽 度方向的侧面图、长度方向的侧面图。以下，对本实施例和其变形例 的结构的作用和效果进行说明。
需要离子产生量较多的情况，出于提高强度的观点增大电介质层 的厚度的情况下，或者即使在随时间经过劣化的情况下也要使放电特 性稳定的情况下，产生提高对放电电极22的施加电压的需要。此外出于元件的小型化、制造时的获取数增加带来的成本降低的目的，减小
元件宽度的情况下，会产生感应电极23的接地用端子部23a和加热电 极的接地用端子部25b之间的间隔变窄的情况。在上述情况下，感应 电极的接地用端子部23a由接地电位浮动时，被拉向放电电极电位， 感应电极电位上升，根据上升程度还存在由感应电极的接地用端子部 23a向邻接的加热电极的接地用端子部25b泄漏的危险性。
在此，上述的图4所示的比较例的离子发生元件和图5所示的实 施例1的离子发生元件的结构的情况下，如图9的(b-l)、 (b-2)所示， 由于两个电极之间为平坦的状态，当端子部之间存在水分等时，其沿 面电阻降低，容易发生沿面泄漏。
但是，在本实施例和其变形例的离子发生元件中，如图9的(a-l)、 (a-2)所示，由于在电介质层21a的开口部24a、 24b之间存在电介质 层，端子间通过电介质层变为绝缘状态，难以发生沿面泄漏。因此， 根据本实施例和其变形例的离子发生元件，能够提供进一步提高安全 性的元件。进而，电介质层21a的开口部24的面积也较小，在提高元 件强度这一点来说也更为合适。 (实施例3)
对本发明相关的离子发生元件的另一个实施例进行说明。本实施 例的离子发生元件，在图6或图7说明的结构的离子发生元件中，使 感应电极和加热电极全部由钯银合金形成。以下，对用钯银合金形成 时的作用和效果进行说明。
首先，作为使感应电极23和加热电极25由金糊剂构成的优点， 由于接点部分也是金，能够获得不需要电镀的稳定的接点。但是，作 为缺点，能够列举成本较高这一点。此外由于电阻非常低，希望使加 热电极的电阻为规定值，特别是较高的值的情况下，需要使线宽非常 细，或者使其为多圈的环形图案增大长度。使其为上述图案的情况下， 因制造过程的不完备导致短线的风险增大，成品率降低，进而会导致 成本提高。
为了消除上述成本提高，能够使用银类的糊剂。由于与金相比， 材料费本身成本较低，电阻值也升高，所以加热电极的设计宽度增大， 能够抑制不良产生，因此优选。但是，银类的材料的情况下，需要考虑因离子迁移造成的绝缘不良。离子迁移指的是，高湿环境下在多个 电极间存在电场的情况下，银离子化后在电极间移动，析出的银使电 极间短路的现象。此外越是平坦的部位，越容易发生离子迁移。因此，
图4所示的比较例的离子发生元件和图5所示的第一实施例的离子发 生元件的结构，在加热电极25使用银类的材料的情况下，在高湿环境 下，感应电极浮动，与加热电极之间产生电场时，两个电极间为平坦 的状态，如图9的(b-l)、 (b-2)所示，容易发生离子迁移。因此，内 包于绝缘基材21b和电介质层21a的部分的感应电极23和加热电极25， 虽然也能够使用银类材料，接点部分需要采用镀金的方法。在此情况 下，会成为成本提高的原因。
另一方面，在图6、 7的结构中，如图9的(a-l)、 (a-2)所示， 电介质层21a的开口部24a、 24b之间的电介质层制造出台阶，成为离 子迁移的障碍，能够防止短路。因此，本实施例的离子发生元件能够 低成本高品质地制造。
进而通过使其为不单单仅含有银还含有钯的糊剂，能够进一步抑 制离子迁移。关于钯的配合，可以为混合粉末，如果为合金类则更为 优选。优选钯含有量为3% 5%以上，根据成本和电阻特性适当选定 即可。
本发明相关的离子发生元件，如上所述，为通过对夹着电介质层 设置的放电电极和感应电极之间施加交变电压，伴随沿面放电产生离 子的离子发生元件，其特征在于，在绝缘基材的同一个面上以相互绝 缘的方式分离设置有上述感应电极和通过因通电产生的焦耳热对该离 子发生元件进行加温的加热电极，在上述绝缘基材的上述面上叠层有 上述电介质层，上述电介质层具有能够覆盖上述绝缘基材的长度，并 且在上述感应电极的端子部上和上述加热电极的端子部上，设置有使 上述端子部露出的开口部。
根据本发明的上述结构，感应电极和加热电极为被电介质层和绝 缘基材包围的结构。因此，难以发生由放电电极向感应电极或者加热 电极沿面泄漏，能够通过向加热电极的通电产生的焦耳热除去放电电 极附近的吸附水分使放电性能稳定化。此外，上述结构除了结构简单 之外，还能够低成本地提供元件。此外，根据本发明的上述结构，感应电极和加热电极以相互绝缘 的方式分离设置。
在此，感应电极和加热电极的一端具有共用的端子部的结构中， 端子部与接地电位等任意的电位连接的情况下，共用的端子部由于某 种原因未电连接的状态下，对放电电极施加高压时，存在发生加热电 源部的损伤的情况。即感应电极未直接与任意电位(接地电位等)直 接连接的状态下，对放电电极施加高压时，感应电极的电位受到放电 电极的高压影响而变动，其电位变动通过加热电极向加热电源部作为 噪声传播。加热电源的电压，与向放电电极的施加电压相比，为相当 低的电压，其噪声的影响较大。进而作为加热电源，通过挪用搭载离 子发生元件的机器的共用电源能够实现降低成本，但是发生上述故障 时，会产生对机器整体的损害，不仅会蒙受很大损失，最坏的情况下， 还存在起火等安全上的问题。
但是，在本发明中，由于感应电极和加热电极以相互绝缘的方式 分离设置，假设即使感应电极的连接浮动(例如，未接地，或者未与 要求的电位供给部连接)的情况下，也能够避免通过加热电极对机器 整体的损害。由于能够防止向加热电极的泄漏，不会造成加热电源的 破损，能够防止具备离子发生元件的机器本体的破坏和起火事故。因 此，能够提供考虑到安全层面的离子发生元件。
进而，根据本发明的上述结构，由于电介质层具有能够覆盖上述 绝缘基材的长度，未形成遍及元件的宽度方向的台阶，不管什么外力 作用在离子发生元件的情况下，都能够防止元件产生破裂。进而，电 介质层在上述感应电极的端子部上和上述加热电极的端子部上，设置 有使上述端子部露出的开口部。
在此，为了实行与被电介质层和绝缘基材夹着的感应电极和加热 部的电连接，考虑了几个结构。例如，有形成贯通孔并在电介质层的 形成放电电极的面一侧或者绝缘基材的不形成电极的面一侧形成端子 部的结构等，但由于形成贯通孔需要另外追加的工序，成为成本提高 的原因。此外，在绝缘基材设置开口部的情况下，元件强度有可能大 幅度降低。电介质层由放电特性的观点来看其厚度设定不具有大的自 由度，并且由放电的低电压化来看优选薄化，但绝缘基材一侧厚度设定的限制比较松，存在使其具有能够提高元件的强度的程度的厚度的情况。但是，在承担维持强度的绝缘基材一侧设置开口部后，对于作为元件整体的强度降低的影响增大。进而，在绝缘基材一侧设置开口部的情况下，还会对元件的制造方法造成很大影响。即由于在绝缘基材形成感应电极和加热电极的配线图案后，无法使用叠层电介质层的方法，因此需要在预先在电介质层的一个面上形成放电电极图案，在另一个面上形成感应电极和加热电极后，将绝缘基材叠层。这是在电介质层使用陶瓷等的情况下，必须在较薄的电介质层部的两面通过丝网印刷等形成电极图案，容易产生印刷图案的欠缺和表背面的位置对准偏差等风险。
与上述其他结构相比，在本发明中，通过电介质层在上述感应电极的端子部和上述加热电极的端子部上设置开口部，不会发生上述问题，能够提供低成本并且高可靠性的离子发生元件。进而由于在原本较薄的电介质层设置幵口部，与在绝缘基材设置开口的情况相比，对作为元件整体的强度降低的影响也较小。
如上所述，根据本发明的上述结构，能够提供低成本、防止不可预测的故障发生时的损害、考虑到安全层面的离子发生元件。
在本发明相关的离子发生元件中，在上述结构的基础上，还可以在上述端子部分别设置上述电介质层的开口部。
感应电极的端子部浮动的情况下，对放电电极施加高压时感应电极的电位大幅度上升。在此情况下，加热电极的端子部和感应电极接近时，存在发生沿面泄漏的可能性。但是，在本发明的上述结构中，由于在电介质层，在每个端子部分别设置开口部，电介质层介于端子部之间，能够防止沿面泄漏的发生。进而由于能够使幵口部为需要的最小限度的大小，由确保元件强度这一点来看也是优选的。
在本发明相关的离子发生元件中，在上述结构的基础上，还可以使上述感应电极的端子部作为接地用设置，上述加热电极的端子部作为与加热电源的连接用和接地用设置。
根据上述结构，由于能够使上述感应电极的端子部与接地电位连接，加热电极的一个端子部与加热电源连接，另一个端子部与接地电位连接，能够最简易地构成包含端子部的电极，能够简便地低成本地制造离子发生元件。
在本发明相关的离子发生元件中，在上述结构的基础上，上述放电电极的导电物质的主成分也可以为金。
通过采用上述结构，长期来看能够获得稳定的放电性能。这是由于对于放电伴随的臭氧产生引起的氧化作用的耐性较高，作为放电电极的电特性变化较小。即由于电极自身的耐久性较高，不需要另外设置放电电极的保护涂层，能够作为简单的结构制造。进而能够避免因涂层的不均匀性和长期使用造成的涂层劣化引起的放电不均匀性的风险，更加适合。
在本发明相关的离子发生元件中，在上述结构的基础上，上述感应电极和加热电极的导电物质的主成分，还可以为银和钯的混合物或者合金。
作为感应电极或者加热电极的材料，导电物质主成分也可以为金以外，由低成本化的观点来看，优选为金以外的廉价的材料构成。
关于加热电极，如果能使加热电源挪用搭载机器的共用电压即5、12、 24V类，由抑制电源成本的角度优选。但是，上述情况下，为了使其为要求的投入电力，需要将加热电极的电阻控制在规定范围内。在此将以金为主成分的材料用于加热电极的情况下，电阻相当低，要求的电阻较高的情况下，必须增长加热电极的配线长度，并且使其线宽变细。但是在上述配线图案中，由于制造工序发生断线，成品率恶化，加上金材料为高价材料，存在成本提高的担心。
作为其对策，优选感应电极和加热电极的导电物质使用银类的材料。通过使用银类的材料，与金材料相比更容易实现高电阻化，能够改善因配线图案的过度细线化导致的断线风险。此外作为绝缘基材和电介质层材料使用陶瓷、玻璃等的情况下，需要高温烧制，但银类材料耐热性高，作为材料的组合优选。另一方面，银类的材料的情况下，考虑到有可能因离子迁移的发生导致绝缘不良发生。作为容易发生离子迁移的状况，能够列举在高湿环境，电场作用在接近的电极之间，并且在平面银离子的发展和析出生长不容易被阻碍的状态。因此，离子发生元件，在高湿环境下使用，并且，感应电极变得接触不良，被拉至放电电极电位变为高电位，与邻接的加热电极之间的电场强度增大，进而感应电极和加热电极的接点接近同一平面的情况下，容易发生离子迁移。
但是，根据本发明的上述结构，由于电介质层介于感应电极和加热电极之间，在端子部由于该电介质层形成台阶，能够防止离子迁移。
因此，也能够使用银类的材料。更优选通过在银中混合5%以上程度的
钯后的混合物、合金物，能够进一步抑制离子迁移的产生。
本发明相关的离子发生元件，在上述结构的基础上，上述电介质层和上述绝缘基材，其主成分也可以为陶瓷或者玻璃。
作为介于放电电极和感应电极之间的电介质层，由其绝缘性能和电特性的稳定性的观点出发优选陶瓷或者玻璃类的材料。此外由于通过使绝缘基材和电介质层相同，也使用陶瓷或者玻璃类的材料，通过一体烧制，将感应电极和加热电极部埋入陶瓷或者玻璃类材料内，能够进一步提高对于沿面泄漏的绝缘性能，因此优选。在此，陶瓷或者玻璃类的材料存在破裂的担心。但是，由于本发明相关的离子发生元件中为考虑到维持元件强度的结构，即使在绝缘基材和电介质层使用陶瓷或者玻璃类的材料也能够维持元件强度，在使用陶瓷或者玻璃类的材料产生的上述效果之外，还能够发挥更高的性能。
本发明相关的带电装置，为了解决上述课题，其特征在于，具备上述任一个的离子发生元件、在上述放电电极和上述感应电极之间施加交变电压的高压电源部、对加热电极施加电压的电源部。
根据上述结构，由于具备本发明相关的离子发生元件，能够防止加热电源的破损，提供安全且小型的带电装置。
本发明相关的图像形成装置，也可以具备上述带电装置，作为向载体上载持的调色剂提供电荷的转印前带电用的带电装置。
通过作为转印前带电用的带电装置使用本发明的带电装置，能够防止带电装置的加热电源的破损，防止图像形成装置本体的破坏。因此，能够提供安全的图像形成装置。进而由于本发明的带电装置如上所述为小型化，能够在有限的空间内实行转印前调色剂的带电，能够实现图像形成装置的縮小化。
本发明相关的图像形成装置，也可以具备上述带电装置，作为使静电潜像载体带电的带电装置。通过作为使静电潜像载体带电的带电装置使用本发明的带电装置，能够防止带电装置的加热电源的破损，防止图像形成装置本体的破坏。因此，能够提供安全的图像形成装置。进而由于本发明的带电装置如上所述为小型化，能够提供小型的图像形成装置。
发明的详细的说明项中的具体的实施方式或者实施例只是为了明示本发明的技术内容，并不能仅限于上述具体示例狭义解释，在本发明的宗旨和之后记载的专利权利要求项的范围内，能够进行各种变更实施。
产业上的利用可能性
本发明在使用电子照片方式的图像形成装置中，能够作为实行用于使在感光体和中间转印体等图像载体上形成的调色剂像在转印前带电的转印前带电、使感光体带电的潜像用带电、或者辅助显像装置内的调色剂的带电的调色剂的预备带电等的带电装置使用。
权利要求
1.一种离子发生元件，通过在夹着电介质层设置的放电电极和感应电极之间施加交变电压，伴随沿面放电产生离子，其特征在于在绝缘基材的同一个面上以相互绝缘的方式分离设置有所述感应电极和通过因通电产生的焦耳热对该离子发生元件进行加温的加热电极，在所述绝缘基材的所述面上叠层有所述电介质层，所述电介质层具有能够覆盖所述绝缘基材的长度，并且在所述感应电极的端子部上和所述加热电极的端子部上，设置有使所述端子部露出的开口部。
2. 如权利要求1所述的离子发生元件，其特征在于 所述电介质层的开口部分别设置在各个所述端子部。
3. 如权利要求1所述的离子发生元件，其特征在于 所述感应电极的端子部作为接地用设置；所述加热电极的端子部设置为与加热电源连接用和接地用。
4. 如权利要求1所述的离子发生元件，其特征在于 所述放电电极的导电物质的主成分为金。
5. 如权利要求1所述的离子发生元件，其特征在于 所述感应电极和加热电极的导电物质的主成分为银和钯的混合物或者合金。
6. 如权利要求1所述的离子发生元件，其特征在于 所述电介质层和所述绝缘基材，以陶瓷或者玻璃为主成分。
7. —种带电装置，其具备通过在夹着电介质层设置的放电电极和 感应电极之间施加交变电压而伴随沿面放电产生离子的离子发生元件、和对所述放电电极和所述感应电极之间施加交变电压的电源部， 其特征在于-在绝缘基材的同一个面上以相互绝缘的方式分离设置有所述感应 电极和通过因通电产生的焦耳热对该离子发生元件进行加温的加热电 极，在所述绝缘基材的所述面上叠层有所述电介质层，所述电介质层具有能够覆盖所述绝缘基材的长度，并且在所述感 应电极的端子部上和所述加热电极的端子部上，设置有使所述端子部 露出的开口部。
8. —种图像形成装置，其特征在于其具备权利要求7所述的带电装置，作为向载体上载持的调色剂 提供电荷的转印前带电用的带电装置。
9. 一种图像形成装置，其特征在于其具备权利要求7的带电装置，作为使静电潜像载体带电的带电 装置。
全文摘要
本发明涉及离子发生元件、带电装置和图像形成装置。在离子发生元件中，在绝缘基材的同一个面上，感应电极和加热电极以相互绝缘的方式分离设置，在绝缘基材的所述面上叠层有电介质层，电介质层具有能够覆盖绝缘基材的长度，并且在感应电极的接地用端子部上和加热电极的接地用端子部、电源连接用端子部上，设置有使所述端子部露出的开口部。由此，能够提供在伴随沿面放电产生离子的离子发生元件中，低成本、防止不可预测的故障发生时的损害、考虑到安全层面的离子发生元件、带电装置和图像形成装置。
文档编号G03G15/01GK101604135SQ200910146030
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年6月11日
发明者冈本昌太郎, 足立克己, 香川敏章 申请人:夏普株式会社