JP2006084951A - Charger and image recording apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像記録装置に用いる帯電器に関し、特にオゾンの発生が少ない帯電器、及び該帯電器を有する画像記録装置に関するものである。 The present invention relates to a charger used in an electrophotographic image recording apparatus, and more particularly to a charger that generates less ozone and an image recording apparatus having the charger.
従来、被帯電体の表面を帯電させる帯電方式は、コロナ放電を行うコロトロン、スコロトロンが主流であったが、コロナ放電では空気中に電界をかけることから、オゾンやＮＯｘなどの有害物質を大量に発生する。また、帯電効率が低いために消費電力が多くなり、４〜６ｋＶの高圧電源を必要とする。近年の環境に対する配慮から、これらの点を改善することは急務であり、ローラ帯電方式へと移行されつつある。 Conventionally, corotrons and scorotrons that perform corona discharge have been the mainstream for charging the surface of the object to be charged. However, corona discharge applies an electric field in the air, so a large amount of harmful substances such as ozone and NOx are used. appear. Further, since the charging efficiency is low, the power consumption increases and a high voltage power source of 4 to 6 kV is required. In view of environmental considerations in recent years, it is urgent to improve these points, and a roller charging method is being transferred.
ローラ帯電方式は、導電性ゴムローラーを被帯電体と接触させ、被帯電体と帯電ローラーの微小空隙で放電を起こし被帯電体表面を帯電させる方法であり、コロトロンと比較し１／１００〜１／５００程度にオゾン発生量が低減される（例えば、特許文献１〜特許文献３参照。）。しかしながら、ローラ帯電方式でも、感光体と帯電ローラとの微小空隙に電圧を加えてコロナ放電を起すことから、原理的にオゾン発生をゼロにはできない。また、オゾンが感光体近傍で発生するために、発生したオゾンによって感光体が劣化しやすい。 The roller charging method is a method in which a conductive rubber roller is brought into contact with a member to be charged, and a discharge is generated in a minute gap between the member to be charged and the charging roller to charge the surface of the member to be charged. The amount of ozone generation is reduced to about / 500 (for example, see Patent Documents 1 to 3). However, even in the roller charging method, since a voltage is applied to a minute gap between the photosensitive member and the charging roller to cause corona discharge, ozone generation cannot be zero in principle. Further, since ozone is generated in the vicinity of the photoconductor, the photoconductor is easily deteriorated by the generated ozone.
そこで、オゾンを全く発生しない帯電方式が強く望まれ、最近では電荷注入方式が注目されている。電荷注入方式は、放電を起さず、接触型帯電器から直接に被帯電体に電荷を注入して被帯電体を帯電させる方式であり、原理的にオゾンは発生しない。電荷注入方式においては、接触型帯電器と感光体との接触抵抗や微小空間の容量が電荷を注入する際の注入速度に影響を与えるため、接触型帯電器と感光体との接触抵抗が低いほど良い。 Therefore, a charging method that does not generate ozone at all is strongly desired, and recently, a charge injection method has attracted attention. The charge injection method is a method in which a charge is injected by directly injecting a charge from a contact charger without causing discharge, and ozone is not generated in principle. In the charge injection method, the contact resistance between the contact charger and the photoconductor is low, and the contact resistance between the contact charger and the photoconductor is low because the contact resistance between the contact charger and the photoconductor and the capacity of the minute space influence the injection speed when the charge is injected. Moderately good.
そのため、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン（ＴＴＦ）等の電子供与性化合物から構成される電荷移動錯体を高分子ネットワークに置換し、全体に導電性を付与した高分子材料からなる導電性ゴムで帯電ローラを作製した接触型帯電器が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。 Therefore, a charge transfer complex composed of an electron-accepting compound such as tetracyanoquinodimethane (TCNQ) and an electron-donating compound such as tetrathiafulvalene (TTF) is replaced with a polymer network to provide overall conductivity. There has been proposed a contact charger in which a charging roller is made of a conductive rubber made of a polymer material (see, for example, Patent Document 4).
ところが、電荷注入方式においては、８０％ＲＨの高温下では有機感光体（以後ＯＰＣと略す）は十分な帯電電圧が得られるが、３０〜５０％ＲＨの温度下では印加電圧の半分までしか感光体が帯電されず、注入速度が遅いことが判明した。これは、感光体と帯電ローラの接触面積（ニップ幅）が小さいことと、帯電ローラを構成する導電性ゴムが十分に低抵抗化していないためと予想される。 However, in the charge injection method, an organic photoreceptor (hereinafter abbreviated as OPC) can obtain a sufficient charging voltage at a high temperature of 80% RH, but it can only be exposed up to half of the applied voltage at a temperature of 30 to 50% RH. It was found that the body was not charged and the injection rate was slow. This is presumably because the contact area (nip width) between the photosensitive member and the charging roller is small and the conductive rubber constituting the charging roller is not sufficiently reduced in resistance.
また、低抵抗の導電性ゴムを得るには電荷移動錯体を多量にドーピングする必要があるが、そのドーピング量が多くなると、高分子自体のネットワークの柔軟性が減少し、導電性ゴムのゴム硬度が大きくなるため、適度なゴム硬度を維持しながら導電性ゴムを低抵抗化することは高分子材料の選択の点から容易ではないと予想される。 In addition, to obtain a low resistance conductive rubber, it is necessary to dope a large amount of charge transfer complex, but as the doping amount increases, the flexibility of the network of the polymer itself decreases, and the rubber hardness of the conductive rubber Therefore, it is expected that reducing the resistance of the conductive rubber while maintaining an appropriate rubber hardness is not easy from the viewpoint of selecting a polymer material.
さらに、全体に導電性を付与した高分子材料からなる導電性ゴムでは、帯電電位が湿度に敏感であるため、環境を厳密に制御する必要があり、装置の構造が複雑になる。 Furthermore, in the case of a conductive rubber made of a polymer material imparted with conductivity as a whole, since the charging potential is sensitive to humidity, it is necessary to strictly control the environment, and the structure of the apparatus becomes complicated.
他の電荷注入方式として、吸水性のスポンジローラを用いて感光体に電荷を注入する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。しかし、吸水性のスポンジローラを用いる場合、スポンジローラの含水率がローラ抵抗や電荷の注入速度に大きな影響を与えるので、スポンジローラからの水分蒸発によって帯電電位が変動する恐れがある。帯電電位の変動を抑えるためには、スポンジローラからの水分蒸発を長期に渡って厳密に制御する必要があり、接触帯電部材の構造が複雑となる。 As another charge injection method, a method has been proposed in which charges are injected into a photoreceptor using a water-absorbing sponge roller (see, for example, Patent Document 5). However, when a water-absorbing sponge roller is used, the water content of the sponge roller has a great influence on the roller resistance and the charge injection speed. In order to suppress fluctuations in the charging potential, it is necessary to strictly control the evaporation of moisture from the sponge roller over a long period of time, which complicates the structure of the contact charging member.
更に、金属芯上に導電性繊維を植毛してなる帯電ブラシを用いる接触型帯電器において、導電性繊維をエッチング繊維ないし分割繊維にすることによって導電性繊維と感光体との接触面積を増加させ、電荷注入の速度を向上させる方法も提案されている（例えば、特許文献６参照。）。
ここに、エッチング繊維とは導電性繊維の成分の一部を薬液で溶解し、１本の導電性繊維を太さ方向で複数本に分割した繊維である。また、分割繊維とは加熱時における各部の熱収縮の差を利用し、１本の導電性繊維を太さ方向で分割した繊維である。これらの処理により形成したエッチング繊維ないし分割繊維を用いることにより、細い径の導電性繊維を用いたことになり、導電性繊維と感光体との接触面積を増加させることができる。
しかしながら、エッチング繊維ないし分割繊維とすると、分割された繊維の引っ張り強度は分割前の繊維と比較して、分割された分だけ小さくなる。その結果、導電性繊維は、感光体と接触した場合に切断しやすくなり、長期の使用では帯電電位のバラツキを起し、接触型帯電器の寿命を低下させる原因となり得る。逆に長寿命の接触型帯電器を得ようとすると、導電性繊維の分割数を多くできないため、導電性繊維と感光体との接触面積の著しい増加は期待できない。
Furthermore, in a contact-type charger using a charging brush in which conductive fibers are planted on a metal core, the contact area between the conductive fibers and the photoreceptor is increased by using conductive fibers as etching fibers or split fibers. A method for improving the charge injection speed has also been proposed (see, for example, Patent Document 6).
Here, the etching fiber is a fiber obtained by dissolving a part of the conductive fiber component with a chemical solution and dividing one conductive fiber into a plurality of pieces in the thickness direction. Further, the divided fiber is a fiber obtained by dividing one conductive fiber in the thickness direction by utilizing the difference in thermal shrinkage of each part during heating. By using etching fibers or split fibers formed by these treatments, conductive fibers having a small diameter are used, and the contact area between the conductive fibers and the photoreceptor can be increased.
However, when the etching fiber or the split fiber is used, the tensile strength of the split fiber is smaller than the split fiber by the split amount. As a result, the conductive fiber can be easily cut when it comes into contact with the photosensitive member, and when used for a long period of time, the charged potential varies, and the life of the contact charger can be reduced. On the other hand, if an attempt is made to obtain a long-life contact charger, the number of conductive fiber divisions cannot be increased, so that a significant increase in the contact area between the conductive fiber and the photoreceptor cannot be expected.
また、導電性繊維として、カーボンナノチューブを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献７参照。）。しかし、いずれにせよ接触型であるため、非接触型帯電器よりも寿命が短い。 Further, a method using carbon nanotubes as conductive fibers has been proposed (see, for example, Patent Document 7). However, in any case, since it is a contact type, its lifetime is shorter than that of a non-contact type charger.
接触型帯電器の別の構造として磁気ブラシが挙げられる。一般に、磁気ブラシは、磁性導電粒子の直径を大きくすると、マグネットロールからの規制力が大きくなり、帯電ブラシや帯電ブレード、帯電ローラよりも大きなニップ幅を形成できる。しかしながら、磁性導電粒子の直径が大きくなると、逆に感光体との接触面積が減少する。そのため、磁性導電粒子の大きさを制御することが重要となる。
磁性導電粒子の形状については、表面が平滑な磁性導電粒子と表面に凹凸のある磁性導電粒子とを混合したものを用いたり（例えば、特許文献８参照。）、２つの粒径分布を持つ磁性導電粒子を用いたりして（例えば、特許文献９参照。）、マグネットロールの規制力を維持し大きなニップ幅を確保しながら感光体と磁性導電粒子の接触面積を増加させる試みがなされている。
感光体との接触面積の増加に寄与する磁性導粒子は、用いた磁性導電粒子のうち凹凸のある磁性導電粒子と粒径の小さな磁性導電粒子だけであるので、磁性導電粒子と感光体との接触面積の著しい増加は期待できず、高速の画像記録装置においては十分な帯電電位が得えられにくかった。
Another structure of the contact charger is a magnetic brush. Generally, in the magnetic brush, when the diameter of the magnetic conductive particles is increased, the regulating force from the magnet roll is increased, and a nip width larger than that of the charging brush, the charging blade, or the charging roller can be formed. However, as the diameter of the magnetic conductive particles increases, the contact area with the photoconductor decreases. Therefore, it is important to control the size of the magnetic conductive particles.
As for the shape of the magnetic conductive particles, a mixture of magnetic conductive particles having a smooth surface and magnetic conductive particles having irregularities on the surface is used (for example, see Patent Document 8). Attempts have been made to increase the contact area between the photoconductor and the magnetic conductive particles while maintaining the regulating force of the magnet roll and ensuring a large nip width by using conductive particles (for example, see Patent Document 9).
The magnetic conductive particles that contribute to the increase in the contact area with the photoreceptor are only the magnetic conductive particles having irregularities and the magnetic conductive particles having a small particle diameter among the magnetic conductive particles used. A significant increase in the contact area could not be expected, and it was difficult to obtain a sufficient charging potential in a high-speed image recording apparatus.
このように、帯電方式ではオゾン発生の問題があり、帯電ローラ方式では、帯電方式に比べオゾンの発生量は減少するものの原理的にオゾン発生をゼロにはできない。また、帯電ローラ方式では帯電方式に比べ、はるかにオゾンの発生位置が被帯電体の近傍であるため、オゾンによる被帯電体の劣化が課題として残る。なお、電子写真技術を用いた画像形成装置から発生するオゾン量を規制することを目的とした規格が、国際連合をはじめとする各国，各種団体によって設定されている。例えば、ＵＬ規格，ＴＵＶ，ＢＡＭ規格等である。このようにオゾン発生量の低減は、必須の課題である。
また、電荷注入方式では、寿命が短い傾向にあり、かつ装置が複雑になりやすい。
これらの事実に加え、帯電の高速化が要求される高速の電子写真画像形成装置には、依然としてタングステンワイヤを用いたコロナ放電方式の帯電器が多く採用されている。
As described above, there is a problem of ozone generation in the charging method. In the charging roller method, although the amount of ozone generated is smaller than that in the charging method, in principle, ozone generation cannot be made zero. Further, in the charging roller method, compared with the charging method, the generation position of ozone is far in the vicinity of the member to be charged, so that deterioration of the member to be charged due to ozone remains as a problem. Note that standards aimed at regulating the amount of ozone generated from an image forming apparatus using electrophotographic technology are set by various countries and various organizations including the United Nations. For example, UL standard, TUV, BAM standard, etc. Thus, reduction of the amount of ozone generated is an essential issue.
In the charge injection method, the lifetime tends to be short, and the apparatus tends to be complicated.
In addition to these facts, many corona discharge type chargers using tungsten wires are still employed in high-speed electrophotographic image forming apparatuses that require high-speed charging.
コロナ放電方式の帯電器において問題とされるオゾン発生を低減するため、コロナ放電電極のワイヤ径を小さくする方法が提案されている（例えば、特許文献１０及び特許文献１１参照。）これによれば、ワイヤ直径を従来の１／３〜１／５と細くすると、オゾン発生量を従来の５０％以下まで低減することが可能である。
しかし、このワイヤ径を小さくする手段でもオゾンは７ｐｐｍ程度発生するため、オゾン吸着材をハウスシールドなどに塗布しオゾンを吸着させたり、活性炭等を塗布したオゾンフィルターを取り付ける等のオゾン発生量に対する低減対策が必要である。この方法では、オゾン吸着材，オゾンフィルターの経年劣化によるオゾン吸着能力の低下という課題を抱えており、オゾン吸着材，オゾンフィルターの定期交換なしには、製品の環境衛生に対する信頼性を長期間維持できないという問題点や、ワイヤの細線化による寿命の低下といった問題点が存在する。
In order to reduce ozone generation, which is a problem in a corona discharge type charger, a method of reducing the wire diameter of a corona discharge electrode has been proposed (see, for example, Patent Document 10 and Patent Document 11). When the wire diameter is reduced to 1/3 to 1/5 of the conventional one, the amount of ozone generated can be reduced to 50% or less of the conventional one.
However, since ozone is generated at about 7 ppm even with this means of reducing the wire diameter, the amount of ozone generated can be reduced by applying an ozone adsorbent to a house shield to adsorb ozone or attaching an ozone filter coated with activated carbon. Countermeasures are necessary. This method has the problem of lowering ozone adsorption capacity due to aging of ozone adsorbents and ozone filters, and maintains the reliability of products for environmental sanitation for a long time without regular replacement of ozone adsorbents and ozone filters. There is a problem that it cannot be performed and a problem that the life is shortened by thinning the wire.
また、列状に多数の先端突起を有する鋸歯状帯電器や、鋭利な歯先を長さ方向によって複数配設した櫛歯状帯電器は、ワイヤ状帯電器に比べ、オゾン発生量を減少させることができる（例えば、特許文献１２及び特許文献１３参照。）。
ワイヤの表面にカーボンナノチューブなどの微小突起を設ける非接触型の帯電器も、オゾン発生量を低減させることができる（例えば、特許文献１４参照。）。
しかしながら、近年の環境問題への社会的対応や人体への影響を考慮すると、オゾン発生量の減少について、更なる改善が必要であった。
A non-contact type charger in which fine protrusions such as carbon nanotubes are provided on the surface of the wire can also reduce the amount of ozone generated (see, for example, Patent Document 14).
However, considering the recent social response to environmental problems and the impact on the human body, further improvement was necessary for the reduction of ozone generation.
上記技術背景を鑑み、本発明の課題は、コロナ放電により被帯電体を帯電する帯電器であって、低電圧で効率が良く、オゾン発生量が少ない帯電器、及び該帯電器を有する画像記録装置を提供することである。 In view of the above technical background, an object of the present invention is a charger for charging an object to be charged by corona discharge, which is efficient at low voltage and has a small amount of ozone generation, and image recording having the charger Is to provide a device.
以下の発明によって前記課題を解決するに至った。すなわち、本発明は、
＜１＞ 帯電器と被帯電体との間に電圧を印加し、コロナ放電により該被帯電体を帯電する帯電器であって、
突起が複数配設された櫛歯状帯電器であり、該突起の先端部分に導電性繊維を有することを特徴とする帯電器である。
The following problems have been solved by the following invention. That is, the present invention
<1> A charger that applies a voltage between a charger and a member to be charged, and charges the member to be charged by corona discharge,
It is a comb-like charger having a plurality of protrusions, and has a conductive fiber at the tip of the protrusion.
＜２＞ 帯電器と被帯電体との間に電圧を印加し、コロナ放電により該被帯電体を帯電する帯電器であって、
列状に突起を有する鋸歯状帯電器であり、該突起の先端部分に導電性繊維を有することを特徴とする帯電器である。
<2> A charger that applies a voltage between a charger and a member to be charged, and charges the member to be charged by corona discharge,
A serrated charger having protrusions in a row, and a conductive fiber at the tip of the protrusion.
＜３＞ 前記導電性繊維が、カーボンナノチューブであることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の帯電器である。 <3> The charger according to <1> or <2>, wherein the conductive fiber is a carbon nanotube.
＜４＞ 前記導電性繊維を保持する接着層を有することを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の帯電器である。 <4> The charger according to any one of <1> to <3>, further including an adhesive layer that holds the conductive fiber.
＜５＞ 前記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の帯電器を有することを特徴とする画像記録装置。 <5> An image recording apparatus comprising the charger according to any one of <1> to <4>.
このように、突起が複数配設された櫛歯状帯電器や列状に突起を有する鋸歯状帯電器としたことにより、先端に強電界を成形でき、電子放出能を高めることが可能であるが、さらに、突起の先端部分に導電性繊維を有させることで、電子放出を極微小箇所に集中させて電子放出能をより高めることができる。よって、帯電電圧の低電圧化が可能となり、オゾン発生量を著しく抑えることができる。
特に、カーボンナノチューブはその形状、すなわち微細であるため先端の曲率半径が極めて小さくなることから、高い電子放出能を有するため、導電性繊維として用いると低電圧での帯電が可能となる。
また、導電性繊維を保持する接着層を有することで、強固な固着力により導電性繊維を保持できるだけでなく、安定した電子放出を実現できる。
Thus, by using a comb-like charger with a plurality of protrusions or a saw-tooth charger having protrusions in a row, it is possible to form a strong electric field at the tip and increase the electron emission ability. However, by providing the conductive fiber at the tip portion of the protrusion, it is possible to concentrate the electron emission at a very small portion and further enhance the electron emission ability. Therefore, the charging voltage can be lowered, and the amount of ozone generation can be remarkably suppressed.
In particular, since carbon nanotubes are very fine in shape, that is, have a very small radius of curvature at the tip, they have a high electron emission capability, so that they can be charged at a low voltage when used as conductive fibers.
In addition, by having an adhesive layer that holds conductive fibers, not only can the conductive fibers be held by a strong adhesive force, but also stable electron emission can be realized.
本発明によって、コロナ放電により被帯電体を帯電する帯電器であって、低電圧で効率が良く、オゾン発生量が少ない帯電器、及び該帯電器を有する画像記録装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a charger that charges a member to be charged by corona discharge, which is efficient at low voltage and generates a small amount of ozone, and an image recording apparatus having the charger.
１．櫛歯状帯電器
図１は本発明の帯電器の一例を示す。図１の帯電器は、櫛歯状の形状を有する。ここで、櫛歯状とは、等間隔で配置された鋭利な歯先をその長さ方向に沿って複数配設したものをいう。櫛歯状帯電器については、米国特許第５，５２１，３８３号を参照できる。
1. Comb Charger FIG. 1 shows an example of the charger of the present invention. The charger of FIG. 1 has a comb-like shape. Here, the comb-tooth shape means a plurality of sharp tooth tips arranged at equal intervals along the length direction. For a comb-shaped charger, reference can be made to US Pat. No. 5,521,383.
櫛歯状帯電器１０は、複数個の櫛歯帯電電極１２と、絶縁基板１４と、複数個のチップ抵抗器１６と、共通電極１８とを含む。櫛歯帯電電極１２と共通電極１８は、絶縁基板１４に取付けられる。共通電極１８には、対応するチップ抵抗器１６を介して櫛歯帯電電極１２のそれぞれに接続される。 The comb-shaped charger 10 includes a plurality of comb-shaped charging electrodes 12, an insulating substrate 14, a plurality of chip resistors 16, and a common electrode 18. The comb-teeth charging electrode 12 and the common electrode 18 are attached to the insulating substrate 14. The common electrode 18 is connected to each of the comb-teeth charging electrodes 12 via a corresponding chip resistor 16.
複数個の櫛歯帯電電極１２は、材質として特に限定されるものではなく、ステンレススチール（ＳＵＳ）、鉄、銅、アルミニウム、モリブデン、タンタル等の金属や、導電性を付与した炭素繊維，セラミックス等、及びりん青銅等の合金で形成される。好ましくは、りん青銅またはステンレスで形成する場合である。櫛歯帯電電極１２の肉厚は、約０．１ｍｍとすることができる。 The plurality of comb-teeth charging electrodes 12 are not particularly limited as materials, and metals such as stainless steel (SUS), iron, copper, aluminum, molybdenum and tantalum, carbon fibers and ceramics imparted with conductivity, etc. , And alloys such as phosphor bronze. Preferably, it is formed from phosphor bronze or stainless steel. The wall thickness of the comb-teeth charging electrode 12 can be about 0.1 mm.
櫛歯帯電電極１２は、例えば、ステンレス板やりん青銅板を、エッチング、プレス加工、放電加工、研削、又はレーザ処理することによって形成することができる。微細加工を施す場合にはエッチングにより形成することが好ましい。櫛歯帯電電極１２は、約１〜１０ｍｍのピッチｐで、絶縁基板１４上に配列されている。各櫛歯帯電電極１２の先端は、絶縁基板１４から突出しているが、その突出長さｄは、約０．５〜５ｍｍが好適である。
絶縁基板１４は、導電性基板に置き換えることも可能であるが、絶縁基板とすることで放電特性が安定化する。
The comb-teeth charging electrode 12 can be formed by, for example, etching, pressing, electric discharge machining, grinding, or laser processing of a stainless steel plate or phosphor bronze plate. When performing fine processing, it is preferable to form by etching. The comb-teeth charging electrodes 12 are arranged on the insulating substrate 14 with a pitch p of about 1 to 10 mm. The tip of each comb-teeth charging electrode 12 protrudes from the insulating substrate 14, and the protrusion length d is preferably about 0.5 to 5 mm.
The insulating substrate 14 can be replaced with a conductive substrate, but discharge characteristics are stabilized by using an insulating substrate.
図２は、櫛歯帯電電極１２の先端部分を拡大した図である。
櫛歯帯電電極１２の先端部分に導電性繊維２２を有する。本発明における先端部分とは、曲率Ｒを有する部分（図２の太線で示した部分）をいう。曲率Ｒは４０μｍ以下であることが好ましい。少なくとも先端部分に導電性繊維２２を有すれば、先端部分以外であって絶縁基板１４から突出している櫛歯帯電電極１２の部分に導電性繊維２２を有してもよい。
FIG. 2 is an enlarged view of the tip portion of the comb-teeth charging electrode 12.
A conductive fiber 22 is provided at the tip of the comb-teeth charging electrode 12. The tip portion in the present invention refers to a portion having a curvature R (a portion indicated by a thick line in FIG. 2). The curvature R is preferably 40 μm or less. As long as the conductive fiber 22 is provided at least at the tip portion, the conductive fiber 22 may be provided at a portion of the comb-teeth charging electrode 12 protruding from the insulating substrate 14 other than the tip portion.
導電性繊維２２としては、カーボンナノチューブや導電性レーヨン、導電性ナイロン、導電性ポリエステル等、種々の高分子材料が使用できる。
レーヨン、ナイロン、ポリエステル等の繊維に導電性を与える方法としては、カーボンブラックや金属微粒子を高分子の中に分散させる方法もあるが、この方法は比抵抗値を制御することが難しいため、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン（ＴＴＦ）等の電子供与性化合物から構成される電荷移動錯体を高分子ネットワークに置換し高分子繊維全体に導電性を付与する方法が好ましい。後者の方法では、ポリアセチレン、ポリ−ρ−フェニレン、ポリピロール、ポリチオフェン等を用いることができる。
As the conductive fiber 22, various polymer materials such as carbon nanotubes, conductive rayon, conductive nylon, and conductive polyester can be used.
As a method of imparting conductivity to fibers such as rayon, nylon, and polyester, there is a method of dispersing carbon black or metal fine particles in a polymer. However, this method is difficult to control the specific resistance value. A charge transfer complex composed of an electron-accepting compound such as cyanoquinodimethane (TCNQ) and an electron-donating compound such as tetrathiafulvalene (TTF) is substituted with a polymer network to impart conductivity to the entire polymer fiber. The method is preferred. In the latter method, polyacetylene, poly-ρ-phenylene, polypyrrole, polythiophene, or the like can be used.
導電性繊維は５〜２０μｍの径で使用することが好ましく、植毛の密度としては５０〜３００本／ｍｍ2程度にするのが良い。 The conductive fibers are preferably used with a diameter of 5 to 20 μm, and the density of the flocked hair is preferably about 50 to 300 fibers / mm 2 .
これら導電性繊維の中でも、電子放出能、剛性、摺動性、化学安定性等に優れていることから、カーボンナノチューブの使用が好適である
カーボンナノチューブには単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブが存在するが、本発明では単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブのいずれか一方又は両方を用いることができる。単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブともアスペクト比が非常に大きい極細の繊維形状を有する。
本発明で用いるカーボンナノチューブは、直径が０．１〜５００ｎｍ、より好ましくは０．５〜２００ｎｍ、長さが１〜１００μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍ程度が好適であり、単繊維比抵抗で１×１０-2〜１×１０-5Ωｃｍ程度の導電性を有することが好ましい。
Among these conductive fibers, the use of carbon nanotubes is preferred because of their excellent electron emission ability, rigidity, slidability, chemical stability, etc. Single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes exist as carbon nanotubes However, in the present invention, one or both of single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes can be used. Both single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes have an extremely fine fiber shape with a very large aspect ratio.
The carbon nanotube used in the present invention preferably has a diameter of 0.1 to 500 nm, more preferably 0.5 to 200 nm, a length of 1 to 100 μm, and more preferably about 10 to 20 μm. It is preferable to have conductivity of about × 10 −2 to 1 × 10 −5 Ωcm.
カーボンナノチューブは、シームレス構造であるため、非常に高い弾性率と、チューブの軸方向に対しての大きな引っ張り強度を有するため、先端部分に付着させる本発明に好適である。また、カーボンナノチューブは、極細の直径を持つため、歯先に密集して配置することが可能である。カーボンナノチューブを歯先に配置する場合、植毛の密度としては５０〜３００本／ｍｍ2程度、好ましくは、１００〜２００本／ｍｍ2程度にするのが良い。
なお、本発明に使用するカーボンナノチューブは、チューブの先端がカーボンの５員環などを含んで閉管していても、そのまま開管していても、どちらでも構わない。
更に導電量を向上（制御）する為に、異種物質を混合しても良い。例えば、カーボンナノチューブを複層とする場合、その中心部に、異種（金属）チューブを配置する例を図７に示す。また、カーボンナノチューブの炭素原子を異種元素に代変えさせる例を図８に示す。図８において、黒丸は炭素原子、四角は異種元素（金属など）、三角は異種元素（シリコンなど）を表す。
Since the carbon nanotube has a seamless structure and has a very high elastic modulus and a large tensile strength in the axial direction of the tube, it is suitable for the present invention to be attached to the tip portion. Further, since the carbon nanotube has an extremely fine diameter, it can be densely arranged at the tooth tip. When carbon nanotubes are arranged on the tooth tips, the density of flocking is about 50 to 300 / mm 2 , and preferably about 100 to 200 / mm 2 .
The carbon nanotubes used in the present invention may be either closed at the tip of the tube including a carbon five-membered ring, or opened as it is.
Further, different substances may be mixed in order to improve (control) the conductivity. For example, when a carbon nanotube is used as a multilayer, FIG. 7 shows an example in which a dissimilar (metal) tube is arranged at the center. An example in which the carbon atom of the carbon nanotube is replaced with a different element is shown in FIG. In FIG. 8, black circles represent carbon atoms, squares represent different elements (such as metals), and triangles represent different elements (such as silicon).
次に、カーボンナノチューブの作製法を述べる。
カーボンナノチューブは、レーザー蒸発法、プラズマＣＶＤ法、ＳｉＣ結晶の熱酸化法、アーク放電法等によって合成できる。
レーザー蒸発法は、減圧下の不活性なガス雰囲気中に、触媒となる金属（コバルトやニッケルなど）を含むグラファイトのターゲットを置き、レーザ照射を施して炭素を蒸発させ、冷却した針状物の上にカーボンナノチューブを成長させる方法である。アーク放電法は、炭素棒を電極に用いて、減圧下の不活性ガス雰囲気中においてアーク放電を施して、炭素棒の上にカーボンナノチューブを成長させる方法である。
単層カーボンナノチューブ、多層ナノチューブは、これらの製法の製造条件を調整・変更することで合成することが可能である。
Next, a method for producing carbon nanotubes will be described.
Carbon nanotubes can be synthesized by a laser evaporation method, a plasma CVD method, a thermal oxidation method of SiC crystal, an arc discharge method, or the like.
In the laser evaporation method, a graphite target containing a metal (cobalt, nickel, etc.) that serves as a catalyst is placed in an inert gas atmosphere under reduced pressure. This is a method of growing carbon nanotubes on the top. The arc discharge method is a method of growing carbon nanotubes on a carbon rod by applying an arc discharge in an inert gas atmosphere under reduced pressure using a carbon rod as an electrode.
Single-walled carbon nanotubes and multi-walled nanotubes can be synthesized by adjusting / changing the production conditions of these production methods.
本発明に用いるカーボンナノチューブは、上記いずれの方法によって作製されたものであってもよいが、アーク放電法は、Ｃ60フラーレンの大量合成法と認知されて以来、カーボンナノチューブの合成法にも転用され、広く用いられているため好適である。 The carbon nanotubes used in the present invention may be produced by any of the above methods, but since the arc discharge method has been recognized as a mass synthesis method of C 60 fullerene, it can also be diverted to the carbon nanotube synthesis method. It is suitable because it is widely used.
合成後は種々の不純物が含まれるため、有機溶媒や界面活性剤が添加された水溶液に分散した後、遠心分離法や限外ろ過法によって高純度に精製することが好ましい。尚、カーボンナノチューブは一般的に炭素原子のみで構成されているが、構成原子の一部が他の原子、例えばＢ，Ｎ，Ｓｉ等で置換されていても、金属性、半導体性の導電性を持つ限り本発明に含まれる。また、カーボンナノチューブの中空チューブ内似たの原子、例えば金属原子やIII族、Ｖ族のドーパント等が封入されていても何ら構わない。 Since various impurities are contained after synthesis, it is preferable to purify with high purity by a centrifugal separation method or an ultrafiltration method after being dispersed in an aqueous solution to which an organic solvent or a surfactant is added. Carbon nanotubes are generally composed of only carbon atoms. However, even if some of the constituent atoms are replaced by other atoms, such as B, N, Si, etc., metallic and semiconducting conductivity As long as it is included in the present invention. Moreover, it does not matter if atoms similar to the inside of the hollow tube of the carbon nanotube, for example, metal atoms, group III, group V dopants, etc. are enclosed.
次に、カーボンナノチューブを植毛した櫛歯状帯電器１０の作製法の一例を述べる。
（１）静電植毛による方法
ステンレス板やりん青銅等板から形成した櫛形状板に導電性繊維２２を静電植毛によって植え付ける。静電植毛は、ギャップ２５ｍｍ〜３５ｍｍで、電圧１０，０００〜３０，０００Ｖを印加し、歯先に集中させることによって、選択部分的に櫛歯先端に導電性繊維２２を植毛できる。
Next, an example of a method for producing the comb-like charger 10 in which carbon nanotubes are implanted will be described.
(1) Method by electrostatic flocking The conductive fiber 22 is planted by electrostatic flocking on a comb-shaped plate formed from a stainless plate or phosphor bronze plate. In the electrostatic flocking, the conductive fibers 22 can be flocked selectively at the tips of the comb teeth by applying a voltage of 10,000 to 30,000 V with a gap of 25 mm to 35 mm and concentrating on the tooth tips.
静電植毛の前に、数μｍ〜数十μｍ厚の接着層を櫛歯状板に形成しておくことが好ましい。接着層は、めっき層とすることが好ましい。めっきは特に限定されるものでなく、銅、クロム、亜鉛、カドミウム、錫、鉄、鉛、及びこれらの合金を適用でき、鉛−錫合金めっき、錫−亜鉛合金めっき等が好適である。
静電植毛後、又は植毛と同時に、２００℃程度にめっき層を加熱することで、導電性繊維２２を櫛歯状板に固定することができる。その後、さらに銀、ニッケル、銅、または白金等を数μｍ厚でめっきしてもよい。
Prior to electrostatic flocking, an adhesive layer having a thickness of several μm to several tens of μm is preferably formed on the comb-like plate. The adhesive layer is preferably a plating layer. The plating is not particularly limited, and copper, chromium, zinc, cadmium, tin, iron, lead, and alloys thereof can be applied, and lead-tin alloy plating, tin-zinc alloy plating, and the like are preferable.
The conductive fiber 22 can be fixed to the comb-like plate by heating the plating layer to about 200 ° C. after electrostatic flocking or simultaneously with flocking. Thereafter, silver, nickel, copper, platinum or the like may be plated with a thickness of several μm.
（２）導電性繊維をめっき浴に分散させめっきする方法
導電性繊維をニッケル浴に分散させて櫛歯状板の歯先を共析めっきし、導電性繊維を歯先に設ける。めっき中、めっき浴に超音波を印加し、導電性繊維の凝集を防止することも好適である。
めっきした櫛歯状板の歯先の表面をアルミナ研磨剤で機械研磨し、導電性繊維をさらに表面に突出させることは好適な方法である。
(2) Method of dispersing and plating conductive fibers in plating bath Conductive fibers are dispersed in a nickel bath and the tooth tips of the comb-like plate are subjected to eutectoid plating, and the conductive fibers are provided on the tooth tips. It is also preferable to apply ultrasonic waves to the plating bath during plating to prevent the aggregation of conductive fibers.
It is a suitable method to mechanically polish the surface of the tooth tip of the plated comb-like plate with an alumina abrasive so that the conductive fiber protrudes further to the surface.
（３）金属微粒子から導電性繊維を形成する方法
導電性繊維の誘起材料である金属微粒子をニッケル浴に分散させて櫛歯状板の歯先を共析めっきし、その後、研磨により金属微粒子の一部を表面に露出させ、この金属微粒子から導電性繊維を形成する。
例えば、鉄微粒子をニッケル浴に分散し、櫛歯状板の歯先をめっきした後、研磨により鉄微粒子の一部を表面に露出させる。電気炉で囲んだＣＶＤ装置に、この櫛歯状板を挿入し、非活性ガスで置換して温度を上昇させた後に、アセチレンガスを導入し、鉄微粒子からカーボンナノチューブを成長させる。
(3) Method of forming conductive fibers from metal fine particles Disperse metal fine particles, which are conductive fiber inducing materials, in a nickel bath, eutectoidally plate the teeth of the comb-like plate, and then polish the metal fine particles by polishing. A part is exposed on the surface, and conductive fibers are formed from the metal fine particles.
For example, after iron fine particles are dispersed in a nickel bath and the tooth tips of a comb-like plate are plated, a part of the iron fine particles is exposed on the surface by polishing. This comb-like plate is inserted into a CVD apparatus surrounded by an electric furnace, and is replaced with an inert gas to raise the temperature. After that, acetylene gas is introduced to grow carbon nanotubes from iron fine particles.
いずれの方法で、櫛歯状板に導電性繊維を植え付けても良いが、櫛歯状板表面からの導電性繊維の突出状態が良好なことから、静電植毛の方法が好適である。 Although any method may be used to plant conductive fibers on the comb-like plate, the method of electrostatic flocking is preferable because the conductive fiber protrudes from the surface of the comb-like plate.
２．鋸歯状帯電器
図３は、本発明の帯電器の他の一例を示す。図３は、鋸歯状部材（鋸歯状電極）を有する帯電器の各部材の展開斜視図である。ここで、鋸歯状とは、列状に鋭利な歯先を複数有する形状のものをいう。例えば、等長の尖頭部を一定間隔（ピッチ）で複数有する電極板を有する帯電器である。
図３では、支持部材２４に形成した溝２８に鋸歯状電極２３を挿入して固定配置する鋸歯状帯電器２９を示している。また、支持部材２４の周囲の台部分２７に、グリッド電極が取り付けられる。サイドプレート２５と絶縁部材２６とは、支持部材２４を左右から挟むような位置に取り付けられる。絶縁部材２６を導電性基板に置き換えることも可能であるが、絶縁基板とすることで放電特性が安定化する。
2. Sawtooth Charger FIG. 3 shows another example of the charger of the present invention. FIG. 3 is a developed perspective view of each member of the charger having a sawtooth member (sawtooth electrode). Here, the sawtooth shape means a shape having a plurality of sharp tooth tips in a row. For example, it is a charger having an electrode plate having a plurality of isometric pointed heads at regular intervals (pitch).
FIG. 3 shows a sawtooth charger 29 in which the sawtooth electrode 23 is inserted and fixedly disposed in the groove 28 formed in the support member 24. A grid electrode is attached to the base portion 27 around the support member 24. The side plate 25 and the insulating member 26 are attached at positions that sandwich the support member 24 from the left and right. Although it is possible to replace the insulating member 26 with a conductive substrate, the use of the insulating substrate stabilizes the discharge characteristics.
鋸歯状電極２３の拡大斜視図を図３−１及び図３−２に示す。
図３−１の鋸歯状電極２３は、先端突起２３ａの部分が、厚み方向に若干角度を与えて、「く」の字状に折り曲げられている。図３−２の鋸歯状電極２３は、先端突起２３ａの部分を含め平板となっている。
先端突起２３ａは、等長の歯先を持ち、３〜５ｍｍ等の一定ピッチで複数配置される。鋸歯状電極３０は、材質として特に限定されるものではなく、ステンレススチール（ＳＵＳ）、鉄、銅、アルミニウム、モリブデン、タンタル等の金属や、導電性を付与した炭素繊維，セラミックス等、及びりん青銅等の合金で形成される。好ましくは、りん青銅またはステンレスで形成する場合である。鋸歯状電極２３の肉厚は、約０．０５〜０．３ｍｍ（０．１ｍｍ）とすることができる。
Enlarged perspective views of the sawtooth electrode 23 are shown in FIGS. 3-1 and 3-2.
In the sawtooth electrode 23 of FIG. 3A, the tip protrusion 23 a is bent in a “<” shape with a slight angle in the thickness direction. The sawtooth electrode 23 of FIG. 3-2 is a flat plate including the tip protrusion 23a.
The tip protrusions 23a have tooth tips of the same length, and a plurality of tip protrusions 23a are arranged at a constant pitch of 3 to 5 mm. The sawtooth electrode 30 is not particularly limited as a material. Metal such as stainless steel (SUS), iron, copper, aluminum, molybdenum, tantalum, carbon fiber, ceramics, etc. imparted with conductivity, and phosphor bronze Formed of an alloy such as Preferably, it is formed from phosphor bronze or stainless steel. The thickness of the sawtooth electrode 23 can be about 0.05 to 0.3 mm (0.1 mm).
鋸歯状電極２３は、例えば、ステンレス板やりん青銅板を、エッチング、プレス加工、放電加工、研削、又はレーザ処理することによって形成することができる。微細加工を施す場合にはエッチングにより形成することが好ましい。 The sawtooth electrode 23 can be formed, for example, by subjecting a stainless steel plate or phosphor bronze plate to etching, press working, electric discharge machining, grinding, or laser processing. When performing fine processing, it is preferable to form by etching.
鋸歯状電極２３の先端部分は、上記櫛歯帯電電極１２の先端部分と同様、導電性繊維２２を有する。本発明における鋸歯状電極２３の先端部分とは、曲率Ｒを有する部分（図２参照。）をいう。曲率Ｒは４０μｍ以下であることが好ましい。少なくとも先端部分に導電性繊維２２を有すれば、先端部分以外の先端突起２３ａの部分に導電性繊維２２を有してもよい。
ここで、鋸歯状帯電器に用いることのできる導電性繊維２２、好適な導電性繊維２２、導電性繊維２２の合成方法、及び、導電性繊維２２を先端部分に有する帯電器の作製方法については、櫛歯状帯電器で説明したものと同様である。
The tip portion of the sawtooth electrode 23 has a conductive fiber 22 like the tip portion of the comb-teeth charging electrode 12. The tip portion of the sawtooth electrode 23 in the present invention refers to a portion having a curvature R (see FIG. 2). The curvature R is preferably 40 μm or less. As long as the conductive fiber 22 is provided at least at the tip portion, the conductive fiber 22 may be provided at the tip projection 23a other than the tip portion.
Here, regarding the conductive fiber 22 that can be used for the saw-tooth charger, a suitable conductive fiber 22, a method of synthesizing the conductive fiber 22, and a method of manufacturing a charger having the conductive fiber 22 at the tip portion. This is the same as that described for the comb-shaped charger.
３．電子写真装置
図４に櫛歯状帯電器１０又は鋸歯状帯電器２９を有する電子写真装置の概略の一例を示す。
電子写真装置は、作像体としての感光ドラム３０と、現像器３２と、転写シート３４と、定着器３６と、クリーナ３８と、消去ランプ４０と、帯電器としてのコロナ帯電システム４２と、転写器としてのコロナ帯電システム４４とを含む。
3. FIG. 4 shows an example of a schematic electrophotographic apparatus having the comb-shaped charger 10 or the saw-tooth charger 29.
The electrophotographic apparatus includes a photosensitive drum 30 as an image forming body, a developing device 32, a transfer sheet 34, a fixing device 36, a cleaner 38, an erasing lamp 40, a corona charging system 42 as a charger, and a transfer device. And a corona charging system 44 as a container.
帯電器としてのコロナ帯電システム４２は、帯電器としてのコロナ帯電器４６と、シールドケース４８、グリッド電極５０と、高圧電源５２および５４とを含んでいる。帯電器としてのコロナ帯電システム４２のシールドケース４８は、感光ドラム３０に近接して配置され、例えば一側方が開放した矩形断面を有している。グリッド電極５０は、例えば、板厚０．１ｍｍのステンレス板をエッチング加工して作られたメッシュ幅１ｍｍの制御グリッドである。 The corona charging system 42 as a charger includes a corona charger 46 as a charger, a shield case 48, a grid electrode 50, and high voltage power sources 52 and 54. The shield case 48 of the corona charging system 42 as a charger is disposed close to the photosensitive drum 30 and has, for example, a rectangular cross section with one side open. The grid electrode 50 is, for example, a control grid having a mesh width of 1 mm made by etching a stainless steel plate having a thickness of 0.1 mm.
転写器としてのコロナ帯電システム４４は、転写器としてのコロナ帯電器５６と、シールドケース５８と、高圧電源６０とを含んでいる。また、転写器としてのコロナ帯電システム４４のシールドケース５８は、例えば一側方が開放した矩形断面を有している。 The corona charging system 44 as a transfer device includes a corona charger 56 as a transfer device, a shield case 58, and a high voltage power source 60. Further, the shield case 58 of the corona charging system 44 as a transfer device has, for example, a rectangular cross section that is open on one side.
帯電器としてのコロナ帯電器４６及び転写器としてのコロナ帯電器５６のいずれにも櫛歯状帯電器１０又は鋸歯状帯電器２９を用いることができる。但し、転写器としてのコロナ帯電システム４４は、グリッド電極を含まない。 The comb-like charger 10 or the saw-tooth charger 29 can be used for both the corona charger 46 as a charger and the corona charger 56 as a transfer device. However, the corona charging system 44 as a transfer device does not include a grid electrode.
感光ドラム３０は、基材としてアルミニウムのような導電性材料で形成されている。ドラム３０の外周面には、例えばＯＰＣ（有機感光体）の感光層が形成されていてもよい。感光ドラム３０は、ドラムの軸を中心として矢印Ａで示す方向に回転するように駆動されている。 The photosensitive drum 30 is formed of a conductive material such as aluminum as a base material. For example, an OPC (organic photoreceptor) photosensitive layer may be formed on the outer peripheral surface of the drum 30. The photosensitive drum 30 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow A around the drum axis.
共通電極１８又は鋸歯状電極２３に接するサイドプレート２５は、高圧電源５２に接続される。櫛歯帯電電極１２又は鋸歯状電極２３に高圧電源５２から電圧を印加することによって、櫛歯帯電電極１２又は鋸歯状電極２３の先端部分に存在する導電性繊維２２からコロナ電荷が生成され、感光ドラム３０の表面を帯電する。鋭利な歯先に極細の導電性繊維が存在するため、放電部位が鋭利な歯先の更に極微小部分に集中することで、放電開始電圧が格段に引き下がり、放電電流を大幅に増加させることができる。 The side plate 25 in contact with the common electrode 18 or the sawtooth electrode 23 is connected to a high voltage power source 52. By applying a voltage from the high voltage power supply 52 to the comb-teeth charging electrode 12 or the saw-tooth electrode 23, a corona charge is generated from the conductive fiber 22 present at the tip of the comb-teeth charging electrode 12 or the saw-tooth electrode 23, and photosensitive. The surface of the drum 30 is charged. Since there are ultra-thin conductive fibers on the sharp tooth tip, the discharge start point can be drastically reduced and the discharge current can be greatly increased by concentrating the discharge site on a very small portion of the sharp tooth tip. it can.
グリッド電極５０は、コロナ帯電器４６と感光ドラム３０との間に配置され、例えば約−９００Ｖの電圧が高圧電源５４から印加される。グリッド電極５０は、感光ドラム３０の静電電位が規定の電位（例えば、約−９００Ｖ）となるように制御される。 The grid electrode 50 is disposed between the corona charger 46 and the photosensitive drum 30, and a voltage of about −900 V, for example, is applied from the high voltage power supply 54. The grid electrode 50 is controlled so that the electrostatic potential of the photosensitive drum 30 becomes a specified potential (for example, about −900 V).
帯電器としてのコロナ帯電器４６により感光ドラム３０の表面が規定の電位に帯電された後、矢印６２で示す露光により静電潜像が感光ドラム３０の表面に形成される。そして、この静電潜像は現像器３２により現像される。 After the surface of the photosensitive drum 30 is charged to a specified potential by a corona charger 46 as a charger, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 30 by exposure indicated by an arrow 62. The electrostatic latent image is developed by the developing device 32.
トナーＴにより形成される画像が転写器としてのコロナ帯電器５６へ向かって送られると、感光ドラム３０の移動に合わせて、転写シート３４が矢印Ｂの方向に転写器としてのコロナ帯電器５６に向かって送られる。 When the image formed by the toner T is sent to the corona charger 56 as a transfer device, the transfer sheet 34 is moved to the corona charger 56 as a transfer device in the direction of arrow B in accordance with the movement of the photosensitive drum 30. Sent toward you.
転写器としてのコロナ帯電器５６は、転写シート３４の裏面を帯電することによって感光ドラム３０上のトナー像を転写シート３４に転写するものである。トナー像が転写された転写シート３４は、定着器３６に送られる。一方、感光ドラム３０に残ったトナーＴはクリーナ３８により除去され、感光ドラム３０の残留電荷は消去ランプ４０により除去される。その後、感光ドラム３０は、再び帯電器としてのコロナ帯電器４６により帯電され、次の作像プロセスを準備する。 The corona charger 56 serving as a transfer device transfers the toner image on the photosensitive drum 30 to the transfer sheet 34 by charging the back surface of the transfer sheet 34. The transfer sheet 34 onto which the toner image has been transferred is sent to a fixing device 36. On the other hand, the toner T remaining on the photosensitive drum 30 is removed by the cleaner 38, and the residual charge on the photosensitive drum 30 is removed by the erasing lamp 40. Thereafter, the photosensitive drum 30 is charged again by a corona charger 46 as a charger, and the next image forming process is prepared.
図４では、帯電器としてのコロナ帯電器４６及び転写器としてのコロナ帯電器５６は、それぞれシールドケース４８及び５８内に１つずつ挿入された形となっているが、コロナ帯電位をそれぞれ２つ又はそれ以上を並設してもよい。 In FIG. 4, a corona charger 46 as a charger and a corona charger 56 as a transfer device are inserted into shield cases 48 and 58, respectively. Two or more may be provided side by side.
図５は、感光ドラム３０を帯電する改良コロナカートリッジ７０の実施形態を示している。このコロナカートリッジ７０は、帯電器としてのコロナ帯電器４６の複数個と、シールドケース４８と、グリッド電極５０と、高圧電源５２および５４（図４に図示）と、シャフト７２とを含んでいる。 FIG. 5 shows an embodiment of an improved corona cartridge 70 that charges the photosensitive drum 30. The corona cartridge 70 includes a plurality of corona chargers 46 as chargers, a shield case 48, a grid electrode 50, high voltage power supplies 52 and 54 (shown in FIG. 4), and a shaft 72.
シールドケース４８は、一側方が開放した矩形断面を有し、感光ドラム３０と共に動作するように電子的に接続されるコロナ帯電器４６の一つは、矩形状のシールドケース４８の内部に配置され、支持されている。コロナ帯電器４６は、上記櫛歯状帯電器１０又は鋸歯状帯電器２９を用いることができる。グリッド電極５０は、電子的に接続されるコロナ帯電器 ４６と感光ドラム３０との間に配置されており、感光ドラム３０の静電電位を規定の電位となるよう制御している。 The shield case 48 has a rectangular cross section that is open on one side, and one of the corona chargers 46 that is electronically connected to operate with the photosensitive drum 30 is disposed inside the rectangular shield case 48. Is supported. As the corona charger 46, the comb-shaped charger 10 or the saw-tooth charger 29 can be used. The grid electrode 50 is disposed between the corona charger 46 and the photosensitive drum 30 that are electronically connected, and controls the electrostatic potential of the photosensitive drum 30 to be a predetermined potential.
シャフト７２は、十字形、星形またはその他放射形対称形状を取り、必要に応じて引き上げ、回転させることが可能となっている。このシャフト７２には、複数のコロナ帯電器４６が配置されて取付けられている。 The shaft 72 has a cross shape, star shape, or other radial symmetrical shape, and can be lifted and rotated as necessary. A plurality of corona chargers 46 are arranged and attached to the shaft 72.
センサ７４は、コロナ帯電器４６と電子的に接続可能であり、この電子的に接続されるコロナ帯電器４６のコロナ機能の劣化を検出するものである。このセンサ７４は、感光ドラム３０に近接して配置され、かつ電子的に接続されるコロナ帯電器４６と現像器３２との間に配置されている。コロナ機能の劣化を検出するために使用されるセンサ７４は公知の技術を適用できる。例えば、センサ７４は、感光体電圧を連続的に監視する静電電圧計（ＥＶＭ）とし、プロセッサ７６およびソフトウェア７８と併用して、電子的に接続されるコロナ帯電器４６の交換時期を計算する。 The sensor 74 is electronically connectable to the corona charger 46, and detects deterioration of the corona function of the corona charger 46 connected electronically. The sensor 74 is disposed between the corona charger 46 and the developing device 32 which are disposed in the vicinity of the photosensitive drum 30 and are electronically connected. A known technique can be applied to the sensor 74 used for detecting the deterioration of the corona function. For example, the sensor 74 is an electrostatic voltmeter (EVM) that continuously monitors the photoreceptor voltage, and is used in combination with the processor 76 and software 78 to calculate the replacement timing of the electronically connected corona charger 46.
電子的に接続されるコロナ帯電器４６が大幅に劣化し、コロナ機能が所定のしきい値以下に低下したことが検出されると、プロセッサ７６は、カム（図示せず）およびギア８０における適当な運動をモータ８２に促すことで、未使用のコロナ帯電器４６を担持したシャフト７２がカムにより引き上げられ、かつギア８０により回転し、未使用の櫛歯状コロナ帯電器４６の１個をシールドケース４８に挿入するため、複写等を継続できる。 If it is detected that the electronically connected corona charger 46 has deteriorated significantly and the corona function has dropped below a predetermined threshold, the processor 76 will detect the appropriateness of the cam (not shown) and gear 80. By urging the motor 82 to move smoothly, the shaft 72 carrying the unused corona charger 46 is pulled up by the cam and rotated by the gear 80 to shield one of the unused comb-shaped corona charger 46. Since it is inserted into the case 48, copying or the like can be continued.
図６は、感光ドラム３０を帯電するコロナカートリッジ９０の別の実施形態を示している。このコロナカートリッジ９０は、帯電器としてのコロナ帯電器４６と、シールドケース４８と、グリッド電極５０と、高圧電源５２および５４（以上、図５に図示せず）と、ディスペンサ９２と、複数個のコロナ帯電器４６とを含んでいる。 FIG. 6 shows another embodiment of the corona cartridge 90 that charges the photosensitive drum 30. The corona cartridge 90 includes a corona charger 46 as a charger, a shield case 48, a grid electrode 50, high-voltage power supplies 52 and 54 (not shown in FIG. 5), a dispenser 92, a plurality of And a corona charger 46.
シールドケース４８は、一側方が開放した矩形断面を有し、感光ドラム３０と共に動作するように電子的に接続されるコロナ帯電器４６は、矩形状のシールドケース４８の内部に配置され、支持されている。コロナ帯電器４６は、上記櫛歯状帯電器１０又は鋸歯状帯電器２９を用いることができる。グリッド電極５０は、電子的に接続されるコロナ帯電器４６と感光ドラム３０との間に配置され、感光ドラム３０の静電電位を規定の電位となるように制御されている。 The shield case 48 has a rectangular cross section that is open on one side, and a corona charger 46 that is electronically connected to operate together with the photosensitive drum 30 is disposed inside the rectangular shield case 48 and supports it. Has been. As the corona charger 46, the comb-shaped charger 10 or the saw-tooth charger 29 can be used. The grid electrode 50 is disposed between the corona charger 46 and the photosensitive drum 30 that are electronically connected, and is controlled so that the electrostatic potential of the photosensitive drum 30 becomes a predetermined potential.
ディスペンサ９２は、シールドケース４８の真上に配置され、電子的に接続されていないコロナ帯電器４６を格納している。センサ７４は、コロナ帯電器４６と電子的に接続可能であり、この電子的に接続されるコロナ帯電器４６のコロナ機能の劣化を検出するものである。センサ７４は、感光ドラム３０に近接して配置され、かつ電子的に接続されるコロナ帯電器４６と現像器３２との間に配置されている。 The dispenser 92 is disposed directly above the shield case 48 and stores the corona charger 46 that is not electronically connected. The sensor 74 is electronically connectable to the corona charger 46, and detects deterioration of the corona function of the corona charger 46 connected electronically. The sensor 74 is disposed between the corona charger 46 and the developing device 32 which are disposed in the vicinity of the photosensitive drum 30 and are electronically connected.
図５に示す実施形態と同様に、電子的に接続されるコロナ帯電器４６が大幅に劣化したと検出されると、コロナ帯電器４６は、シールドケース４８から自動的に引き上げられ、例えば、ディスペンサ９２の左端に移動させられる。ディスペンサ９２は、例えば左方向にシフトし、例えばディスペンサ９２の右端に配置された未使用のコロナ帯電器４６の１個をシールドケース４８に挿入して、これを動作するために電子的に接続される。 Similar to the embodiment shown in FIG. 5, when it is detected that the electronically connected corona charger 46 is significantly degraded, the corona charger 46 is automatically lifted from the shield case 48, for example, a dispenser. 92 is moved to the left end. The dispenser 92 shifts, for example, to the left, and is electronically connected to operate one of the unused corona chargers 46 located at the right end of the dispenser 92, for example, by inserting it into the shield case 48. The
１０ 櫛歯状帯電器
１２ 櫛歯帯電電極
１４ 絶縁基板
１６ チップ抵抗器
１８ 共通電極
２２ 導電性繊維
２３ 鋸歯状電極
２３ａ 先端突起
２４ 支持部材
２５ サイドプレート
２６ 絶縁部材
２７ 台部分
２８ 溝
２９ 鋸歯状帯電器
３０ 感光ドラム
３２ 現像器
３４ 転写シート
３６ 定着器
３８ クリーナ
４０ 消去ランプ
４２ 帯電器としてのコロナ帯電システム
４４ 転写器としてのコロナ帯電システム
４６ 帯電器としてのコロナ帯電器
４８ シールドケース
５０ グリッド電極
５２，５４ 高圧電源
５６ 転写器としてのコロナ帯電器
５８ シールドケース
６０ 高圧電源
７０ 改良コロナカートリッジ
７２ シャフト
７４ センサ
７６ プロセッサ
７８ ソフトウェア
８０ ギア
８２ モータ
９０ コロナカートリッジ
９２ ディスペンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Comb-shaped charger 12 Comb-shaped charging electrode 14 Insulating substrate 16 Chip resistor 18 Common electrode 22 Conductive fiber 23 Sawtooth electrode 23a Tip protrusion 24 Support member 25 Side plate 26 Insulating member 27 Base part 28 Groove 29 Serrated charging Device 30 Photosensitive drum 32 Developing device 34 Transfer sheet 36 Fixing device 38 Cleaner 40 Erasing lamp 42 Corona charging system 44 as charging device Corona charging system 46 as transferring device Corona charging device 48 as charging device 48 Shield case 50 Grid electrode 52, 54 High Voltage Power Supply 56 Corona Charger 58 as Transfer Device 60 Shield Case 60 High Voltage Power Supply 70 Improved Corona Cartridge 72 Shaft 74 Sensor 76 Processor 78 Software 80 Gear 82 Motor 90 Corona Cartridge 92 Dispenser
Claims (5)
突起が複数配設された櫛歯状帯電器であり、該突起の先端部分に導電性繊維を有することを特徴とする帯電器。 A charger that applies a voltage between a charger and a member to be charged and charges the member to be charged by corona discharge,
A charger having a plurality of protrusions arranged in a comb shape, and having conductive fibers at a tip portion of the protrusions.
列状に突起を有する鋸歯状帯電器であり、該突起の先端部分に導電性繊維を有することを特徴とする帯電器。 A charger that applies a voltage between a charger and a member to be charged and charges the member to be charged by corona discharge,
A charging device comprising a sawtooth charger having protrusions in a row, and having conductive fibers at a tip portion of the protrusions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004271453A JP2006084951A (en) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | Charger and image recording apparatus having the same |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007279724A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Xerox Corp | Nano-structure coated high-performance solid state charger |
| JP2007279723A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Xerox Corp | Nano-structure coated coronode for constant voltage charging device |
| JP2009004204A (en) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Vector:Kk | Ion wind generation device |
| US7907869B2 (en) | 2007-03-13 | 2011-03-15 | Ricoh Company Limited | Charging brush unit, charging device, and image forming apparatus |
| US9857720B2 (en) | 2015-09-18 | 2018-01-02 | Konica Minolta, Inc. | Field effect electric charger device and image forming device |
-
2004
- 2004-09-17 JP JP2004271453A patent/JP2006084951A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007279724A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Xerox Corp | Nano-structure coated high-performance solid state charger |
| JP2007279723A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Xerox Corp | Nano-structure coated coronode for constant voltage charging device |
| US7907869B2 (en) | 2007-03-13 | 2011-03-15 | Ricoh Company Limited | Charging brush unit, charging device, and image forming apparatus |
| JP2009004204A (en) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Vector:Kk | Ion wind generation device |
| US9857720B2 (en) | 2015-09-18 | 2018-01-02 | Konica Minolta, Inc. | Field effect electric charger device and image forming device |
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