JP2001356568A - Electrifying device and device for image formation - Google Patents
Electrifying device and device for image formationInfo
- Publication number
- JP2001356568A JP2001356568A JP2001064741A JP2001064741A JP2001356568A JP 2001356568 A JP2001356568 A JP 2001356568A JP 2001064741 A JP2001064741 A JP 2001064741A JP 2001064741 A JP2001064741 A JP 2001064741A JP 2001356568 A JP2001356568 A JP 2001356568A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charger
- charged
- charging
- charging device
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、帯電器およびに画
像形成装置に関し、特に帯電効率を改善した帯電器とそ
れを用いた画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charger and an image forming apparatus, and more particularly to a charger having improved charging efficiency and an image forming apparatus using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明は、電子写真方式の複写機、プリ
ンター、ファクシミリ等の画像記録装置に用いられる帯
電器に関する発明であるが、この技術は、放電現象及び
帯電現象を利用した様々な装置に応用が可能である。例
えば、液晶工場等では帯電防止を行うために用いられる
イオナイザー等がある。従来のイオナイザーは、空中現
象を利用している。そのため、電極からの異物を発生さ
せ、歩留まりを低下させる要因となっている。本発明の
帯電器を用いることで異物を発生させない除電を可能に
することができる。通常の基板の帯電を除去する場合、
本発明の帯電器の細線部分を帯電している基板等に接触
させる。本発明での効果は積極的に帯電させることでは
あるが、電圧を印加しないで、アースにとって置くこと
によって、除電効果が期待できる。基本的には帯電器か
ら異物を発生することはない。これと同時に基板上に存
在する異物を帯電器に吸着することが期待できる。この
場合は、帯電器側に異物を除去する装置を構成すること
が必要である。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a charger for use in an image recording apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile or the like. Application is possible. For example, in a liquid crystal factory or the like, there is an ionizer or the like used for performing antistatic. Conventional ionizers utilize the aerial phenomenon. For this reason, foreign matter is generated from the electrodes, which is a factor that lowers the yield. By using the charger of the present invention, it is possible to eliminate static electricity without generating foreign matter. When removing the normal substrate charge,
The thin line portion of the charger of the present invention is brought into contact with a charged substrate or the like. Although the effect of the present invention is to positively charge the battery, it can be expected that a static elimination effect can be expected by placing it on the ground without applying a voltage. Basically, no foreign matter is generated from the charger. At the same time, it can be expected that foreign substances existing on the substrate are adsorbed to the charger. In this case, it is necessary to configure a device for removing foreign matter on the charger side.
【0003】ここで、画像記録装置に用いられる接触型
帯電器に話を戻して考える。従来の帯電方式はコロナ放
電を用いたコロトロン、スコロトロンが主流であった。
しかしコロナ放電は、空気中に電界をかけることから、
オゾンやNOxなど有害物質を大量に発生することや、
帯電効率が低いために消費電力が多く、また4k〜6k
Vの高圧電源が必要なためコストが高く、かつ人体に対
し危険性があるといった欠点があった。近年の環境に対
する配慮から、このような帯電方式を改善することは急
務であり、ローラー帯電へと移行されつつある。Here, let us return to the contact type charger used in the image recording apparatus. In the conventional charging system, a corotron using a corona discharge and a scorotron were mainly used.
However, corona discharge applies an electric field in the air,
Producing harmful substances such as ozone and NOx in large quantities,
High power consumption due to low charging efficiency, and 4k-6k
Since a high-voltage power supply of V is required, there are disadvantages that the cost is high and there is a danger to the human body. Due to recent environmental considerations, it is urgent to improve such a charging system, and there is a shift to roller charging.
【0004】ローラー帯電とは、導電性ゴムローラーを
画像記録装置の場合は感光体などの被帯電体と接触さ
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
較して、オゾンの発生が著しく低減(1/100〜1/
500に低減)されている。このような方法は、たとえ
ば、特開平7−92617号公報、特開昭64−733
65号公報、特開昭64−54471号公報などに示さ
れている。しかしながら、帯電ローラーも被帯電体と帯
電ローラー間の微小空隙に電圧を加えコロナ放電を起こ
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、オゾンが被帯電体近傍で発生するため、オゾンに
よる被帯電体の劣化は依然として課題として残る。[0004] Roller charging means that in the case of an image recording apparatus, a conductive rubber roller is brought into contact with a member to be charged such as a photoreceptor, and discharge is caused in a minute gap between the member and the charging roller to charge the surface of the member. Method, in which the generation of ozone is significantly reduced as compared with a corotron (1/100 to 1/100).
500). Such a method is disclosed in, for example, JP-A-7-92617 and JP-A-64-733.
No. 65, JP-A-64-54471, and the like. However, since the charging roller also applies a voltage to the minute gap between the member to be charged and the charging roller to cause corona discharge, the generation of ozone cannot be reduced to zero in principle.
Further, since ozone is generated near the member to be charged, deterioration of the member to be charged due to ozone still remains as a problem.
【0005】被帯電体の劣化の原因は諸説あるが、その
1つとして、放電による不要生成物(オゾンやNOx)
などが、被帯電体表面と化学結合することによっている
という説がある。化学結合の原因にはオゾンの強い酸化
力やNOxなどが作る窒化物などが考えられている。こ
のようなことからも、帯電工程で、できるだけ不要物を
生成しないことが望まれる。またローラ型はコロナに比
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は依然として課題と
して残る。また、近年、感光体を劣化させる要因とし
て、感光体近傍の高電界などが疑われている。このよう
な懸念事項を払拭する上でも、低電圧での帯電方式が望
まれている。また、原理上、放電によるにはある閾値が
存在し、それ以上に電圧を印加しなければ帯電を施すこ
とができない。このため、例えば100Vに帯電したい
場合などは、電荷注入では150Vであるのに対し、放
電では数百Vの印加が必要となる。今後の低電圧現像が
実現したとしても、閾値以上の電圧を印加しなければな
らず、メリットが薄れる。可能であるならば、必要な表
面電位と同程度の印加電圧で満足する方法が望まれる。There are various causes for the deterioration of the member to be charged. One of the causes is unnecessary products (ozone and NOx) due to discharge.
There is a theory that these are due to chemical bonding with the surface of the member to be charged. It is considered that the chemical bond is caused by a strong oxidizing power of ozone or a nitride formed by NOx or the like. Also from such a thing, it is desired that unnecessary substances are not generated as much as possible in the charging step. Further, since the roller type generates the ozone much closer to the member to be charged than the corona, the deterioration of the member to be charged by ozone still remains as a problem. In recent years, a high electric field near the photoconductor has been suspected as a factor that deteriorates the photoconductor. In order to eliminate such concerns, a charging method at a low voltage is desired. Further, in principle, there is a certain threshold value due to discharge, and charging cannot be performed unless a voltage is applied more than that. For this reason, for example, when it is desired to charge to 100 V, it is necessary to apply several hundred volts for discharging, while 150 V for charging. Even if future low-voltage development is realized, a voltage higher than the threshold must be applied, and the merit is diminished. If possible, a method that satisfies the condition with an applied voltage approximately equal to the required surface potential is desired.
【0006】ミノルタからはフィルム状のブレード型帯
電器が提案されている。これは、ブレードと感光体との
空隙において、やはり放電を起こすものである。これの
特徴はフィルムの柔軟性である。これにより、その密着
性を向上させることができ、感光体のラフネスによる帯
電むらを低減できると考えられる。しかし、フィルムの
柔軟性はその耐久性とはトレードオフの関係となり、実
用上は課題が残る。[0006] Minolta has proposed a film-type blade-type charger. This also causes a discharge in the gap between the blade and the photoconductor. A feature of this is the flexibility of the film. Thereby, it is considered that the adhesion can be improved, and uneven charging due to roughness of the photoconductor can be reduced. However, the flexibility of the film has a trade-off relationship with its durability, and there remains a problem in practical use.
【0007】よってオゾンが全く発生しない電荷注入が
最近注目されるようになっている。電荷注入とは放電を
起こさないで、接触型帯電器から直接電荷を感光層に注
入する方法である。この方法はこのため、原理的にオゾ
ンは発生しない。電荷注入においては、接触型帯電器と
被帯電体との接触抵抗や微小空隙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、接触抵抗は低いほ
ど良いと考えられる。その目的のために、特開平6−7
5459号公報ではテトラシアノキノジメタン(TCN
Q)等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン(T
TF)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ーを作
っている。Accordingly, charge injection which does not generate ozone at all has recently attracted attention. The charge injection is a method of injecting charges directly from a contact-type charger into a photosensitive layer without causing discharge. This method therefore does not generate ozone in principle. In charge injection, the lower the contact resistance, the better the contact resistance between the contact-type charger and the member to be charged and the capacity of the minute voids. For that purpose, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent No. 5449 discloses tetracyanoquinodimethane (TCN).
Q) and an electron accepting compound such as tetrathiafulvalene (T
A charge roller is made of a conductive rubber made of a polymer material having conductivity provided by replacing a charge transfer complex composed of an electron donating compound such as TF) with a polymer network.
【0008】しかしながら香川、古川、新川らによるJ
apan Hardcopy92、pp.287〜29
0の報告では、80%RHの高湿下では有機感光体(以
後OPCと略す)は十分な帯電電圧が得られるが、30
〜50%RHの湿度下では印加電圧の半分までしか帯電
されず、注入速度が遅いことが判っている。これは帯電
ローラーの接触面積(ニップ幅)が小さいことと、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, J by Kagawa, Furukawa, Shinkawa and others
Apan Hardcopy 92, pp. 287-29
According to the report of No. 0, a sufficient charging voltage can be obtained for an organic photoconductor (hereinafter abbreviated as OPC) under a high humidity of 80% RH,
It is known that under a humidity of 50% RH, only half of the applied voltage is charged, and the injection speed is low. This is probably because the contact area (nip width) of the charging roller is small and the resistance of the conductive rubber is not sufficiently reduced.
【0009】つまり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、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、ゴム硬度が大きくなるのではないかと思われ
る。例えば、特開平6−75459号公報での導電性ゴ
ムの抵抗は、10Ω・cmとなっており、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。ま
た、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、接触型帯電器構造が複雑にな
る。That is, in order to obtain a conductive rubber having a low resistance, it is necessary to dope a large amount of the charge transfer complex. However, as the doping amount increases, the flexibility of the network of the polymer itself decreases and the rubber hardness increases. I think it is. For example, the resistance of the conductive rubber in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-75459 is 10 Ω · cm, and lowering the resistance of the conductive rubber while maintaining an appropriate rubber hardness is a matter of selecting a polymer material. It is not expected that this will be easy. Moreover, since the charging potential of a conductive rubber made of a polymer material having conductivity as a whole is sensitive to humidity, it is necessary to strictly control the environment, and the structure of the contact-type charger becomes complicated.
【0010】一方、特開平7−140729号公報で
は、吸水性のスポンジローラーを用いて感光体に電荷を
注入している。吸水性のスポンジローラーを用いる場
合、ローラーの含水率がローラー抵抗や電荷の注入速度
に大きな影響を与えるので、ローラーからの水分蒸発に
よって帯電電位が変動する虞れがある。帯電電位の変動
を抑えるためにはローラー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、接触型帯電器の構造は複
雑になり、安価に製造することができない。また、特開
平9−101649号公報においては、帯電ブラシの導
電性繊維をエッチング繊維または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ことが提案されている。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の各部の熱収縮の差
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。これらの処理によって、実質的により細い径の
導電性繊維を用いたことになり、感光体との接触面積を
増加することができる。On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-140729, an electric charge is injected into a photosensitive member using a water-absorbing sponge roller. When a water-absorbing sponge roller is used, the water content of the roller greatly affects the roller resistance and the charge injection speed, and thus the charging potential may fluctuate due to evaporation of water from the roller. In order to suppress the fluctuation of the charging potential, it is necessary to strictly control the evaporation of water from the roller over a long period of time, and the structure of the contact-type charger becomes complicated and cannot be manufactured at low cost. Also, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-101649, the contact area between the conductive fiber and the photoconductor is increased by making the conductive fiber of the charging brush an etching fiber or a split fiber,
It has been proposed to increase the speed of charge injection. 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 fibers in the thickness direction. In addition, the split fiber is a fiber obtained by splitting one conductive fiber in the thickness direction by utilizing a difference in heat shrinkage of each part at the time of heating. By these treatments, the conductive fibers having a substantially smaller diameter are used, and the contact area with the photoconductor can be increased.
【0011】しかしながら、分割された繊維の引っ張り
強度は分割前の導電性繊維と比較し分割された分だけ小
さくなる。その結果、感光体と接触した場合、分割され
た繊維は切断されやすくなり、長期の使用では帯電電位
のバラツキを起こし、接触型帯電器の寿命を低下させる
原因となってしまう。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、接触面積の著しい増加は期待できず、電荷注入速度
が顕著に向上するとは思えない。このように、電荷注入
方式にも幾つかの課題が残されており、実機への応用例
も決して多くはない。However, the tensile strength of the divided fiber is smaller than that of the conductive fiber before the division by an amount corresponding to the division. As a result, when it comes into contact with the photoreceptor, the split fibers are easily cut, and when used for a long period of time, the charging potential varies, which causes a reduction in the life of the contact type charger. Conversely, when trying to obtain a long-life contact-type charger, the number of conductive fibers cannot be increased, so that a remarkable increase in the contact area cannot be expected, and the charge injection speed does not seem to be significantly improved. As described above, some problems still remain in the charge injection method, and there are not many examples of application to an actual device.
【0012】近年ではこのような背景のもと、非接触で
かつ放電を用いない帯電方法が研究されつつある。これ
は大阪府立大の中山教授などによってもその可能性が報
告されている(JapanHardCopy97(予稿
集P221)大阪府立大学秋田、中山)。この方法は非
接触において、帯電器表面に微小突起物を構成すること
で、通常のパッシェン則にのらない帯電が可能となる。
これによって、パッシェンの閾値以下での帯電が可能に
なり、コスト的にもオゾンのような副生成物なども少な
く、感光体へのダメージも低減できるとされている。In recent years, a charging method that is non-contact and does not use discharge has been studied under such a background. This possibility has also been reported by Professor Nakayama of Osaka Prefectural University (Japan HardCopy 97 (Preliminary Collection P221), Osaka Prefectural University Akita, Nakayama). In this method, non-contact charging that does not conform to the ordinary Paschen's rule can be performed by forming minute projections on the charger surface.
It is stated that this makes it possible to perform charging at a Paschen threshold or less, reduce by-products such as ozone in terms of cost, and reduce damage to the photoconductor.
【0013】以上のような観点から、本発明は、オゾン
やNOxの問題が無い電荷注入方式を採用し、かつ従来
の帯電ブラシにおける課題を解決することを課題とす
る。また、帯電ブラシの摩耗をできるだけ少なくし、機
械寿命を向上させることを課題とする。さらに、細線の
密度を上げるだけでなく、細線と被帯電体との接触面積
を広くして効率の良い帯電を可能にする構成を提供し、
帯電能力の向上を実現し、さらにピンホールや放電に関
する課題を解決できる構成を提供することを課題とする
ものである。In view of the above, it is an object of the present invention to employ a charge injection method free from problems of ozone and NOx and to solve the problems of the conventional charging brush. Another object of the present invention is to minimize the wear of the charging brush and improve the mechanical life. Furthermore, not only increase the density of the fine wires, but also provide a configuration that enables efficient charging by increasing the contact area between the fine wires and the member to be charged,
It is an object of the present invention to provide a configuration which can improve the charging ability and can solve the problems relating to pinholes and discharge.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の帯電器
の課題とそれに対する対処の必要性について列挙してみ
よう。 (1)高電圧の危険性 電子写真プロセスにおいて、感光体を帯電させる方法と
してコロナ放電もしくはローラー型での放電を利用して
きた。この場合、放電に必要な電圧として、数kVとい
う大きな電圧を加える必要があった。kVというオーダ
ーの大きな電位は、人にとって非常に危険な電圧であ
る。このような大きな電圧を、複写機が利用されている
ようなオフィスなどに存在させることは、本来できるだ
け避けなければならないことである。また、このような
大きな電圧を交流で利用することによって、多少たりと
も電磁波が発生していることは否めない。科学的な裏付
けは乏しいが、近年、電磁波による健康被害が取りざた
されている。このように電磁波に対する警戒感を持つよ
うな傾向は、今後さらに広がりを見せると思わる。この
ような意味においても、人が身近に作業するような空間
においては、可能な限り大きな電圧は利用しないように
する必要がある。Here, the problems of the conventional charger and the necessity of dealing with them will be enumerated. (1) Risk of High Voltage In an electrophotographic process, corona discharge or roller-type discharge has been used as a method for charging a photoreceptor. In this case, it was necessary to apply a large voltage of several kV as a voltage required for discharging. A large potential on the order of kV is a very dangerous voltage for humans. The existence of such a large voltage in an office or the like where a copying machine is used must be avoided as much as possible. In addition, it is undeniable that electromagnetic waves are generated to some extent by using such a large voltage as an alternating current. Although scientific evidence is poor, health damage due to electromagnetic waves has been attempted in recent years. This tendency to be cautious about electromagnetic waves is expected to spread further in the future. In this sense, it is necessary to avoid using as large a voltage as possible in a space where a person works nearby.
【0015】(2)コスト、設計上の問題 帯電器に必要な高電圧を得るためには、通常、電源10
0Vを昇圧装置で所望の電圧にしている。この昇圧装置
はコスト面でも、設計上、大きな問題となっている。し
たがって、できるだけ、小さな電圧でも電子写真プロセ
スが行えるようにさまぎまな研究がなされ、近年ではこ
のような成果が実り、低電位現像などが少しずつではあ
るが実現してきている。このように、低電位での電子写
真プロセスが完成した暁には、帯電プロセスでの帯電電
位は低いもので良くなるであろう。しかし、現状の放電
を利用した帯電では、少なくともパッシェンの閾値まで
の電圧を印加しなけれれば、放電は発生せず、帯電は不
可能である。このような状況では、今後、低電位現像が
実現できたとしても、帯電には大きな電圧が必要とな
り、低電位現像の効果が薄らぐ。可能であるならば、5
00Vの表面電位が必要な時にはそれと同等、例えば5
50V程度の印加電圧で十分なような帯電装置が望まれ
る。(2) Cost and design problems In order to obtain a high voltage required for a charger, a power supply 10
0V is set to a desired voltage by a booster. This booster is a major problem in design in terms of cost. Therefore, various researches have been conducted to enable the electrophotographic process to be performed with as small a voltage as possible. In recent years, such results have been achieved, and low potential development and the like have been realized little by little. Thus, once the low potential electrophotographic process is completed, a lower charging potential in the charging process will be better. However, in the current charging using the discharge, unless at least a voltage up to the Paschen threshold is applied, no discharge occurs and charging is impossible. In such a situation, even if low-potential development can be realized in the future, a large voltage is required for charging, and the effect of low-potential development is diminished. 5 if possible
When a surface potential of 00 V is required, it is equivalent to that, for example, 5 V
A charging device that requires an applied voltage of about 50 V is desired.
【0016】(3)感光体ダメージ 現状の電子写真プロセスにおいては、被帯電体としての
感光体を用いている。感光体は光を照射した部分だけ低
抵抗化し、帯電に寄与している表面電荷を消滅させ、潜
像を形成する役割を担っている。近年ではその感光体に
有機物が多く用いられているが、有機物は無機物などに
比べて、はるかに劣化が早い。感光体の劣化は他の部品
に比べはるかに早く、複写機やプリンターを長く利用す
るためには、メンテナンスや部品交換が必要である。こ
のような寿命の短い部品は、メンテナンスコストを考え
ると、重要な改善項目であり、長寿命の感光体の開発が
熱望されている。また、このように感光体を劣化させな
い電子写真プロセスが必要とされている。この劣化現象
は光徐電速度の低下、光生成キャリアの減少や、暗電流
の増大などによって評価される。現状のところ、この劣
化が何によるものかはっきりしたデーターは取られてい
ないが、その一つの要因として、帯電プロセスが考えら
れている。帯電プロセスでは、イオン化された分子が、
帯電電圧によって加速される。この加速されたイオンが
感光体に衝突する。このことは、半導体製造プロセスに
おけるプラズマエッチングによる表面劣化に非常に良く
類似している。(3) Photoconductor Damage In the current electrophotographic process, a photoconductor is used as a member to be charged. The photoreceptor has a role of reducing the resistance only at the portion irradiated with light, eliminating surface charges contributing to charging, and forming a latent image. In recent years, many organic substances have been used for the photoreceptor, but organic substances deteriorate much faster than inorganic substances and the like. The deterioration of the photoreceptor is much faster than other parts, and maintenance and replacement of parts are necessary to use a copier or a printer for a long time. Such a short-life component is an important improvement item in view of maintenance costs, and development of a photoconductor having a long life is eagerly desired. In addition, there is a need for an electrophotographic process that does not deteriorate the photoconductor. This deterioration phenomenon is evaluated by a decrease in the photo-charge speed, a decrease in photo-generated carriers, an increase in dark current, and the like. At present, no clear data has been collected on the cause of this deterioration, but one of the factors is considered to be the charging process. In the charging process, ionized molecules are
It is accelerated by the charging voltage. The accelerated ions collide with the photoconductor. This is very similar to surface degradation due to plasma etching in a semiconductor manufacturing process.
【0017】以下、半導体プロセスでの表面の劣化につ
いて考えてみる。半導体プロセスなどでの劣化は、プロ
セス上非常に重要視されており、今までに非常に多くの
研究がなされ、そのメカニズムに関しては、概ね明らか
にされてきている。良く知られる研究成果のうちに、衝
突イオンの運動エネルギーと、それによって形成される
原子欠陥の相関などがある。これらは、実験的にも確か
められているし、モンテカルロや第一原理計算のような
方法でも検証されている。このような衝突で形成される
原子欠陥は、格子間原子やフレンケル欠陥などを生じ、
バンド理論上では、バンド間準位を形成することとな
る。このような不純物準位はその物質での電子の移動度
を低減したり、再結合中心として働く。このようなこと
は、実験的にも確かめられ認知されている。このような
実験および計算結果は、SiやGaAsなどの化合物半
導体などで行われている。しかし、このような物理現象
は有機の半導体である感光体においても起きることが容
易に想像される。つまり、衝突するイオンの運動量に如
何によって、感光体に不純物準位が形成される。これに
よって電子の移動度の低減、および再結合中心の形成が
なされ、ホッピング伝導の増大などが起きる。これは先
に述べた感光体の劣化現象である光除電速度の低下、光
生成キャリアの低減、または暗電流の増大につながる。
以上から、できるだけ、運動エネルギーの低いイオン
(電子)を利用して被帯電体を帯電することが必要なこ
とが分かる。荷電粒子の運動エネルギーは、概ねその近
傍での電場によって支配されており、したがって、その
電場および電圧を低減することが望まれる。Hereinafter, the deterioration of the surface in the semiconductor process will be considered. Deterioration in a semiconductor process or the like is regarded as very important in the process, and a great deal of research has been made so far, and its mechanism has been largely clarified. Among the well-known research results are the correlation between the kinetic energy of the colliding ion and the atomic defect formed by it. These have been confirmed experimentally, and also verified by methods such as Monte Carlo and first-principles calculations. Atomic defects formed by such collisions cause interstitial atoms, Frenkel defects, etc.
In band theory, an inter-band level is formed. Such impurity levels reduce the mobility of electrons in the substance or serve as recombination centers. This has been confirmed and recognized experimentally. Such experiments and calculation results have been performed on compound semiconductors such as Si and GaAs. However, it is easily imagined that such physical phenomena also occur in a photoconductor made of an organic semiconductor. That is, an impurity level is formed on the photoconductor depending on the momentum of the colliding ions. As a result, electron mobility is reduced and recombination centers are formed, and hopping conduction is increased. This leads to a reduction in the photo-elimination speed, a reduction in photo-generated carriers, or an increase in dark current, which are the above-mentioned phenomena of photoconductor deterioration.
From the above, it can be seen that it is necessary to charge the member to be charged using ions (electrons) having low kinetic energy as much as possible. The kinetic energy of a charged particle is generally governed by the electric field in its vicinity, and it is therefore desirable to reduce its electric field and voltage.
【0018】(4)従来の放電での限界 従来のローラー帯電器では低電圧での帯電が困難であっ
た。これは、この帯電プロセスがパッシェン則に従う放
電を利用しているからである。つまり、パッシェン則で
は閾値が存在しており、その閾値を超える電圧を印加し
ない限り放電は開始しない。そのため、例えば、500
V程度の帯電電位が必要な時でも、1kV近い電圧を印
加しなければならなかった。これは、図2に示した帯電
電位と印加電圧の関係から容易に理解することができ
る。上記したような課題から印加電圧を低減することが
望まれるが、従来の放電現象を利用している場合は、低
電圧化は不可能である。(4) Limitation in Conventional Discharge It is difficult to perform charging at a low voltage with a conventional roller charger. This is because this charging process utilizes discharge according to Paschen's rule. That is, the threshold is present in the Paschen rule, and discharge does not start unless a voltage exceeding the threshold is applied. Therefore, for example, 500
Even when a charging potential of about V was required, a voltage close to 1 kV had to be applied. This can be easily understood from the relationship between the charging potential and the applied voltage shown in FIG. Although it is desired to reduce the applied voltage from the above-described problems, it is impossible to reduce the voltage when a conventional discharge phenomenon is used.
【0019】(5)非放電の要求 電界放出の帯電方法においては、低電圧とは言え放電が
起きる可能性がある。帯電器と被帯電体の間で放電が発
生すると、それぞれプラス・マイナスの電荷が発生し、
それぞれ電界によって移動することになる。本来、本発
明で必要な電荷は、被帯電体を帯電させる一方の極性の
電荷だけである。つまり、ダイオードで言うところのモ
ノポーラ性があればよく、バイポーラでなくて良い。電
界放出はモノポーラであるのに対し、放電はバイポーラ
である。バイポーラであると、帯電に不要な電荷が帯電
器表面に衝突することになる。この衝突によって、帯電
器表面の劣化、および発熱などが懸念される。これはプ
ラズマ中に暴露したものと同様で、化学反応エッチング
やスパッタ効果などが考えられる。このような課題を無
くすためには、電圧を印加しても、気体が電離して放電
現象が起きないことが望まれる。(5) Requirement of non-discharge In the field emission charging method, there is a possibility that discharge occurs even though the voltage is low. When a discharge occurs between the charger and the member to be charged, positive and negative charges are generated, respectively.
Each is moved by an electric field. Originally, the charge required in the present invention is only one polarity charge that charges the member to be charged. In other words, it is only necessary that the diode has the monopolar property of a diode, and it need not be a bipolar. Field emission is monopolar, whereas discharge is bipolar. If it is bipolar, charges unnecessary for charging will collide with the charger surface. The collision may cause deterioration of the charger surface and heat generation. This is the same as that exposed in the plasma, and the chemical reaction etching and the sputtering effect are considered. In order to eliminate such a problem, it is desired that even when a voltage is applied, the gas is ionized and a discharge phenomenon does not occur.
【0020】(6)オゾンの問題 従来の放電による帯電では空気を電離し電荷を供給して
いた。そのため、その時に生成される活性酸素およびそ
の副生成物であるオゾンの発生は避けられない。オゾン
が人体に影響を与えることは、よく知られている。そこ
で、その発生メカニズムを検討し、その原因を取り除く
ことで、オゾンの発生しない帯電プロセスの実現が望ま
れる。先に述べたようにローラー帯電器などでは、パッ
シェンの法則で与えられる放電閾値より高電界を印加し
て帯電を施している。このように高い電界では被帯電体
のハザード(劣化)およびオゾンの発生などは避けられ
ない。できれば、低電圧で帯電を施すことが望まれる。
低電圧で帯電を施す方法として電荷注入方式が有力であ
る。この方式では帯電器と被帯電体とが接触する必要が
ある。この方式での課題としては、帯電速度が接触抵抗
に依存しており、従来型の電荷注入型帯電器では十分な
帯電速度を得ることができていないという点である。ま
た、接触型の帯電器には、その安定した接触が絶対条件
となるため、帯電器表面にゴム弾性のある柔軟な部材を
利用するという方法が採られる必要がある。しかし、イ
オン導電性と、ゴム弾性とを有し、かつその抵抗を制御
できる材質を選択することは困難である。またフィラー
などによる低抵抗化などには、その粒径などによる電荷
注入不良など不具合が報告されている(香川:Japa
n Hard Copy(1992)p31)。(6) Problems of ozone In the conventional charging by electric discharge, air is ionized to supply electric charges. Therefore, generation of active oxygen generated at that time and ozone which is a by-product thereof is inevitable. It is well known that ozone affects the human body. Therefore, it is desired to realize a charging process that does not generate ozone by examining the generation mechanism and removing the cause. As described above, in a roller charger or the like, charging is performed by applying an electric field higher than a discharge threshold given by Paschen's law. With such a high electric field, hazard (deterioration) of the member to be charged and generation of ozone are inevitable. If possible, it is desired to perform charging at a low voltage.
The charge injection method is effective as a method for charging at a low voltage. In this method, the charger and the member to be charged need to be in contact with each other. The problem with this method is that the charging speed depends on the contact resistance, and a sufficient charging speed cannot be obtained with a conventional charge injection type charger. Further, since a stable contact is an absolute condition for a contact-type charger, it is necessary to adopt a method of using a flexible member having rubber elasticity on the surface of the charger. However, it is difficult to select a material having ionic conductivity and rubber elasticity and capable of controlling the resistance. In addition, problems such as poor charge injection due to the particle size and the like have been reported for lowering resistance by fillers and the like (Kagawa: Japan).
n Hard Copy (1992) p31).
【0021】このため、電荷注入方式では、このような
課題を解決しなければ、実機への採用は困難であるよう
に思える。このような背景のもと、接触型の電荷注入で
もなく、パッシェン則に乗った疑似平行平板型の放電で
もない新たな方式の帯電が望まれている。このような条
件の中、電界放出による帯電への可能性が報告されてい
る(Japan Hard Copy 1997(予稿
集P221)大阪府立大学 秋田、中山)。この報告で
は、大気中での電流電圧特性を測定しており、帯電に対
しては十分な電流を得ている。その閾値も200V程度
でパッシェン則から考えられる閾値の約400V(ギャ
ップ長は10μm以上とする)よりは小さい値となって
いる。しかし、彼らの報告の中では、その電界放出での
帯電プロセスヘの応用の可能性について述べられている
だけで、本発明のような課題を提示しているわけではな
い。本発明では、この電界放出現象(もしくは非パッシ
ェン放電)を用いて、オゾンの生成およびNOxの生成
を低減し、感光体に対するハザードなどを低減するとい
う、この報告とは異なる課題を提示している。また、そ
れに必要な駆動範囲を定めている。For this reason, it seems that adoption of the charge injection method to an actual machine is difficult unless such problems are solved. Against this background, there is a demand for a new type of charging that is neither a contact-type charge injection nor a quasi-parallel plate type discharge based on Paschen's rule. Under such conditions, the possibility of electrification due to field emission has been reported (Japan Hard Copy 1997 (Preliminary Collection P221), Osaka Prefecture University Akita, Nakayama). In this report, the current-voltage characteristics in the atmosphere are measured, and a sufficient current is obtained for charging. The threshold value is also about 200 V, which is smaller than the threshold value of about 400 V (the gap length is set to 10 μm or more) which can be considered from Paschen's rule. However, their report only mentions the possibility of application to the charging process in the field emission, but does not present the problem as in the present invention. The present invention presents a problem different from this report, in which the use of this field emission phenomenon (or non-Paschen discharge) reduces the generation of ozone and NOx, and reduces the hazards to the photoreceptor. . In addition, the necessary driving range is determined.
【0022】(7)微小突起形状 従来の平行平板ではパッシェンの法則が成り立ち、それ
以下の電圧での十分な帯電に困難が伴う。このことか
ら、放電によって帯電を施すには、パッシェン則から逸
脱する構造が必要である。また、放電を起こさない電界
放出などを想定した場合でも、通常の平行平板では非常
に高い閾値を持ち、印加電圧では十分な帯電を行うこと
ができない。従って、微視的には平行平板を崩すような
構成の実現を考える。微小突起形状はそのための一つの
選択肢である。(7) Shape of Micro Protrusions In a conventional parallel flat plate, Paschen's law is established, and it is difficult to sufficiently charge at a voltage lower than that. For this reason, a structure deviating from Paschen's rule is required for charging by discharging. Further, even in the case of assuming a field emission that does not cause a discharge, an ordinary parallel flat plate has a very high threshold value, and sufficient charging cannot be performed with an applied voltage. Therefore, microscopically, the realization of a configuration that breaks the parallel flat plate is considered. The microprojection shape is one option for that.
【0023】(8)電荷供給量の不足 従来、帯電器表面に微小突起物を形成し、パッシェンで
の放電閾値電圧を低減する方法が試みられている。微小
突起物があることによって、そこでの電界集中が起き、
平行平板に比べると、高い電界領域を微小突起周辺に形
成できる。この領域で放電を起こし、発生した電荷を被
帯電体に移動させることで帯電を施すことができる。こ
れによって、通常の放電閾値が若干低減でき、感光体へ
のダメージ、オゾンの生成などを低減することができ
る。しかし、現状では、微小突起を形成しても、そこで
生成される電荷量が少なく、このような効果が顕著に見
えてこない。ここでの課題の1つは、この微小突起周辺
で十分な電荷を生成することである。現在考えられる解
決策として、以下のような方法がある。(8) Insufficient Amount of Charge Supply Conventionally, a method has been attempted in which minute projections are formed on the surface of a charger to reduce the discharge threshold voltage in Paschen. The presence of the microprojections causes the electric field concentration there,
Compared to a parallel plate, a higher electric field region can be formed around the microprojections. Discharge occurs in this region, and the generated charge is transferred to the member to be charged, whereby charging can be performed. As a result, the normal discharge threshold can be slightly reduced, and damage to the photoconductor, generation of ozone, and the like can be reduced. However, at present, even if minute projections are formed, the amount of electric charge generated there is small, and such an effect does not appear remarkably. One of the problems here is to generate a sufficient charge around the microprojections. Currently possible solutions include the following:
【0024】印加電圧の増大 これによって、高電界領域を増大させることができる
が、電荷量を稼いだとしても、閾値以上の電圧になる
と、本末転倒になる。また、いくら電圧を高くしても、
平均自由行程は変わらないので、その高い電界をもって
しても、電荷発生効率が向上するとは思えない。 微小突起の微細化 微小突起を微細化することで電界集中は強くおきるが、
逆にそれによって形成される高電界領域は低減する。つ
まり、微小突起の形状では、電界強さと領域の広さとで
トレードオフの関係となる。そのため、微細化だけでは
生成電荷の増大は望めない。 微小突起と被帯電体とのギャップを小さくする これにより、低電圧によって高い電界を得ることが可能
になる。印加電圧は低減できるが、それとともに被帯電
体に近傍にできる電界は大きくなる。これは、衝突イオ
ンの運動量の増大につながり、感光体へのダメージが多
くなる。また、被帯電体は容量として働くため、ギャッ
プと被帯電体の直列容量となる。このため印加した電圧
はこの直列容量で電圧分配される。被帯電体の厚みに比
べ、ギャップの大きさが小さくなると、印加電圧が被帯
電体に多くかかることになる。このため、ギャップを小
さくすればするほど、ギャップにかかる電圧は飽和して
しまう。 微小突起の量を増大させる 単位面積当たりの微小突起数を多くすること、つまりは
微小突起の表面積を増大させる方法がある。これによっ
て、形成される高電界領域が増大する。しかし、平行板
から突出した微小突起では、限界がある。また、それら
の突起間距離が近くなると、あたかも、平行平板と同様
に働くようになって、電界集中が起きなくなる。したが
って微小突起の密度は大きくしないで、微小突起の量を
増大させることが望まれる。In this way, the high electric field region can be increased. However, even if the amount of electric charge is obtained, if the voltage becomes higher than the threshold value, the battery will fall over. Also, no matter how high the voltage,
Since the mean free path does not change, it is unlikely that the charge generation efficiency is improved even with the high electric field. Miniaturization of micro-projections By miniaturizing micro-projections, the electric field concentration increases strongly,
Conversely, the high electric field region formed thereby is reduced. That is, in the shape of the minute protrusion, there is a trade-off relationship between the electric field strength and the area size. Therefore, an increase in generated charge cannot be expected only by miniaturization. Reducing the gap between the microprojections and the member to be charged This makes it possible to obtain a high electric field with a low voltage. Although the applied voltage can be reduced, the electric field generated near the member to be charged also increases. This leads to an increase in the momentum of the colliding ions, and the damage to the photoconductor increases. Further, since the charged body functions as a capacity, the gap becomes a series capacity of the charged body. For this reason, the applied voltage is distributed by this series capacitance. When the size of the gap is smaller than the thickness of the member to be charged, a larger applied voltage is applied to the member to be charged. Therefore, the smaller the gap is, the more the voltage applied to the gap is saturated. Increasing the number of microprojections There is a method of increasing the number of microprojections per unit area, that is, increasing the surface area of the microprojections. Thus, the formed high electric field region increases. However, there is a limit in the case of minute projections projecting from the parallel plate. Further, when the distance between the projections is reduced, the projections work as if they were parallel plates, and the electric field concentration does not occur. Therefore, it is desired to increase the amount of the fine protrusions without increasing the density of the fine protrusions.
【0025】(9)異物の混入 非接触型で、微小突起を形成した構造の帯電器では、帯
電器表面と被帯電体の間には数μm単位のギャップ制御
が必要とされる。これを解決するための方法として、従
来から、ブレード型、もしくはローラー型の帯電器が考
えられていた。このような形状の帯電器では、トナーな
どの微小異物などがその帯電器と被帯電体との間に入っ
た時は、そのギャップ制御が困難になる。このため、ロ
ーラー型であれば、常にクリーニングできるような装置
を備えたり、被帯電体にもクリーナーを設置するなどの
対策が考えられている。しかし、ブレード型の帯電器で
はそのような対策も原理上困難である。また、クリーナ
ーだけでは完全なトナーなどの異物除去は不可能であ
る。従来のクリーナーは、大量の残トナーなどを低減す
るというスタンスの機能でしかない。それに比べ、ここ
で必要とされる異物除去のレベルははるかに高い。ブレ
ード型に関して言えば、トナーが1つでも残っている場
合、そのトナー部分ではブレード型帯電器と被帯電体と
のギャップが少なくともトナー分広くなってしまい、正
確なギャップ制御ができなくなる。必要なギャップ制御
が数μmのオーダーであるのに対し、トナーの粒径は十
μm程度と、非常に大きい。そのため、このような残ト
ナーが存在する部分は十分な帯電ができなくなる。ま
た、ローラー型に関しても、ほぼ同様なことが言える。
ブレード型に対しては、被帯電体と同一周期で回さない
ローラーであれは、若干の改善は期待できるが、根本的
な改善とはならない。以上のように、非接触非パッシェ
ン型帯電器のギャップ制御は、従来のような表面ラフネ
スによるものでは、異物などの観点より問題がある。(9) Incorporation of Foreign Substances In a non-contact type charger having a structure in which minute projections are formed, a gap control of several μm units is required between the surface of the charger and the member to be charged. As a method for solving this, a blade-type or roller-type charger has been conventionally considered. In the charger having such a shape, when minute foreign matter such as toner enters between the charger and the member to be charged, it is difficult to control the gap. For this reason, in the case of the roller type, measures such as providing a device that can always be cleaned and installing a cleaner on the member to be charged have been considered. However, such measures are difficult in principle with a blade-type charger. Further, it is impossible to completely remove foreign matters such as toner by using only the cleaner. The conventional cleaner has only a stance function of reducing a large amount of residual toner and the like. In comparison, the level of foreign matter removal required here is much higher. Regarding the blade type, if even one toner remains, the gap between the blade type charger and the member to be charged is widened by at least the toner in the toner portion, and accurate gap control cannot be performed. Necessary gap control is on the order of several μm, whereas the particle size of the toner is as large as about 10 μm. Therefore, the portion where such residual toner exists cannot be sufficiently charged. The same can be said for the roller type.
With respect to the blade type, a roller that does not rotate in the same cycle as the member to be charged can be expected to have a slight improvement, but not a fundamental improvement. As described above, the gap control of the non-contact non-Paschen type charger, which is based on the conventional surface roughness, has a problem from the viewpoint of foreign matter and the like.
【0026】(10)ブラシ構造 以上のような凹凸構造物では、その表面積の向上には限
界がある。より積極的にその凹凸を増大させる方法が望
まれる。数千dpiなどで考えられるその構造物の形状
はμmオーダーとなる。このようなオーダーの微細な加
工には困難が伴う。例えば、樹脂の型成形などの方法で
は、その型を製造することだけでも非常に難しい。以上
のようにこの構造物を成形する方法として、簡便な方法
が、また、そのような方法をとりうる構造形状が望まれ
る。その一つの方法としてブラシ構造が考えられる。(10) Brush Structure In the uneven structure as described above, there is a limit in improving the surface area. A method of more positively increasing the unevenness is desired. The shape of the structure, which can be considered at several thousand dpi, is on the order of μm. Difficulties of such order are accompanied by difficulties. For example, in a method such as resin molding, it is very difficult to produce the mold alone. As described above, as a method of molding this structure, a simple method and a structural shape capable of taking such a method are desired. One of the methods is a brush structure.
【0027】(11)ブラシ変形 ブラシ表面に形成されている微小突起と被帯電体との距
離は、ある程度の範囲内になければならない。そして、
そのオーダーは数μm程度であることが望ましい。ブラ
シ形状で、非接触にすると、そのブラシと被帯電体との
距離を正確に制御しなければならない。また、単なる凹
凸形状ではその摩擦摩耗で、凹凸形状が変化してしまう
可能性がある。被帯電体が摩耗しないように、帯電器側
の摩耗性はある程度必要である。このため、凹凸形状で
あっても、その表面は摩耗によって、平らになっていく
可能性がある。できれば、摩耗を起こしても、その表面
積を著しく低減することがないような構造物が望まれ
る。摩擦に関わる押し圧の力も微妙な調節が必要であ
る。そのような微妙な調節機構を作り込むには、コスト
などの問題から、できれば避けたい。できるだけ簡便な
方法で押し圧、微小突起と被帯電体との距離を制御する
ことが望まれる。(11) Deformation of Brush The distance between the minute projections formed on the brush surface and the member to be charged must be within a certain range. And
The order is desirably about several μm. If the brush is made non-contact, the distance between the brush and the member to be charged must be accurately controlled. Further, in the case of a simple uneven shape, the uneven shape may be changed due to the friction and wear. A certain degree of wear on the charger side is necessary so that the member to be charged does not wear. For this reason, even if it has an uneven shape, its surface may become flat due to wear. If possible, a structure is desired that does not significantly reduce the surface area even if it is worn. The force of the pressing force related to friction also requires fine adjustment. In order to create such a delicate adjustment mechanism, we would like to avoid it, if possible, due to cost and other problems. It is desired to control the pressing pressure and the distance between the minute projection and the member to be charged by a method as simple as possible.
【0028】(12)微小突起物質 微小突起を用いる場合、その大きさは非常に小さい構造
を持って、電界放出閾値を低減する必要がある。理論的
には数nmオーダーだと言われているが、実験的には数
十nmオーダーでもこのような現象が確認できている。
これは実験的に数十nmオーダーの構造物を作っても、
その先端での構造が数nmオーダーになっていることに
よる。nmオーダー、数十nmオーダーの構造物を形成
する方法として、半導体技術等で培われたフォトレジス
ト/マスクなどを用いる方法がある。しかし、このよう
な方法で形成すると、非常にコストがかかる。本発明で
はサイズ・形状の正確さは要求していない。そのことを
加味して、コストの低い製造方法が望まれる。本発明で
は、ナノチューブやウィスカーを用いてこれを実現する
方法を考える。(12) Microprojection material When microprojections are used, it is necessary to reduce the field emission threshold with a structure having a very small size. It is theoretically said to be on the order of several nm, but such a phenomenon has been confirmed experimentally on the order of several tens of nm.
This means that even if a structure on the order of tens of nanometers is made experimentally,
This is because the structure at the tip is on the order of several nm. As a method for forming a structure on the order of nm or several tens of nm, there is a method using a photoresist / mask cultivated in semiconductor technology or the like. However, forming by such a method is very costly. The present invention does not require the accuracy of size and shape. In view of this, a low-cost manufacturing method is desired. In the present invention, a method for realizing this using nanotubes and whiskers is considered.
【0029】(13)微小突起物質に対する要求事項 このような条件を満足する構造体を成形しなればならな
いが、この構造体には、さらに満たさなければならない
条件がある。帯電体表面は被帯電体との接触などの機械
的衝撃を受ける。また、帯電器の一部が被帯電体表面を
滑るように移動するような構造が考えられることから、
摺動性も必要となる。さまざまな状況を考えると、微小
突起に対する要求として、 細さ(高アスペクト比) 導電性 耐摩擦性(機械的強度) 可撓性 化学的安定性 コスト 摺動性 が挙げられる。(13) Requirements for microprojection substance A structure satisfying such conditions must be formed, but this structure has further conditions that must be satisfied. The surface of the charged body receives a mechanical shock such as contact with the charged body. Also, since a structure is considered in which a part of the charger moves so as to slide on the surface of the member to be charged,
Slidability is also required. Considering various situations, demands for microprojections include fineness (high aspect ratio), conductivity, friction resistance (mechanical strength), flexibility, chemical stability, and cost.
【0030】(14)ギャップ成形 以上に述べた非接触型の帯電器では、被帯電体との距離
が100μm程度以下に抑えなければ、帯電が起きない
ことが考えられる。これは先の大阪府立大の実験結果等
からも判る。ギャップ距離を大きくしていくことで、そ
の帯電開始閾値が大きくなり、100μm程度のギャッ
プ距離でパッシェン則の閾値とほぼ同様になることが確
かられた。つまり、それ以下のギャップ距離に制御しな
ければ、放電が起き、本発明の目的を果たせなくなる。
しかし、被帯電体のラフネスや回転駆動のぶれなどか
ら、帯電器表面と被帯電体との間のギャップの距離を正
確に数十μm程度に制御することは困難である。また、
ギャップに対し、帯電電位が大きく依存することや、摩
擦摩耗などによる制御の経時変化なども予想される。そ
こで、視点を変えて、できるだけラフな制御で、希望の
ギャップを生成することができる機構が望まれる。(14) Gap formation In the non-contact type charger described above, it is considered that charging will not occur unless the distance from the member to be charged is kept to about 100 μm or less. This can be seen from the results of previous Osaka Prefectural University experiments. As the gap distance was increased, the charging start threshold value was increased, and it was confirmed that the gap distance was about 100 μm, which was almost the same as the threshold value of Paschen's rule. That is, if the gap distance is not controlled to be less than that, discharge occurs and the object of the present invention cannot be achieved.
However, it is difficult to accurately control the distance of the gap between the surface of the charger and the charged object to about several tens of μm due to roughness of the charged object and fluctuation of rotational driving. Also,
It is expected that the charging potential greatly depends on the gap and that the control changes over time due to friction and wear. Therefore, a mechanism that can generate a desired gap by changing the viewpoint and performing control as roughly as possible is desired.
【0031】(15)電荷注入併用 以上に述べた非接触型の帯電器では接触領域での帯電が
行えない。このため接触領域では帯電不良を起こし、白
ぬけなどの画像障害を起こす虞がある。接触点が必要な
帯電器では、この接触点での帯電も何らかの方法で施す
必要がある。(15) Charge Injection and Combination In the non-contact type charger described above, charging in the contact area cannot be performed. For this reason, in the contact area, charging failure may occur, and image damage such as whitening may occur. In a charger which requires a contact point, it is necessary to charge the contact point by some method.
【0032】(16)ピンホール対策 帯電器に対する抵抗値の考察も重要である。被帯電体は
数十μmと非常に薄い膜であることから、部分的に穴の
空いたピンホールが存在する場合がありうる。ピンホー
ルが存在すると、その領域に帯電器が接触した場合、こ
の点への電荷集中が起き、ショートを起こすこととな
る。ショートを起こすと、他の領域に電圧がかからなく
なる。また、ショートした部分には大電流が流れること
から、発熱などによる周辺被帯電体の劣化、ピンホール
領域の拡大などの不具合が発生する。このため、ピンホ
ールに対する対策が必要である。この対策の最適な方法
として、帯電器の抵抗を制御する方法が考えられる。(16) Countermeasures against pinholes It is also important to consider the resistance value of the charger. Since the member to be charged is a very thin film of several tens of μm, there may be a case where a pinhole with a hole partially exists. When a pinhole is present, when a charger contacts the area, charge concentration occurs at this point, and a short circuit occurs. When a short circuit occurs, no voltage is applied to other areas. In addition, since a large current flows in the short-circuited portion, problems such as deterioration of the peripheral member to be charged due to heat generation and enlargement of the pinhole region occur. Therefore, it is necessary to take measures against pinholes. As an optimal method of this measure, a method of controlling the resistance of the charger can be considered.
【0033】(17)帯電律速抵抗値 ピンホール対策には帯電器表面の抵抗値Rbを上げるこ
とが効果的である。しかし、表面抵抗Rbを上げること
で、帯電スピードが落ちる。これは図3のような等価回
路から理解することができ、ある一定の抵抗値以下に抑
える必要がある。この等価回路から電荷注入に限らず、
帯電器の抵抗値Rbと接触抵抗値Rcの和、Rb+Rc
=Rdに帯電速度は律速されていることが分かる。帯電
速度、帯電能力はその電子写真プロセスから必要とされ
る能力を保持していなくてはならない。つまり、必要な
帯電速度から求められる抵抗値Rdが存在し、帯電器表
面の抵抗値はそれより小さい抵抗値である必要がある。(17) Charge-Controlling Resistance Value It is effective to increase the resistance value Rb of the charger surface as a measure against pinholes. However, the charging speed decreases by increasing the surface resistance Rb. This can be understood from an equivalent circuit as shown in FIG. 3, and it is necessary to suppress the resistance to a certain fixed value or less. From this equivalent circuit, not limited to charge injection,
Sum of the resistance value Rb of the charger and the contact resistance value Rc, Rb + Rc
= Rd indicates that the charging speed is determined. The charging speed and the charging capability must maintain the capability required from the electrophotographic process. That is, there is a resistance value Rd determined from the required charging speed, and the resistance value on the charger surface needs to be smaller.
【0034】(18)摩擦速度大小関係 表面ララネスによって、ギャップを形成する場合、ある
領域では被帯電体と帯電体とが接してしまう。接した状
態で被帯電体を駆動することで、その界面には摩擦が生
じる。摩擦によって、被帯電体および帯電器表面が摩耗
することになる。通常、被帯電体は非常に薄く数十μm
であるから、その表面が摩耗し、数μmでも削れること
は、寿命の面を含め画像形成上、間題がある。数μm程
度削れるのであれば、帯電器側の表面が削れた方がその
影響は小さい。(18) Relationship between Friction Speed When a gap is formed due to surface roughness, a charged body and a charged body come into contact with each other in a certain region. When the member to be charged is driven in the state of contact, friction occurs at the interface. The friction causes the charged object and the charger surface to be worn. Normally, the object to be charged is very thin, several tens of μm.
Therefore, there is a problem in the image formation including the life of the surface that is worn out and scraped off even at several μm. If it can be removed by about several μm, the effect is smaller if the surface on the charger side is removed.
【0035】(19)ブレード 従来のローラー型の帯電器では、帯電器側表面の任意の
点は被帯電体のある決まった1点とのみ接することにな
る。その点が接触領域であれば、接触点の領域となる
し、ギャップのある領域であれば、ギャップ領域とな
る。ギャップ領域でもそのギャップの大きさによっては
表面電位が異なる。つまり滑ることなく帯電器と被帯電
体と接触する場合は、ギャップの大きさで、電位むらが
発生する。電位むらはそのまま画像むらとなり、大きな
課題となる。また、ブレード型にすることで、印加電圧
を段階的に印加することができ、各ブロックでの帯電器
と被帯電体との電位差を低く抑え、電位差を放電の閾値
電圧以下にすることができ、放電による問題を解消する
ことができる。(19) Blade In the conventional roller-type charger, an arbitrary point on the charger-side surface comes into contact with only one fixed point on the member to be charged. If the point is a contact area, it is a contact point area, and if it is a gap area, it is a gap area. Even in the gap region, the surface potential varies depending on the size of the gap. That is, when the charger and the member to be charged come into contact with each other without slipping, unevenness in potential occurs due to the size of the gap. Potential non-uniformity causes image non-uniformity as it is, which is a major problem. In addition, by using a blade type, the applied voltage can be applied stepwise, the potential difference between the charger and the charged object in each block can be kept low, and the potential difference can be made equal to or lower than the discharge threshold voltage. In addition, the problem caused by the discharge can be solved.
【0036】(20)研磨ローラー ブレード型ではクリーナー装置がないため、トナーやそ
の他の微小なごみなどが帯電器と被帯電体との間に入る
可能性がある。このような状態では均一のギャップ形成
に支障をきたし、画像形成上大きな問題となる。したが
って、できるだけ、そのような汚れに強いプロセス設計
が必要である。また、ブレード表面にCNT(カーボン
ナノチューブ)を設置しているが、その摩耗は避けられ
ない。ブレードの場合も被帯電体との接触によって、C
NTを固定してある樹脂が削れ、CNTが絶えず露出す
る可能性がある。その制御は被帯電体と固定樹脂によっ
てのみ決定される。これについて、より制御しやすい構
成が望まれる。(20) Since there is no cleaner device in the polishing roller blade type, there is a possibility that toner or other fine dust may enter between the charger and the member to be charged. In such a state, formation of a uniform gap is hindered, which is a serious problem in image formation. Therefore, a process design that is as resistant to such contamination as possible is required. Further, CNTs (carbon nanotubes) are provided on the blade surface, but wear thereof is inevitable. In the case of a blade as well, contact with the member to be charged causes C
There is a possibility that the resin fixing the NT is scraped and the CNT is constantly exposed. The control is determined only by the member to be charged and the fixed resin. In this regard, a configuration that is easier to control is desired.
【0037】(21)転写などへの転用 電子写真プロセスを用いる複写機やプリンターでは、先
の感光体を帯電させる帯電器の他に、さまざまな用途に
帯電現象を利用している。例えば、感光体からトナーを
紙に転写する転写プロセスなどがそれに当たる。本発明
の目的の1つは、電子写真プロセスを用いた機器におい
て、オゾンや高電圧などを除去することである。つま
り、先の感光体を帯電させる帯電器にのみ、本発明を利
用しても、その他の部分で従来の帯電器を利用していて
は、最終的な装置としては、先の課題を解決できていな
い。本発明の目的を達成するためには、他の部分での帯
電も考慮しなければならない。以上のような観点から、
本発明は、従来型の帯電器の問題を解決して、パッシェ
ン則に従う放電を用いることなく、オゾンやNOxの発
生が無い非接触型で低電圧での帯電が可能な帯電器およ
びこの帯電器を帯電・転写・除電等に応用した効率のよ
い画像形成装置の実現を課題とする。(21) Diversion to Transfer, etc. In a copying machine or a printer using an electrophotographic process, a charging phenomenon is used for various purposes other than the charging device for charging the photosensitive member. For example, a transfer process for transferring the toner from the photoconductor to the paper corresponds to this. An object of the present invention is to remove ozone, high voltage, and the like in an apparatus using an electrophotographic process. In other words, even if the present invention is used only for the charger for charging the photosensitive member, if the conventional charger is used for other parts, the above problem can be solved as a final device. Not. In order to achieve the object of the present invention, charging in other parts must be considered. From the above perspective,
The present invention solves the problem of the conventional charger, and uses a non-contact type low-voltage charger that does not generate ozone or NOx without using a discharge according to Paschen's law and this charger. It is an object of the present invention to realize an efficient image forming apparatus in which the present invention is applied to charging, transfer, static elimination and the like.
【0038】本発明が解決しようとする課題、すなわち
従来技術の問題点を具体的に列挙すると以下のとおりで
ある。 請求項1の発明 従来の帯電器では高電圧が必要で、それによる問題はつ
ぎの3点である。高電圧による人体に対する危険性 高電圧装置のコスト問題 高電圧飛来電荷による被帯電体ダメージ しかし、従来の放電での帯電では、パッシェン則による
限界がある。The problems to be solved by the present invention, that is, the problems of the prior art are specifically listed as follows. The conventional charger requires a high voltage, and the following three problems are caused by the high voltage. Danger to human body due to high voltage Cost problem of high voltage device Damage to charged body due to high voltage flying charge However, there is a limit to the conventional charging by Paschen's law.
【0039】請求項2の発明(非放電) 放電では、帯電に不要な電荷が帯電器表面に衝突するこ
とになる。この衝突によって、帯電器表面の劣化、およ
び発熱などが懸念される。According to the second aspect of the present invention (non-discharge) In the discharge, charges unnecessary for charging collide with the surface of the charger. The collision may cause deterioration of the charger surface and heat generation.
【0040】請求項3の発明(オゾン/NOx) 従来の放電による帯電では空気を電離し電荷を供給して
いた。そのため、その時に生成される活性酸素およびそ
の副生成物であるオゾンの発生は避けられない。オゾン
が人体に影響を与えることは、よく知られている。ま
た、同様にNOxによる被帯電体ダメージが報告されて
いる。According to the third aspect of the invention (ozone / NOx), in the conventional charging by electric discharge, air is ionized to supply electric charges. Therefore, generation of active oxygen generated at that time and ozone which is a by-product thereof is inevitable. It is well known that ozone affects the human body. Similarly, damage to the charged object due to NOx has been reported.
【0041】請求項4の発明(突起形状) 請求項1〜3に示される特徴を持たせるには、従来の平
行平板ではパッシェンの法則が成り立ち、それ以下での
十分な帯電は困難を要する。The invention of claim 4 (projection shape) In order to have the features described in claims 1 to 3, Paschen's law is established in a conventional parallel flat plate, and it is difficult to achieve sufficient charging below that.
【0042】請求項5の発明(凹凸、電荷供給量の不
足) 現状、微小突起を形成しても、そこで生成される電荷量
が少ない。単位面積当たりの微小突起数を多くするこ
と、つまりは微小突起の表面積を増大させる。The invention of claim 5 (irregularities, lack of charge supply amount) At present, even if minute projections are formed, the amount of charge generated there is small. Increasing the number of microprojections per unit area, that is, increasing the surface area of the microprojections.
【0043】請求項6の発明(Ra>10μm:異物の
混入) トナーなどの微小異物などがその帯電器と被帯電体との
間に入った時は、そのギャップ制御は困難になる。The invention according to claim 6 (Ra> 10 μm: entry of foreign matter) When minute foreign matter such as toner enters between the charger and the member to be charged, it becomes difficult to control the gap.
【0044】請求項7の発明(ブラシ) 上記の凹凸構造物では、その表面積向上には限界があ
る。より積極的にその凹凸を増大させる方法が望まれ
る。この構造物を成形する方法として、簡便な方法、ま
た、その方法をとりうる構造形状が望まれる。The invention of claim 7 (brush) In the above uneven structure, there is a limit to the improvement of the surface area. A method of more positively increasing the unevenness is desired. As a method for molding this structure, a simple method and a structural shape that can be used for the method are desired.
【0045】請求項8の発明(ブラシ構造) 摩耗を起こしても、その表面積を著しく低減することが
ないような構造物が望まれる。摩擦に関わる押し圧の力
も微妙な調節が必要である。できるだけ簡便な方法で押
し圧、微小突起と被帯電体との距離を制御することが望
まれる。The invention according to claim 8 (brush structure) It is desired to have a structure that does not significantly reduce the surface area even if it is worn. The force of the pressing force related to friction also requires fine adjustment. It is desired to control the pressing pressure and the distance between the minute projection and the member to be charged by a method as simple as possible.
【0046】請求項9の発明(突起物質) 突起物形成方法として、低コストの製造方法が望まれ
る。The invention of claim 9 (projection substance) As a method for forming a projection, a low-cost manufacturing method is desired.
【0047】請求項10の発明(CNT) 先に示した機能を満足するためには細さ及び導電性を実
現する必要がある。この帯電器表面は被帯電体との接触
など、機械的衝撃を受ける。そのため、耐摩擦性、可撓
性、化学的安定性、摺動性などが必要となる。The tenth invention (CNT) In order to satisfy the above-mentioned functions, it is necessary to realize fineness and conductivity. The surface of the charger is subjected to a mechanical shock such as contact with the member to be charged. Therefore, friction resistance, flexibility, chemical stability, slidability, and the like are required.
【0048】請求項11の発明(空間成形) できるだけ低コストで実現するために、ラフな制御で、
空間を形成する機構が望まれる。According to the eleventh aspect (space shaping), in order to realize as low a cost as possible, rough control is performed.
A mechanism for forming a space is desired.
【0049】請求項12の発明(電荷注入併用) 上記の帯電器では空間形成のために接触点が必要であ
る。この接触点では帯電せず白抜けとなって帯電効率を
向上するために、接触点の向上が必要である。この接触
点での帯電も施す必要がある。In the twelfth aspect of the present invention, a contact point is required for forming a space. At this contact point, the contact point is required to be improved in order to improve the charging efficiency due to white spots without charging. It is necessary to perform charging at this contact point.
【0050】請求項13の発明(ピンホール対策) 被帯電体に存在するピンホールへの対策が必要である。The invention of claim 13 (measures against pinholes) It is necessary to take measures against pinholes present in the member to be charged.
【0051】請求項14の発明(帯電律速抵抗値) 表面抵抗を高めることで、帯電スピードが落ちる。これ
は図4のような等価回路から理解することができ、ある
一定の抵抗値に抑える必要がある。The charging speed is reduced by increasing the surface resistance. This can be understood from the equivalent circuit shown in FIG. 4, and it is necessary to suppress the resistance to a certain value.
【0052】請求項15の発明(摩耗速度大小関係) 通常、被帯電体は非常に薄く数十μmであるから、その
表面が摩耗し、数μmでも削れることは、寿命など画像
形成上、問題がある。The invention according to the fifteenth aspect (relationship of the wear rate) Normally, the charged body is very thin and several tens of μm in size. There is.
【0053】請求項16〜18の発明(摺動) 従来の摺動ローラー型の帯電器では、電位むらはそのま
ま画像むらとなり、大きな課題となる。また、電圧を段
階的に変化する事ができない。Inventions of Claims 16 to 18 (Sliding) In a conventional sliding roller type charger, potential unevenness directly causes image unevenness, which is a major problem. Further, the voltage cannot be changed stepwise.
【0054】請求項19の発明 (研磨装置) 摩耗によって突起物が削れてしまい、新しい突起物形成
手段が必要。The invention according to claim 19 (polishing apparatus) The projections are shaved due to wear, and new projection forming means is required.
【0055】請求項20の発明(転写などに転用) 先の感光体を帯電させる帯電器にのみ本発明を利用して
も、その他の部分で、従来の帯電器を利用していては、
最終的な装置としては、先の課題を解決できていない。
本発明の目的を達成するためには、他の部分での帯電も
考慮しなければならない。Even if the present invention is applied only to the charging device for charging the preceding photoreceptor, if the conventional charging device is used in other portions,
As a final device, the above problem has not been solved.
In order to achieve the object of the present invention, charging in other parts must be considered.
【0056】つぎに、本発明の目的を列挙すると以下の
とおりである。請求項1の発明の目的は、低電圧での帯
電方式を用いた電器を提供すること、請求項2の発明
(非放電)の目的は、放電によらない帯電方式を用いた
帯電器を提供すること、請求項3の発明(オゾン/NO
x)の目的は、オゾンやNOxを排出しない帯電方法を
用いた帯電器を提供することである。Next, the objects of the present invention are listed as follows. It is an object of the invention of claim 1 to provide an electric device using a charging method at a low voltage, and an object of the invention (non-discharge) of claim 2 is to provide a charging device using a charging method that does not rely on discharging. The invention of claim 3 (ozone / NO
The purpose of x) is to provide a charger using a charging method that does not emit ozone or NOx.
【0057】請求項4、5の発明の目的は、請求項1〜
3に示される特徴を実現できる構造を具備する帯電器を
提供すること、請求項6の発明の目的は、帯電むらがな
い帯電器を提供すること、請求項7の発明の目的は、請
求項4〜6の構造を低コストで製造することを実現した
帯電器を提供すること、請求項8の発明の目的は、帯電
むらがない帯電器を提供することである。The objects of claims 4 and 5 are as follows.
A third object of the present invention is to provide a charger having a structure capable of realizing the characteristics described in the third aspect, and to provide a charger without uneven charging. It is an object of the present invention to provide a charger which realizes manufacturing the structures of Nos. 4 to 6 at low cost, and to provide a charger free from uneven charging.
【0058】請求項9〜11の発明の目的は、請求項4
〜6の構造を低コストで製造することを実現した帯電器
を提供すること、請求項12の発明(電荷注入併用)の
目的は、帯電効率を向上した帯電器を提供すること、請
求項13の発明(ピンホール対策)の目的は、被帯電体
に存在するピンホールへの対策が施された帯電器を提供
すること、請求項14の発明(帯電律速抵抗値)の目的
は、十分な電位を帯電できる帯電器を提供することであ
る。The object of claims 9 to 11 is that of claim 4
To provide a charger that realizes the manufacturing of the structures of (1) to (6) at a low cost; It is an object of the invention (countermeasures against pinholes) to provide a charger in which measures against pinholes present in an object to be charged are provided. An object of the present invention is to provide a charger capable of charging a potential.
【0059】請求項15の発明(摩耗速度大小関係)の
目的は、被帯電体の寿命を向上させる帯電器を提供する
こと、請求項16〜18の発明(摺動)の目的は、帯電
むらを低減した帯電器を提供すること、請求項18の発
明 (研磨装置) の目的は、長寿命の帯電器を提供するこ
と、請求項20の発明(転写などに転用)の目的は、長
寿命で、オゾンやNOxを排出しない画像形成装置を提
供することである。It is an object of the present invention to provide a charger for improving the life of a member to be charged. The object of the invention (polishing apparatus) of claim 18 is to provide a charger having a long life, and the purpose of the invention (diverted to transfer, etc.) is to provide a long life. Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that does not emit ozone or NOx.
【0060】[0060]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、帯電器表面と被帯電体の間に少なくとも
空間を設け、この帯電器表面と被帯電体との間に電圧を
印加して、前記被帯電体を帯電し電荷を授受する帯電器
において、帯電が少なくとも電界放出現象により行なわ
れることを特徴とする。また、画像形成装置において、
このような帯電器を電子写真プロセスに用いることを特
徴とする。これにより、パッシェン則に則った放電を用
いることなく、オゾンやNOxの発生が無い低電圧での
帯電が可能な帯電器を実現し、さらに安全で効率のよい
画像形成装置を実現することができる。According to the present invention, at least a space is provided between the surface of a charger and a member to be charged, and a voltage is applied between the surface of the charger and the member to be charged. Then, in the charger for charging the object to be charged and transferring the charge, the charging is performed at least by a field emission phenomenon. In the image forming apparatus,
It is characterized in that such a charger is used in an electrophotographic process. As a result, it is possible to realize a charger capable of charging at a low voltage without generating ozone or NOx without using discharge in accordance with the Paschen's rule, and to realize a safer and more efficient image forming apparatus. .
【0061】[0061]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる帯電器を添
付図面を参照にして詳細に説明する。課題としてあげた
高電圧の危険性の問題、コスト、設計上の問題、感光体
ダメージの問題を解決し、従来の放電方式の限界を打ち
破る方策として、帯電器表面と被帯電体との間に電圧を
印加して、被帯電体を帯電し、電荷を授受する領域の帯
電器表面と被帯電体の間に少なくとも空間ギャップが存
在する帯電器において、少なくとも電界放出現象を利用
して帯電を施すことを特徴とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a charger according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As a measure to solve the problems of high voltage danger, cost, design problems, and photoconductor damage problems mentioned above and to overcome the limitations of the conventional discharge method, the A voltage is applied to charge the object to be charged, and charging is performed using at least a field emission phenomenon in a charger having at least a space gap between the surface of the charger and the object to be charged in a region where the charge is transferred. It is characterized by the following.
【0062】上式の概略図を図14に示す。例えば、突
起物などがある場合、電界集中が起き、突起物近傍には
高い電界が発生する。この高電界領域は電極から離れる
毎に小さくなる。この電界が3.5E7(V/m)の界
面を図化したものが、図14に示す点線である。また、
破線は電極からの距離が8μmの界面を示している。こ
の2つの界面の位置関係が上式の条件では、通常のパッ
シェン則に従った放電は発生しない。このことについて
以下に説明する。FIG. 14 is a schematic diagram of the above equation. For example, when there is a protrusion, an electric field concentration occurs, and a high electric field is generated near the protrusion. This high electric field region becomes smaller as the distance from the electrode increases. The dotted line shown in FIG. 14 illustrates the interface where the electric field is 3.5E7 (V / m). Also,
The broken line indicates the interface at a distance of 8 μm from the electrode. Under the condition that the positional relationship between these two interfaces is the above equation, no discharge occurs according to the ordinary Paschen's rule. This will be described below.
【0063】通常、放電現象は、電界によって加速され
た電子が気体分子に衝突し、そこで新たに電荷が発生す
る。これを繰り返すことによって、なだれ的に電子が増
幅される。この加速されて、気体分子を電離するには1
2.06eV(酸素分子)以上は必要であるとされてい
る。電子が平均自由行程(0.36μm)の間に、この
エネルギー分加速するには、電界として、3.5E7
(V/m)以上が必要である。つまり、この電界が存在
しなければ、放電は発生しない。Usually, in the discharge phenomenon, electrons accelerated by an electric field collide with gas molecules, and new charges are generated there. By repeating this, electrons are avalanche amplified. To accelerate the accelerated ionization of gas molecules, 1
It is said that 2.06 eV (oxygen molecule) or more is required. To accelerate the electrons by this energy during the mean free path (0.36 μm), an electric field of 3.5E7
(V / m) or more is required. That is, if this electric field does not exist, no discharge occurs.
【0064】放電を形成するために必要な条件として、
電極間距離がある。ある程度距離がないと電子なだれが
十分に発生せず、放電が持続しないとされている。この
距離は8μmとされている。つまり、先の条件で、必要
な電界が存在していても、その電界が十分な領域におい
て存在していないと、放電は成立しない。Conditions necessary for forming a discharge include:
There is a distance between the electrodes. It is said that if there is some distance, avalanche does not occur sufficiently and the discharge does not last. This distance is set to 8 μm. In other words, even if a necessary electric field exists under the above conditions, discharge is not established unless the electric field exists in a sufficient region.
【0065】また、放電を起こさない条件として、その
空間における電界K1(x)が以下の条件を満たすこと
を特徴とする。すなわち、x>8μmの範囲で、As a condition that does not cause a discharge, the electric field K1 (x) in the space satisfies the following condition. That is, in the range of x> 8 μm,
【0066】K1(x)<3.5E7(V/m) とする。但し、K1(x)は帯電器電極からの距離xに
依存した電界であり、xは電極からの距離である。さら
に、オゾンを発生しない電界放出現象の条件として、そ
のギャップ空間における電界の中で、K2(x)が以下
の条件を満たすことを特徴とする。すなわち、x>0.
34μmの範囲で、It is assumed that K1 (x) <3.5E7 (V / m). Here, K1 (x) is an electric field depending on the distance x from the charger electrode, and x is the distance from the electrode. Further, as a condition of the field emission phenomenon that does not generate ozone, K2 (x) satisfies the following condition in an electric field in the gap space. That is, x> 0.
In the range of 34 μm,
【0067】K2(x)<1.5E7(V/m) とする。但し、K2(x)は帯電器電極からの距離xに
依存した電界であり、xは電極からの距離である。感光
体の劣化を防ぐためには、オゾンおよびNOxの発生は
完全に防止しなければならない。また、その量が微小で
あっても、その発生箇所が感光体表面近傍であれば、そ
の影響は大きくなる。オゾンやNOxは通常大気中には
ほとんど存在しない。そのような物質が帯電を施すこと
で生成することが、本発明の課題の原理的な部分であ
る。つまり、オゾンなどの生成現象を物理的に捉え、そ
の発生メカニズムから解決するアプローチが必要であ
る。It is assumed that K2 (x) <1.5E7 (V / m). Here, K2 (x) is an electric field depending on the distance x from the charger electrode, and x is the distance from the electrode. In order to prevent deterioration of the photoreceptor, generation of ozone and NOx must be completely prevented. Further, even if the amount is very small, the influence becomes large as long as the place of occurrence is near the photoconductor surface. Ozone and NOx are rarely present in the atmosphere. It is a principle part of the subject of the present invention that such substances are generated by charging. In other words, it is necessary to have an approach that physically captures the generation phenomena such as ozone and solves them from the generation mechanism.
【0068】オゾンの発生はいくつつかのプロセスを経
て起こるとされている。その主だったものが以下に述べ
るものである。The generation of ozone is believed to occur through several processes. The main ones are described below.
【0069】 e+O2 →e+(O2 *)→e+2O O+O2 +M→O3 +M このようなプロセスで起きている電子を低減すること
で、オゾンの発生を低減することができる。ただし、こ
の電子は感光体を帯電するためには、必要なファクター
であり、それをただ低減することだけでは本末転倒であ
る。そこで、電子が存在していても、上式が成り立たな
ければ良い。ここで、注目したのは活性化酸素(O2
*)を生成するのに必要な電子の運動エネルギーであ
る。そのエネルギーは5.1eVとされている。つま
り、電子が存在していても、その運動エネルギーが5.
1eV以上にならなければよい。そこで、以下のような
計算ができる。E + O 2 → e + (O 2 *) → e + 2O O + O 2 + M → O 3 + M By reducing electrons occurring in such a process, generation of ozone can be reduced. However, these electrons are a necessary factor for charging the photoreceptor, and reducing them alone will overturn. Therefore, it is sufficient that the above equation does not hold even if electrons exist. Here, attention was focused on activated oxygen (O 2
*) Is the kinetic energy of the electrons needed to produce The energy is set to 5.1 eV. That is, even if an electron exists, its kinetic energy is 5.
What is necessary is that it does not become 1 eV or more. Then, the following calculation can be performed.
【0070】W=L*K ただし、Lは平均自由行程で、L=0.34μm Wは電界Kにより得るエネルギー これから、電界KがK=1.5E7(V/m)以下であ
れば、5.1eVにならないことが判る。このことから
電界を1.5E7(V/m)以下にすれば、オゾンが全
く発生しない。次に、多少発生しても、従来よりは激減
できる方法を検討する。電子は先の電界の中を0.34
μm走行して初めて、運動エネルギーを得る。つまり、
この電界が少なくとも0.34μm以上長い領域を占め
ていなくてはならない。以上より、1.5E7V/m以
上の電界領域を電極からの距離0.34μm以下にする
ことで、オゾンの生成を低減することができる。W = L * K where L is the mean free path and L = 0.34 μm W is the energy obtained by the electric field K. From this, if the electric field K is K = 1.5E7 (V / m) or less, 5 It turns out that it does not become .1 eV. From this, if the electric field is set to 1.5E7 (V / m) or less, no ozone is generated. Next, a method that can be drastically reduced even in the case of some occurrence will be examined. The electrons in the electric field
The kinetic energy is obtained only after running μm. That is,
This electric field must occupy a region that is at least 0.34 μm or longer. As described above, generation of ozone can be reduced by setting the electric field region of 1.5E7 V / m or more to a distance of 0.34 μm or less from the electrode.
【0071】次に、平行平板を崩す条件を考える。この
ために、平板の表面に微小突起物を形成するようにす
る。表面形状が平行平板でないとしても、先にのべた条
件内であれば放電は生成しない。また、同時にオゾンな
どの大量生成を避けることができる。しかしそれと同時
に、このような形状であれば、その先端部の電界は7E
9V/mを超える可能性がある。このような強電界のも
とでは電界放出が起きる。また、通常のパッシェン則な
どで説明できない放電現象も起きる可能性がある。Next, conditions for breaking a parallel plate will be considered. For this purpose, minute projections are formed on the surface of the flat plate. Even if the surface shape is not a parallel plate, no discharge is generated within the conditions described above. At the same time, mass production of ozone and the like can be avoided. However, at the same time, with such a shape, the electric field at the tip is 7E
May exceed 9 V / m. Field emission occurs under such a strong electric field. Further, there is a possibility that a discharge phenomenon that cannot be explained by the ordinary Paschen's rule or the like may occur.
【0072】次に、平行平板を崩す条件を採用した場合
に起こる電荷供給量の不足に対応する処置について考え
る。少なくとも被帯電領域と帯電器の間に空間があり、
その領域で帯電を施す非接触型で、その表面に微小突起
構造を有している帯電器において、その帯電器表面が少
なくとも平面ではなく、凹凸があることを特徴とした。
これは図12に示すように、通常、微小突起を支持する
部材は平面で形成されているが、その部分に故意に凹凸
を付けるようにしている。この凹凸は平面でなければ、
その効果を発揮でき、製造上偶然形成されるものを利用
してもよい。また、異物混入などの問題に対処する方法
として、帯電器表面の凹凸の半径Raを10μm以上に
する。Next, consideration will be given to a measure to cope with the shortage of the charge supply amount which occurs when the condition for breaking the parallel plate is adopted. There is at least a space between the area to be charged and the charger,
A non-contact type charger having a micro-projection structure on the surface, which is non-contact type which charges in that area, is characterized in that the surface of the charger is not at least flat but has irregularities.
This is because, as shown in FIG. 12, the member for supporting the fine projection is usually formed of a flat surface, but the portion is intentionally provided with irregularities. If these irregularities are not flat,
A material that can exhibit the effect and that is accidentally formed in production may be used. In addition, as a method for coping with the problem such as mixing of foreign matters, the radius Ra of the unevenness on the charger surface is set to 10 μm or more.
【0073】これは異物として混入するトナーの大きさ
依存している。トナーは最大でも10μm程度であり、
Raをそれ以上にする事で、トナーは凹部に押し込まれ
る。この事はラフネスを替えて行った実験によって確か
める事ができる。Raが5μm程度では、画像の白ぽち
不良像が増加する。Raを10μmにする事でこれが解
消された。This depends on the size of the toner mixed as a foreign substance. The toner is at most about 10 μm,
By setting Ra to a value higher than that, the toner is pushed into the concave portion. This can be confirmed by experiments performed with different roughness. When Ra is about 5 μm, the white spot defect image of the image increases. This was solved by setting Ra to 10 μm.
【0074】さらに通常の凹凸形状では、表面積の改善
に限界がある。これの解決方法の一つとして、細線を束
ねたブラシを帯電器表面に形成する。これによって、図
12に示したような凹凸を、ブラシの高アスペクトで実
現できる。このことをイメージした図を図13に示す。
微小突起と被帯電体との距離を制御する方法として、ブ
ラシは被帯電体と接触し、屈曲するようなものとする。
ブラシの一部が接触するが、その接触領域以外の部分
は、ブラシと被帯電体間に所定の空間が形成される。こ
の空間を帯電領域として利用する。ブラシが屈曲するこ
とで、図7に示すようなる。この断面図が図8である。
微小突起から被帯電体までの距離はブラシ径に依存す
る。ブラシ径を制御することで微小突起から被帯電体ま
での距離を簡便に制御することができるようになる。Further, in the case of the ordinary uneven shape, there is a limit in improving the surface area. As one solution to this, a brush in which fine wires are bundled is formed on the charger surface. As a result, the unevenness as shown in FIG. 12 can be realized with a high aspect ratio of the brush. FIG. 13 is a diagram imagining this.
As a method for controlling the distance between the minute projections and the member to be charged, the brush is configured to be in contact with the member to be charged and bend.
A part of the brush makes contact, but in a part other than the contact area, a predetermined space is formed between the brush and the member to be charged. This space is used as a charging area. When the brush bends, it becomes as shown in FIG. This sectional view is FIG.
The distance from the minute protrusion to the member to be charged depends on the brush diameter. By controlling the brush diameter, the distance from the minute projection to the member to be charged can be easily controlled.
【0075】微小突起物を構成する微小突超物質とし
て、nmオーダーであるナノチューブやウィスカーを用
いることを特徴とする。最近注目されている方法とし
て、気相成長などでの自己組織化、自己集合化現象を利
用する方法がある。この方法ではGaAs、NaClな
どでの量子ドット形成などの方法で形成されるものが、
有名であるが、その他でも、フラーレン、ゼオライトな
どに代表される高分子の延長上にあるような物質もあ
る。このような方法で得られる微小構造物は、概ね、n
mオーダーであり、その製造方法から非常に安価に大量
に合成することができる。[0075] A nano-sized nano material or a whisker having a nanometer order is used as a micro-super-super material constituting a micro-projection. As a method that has recently attracted attention, there is a method that utilizes self-organization and self-assembly phenomena in vapor phase growth and the like. In this method, one formed by a method such as quantum dot formation with GaAs, NaCl or the like,
There are other well-known substances, such as fullerenes and zeolites, which are on the extension of macromolecules. The microstructure obtained by such a method generally has n
It is of the order of m, and can be synthesized in large quantities at very low cost from its production method.
【0076】本発明では微小突起から電界放出を行うた
め、ある程度のアスペクト比がある事が望ましい。先端
が鋭利に尖がった構造を持つ事で電界が集中し、電界放
出が起きる。このような細長い構造物としては、例え
ば、ウィスカーやC(カーボン;以下のローマ字は元素
記号)ナノチューブ、CBナノチューブ、WSナノチュ
ーブ、SiCナノチューブ、CNBナノチューブなどが
良く知られている。これらはすべてナノオーダーの径を
持っており、本発明の目的には最適であり、コスト的に
も非常に廉価に形成できる。なお、本発明では、細長い
構造の大きさとは、その先端径を示すもので、長さを示
すものでない。In the present invention, since the field emission is performed from the fine projections, it is desirable that the aspect ratio be some extent. The electric field is concentrated by having a sharp pointed structure, and the field emission occurs. As such elongated structures, for example, whiskers, C (carbon; the following Roman letters are element symbols) nanotubes, CB nanotubes, WS nanotubes, SiC nanotubes, and CNB nanotubes are well known. All of these have a diameter on the order of nanometers, are optimal for the purpose of the present invention, and can be formed at very low cost. In the present invention, the size of the elongated structure indicates the diameter of the distal end, but does not indicate the length.
【0077】本発明では、その微小突起物として、CN
T(カーボンナノチューブ)を利用する。帯電器の表面
部材はその加工の優位性から樹脂、ゴムなどを用いるの
が一般的である。本発明でもそのような優位性を必要と
することから、そのような部材が望まれる。さらに、以
上にのべたような条件を満足するためには、その表面に
微小突起を形成することが望まれる。微小突起は感光体
に接触するなど、機械的摩擦に耐性があることが必要で
ある。そのような要請からCNTを利用することが最適
である。In the present invention, as the fine projections, CN
T (carbon nanotube) is used. Generally, a resin, a rubber, or the like is used for the surface member of the charger due to its processing advantage. Since such an advantage is also required in the present invention, such a member is desired. Further, in order to satisfy the above conditions, it is desired to form fine projections on the surface. The microprojections need to be resistant to mechanical friction such as contacting the photoreceptor. It is optimal to use CNT from such a request.
【0078】CNTはその名の通り、nmオーダーの径
をもち、かつμmオーダーの長さを持つことで知られ、
1991年NEC基礎研究所の飯島澄男氏によって発見
された。CNTはnmオーダーの先端径をもち電界放出
を起こしやすい。その原子レベルでもシームレスな構造
から、外部応力に対しても、クラックなどが入り難く
い。また、可撓性にも長けていることから、応力を緩和
する事ができる。材質はカーボンのグラファイト層をシ
ームレスに筒状にしたもので、その層も単層から数百層
の多層まで様々な種類がある。また、先端はカーボンの
5員環などを含んで閉管しているものや、そのまま開管
しているものと様々である。その生成方法は、当初、ア
ーク放電法によるものであったが、より高効率の金属触
媒を用いたCVD法やレーザーアブレーション法などに
よって、大量に作られるようになり、身近な材料になり
つつある。As the name suggests, CNT is known to have a diameter on the order of nm and a length on the order of μm.
It was discovered in 1991 by Sumio Iijima of the NEC Basic Research Laboratory. CNT has a tip diameter on the order of nm and is liable to cause field emission. Because of its seamless structure even at the atomic level, cracks and the like are unlikely to occur even under external stress. In addition, since it is also excellent in flexibility, stress can be reduced. The material is made of a carbon graphite layer that is seamlessly formed into a cylindrical shape, and the layer also has various types from a single layer to several hundred layers. Further, there are various types, such as a closed end including a five-membered ring of carbon or the like, and an open end as it is. Initially, its production method was based on the arc discharge method, but it has been made in large quantities by a CVD method or a laser ablation method using a more efficient metal catalyst, and is becoming a familiar material. .
【0079】基礎物性に対する研究も、その特異な形状
から発見当初より精力的になされ、特にその電気的特性
が金属的であったり、半導体的であったりすることは、
第一原理計算から予想された。その他にも、その機械強
度が非常に高いことや、鋭利に屈曲しても破断せずに元
に戻ることなど、サイズが小さく評価が困難であるにも
関わらず、様々なことが研究されて判ってきた。また、
表面がグラファイト層で形成されていることから、非常
に化学的に安定であることも知られる。その反面、エポ
キシ樹脂等には適当に分散し、その界面での密着性はか
なり高く、硬く固定できるようになっている。このた
め、nmサイズではあるが樹脂に埋め込むなどして、ハ
ンドリングなども容易にできるようになってきている。Research on basic physical properties has also been made energetically since its discovery from the peculiar shape. In particular, its electrical characteristics are metallic or semiconductor-like.
Predicted from first-principles calculations. In addition, various things have been studied in spite of its small size and difficult to evaluate, such as its extremely high mechanical strength and its ability to return to its original state without breaking even when bent sharply. I understand. Also,
Since the surface is formed of a graphite layer, it is also known that the surface is very chemically stable. On the other hand, it is appropriately dispersed in an epoxy resin or the like, has very high adhesion at the interface, and can be fixed firmly. For this reason, handling, etc., has been becoming easy, for example, by embedding the resin in a resin having a nm size.
【0080】さらにまた、その材料がグラファイトに近
いことから、固体潤滑剤としてのポテンシャルをも持ち
あわせている。その上、先の報告ではnmオーダーでの
摩擦係数は転がり摩擦より滑り摩擦の方が小さいという
報告もなされている。CNTの潤滑性については、まだ
さほど多くの報告はなされていないが、潤滑剤としての
ポテンシャルは高いことも期待されている。応用面で
は、そのアスペクトの大きさと導電性から、高い不平等
電界を生成することができ、フィールドエミッション型
ディスプレーの電界放出源として注目されている。ま
た、その表面性の高さから、従来、活性炭などが用いら
れていた電池の電極や、ガス吸着物質としても注目を集
めている。さらに、機械強度を利用した例としては、樹
脂強化のために樹脂に分散させた報告(0.Louri
e A.P.L.73(1998)3527)や、ミク
ロ世界でのアクチュエータヘの応用の報告(Ray
H.Baughman SCIENCE 284(19
99)1340)などがなされている。Further, since the material is close to graphite, it has a potential as a solid lubricant. In addition, in previous reports, it has been reported that the coefficient of friction in the nm order is smaller for sliding friction than for rolling friction. Although there have not been many reports on the lubricity of CNTs, they are also expected to have high potential as a lubricant. From the aspect of application, a high non-uniform electric field can be generated due to the size of the aspect and the conductivity, and it is attracting attention as a field emission source of a field emission type display. In addition, due to its high surface properties, it has also attracted attention as a battery electrode or a gas-adsorbing substance, which has conventionally used activated carbon or the like. Further, as an example utilizing mechanical strength, there is a report of dispersing in a resin to strengthen the resin (0. Louri).
e A. P. L. 73 (1998) 3527) and reports on application to actuators in the micro world (Ray)
H. Baughman SCIENCE 284 (19
99) 1340).
【0081】以上、述べてきたようにCNTは先の細線
に対する要件を概ね満たしており、本発明ではこの材料
が最適であると考えている。しかし、本発明では上の要
件をすべてクリアしなければならないわけではないの
で、CNTに限らず、その他の炭素繊維、WSナノチュ
ーブ、CBナノチューブ、SiCナノチューブ、金属ウ
ィスカーなどの極細い繊維であれば、用いることができ
る。CNTを用いた帯電器の製造方法としては、樹脂分
散型、電気泳動式植毛型、CVDによる表面成長型など
の方法が考えられる。As described above, the CNT generally satisfies the requirements for the above-described fine wire, and the present invention considers that this material is optimal. However, in the present invention, it is not necessary to clear all of the above requirements. Can be used. Examples of a method for manufacturing a charger using CNT include a resin dispersion type, an electrophoresis type flocking type, and a surface growth type by CVD.
【0082】ギャップの形成は、以上に述べたような帯
電器の表面ラフネスおよび被帯電体の表面ラフネスによ
って行う。また、接触した領域においても帯電を施すこ
とができるように、電荷注入方法を併用して対処する。The gap is formed by the surface roughness of the charger and the surface roughness of the member to be charged as described above. In addition, a charge injection method is used together so that charging can be performed even in the contact area.
【0083】ピンホール対策としては、表面部材の比抵
抗値Rbについて以下の式が成り立つ範囲にあるように
する。As a countermeasure against pinholes, the specific resistance Rb of the surface member is set so that the following equation is satisfied.
【0084】 Ro*Lo*f/100<Rb*Lb*S1 ここで、ピンホール面積と帯電面積の比=1:S1 f:許容する電圧降下の割合(%) Ro:被帯電体の比抵抗(Ω・m) Lo:被帯電体の厚さ(m) Rb:帯電器表面部材の比抵抗(Ω・m) Lb:帯電器表面部材の厚さ(m) これは等価回路図3に見られるように、抵抗の比による
電圧分配を計算したものである。Ro * Lo * f / 100 <Rb * Lb * S1 Here, ratio of pinhole area to charged area = 1: S1 f: ratio of allowable voltage drop (%) Ro: specific resistance of member to be charged (Ω · m) Lo: thickness of the member to be charged (m) Rb: specific resistance of the surface member of the charger (Ω · m) Lb: thickness of the surface member of the charger (m) This is shown in FIG. As shown, the voltage distribution based on the ratio of the resistances is calculated.
【0085】ピンホール部はあたかも感光体の抵抗Ro
pが無いような等価回路となる。この時にRbが小さい
と、ピンホール部に電流が集中し、非ピンホール部に電
流が流れなり、帯電を起こす事ができなくなる。そこ
で、上記の様に帯電器側の抵抗値を挙げる事で、ピンホ
ールのみに電流が集中しない様に設計する。つまり、ピ
ンホール部の抵抗値に比べ、非ピンホール部の抵抗が小
さければ、そちらに流れる電流が大きくなり、帯電を施
す事ができる。これを式に書き下すと、「ピンホール部
抵抗<非ピンホール部抵抗」という形になれば良い。ま
た、抵抗=比抵抗*厚さ*面積であるから、上式のよう
な形になる。The pinhole part is as if the resistance Ro of the photoreceptor is
An equivalent circuit without p is obtained. At this time, if Rb is small, the current concentrates on the pinhole portion and the current flows on the non-pinhole portion, so that charging cannot be performed. Therefore, by designing the resistance value on the charger side as described above, a design is made so that current does not concentrate only on the pinhole. That is, if the resistance of the non-pinhole portion is smaller than the resistance value of the pinhole portion, the current flowing therethrough increases and charging can be performed. If this is written down into an equation, it suffices if the formula is “pinhole portion resistance <non-pinhole portion resistance”. In addition, since resistance = specific resistance * thickness * area, the form is as shown in the above equation.
【0086】帯電速度を落とさないで、ピンホール対策
の効果を上げるためには、帯電器の抵抗Rbと接触抵抗
Rcの和Rdが下式を満足するようにする。In order to improve the effect of preventing pinholes without lowering the charging speed, the sum Rd of the resistance Rb of the charger and the contact resistance Rc should satisfy the following expression.
【0087】Vss<Vs(Rd) Vs(Rd)=Va{1−exp(−w1/v1C1R
d)} ここで、Vss:必要な帯電電位 Vs(Rd):帯電器の抵抗で決まる帯電電位 w1:ニップ幅(m) v1:帯電線速(m/sec) C1:被帯電体容量(F) Va:印加電圧(V) 図3の等価回路の左側の分岐のように、帯電能力の等価
回路は抵抗と容量との直列回路となる。このように等価
的に表すことにより解析的に解くことができる。ただ
し、被帯電体の抵抗Roは十分大きいとして省略した。
この式から、帯電電位は帯電器の抵抗に依存することが
明らかであり、これを制御することで、十分な帯電が行
える。Vss <Vs (Rd) Vs (Rd) = Va {1-exp (-w1 / v1C1R
d)} Here, Vss: required charging potential Vs (Rd): charging potential determined by the resistance of the charger w1: nip width (m) v1: charging linear velocity (m / sec) C1: charged body capacity (F Va: applied voltage (V) As shown in the left branch of the equivalent circuit in FIG. 3, the equivalent circuit of the charging ability is a series circuit of a resistor and a capacitor. By expressing equivalently in this way, it is possible to solve analytically. However, the resistance Ro of the member to be charged was omitted because it was sufficiently large.
From this equation, it is clear that the charging potential depends on the resistance of the charger, and by controlling this, sufficient charging can be performed.
【0088】帯電器を電流が流れ、帯電を施す。その電
流量を規定する物性値として帯電器の抵抗Rbがある。
抵抗値が制御するのは電流値である。電流とは単位時間
に流れる電荷量であるから、電流値が決まると、帯電電
位および線速(これは画像形成装置のスペックで決ま
り、1 分間に何枚の画像を作成するかによって決定され
る)が規制を受ける。逆に、製品スペックで、線速及び
必要な電位が決定されると、それに対応して電流値そし
て抵抗値Rbが決定される。このことを式に書き下し
た。流れる電流値は先の等価回路よりCRで決まる。C
RでのCとは被帯電体容量C1でありRは帯電器のRb
である。直列のCR等価回路は、そこに流れる電流値の
時間変化を対数で記述する事ができる。また、その電流
によって帯電される帯電電位もその電流値に比例するか
ら同じ形で書く事ができる。よって、ある時間T1にお
ける表面電位は Vs(t)=Va{1−exp(−t/C1Rd)} とかく事ができる。ここで時間は帯電時間であるから、
帯電時間T1はニップ幅を線速で割ったものと等しいか
らT1=W1/V1とかける。これを代入する事で上式
となる。A current flows through the charger to perform charging. There is a resistance Rb of the charger as a physical value that defines the amount of current.
It is the current value that is controlled by the resistance value. Since the current is the amount of electric charge flowing per unit time, when the current value is determined, the charging potential and the linear velocity (this is determined by the specifications of the image forming apparatus, and is determined by how many images are created per minute. ) Are regulated. Conversely, when the linear velocity and the required potential are determined in the product specifications, the current value and the resistance value Rb are determined correspondingly. I wrote this down in the equation. The value of the flowing current is determined by CR from the above equivalent circuit. C
C in R is the charged body capacity C1, and R is Rb of the charger.
It is. In a series CR equivalent circuit, a time change of a current value flowing therethrough can be described by a logarithm. Further, since the charging potential charged by the current is proportional to the current value, it can be written in the same form. Therefore, the surface potential at a certain time T1 can be expressed as Vs (t) = Va {1-exp (-t / C1Rd)}. Here, the time is the charging time,
Since the charging time T1 is equal to a value obtained by dividing the nip width by the linear velocity, the charging time T1 is multiplied by T1 = W1 / V1. Substituting this gives the above equation.
【0089】被帯電体と帯電器の機械強度の大小関係で
は、帯電器表面の部材が持つ機械的弾性(強度)が被帯
電体より小さいようにする。帯電器の形状は、ブレード
型の形状にして、被帯電体表面で滑って接触面積を広く
するようにする。ブレード型の形状は以上のように接触
面積が広いという長所があるが.微小なごみの影響を受
けやすい。帯電器の形状をローラー型にし、さらに帯電
器に、帯電器表面を研磨するクリーナーを備えるように
する。転写器などに転用する場合は、以上にのべたよう
な帯電器を帯電・転写・除電など、電子写真プロセスの
静電気を用いるプロセスの少なくとも一個所に用いるよ
うにする。In the magnitude relationship between the mechanical strength of the charged object and the mechanical strength of the charger, the mechanical elasticity (strength) of the member on the surface of the charged device is made smaller than that of the charged object. The shape of the charger is a blade-type shape, so that the surface of the member to be charged slides to increase the contact area. The shape of the blade type has the advantage of a large contact area as described above. It is susceptible to minute dust. The shape of the charger is a roller type, and the charger is provided with a cleaner for polishing the surface of the charger. When diverted to a transfer device or the like, the above-described charger is used in at least one of the processes using static electricity in the electrophotographic process, such as charging, transferring, and discharging.
【0090】[0090]
【実施例】以下に、具体的な本発明の実施例をあげて説
明する。 実施例1 本実施例では、ローラー型の帯電器について、帯電器お
よびそれに適応される被帯電体をそれぞれ説明し、その
後に、それらの動作方法について説明することにする。The present invention will be described below with reference to specific examples of the present invention. Embodiment 1 In this embodiment, a roller-type charger and a member to be charged adapted thereto will be described for a roller-type charger, and thereafter, an operation method thereof will be described.
【0091】(1)帯電器(ローラー型) 図1に本実施例の帯電器を用いた画像形成装置の構成図
を示す。図1において、符号1は本実施例の帯電器であ
る帯電ローラー、符号2はクリーナー、符号3は被帯電
体である感光体であり、符号4は電圧印加工程、符号5
は露光工程、符号6は現像工程、符号7は転写工程、符
号8は定着工程、符号9は光照射工程を示す。本実施例
では図1のようなローラー型の帯電器(帯電ローラー)
1を用いる。帯電ローラー型は、その表面にCNTを備
えていることが特徴である。図1で示したように本実施
例の帯電器1はローラー状であり、電圧を印加する機能
を有し、また、図4に示したように、円筒状の導電性基
体11と、導電性弾性体12と、表面にCNTを含有す
る中抵抗層13からなる積層構造を構成している。(1) Charger (Roller Type) FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus using the charger of the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a charging roller which is a charger of the present embodiment, reference numeral 2 denotes a cleaner, reference numeral 3 denotes a photosensitive member which is a member to be charged, reference numeral 4 denotes a voltage application step, and reference numeral 5
Denotes an exposure step, 6 denotes a development step, 7 denotes a transfer step, 8 denotes a fixing step, and 9 denotes a light irradiation step. In this embodiment, a roller type charger (charging roller) as shown in FIG.
Use 1. The charging roller type is characterized by having CNTs on its surface. As shown in FIG. 1, the charger 1 of the present embodiment is in the form of a roller and has a function of applying a voltage. As shown in FIG. A laminated structure composed of the elastic body 12 and the medium resistance layer 13 containing CNT on the surface is formed.
【0092】帯電ローラー1の基体11はアルミ、SU
S、Feなどの金属導体や、もしくは、プラスチック
(アクリル樹脂など)などの絶縁体の表面に導体膜を形
成したものが良い。体積抵抗が1E−2Ω・cm以下で
あれば、各種の導電材を配合した樹脂やゴムも使用する
ことができる。今回は製造工程の製造コスト等からアル
ミを採用した。アルミを20mmφ、厚み2mmの円筒
状に加工した後、表面を密着性が良くなるように、グラ
インダーで0.1mmオーダーのラフネスをつける。こ
の上に、図4に見られるように厚みが5mmの導電性弾
性体12をつける。The base 11 of the charging roller 1 is made of aluminum, SU
It is preferable that a conductor film is formed on the surface of a metal conductor such as S or Fe, or an insulator such as plastic (eg, acrylic resin). If the volume resistance is 1E-2 Ω · cm or less, resins and rubbers mixed with various conductive materials can also be used. This time, aluminum was adopted because of the manufacturing costs of the manufacturing process. After processing aluminum into a cylindrical shape having a diameter of 20 mm and a thickness of 2 mm, the surface is roughened to the order of 0.1 mm with a grinder so as to improve adhesion. On top of this, a conductive elastic body 12 having a thickness of 5 mm is attached as shown in FIG.
【0093】この導電性弾性体12は弾性を有する母材
に導電性の粒子を分散したものである。母材にはポリエ
ステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポ
リウレタン系エラストマー、軟質塩化ビニル樹脂、スチ
レン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体エラスト
マー、アクリル系エラストマー等の各種熱可塑性エラス
トマーが好適であるが、他にナイロン6、ナイロン6,
6、ナイロン6−ナイロン6,6共重合体、ナイロン
6,6−ナイロン6,10共重合体や、メトキシメチル
化ナイロン等のアルコキシメチル化ナイロンの如きポリ
アミド、コポリアミド或いはそれらの変性体、シリコー
ン樹脂、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポ
リ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオ
ノマー等も使用できる。ゴムとしては、天然ゴム、ブタ
ジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエン−スチレンゴ
ム、ニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン
共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共
重合体ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコー
ンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等が好ましい。今
回はシリコーン樹脂を採用した。The conductive elastic body 12 is obtained by dispersing conductive particles in a base material having elasticity. Various thermoplastic elastomers such as polyester-based elastomer, polyamide-based elastomer, polyurethane-based elastomer, soft vinyl chloride resin, styrene-butadiene-styrene block copolymer elastomer, and acrylic elastomer are suitable for the base material. 6, nylon 6,
6, polyamides, copolyamides such as nylon 6-nylon 6,6 copolymer, nylon 6,6-nylon 6,10 copolymer, and alkoxymethylated nylon such as methoxymethylated nylon, or modified products thereof, silicone Resins, acetal resins such as polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer, and the like can also be used. Examples of the rubber include natural rubber, butadiene rubber, styrene rubber, butadiene-styrene rubber, nitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-nonconjugated diene copolymer rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, and silicone rubber. , Urethane rubber, acrylic rubber and the like are preferable. This time, we adopted silicone resin.
【0094】分散した導電性粒子としては、導電性カー
ボンブラックや、銀、金、銅、黄銅、ニッケル、アルミ
ニウム、ステンレススチール等の金属粉や、酸化スズ系
導電剤等の粉末導電剤を用いることができ、他に、非イ
オン系、陰イオン系、陽イオン系、両性系等の有機導電
剤や、有機スズ系導電剤をも用いることもできる。ま
た、導電剤の均一分散を有効に行うためには、アクリル
酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等のエチレン系不飽
和カルボン酸等を共重合させた酸変性樹脂やゴムを一部
使用することも有効である。今回は、導電性カーボンブ
ラックを採用した。導電性粒子カーボンブラックは、熱
で溶融された母材のシリコーン樹脂の中に分散され、こ
れを型にはめ、冷却することで所望の形状の固体を得る
ことができる。このように得られたものは、その材料比
によって、導電性を適当に調節することができる。今回
は10Ω・cm程度の抵抗に調節した。As the dispersed conductive particles, conductive carbon black, metal powders such as silver, gold, copper, brass, nickel, aluminum, and stainless steel, and powdered conductive agents such as tin oxide-based conductive agents may be used. In addition, organic conductive agents such as nonionic, anionic, cationic, and amphoteric conductive agents, and organic tin conductive agents can also be used. Further, in order to effectively perform uniform dispersion of the conductive agent, it is also possible to partially use an acid-modified resin or rubber obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride. It is valid. This time, conductive carbon black was adopted. The conductive particle carbon black is dispersed in the heat-melted silicone resin of the base material, which is molded and cooled to obtain a solid having a desired shape. The conductivity of the material obtained in this manner can be appropriately adjusted depending on the material ratio. This time, the resistance was adjusted to about 10Ω · cm.
【0095】このように形成された導電性弾性体12の
表面にCNTを含有した中抵抗の層13を1層成膜し、
表面に突起状の形状を形成する。上記導電性弾性体12
上に設けられる中抵抗の膜としては、導電剤の配合と層
厚により適当な抵抗値を有するように調整された樹脂や
ゴムが使用される。この樹脂、ゴムの種類は、前述した
ものと同様のものであってよいが、これら以外にも、フ
ッ素系の樹脂またはゴム、例えばポリフッ化ビニリデン
(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体(PTFE・HFP)、パーフルオロアル
コキシ系フッ素樹脂等が好適に使用される。特にこれら
フッ素系の樹脂やゴムを使用すると、不活性でしかも摩
擦係数が小さいため、被帯電体である感光体や帯電ロー
ラーの寿命の点で大きなメリットがある。今回はPVD
Fを採用した。PVDFの機械強度は被帯電体に比べ、
小さくなるように調整する。尚、中抵抗層13の抵抗値
は、1E1〜1E10Ω・cm、特に1E6〜1E7Ω
・cmのものである。この樹脂の中にCNTを含有させ
る。このCNTもフィラーとして作用することから、こ
のCNTとカーボンブラックによって抵抗を制御した。
CNTの濃度は10wt%、カーボンブラックは5wt
%程度で所望の抵抗値を得た。On the surface of the conductive elastic body 12 thus formed, one layer of a medium-resistance layer 13 containing CNT is formed.
A protruding shape is formed on the surface. The conductive elastic body 12
As the medium resistance film provided thereon, a resin or rubber adjusted to have an appropriate resistance value according to the composition of the conductive agent and the layer thickness is used. The types of the resin and rubber may be the same as those described above, but other than these, a fluorine-based resin or rubber, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTF)
E), a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (PTFE / HFP), a perfluoroalkoxy-based fluororesin, or the like is preferably used. In particular, when these fluorine-based resins and rubbers are used, they are inactive and have a small coefficient of friction, so that there is a great merit in terms of the service life of the photoreceptor and the charging roller as the object to be charged. This time PVD
F was adopted. The mechanical strength of PVDF is
Adjust so that it becomes smaller. The resistance value of the middle resistance layer 13 is 1E1 to 1E10 Ω · cm, particularly 1E6 to 1E7 Ω.
Cm. CNT is contained in this resin. Since this CNT also acts as a filler, the resistance was controlled by the CNT and carbon black.
CNT concentration is 10wt%, carbon black is 5wt%
%, A desired resistance value was obtained.
【0096】この抵抗制御には、以下のようなピンホー
ル対策としての計算をもとにした値を用いた。For this resistance control, a value based on the following calculation as a measure against pinholes was used.
【0097】 ピンホール面積と帯電面積の比=1:1E5 但し、ピンホール面積100μm、帯電面積2*300
mmとする。つまり図3の等価回路でRatio of pinhole area to charged area = 1: 1E5 where pinhole area is 100 μm and charged area is 2 * 300
mm. That is, in the equivalent circuit of FIG.
【0098】Rb´=Rb*1E5 とする。ショートによる影響を1割減で抑えたいのなら
ば、It is assumed that Rb '= Rb * 1E5. If you want to reduce the effects of shorts by 10%,
【0099】10*(Rb+Rc+Ro)=Rb´ とすれば良い。Rb´=Rb*1E5を代入するとIt is sufficient to set 10 * (Rb + Rc + Ro) = Rb '. Substituting Rb '= Rb * 1E5
【0100】Rb+Rc+Ro=Rb*1E4 Ro>>Rb+RcからFrom Rb + Rc + Ro = Rb * 1E4 Ro >> Rb + Rc
【0101】Ro=Rb*1E4 被帯電体体積抵抗率を1E12Ω・cm(暗抵抗)、厚
さ50μmとしてRo = Rb * 1E4 The volume resistivity of the member to be charged is 1E12 Ω · cm (dark resistance) and the thickness is 50 μm.
【0102】 Rb=5E6Ω・cm(厚さ1mm程度)Rb = 5E6Ω · cm (about 1 mm thick)
【0103】CNTの生成方法には、先に述べたよう
に、アーク放電方法、CVD方法、レーザーアブレーシ
ョン方法などが考案されている。今回はアーク放電方法
で作成されたCNTを用いた(多層カーボンナノチュー
ブBU201(Bucky USA製))。入手したC
NTはカーボンブラックとほぼ同様の粉末状であるか
ら、これを樹脂に混入し、撹拌する。このあと、先ほど
の低抵抗シリコーンローラーの表面に、ディッピング法
によって厚さは1mmの膜を形成する。次に、このよう
に樹脂に分散されたCNTを表面から突出させる。その
方法としてアッシング方法や研磨などによる方法などが
考案されている。今回は研磨による方法を選択した。研
磨にはシリカの研磨粒子を用いた。樹脂の表面粗さがμ
mオーダーになるように研磨を施す。これによって、C
NTは1μm程度の長さで突出する。そのCNTの突出
密度は、先に樹脂に分散した量により、1本/μm2 程
度となることを確認した。CNT1本につき、破壊電流
が1E−12Aという結果が報告されており、本実施例
では電流破壊が発生しないように、CNTの本数を制御
した。また、樹脂の表面粗さをμmオーダーにするこ
と、被帯電体とのギャップ領域が形成されることが必要
で、このギャップ領域において、非接触の帯電が施され
る。As described above, the arc discharge method, the CVD method, the laser ablation method, and the like have been devised as the CNT generation method. In this case, CNTs prepared by an arc discharge method were used (multi-walled carbon nanotubes BU201 (Bucky USA)). Obtained C
Since NT is in the form of powder substantially the same as carbon black, it is mixed into a resin and stirred. Thereafter, a film having a thickness of 1 mm is formed on the surface of the low-resistance silicone roller by the dipping method. Next, the CNTs thus dispersed in the resin are projected from the surface. Ashing methods, polishing methods, and the like have been devised as such methods. This time, the method by polishing was selected. For polishing, abrasive particles of silica were used. Resin surface roughness is μ
Polishing is performed to the order of m. This gives C
NT protrudes with a length of about 1 μm. It was confirmed that the protrusion density of the CNTs was about 1 / μm 2 depending on the amount previously dispersed in the resin. It has been reported that the breakdown current of each CNT is 1E-12A. In this embodiment, the number of CNTs was controlled so that current breakdown did not occur. In addition, it is necessary that the surface roughness of the resin be on the order of μm and that a gap region be formed between the resin and the member to be charged. In this gap region, non-contact charging is performed.
【0104】(2)クリーナー ローラー帯電器1には、図1に示すように研磨工程を行
えるクリーナー2が設置されている。クリーナー2の役
割はローラー帯電器1の表面を常に研磨し、表面を適当
なラフネスに維持し、かつ表面から新鮮なCNTを突出
させるようにすることである。このため、先に述べた研
磨工程をこのクリーナー2で施せるようにする。クリー
ナー2には、機械強度が高く、常に適当な突起状態を維
持できる部材を用いる。その用途には、Al、SUS、
Feなどの金属または合金か、もしくはアクリルやエポ
キシなど機械強度な高い樹脂、シリカやガラスその他の
酸化物など無機物が適している。今回はSUSを用い
た。このクリーナーもローラー状になっており、SUS
表面に帯電器の樹脂が付着した時に取り外せるようにし
てある。SUSの表面はμmオーダーのラフネスを設け
ており、このSUSが帯電器とは異なる回転スピードで
接触することで、帯電器ローラー表面を研磨する。押し
圧を調節することで、その削れ量を制御でき、ローラー
の厚さが1mm程度であるから、500k枚程度の寿命
を持たせるために、1mm/回転程度になるように調節
する。(2) Cleaner The roller charger 1 is provided with a cleaner 2 capable of performing a polishing step as shown in FIG. The role of the cleaner 2 is to constantly polish the surface of the roller charger 1, maintain the surface at an appropriate roughness, and allow fresh CNTs to protrude from the surface. For this reason, the above-mentioned polishing step can be performed by the cleaner 2. As the cleaner 2, a member having high mechanical strength and capable of always maintaining an appropriate projection state is used. Its applications include Al, SUS,
A metal or alloy such as Fe, a resin having high mechanical strength such as acryl or epoxy, or an inorganic material such as silica, glass or other oxide is suitable. This time, SUS was used. This cleaner is also roller-shaped, SUS
When the resin of the charger adheres to the surface, it can be removed. The surface of the SUS has a roughness on the order of μm, and the SUS comes in contact with the charger at a different rotation speed, thereby polishing the surface of the charger roller. By adjusting the pressing pressure, the shaving amount can be controlled. Since the thickness of the roller is about 1 mm, the roller is adjusted to about 1 mm / rotation in order to have a life of about 500 k sheets.
【0105】(3)被帯電体(感光体) 感光体3は、図5に示すように表面から表面保護層3
1、電荷輸送層32、電荷発生層33、下引き層34及
び基体35からなる。以下に順に説明する。 表面保護層 透明で機械強度の高いものを利用する。材料としては、
市販のポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタ
ン、アクリル、エポキシ、シリコーン、アルキド、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体等の樹脂を用いることがで
きる。さらに強度および分散性を向上させるための検討
を行なった結果、アクリロイル基を1分子中に3個以上
もった光硬化型アクリル系モノマー中に導電性粒子を分
散させ、これを感光体3の感光層上に塗布、光硬化させ
ることによって形成した表面層を用いることで、膜強度
が飛躍的に向上した。(3) Charged Member (Photosensitive Member) As shown in FIG.
1, a charge transport layer 32, a charge generation layer 33, an undercoat layer 34, and a base 35. This will be described below in order. Surface protective layer Use a transparent and high mechanical strength material. As a material,
Commercially available resins such as polyester, polycarbonate, polyurethane, acrylic, epoxy, silicone, alkyd, and vinyl chloride-vinyl acetate copolymer can be used. Investigations were made to further improve the strength and dispersibility. As a result, the conductive particles were dispersed in a photocurable acrylic monomer having three or more acryloyl groups in one molecule. By using a surface layer formed by coating and photocuring on the layer, the film strength was dramatically improved.
【0106】電荷輸送層 本実施例の電荷輸送層32には、従来から用いられてい
るホール輸送用の材料を用いた。電荷輸送剤としては、
オキサジアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾ
ン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、オキサゾール誘
導体、トリアリールアミン誘導体、ジフェニルメタン誘
導体、スチルベン誘導体、ブタジエン誘導体、ポリビニ
ルカルバゾール、ポリシラン誘導体などが用いられる。
バインダーとしてはポリカーボネイト樹脂、ポリエステ
ル樹脂を利用した。移動剤の濃度は50%程度とした。
膜厚は20μm程度でディッピングコーティング法によ
って形成した。Charge Transport Layer For the charge transport layer 32 of this example, a material for transporting holes which has been conventionally used was used. As the charge transport agent,
Oxadiazole derivatives, pyrazoline derivatives, hydrazone derivatives, triphenylmethane derivatives, oxazole derivatives, triarylamine derivatives, diphenylmethane derivatives, stilbene derivatives, butadiene derivatives, polyvinylcarbazole, polysilane derivatives, and the like are used.
As the binder, a polycarbonate resin or a polyester resin was used. The concentration of the transfer agent was about 50%.
The film thickness was about 20 μm and formed by dipping coating.
【0107】電荷発生層 この層は従来のデジタル用に用いられてきた長波長(7
80nm)のものを用いた。CGMとして、スクエアリ
リウム色素、無金属フタロシアニン系、金属フタロシア
ニン系、アズレニウム塩色素、チアピリリウム塩や多環
キノン系、ペリレン系またはアゾ顔料系およびアゾ顔料
等である。これらをポリビニルブチラール樹脂などのバ
インダー材料に入れた。膜厚は1μmから10μm程度
で、スプレー塗工によって形成した。Charge generation layer This layer is a long-wavelength (7
80 nm). Examples of the CGM include a squarylium dye, a metal-free phthalocyanine dye, a metal phthalocyanine dye, an azurenium salt dye, a thiapyrylium salt, a polycyclic quinone dye, a perylene dye, an azo pigment dye, and an azo pigment. These were put into a binder material such as polyvinyl butyral resin. The film thickness was about 1 μm to 10 μm, and formed by spray coating.
【0108】下引き層 下引き層34には、感光体3の帯電性を改善し、また、
基体35に対する感光層の接着性や塗布性を向上させる
ことを目的としている。用いられる材料としては、例え
ば、単層構成ではポリエチレン、ポリスチレン、アクリ
ル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、ポリエステル、メラニン樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリビニルブチラール、ポリイミドなどの
樹脂、またはそれらの共重合体などが挙げられる。ま
た、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび
エチルセルロースなども用いられる。また、Ag、C
u、Ni、Au、Biなどの金属やカーボンで実現され
る導電性粒子を接着剤に分散させた膜も有効である。酸
化スズ又はアルミナによって表面処理された酸化チタン
を含有する層も有効である。また、アルミナで被覆され
た酸化チタン微粒子やチタネート系カップリング剤によ
って表面処理された酸化チタン、シラン化合物、フッ素
含有シラン化合物によって表面処理された金属酸化物粒
子を接着剤に分散した層などが用いられる。Undercoat Layer The undercoat layer 34 improves the chargeability of the photoreceptor 3,
The purpose is to improve the adhesiveness and applicability of the photosensitive layer to the substrate 35. As the material used, for example, in a single-layer configuration, polyethylene, polystyrene, acrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, polyurethane, epoxy resin, polyester, melanin resin, silicone resin, polyvinyl butyral, polyimide resin, or the like, or And the like. In addition, casein, gelatin, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose and the like are also used. Ag, C
A film in which conductive particles realized by a metal such as u, Ni, Au, and Bi or carbon are dispersed in an adhesive is also effective. A layer containing titanium oxide surface-treated with tin oxide or alumina is also effective. A layer in which titanium oxide fine particles coated with alumina, titanium oxide surface-treated with a titanate coupling agent, a metal oxide particle surface-treated with a silane compound, or a fluorine-containing silane compound dispersed in an adhesive is used. Can be
【0109】基体 基体35は導電性があり、機械強度が高く、製造コスト
が低く、膜の密着性が良いなどの特性を有するものが良
い。そこで、一般的な金属が用いられ、例えば、Al、
SUS、Fe、Ni、Cu、Mg、Agなどが挙げられ
るが、今回はAlを用いた。また、アクリル等の絶縁性
材料の上に金属膜を形成することによって代替品として
用いることもできる。Substrate The substrate 35 preferably has characteristics such as conductivity, high mechanical strength, low manufacturing cost, and good film adhesion. Therefore, general metals are used, for example, Al,
SUS, Fe, Ni, Cu, Mg, Ag and the like can be mentioned, but Al was used in this case. Alternatively, a metal film can be formed on an insulating material such as acrylic to be used as a substitute.
【0110】(4)駆動方法 動作方法は通常のローラー帯電器に準ずる。印加する電
圧は直流として、その印加電圧は300Vとした。この
値により、請求項2のK1条件は満足している。このた
め、通常の放電は起きることなく、オゾンの発生も防止
できている。このことは、オゾン検知機などで調べるこ
とができる。感光体の回転速度は60cpmに対応でき
るように設計した。本実施例では、このスピードでも満
足できる帯電能力を得た。(4) Driving Method The operating method is similar to that of a normal roller charger. The applied voltage was DC, and the applied voltage was 300 V. This value satisfies the K1 condition of claim 2. Therefore, normal discharge does not occur, and generation of ozone can be prevented. This can be checked with an ozone detector or the like. The rotation speed of the photoreceptor was designed to be compatible with 60 cpm. In this embodiment, satisfactory charging ability was obtained even at this speed.
【0111】実施例2 本実施例では帯電器にブレード形式を採用した。先に述
べたように、ローラーに比べ表面で滑ることで、接触面
積を増大させることができる。本実施例のブレード形状
の帯電器を用いた画像形成装置の構成図を図6に示す。
図6で符号1−1はブレード形式の帯電器であり、他の
部分の符号3〜9は実施例1で述べた図1に示すローラ
ー形式のものとほぼ同じ構成になっており、その部材も
同様で良い。ニップ幅は2mmになる様に設計し、抵抗
値、厚み、表面ラフネスなども実施例1に準ずる。ロー
ラーの時と同様にブレード表面にはCNTが突出してい
るように加工した。Embodiment 2 In this embodiment, a blade type was used for the charger. As described above, the contact area can be increased by sliding on the surface as compared with the roller. FIG. 6 shows a configuration diagram of an image forming apparatus using the blade-shaped charger of this embodiment.
In FIG. 6, reference numeral 1-1 denotes a blade-type charger, and reference numerals 3 to 9 of other parts have substantially the same configuration as that of the roller-type charger shown in FIG. The same applies. The nip width is designed to be 2 mm, and the resistance value, thickness, surface roughness, and the like are the same as in Example 1. As in the case of the roller, the blade was processed so that the CNT protruded from the surface of the blade.
【0112】実施例3 本実施例では先の帯電器を感光体の帯電だけではなく、
転写プロセスにも採用した。転写プロセスでは感光体上
に現像された画像を紙上に移動させる。この時、紙の裏
面に、トナーが帯電している電極の逆極性電荷を帯電さ
せる。従来のコロナ帯電器に比べ、その帯電エリアを微
小にすることができる。今回はニップ幅2mmとして、
それ以外の領域では電圧がかからない様にブレード形状
にした。そのため、トナーが散乱すること無く、ボケの
少ない画像形成ができた。Embodiment 3 In this embodiment, not only the charging of the photosensitive member but also the charging of
It was also used for the transfer process. In the transfer process, the image developed on the photoconductor is moved onto paper. At this time, the reverse polarity charge of the electrode charged with the toner is charged on the back surface of the paper. The charging area can be made smaller than that of a conventional corona charger. This time, assuming a nip width of 2 mm,
In other areas, the blade was shaped so that no voltage was applied. As a result, an image could be formed with less blur without toner scattering.
【0113】実施例4 本実施例ではブレード形式を採用した。非接触非パッシ
ェン型帯電器におけるギャップ制御を、表面をブラシ状
にすることで簡便に実現する。ブラシ表面にはCNTが
突出する。ブラシ先端は被帯電体に押し当てられて折れ
曲がる。これによって、ブラシ径の10μm程度のギャ
ップをCNTと被帯電体の間に構成することができる。
本実施例の構成の概要図を図7、図9に示す。また、図
8に本実施例の帯電器に支持細線と被帯電体との位置関
係を示した。図7〜図9において符号1−2は帯電器の
基体、符号3は被帯電体、符号14は支持細線(ブラ
シ)、符号15はCNTである。これらは、先に示した
要素を、それぞれ組み合わせることで構成している。製
造方法として、CNT15はアーク放電法およびCVD
法などで合成できることは先に述べた。今回はアーク放
電法によって形成したものを用いた(Bucky−US
A製)。これを乳鉢などで適当に粉砕し、先のブラシ素
材であるナイロン溶液に混ぜ込ませる。この時にナイロ
ンはドーピングによって抵抗値を制御しておく。Embodiment 4 In this embodiment, a blade type was adopted. Gap control in a non-contact non-Paschen type charger is easily realized by making the surface brush-like. The CNTs protrude from the brush surface. The brush tip is pressed against the member to be charged and bends. Thus, a gap having a brush diameter of about 10 μm can be formed between the CNT and the member to be charged.
FIGS. 7 and 9 show schematic diagrams of the configuration of this embodiment. FIG. 8 shows the positional relationship between the supporting thin wire and the member to be charged in the charger of this embodiment. 7 to 9, reference numeral 1-2 denotes a base of the charger, reference numeral 3 denotes an object to be charged, reference numeral 14 denotes a support fine wire (brush), and reference numeral 15 denotes CNT. These are configured by combining the elements described above. As a manufacturing method, CNT15 is formed by an arc discharge method and a CVD method.
The fact that it can be synthesized by a method or the like has been described above. This time, the one formed by the arc discharge method was used (Bucky-US
A). This is crushed appropriately in a mortar or the like, and mixed with the nylon solution as the brush material. At this time, the resistance of the nylon is controlled by doping.
【0114】CNT15の濃度は10wt%程度になる
ように混ぜた。これは突出密度とナイロンブラシ強度と
のトレードオフによって調節している。このように混ぜ
合わせたナイロン樹脂を噴出法によって繊維化する。こ
の時にナイロン繊維の直径は15μm程度に制御した。
この後、パイルによってブラシ化する。一本一本のブラ
シ14は固定布によって、固定化される。この時の密度
は120本/mm2 とした。長さは2mm程度とする。
この状態で、ブラシ14を酸素プラズマに暴露する。酸
素プラズマはナイロン樹脂を酸化させる。この時、CN
T15も若干酸化するが、その速度が大きく異なること
で、選択的にエッチングすることができる。このプラズ
マ暴露を30分ほど施し、ブラシ径を15μmから10
μm程度まで細線化する。この時、CNT15がブラシ
表面から微小突起として露出することになる。この密度
は1本/μm2 程度となる。突出長さは1μm程度であ
る。この後に、このブラシ布を基体1−2に固定するこ
とで完成される。The CNTs 15 were mixed so that the concentration became about 10 wt%. This is adjusted by a trade-off between the protrusion density and the strength of the nylon brush. The nylon resin mixed in this way is formed into fibers by a jetting method. At this time, the diameter of the nylon fiber was controlled to about 15 μm.
After that, it is brushed with a pile. Each brush 14 is fixed by a fixing cloth. The density at this time was 120 lines / mm 2 . The length is about 2 mm.
In this state, the brush 14 is exposed to oxygen plasma. The oxygen plasma oxidizes the nylon resin. At this time, CN
Although T15 also slightly oxidizes, selective etching can be performed because its speed is greatly different. This plasma exposure is performed for about 30 minutes, and the brush diameter is changed from 15 μm to 10 μm.
Thinning to about μm. At this time, the CNTs 15 are exposed as minute projections from the brush surface. This density is about 1 / μm 2 . The protrusion length is about 1 μm. Thereafter, the brush cloth is fixed to the base 1-2 to complete the brush cloth.
【0115】 基本仕様 基体1−2 材質:ABS樹脂 幅:3mm 被帯電体への押し込み:0.5mm 固定層 TCNQとTTFをドープしたナイロン樹脂 ブラシ14 直径:10μm 長さ:2mm 密度:120本/mm2 材質:TCNQとTTFをドープしたナイロン繊維 CNT15 直径:10〜25nm 長さ:10μm以上 材質:多層カーボンナノチューブ 合成法:アーク放電 突出方法:酸素プラズマアッシング法 導電性接着剤 材質:熱硬化型エポキシ系導電性接着剤 印加電圧 −500V 帯電能力 30cpmBasic Specifications Base 1-2 Material: ABS resin Width: 3 mm Pushing into charged object: 0.5 mm Fixed layer Nylon resin doped with TCNQ and TTF Brush 14 Diameter: 10 μm Length: 2 mm Density: 120 / mm 2 Material: Nylon fiber CNT15 doped with TCNQ and TTF Diameter: 10 to 25 nm Length: 10 μm or more Material: Multi-walled carbon nanotube Synthesis method: Arc discharge Projection method: Oxygen plasma ashing method Conductive adhesive Material: Thermosetting epoxy System conductive adhesive Applied voltage -500V Charging capacity 30cpm
【0116】結果、十分な帯電ができていることは、表
面電位計で確認できた。また画像を形成することで、帯
電むらなどが無い事も確認できた。As a result, it was confirmed with a surface voltmeter that sufficient charging was achieved. In addition, it was confirmed that there was no uneven charging by forming an image.
【0117】実施例5 本実施例では、印加電圧を3ブロックに分けた例であ
る。横から見た構成の概要図を図10に示す。図10に
おいて、符号1−3はこの3ブロック帯電器の基体であ
り、符号3は被帯電体、符号14はブラシ、符号16は
抵抗である。それぞれのブロックの間にはPETフィル
ムを挟み、それぞれのブロック間での短絡を防いでい
る。それぞれの電位を抵抗16を可変することで調整
し、−200V、−400V、−500Vとした。これ
によって、放電することなく帯電することができる。 基本仕様 基体1−3 材質:ABS樹脂 幅:2mmのものを3ブロック 被帯電体への押し込み:0.5mm 絶縁フィルム PETフィルム:0.5mm 固定層 TCNQとTTFをドープしたナイロン樹脂 ブラシ14 直径:10μm 長さ:2mm 密度:120本/mm2 材質:TCNQとTTFをドープしたナイロン繊維 CNT 直径:10〜25nm 長さ:10μm以上 材質:多層カーボンナノチューブ 合成法:アーク放電 精製:遠心分離法と限外ろ過法の併用 突出方法:酸素プラズマアッシング法 導電性接着剤 材質:熱硬化型エポキシ系導電性接着剤 印加電圧 −200V、−400V、−500V 帯電能力 30cpmEmbodiment 5 This embodiment is an example in which the applied voltage is divided into three blocks. FIG. 10 shows a schematic diagram of the configuration viewed from the side. 10, reference numeral 1-3 denotes a base of the three-block charger, reference numeral 3 denotes an object to be charged, reference numeral 14 denotes a brush, and reference numeral 16 denotes a resistor. A PET film is interposed between the blocks to prevent short circuits between the blocks. The respective potentials were adjusted by changing the resistance 16 to -200V, -400V, and -500V. Thereby, it can be charged without discharging. Basic Specifications Base material 1-3 Material: ABS resin Width: 3 blocks of 2 mm indentation into charged object: 0.5 mm Insulation film PET film: 0.5 mm Fixed layer NCN resin doped with TCNQ and TTF Brush 14 Diameter: 10 μm Length: 2 mm Density: 120 fibers / mm 2 Material: Nylon fiber CNT doped with TCNQ and TTF Diameter: 10 to 25 nm Length: 10 μm or more Material: Multi-walled carbon nanotube Synthesis method: arc discharge Purification: centrifugal separation method and limit Combination of external filtration method Projection method: Oxygen plasma ashing method Conductive adhesive Material: Thermosetting epoxy-based conductive adhesive Applied voltage -200V, -400V, -500V Charging capacity 30 cpm
【0118】結果、十分な帯電ができていることは、表
面電位計で確認できた。また画像を形成することで、帯
電むらなどが無い事も確認できた。As a result, it was confirmed that the surface was sufficiently charged by a surface voltmeter. In addition, it was confirmed that there was no uneven charging by forming an image.
【0119】実施例6 本実施例では、図11に示すようなローラー型とした。
図11において、符号1−4は帯電器の基体であり、符
号14はブラシ、符号15はCNTである。この帯電ロ
ーラーには先に述べたブラシ布を巻きつけてある。ロー
ラの回転数は被帯電体の回転数の3倍としてその回転方
向は逆向きした。これによって60cpmの帯電能力を
得た。 基本仕様 基体1−4 材質:SUS 半径:10mm 被帯電体への押し込み:0.5mm 固定層 TCNQとTTFをドープしたナイロン樹脂 ブラシ14 直径:10μm 長さ:2mm 密度:120本/mm2 材質:TCNQとTTFをドープしたナイロン繊維 CNT15 直径:10〜25nm 長さ:10μm以上 材質:多層カーボンナノチューブ 合成法:アーク放電 精製:遠心分離法と限外ろ過法の併用 突出方法:酸素プラズマアッシング法 導電性接着剤 材質:熟硬化型エポキシ系導電性接着剤 印加電圧 −500V 帯電ローラ動作 被帯電体回転数の3倍 帯電能力60cpmExample 6 In this example, a roller type as shown in FIG. 11 was used.
In FIG. 11, reference numeral 1-4 denotes a base of the charger, reference numeral 14 denotes a brush, and reference numeral 15 denotes CNT. The above-mentioned brush cloth is wound around this charging roller. The rotation speed of the roller was set to three times the rotation speed of the member to be charged, and the rotation direction was reversed. As a result, a charging ability of 60 cpm was obtained. Basic Specifications Base 1-4 Material: SUS Radius: 10 mm Pushing into charged object: 0.5 mm Fixed layer Nylon resin doped with TCNQ and TTF Brush 14 Diameter: 10 μm Length: 2 mm Density: 120 / mm 2 Material: Nylon fiber CNT15 doped with TCNQ and TTF Diameter: 10 to 25 nm Length: 10 μm or more Material: Multi-walled carbon nanotube Synthesis method: Arc discharge Purification: Combined use of centrifugation method and ultrafiltration method Projection method: Oxygen plasma ashing method Conductivity Adhesive Material: Mature hardened epoxy-based conductive adhesive Applied voltage -500V Charging roller operation Three times the number of rotations of charged body Charging capacity 60 cpm
【0120】結果、十分な帯電ができていることは、表
面電位計で確認できた。また画像を形成することで、帯
電むらなどが無い事も確認できた。As a result, it was confirmed with a surface voltmeter that sufficient charging was achieved. In addition, it was confirmed that there was no uneven charging by forming an image.
【0121】[0121]
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1の
発明は、帯電を少なくとも電界放出現象により行なう。
電界放出現象を利用することで、従来のパッシェン則に
則った放電のように高い閾値が存在しなくなる。つま
り、低電圧での帯電が可能になる。これによって、高電
圧による危険性が低減する。また、現像プロセスなどの
低電圧が実現した場合、本発明ではそれに則した低い電
圧での帯電が可能となる。従来の放電では、いくら低い
電位の帯電を施す場合においても、パッシェン則で決め
られる閾値以上の電圧が必要であった。これにより、本
発明では、昇圧装置などの高額な装置を備える必要がな
くなり、コスト的にも大きなメリットがある。感光体の
ダメージの面からも、より低い電圧での帯電が望まれ
る。本発明は、従来のローラー帯電器に比べ、はるかに
低い電圧での帯電が可能なため、感光体へのダメージも
低減することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, charging is performed at least by a field emission phenomenon.
By utilizing the field emission phenomenon, there is no longer a high threshold as in the conventional discharge according to Paschen's rule. That is, charging at a low voltage becomes possible. This reduces the risk of high voltage. When a low voltage such as a developing process is realized, the present invention enables charging at a low voltage in accordance with the low voltage. In the conventional discharge, a voltage equal to or higher than a threshold determined by Paschen's rule is required even when charging at a low potential. As a result, in the present invention, there is no need to provide an expensive device such as a booster, and there is a great merit in terms of cost. From the viewpoint of damage to the photoconductor, charging at a lower voltage is desired. The present invention enables charging at a much lower voltage than a conventional roller charger, so that damage to the photoconductor can be reduced.
【0122】本発明の請求項2の発明は、帯電器表面と
被帯電体の間に形成される空間の電界K1(x)をx>
8μmの範囲でK1(x)<3.5E7(V/m)とす
る。これにより、通常のパッシェン則に乗っ取った放電
は発生しない。通常、放電現象は、電界によって加速さ
れた電子が気体分子に衝突し、そこで新たに電荷が発生
する。これを繰り返すことによって、なだれ的に電子が
増幅される。この加速された気体分子を電離するには1
2.06eV(酸素分子)以上は必要であるとされてい
る。電子が平均自由行程(0.36μm)の間に、この
エネルギー分加速するには、電界として、3.5E7
(V/m)以上必要である。つまり、この電界が存在し
なければ、放電は発生しない。放電を形成するために必
要な条件として、電極間距離がある。ある程度距離がな
いと電子なだれが十分に発生せず、放電が持続しないと
されている。この距離は8μmとされている。つまり、
先の条件で、必要な電界が存在していても、その電界が
十分な領域において存在していないと、放電は成立しな
い。以上のことより、上式が成り立つ場合は、放電が発
生しない。According to the invention of claim 2 of the present invention, the electric field K1 (x) in the space formed between the surface of the charger and the member to be charged is defined as x>
It is assumed that K1 (x) <3.5E7 (V / m) in the range of 8 μm. As a result, discharge that takes over the normal Paschen rule does not occur. Normally, in the discharge phenomenon, electrons accelerated by an electric field collide with gas molecules, where charges are newly generated. By repeating this, electrons are avalanche amplified. To ionize this accelerated gas molecule, 1
It is said that 2.06 eV (oxygen molecule) or more is required. To accelerate the electrons by this energy during the mean free path (0.36 μm), an electric field of 3.5E7
(V / m) or more is required. That is, if this electric field does not exist, no discharge occurs. A condition necessary for forming a discharge is a distance between electrodes. It is said that if there is some distance, avalanche does not occur sufficiently and the discharge does not last. This distance is set to 8 μm. That is,
Under the above conditions, even if a necessary electric field exists, if the electric field does not exist in a sufficient region, discharge is not established. From the above, when the above expression holds, no discharge occurs.
【0123】本発明の請求項3の発明は、帯電器表面と
被帯電体の間に形成される空間の電界K2(x)をx>
0.34μmの範囲でK2(x)<1.5E7(V/
m)とする。これにより、オゾンなどの発生を低減する
ことができる。従来のローラー帯電器やブレード型帯電
器に比べ、低電圧で帯電することで、被帯電体の劣化
や、NOx、オゾンなどの不要生成物の発生を抑えるこ
とができる。また、電荷注入のように帯電速度が遅いこ
ともなく、接触の不安定性などの要因も払拭することが
できる。According to a third aspect of the present invention, the electric field K2 (x) in the space formed between the surface of the charger and the member to be charged is defined as x>
In the range of 0.34 μm, K2 (x) <1.5E7 (V /
m). Thereby, generation of ozone and the like can be reduced. By performing charging at a lower voltage than conventional roller chargers and blade-type chargers, deterioration of the member to be charged and generation of unnecessary products such as NOx and ozone can be suppressed. Further, the charging speed is not slow as in the case of charge injection, and factors such as contact instability can be eliminated.
【0124】本発明の請求項4の発明は、帯電器表面に
微小突起を具備することを特徴とする。このように、鋭
利な突起物を成形することで、先端に強電界をっ形成す
ることが可能になる。これにより、電界放出などの現象
が起き、電子を空中に放つことが可能になる。この電子
が大きな領域でアバランシェを起こすことなく、被帯電
体に届くことで、帯電を施すことができる。したがっ
て、放電が安定に発生することなく、オゾンを発生する
こともない。同時に、十分な帯電能力を得ることもでき
る。[0124] The invention of claim 4 of the present invention is characterized in that the charger has fine projections on the surface. Thus, by forming a sharp projection, a strong electric field can be formed at the tip. As a result, a phenomenon such as field emission occurs, and electrons can be emitted into the air. The electrons can be charged by reaching the member to be charged without causing avalanche in a large area. Therefore, no stable discharge occurs and no ozone is generated. At the same time, a sufficient charging ability can be obtained.
【0125】本発明の請求項5の発明は、微小突起を支
持している帯電器表面が凹凸を有することを特徴とす
る。このように、表面を凹凸にすることで、通常の平板
に比べはるかに表面積が大きくなる。この表面積の増大
によって、微小突起が形成できる面積が大きくなる。こ
れにより、微小突起の密度を大きくすることなく、微小
突起の数を増大することができる。また、凸部で帯電器
を支持することで、帯電器表面と被帯電体との距離を適
当に保つこともできる。The invention of claim 5 of the present invention is characterized in that the surface of the charger supporting the minute projections has irregularities. Thus, by making the surface uneven, the surface area is much larger than that of a normal flat plate. Due to the increase in the surface area, the area in which the minute projection can be formed increases. Thus, the number of the fine protrusions can be increased without increasing the density of the fine protrusions. In addition, by supporting the charger with the projections, the distance between the surface of the charger and the member to be charged can be appropriately maintained.
【0126】本発明の請求項6の発明は、帯電器表面が
有する凹凸の平均曲率半径Raを10μm以上にする。
これにより、10μm程度の異物は表面ラフネスの凹領
域に押し込まれることになり、帯電器表面と被帯電体間
の空間ギャップが、トナーの混入などによって大きく変
動することを防止することができる。According to the invention of claim 6 of the present invention, the average radius of curvature Ra of the unevenness of the charger surface is set to 10 μm or more.
As a result, the foreign matter of about 10 μm is pushed into the concave region of the surface roughness, and it is possible to prevent the spatial gap between the surface of the charger and the member to be charged from fluctuating largely due to the mixing of toner.
【0127】本発明の請求項7の発明は、帯電器表面の
凹凸を細線を束ねたブラシを帯電器表面に形成すること
によって実現する。このように、表面をブラシにするこ
とで、ブラシの製造方法などを転用して凹凸を作成でき
る。ブラシの製造は、単なる凹凸を作成する方法に比
べ、製造の歴史が長く、技術的に熟達している。したが
って、このような方法を転用することで、製造コストを
低減することができる。また、ブラシは帯電器などでの
応用例もあり、その材質、形状などさまざまな条件を実
績の上で選択することができる。According to the invention of claim 7 of the present invention, the unevenness of the charger surface is realized by forming a brush on which fine wires are bundled on the charger surface. In this way, by using a brush as the surface, the unevenness can be created by diverting the brush manufacturing method and the like. The manufacture of brushes has a long manufacturing history and is technically proficient compared to a method of simply forming irregularities. Therefore, by diverting such a method, manufacturing costs can be reduced. In addition, the brush has an application example in a charger and the like, and various conditions such as a material and a shape of the brush can be selected based on results.
【0128】本発明の請求項8の発明では、ブラシが可
撓性を有し、被帯電体と接触した時に屈曲する。このよ
うに、ブラシが被帯電体に接触して屈曲することで、そ
のブラシ表面から被帯電体までの距離がある程度決定さ
れる。つまり、ブラシ径が決まればその程度の距離し
か、両者が離れないこととなる。これによって、ギャッ
プの制御が概ね可能になる。さらに、ブラシが接触し、
屈曲することで、押し圧による力を適当に調節すること
ができる。この大きさはブラシの材質や太さなどのパラ
メータを変えることによって、微妙に調節が可能であ
る。According to the eighth aspect of the present invention, the brush has flexibility and bends when it comes into contact with the member to be charged. Thus, the distance from the surface of the brush to the object to be charged is determined to some extent by the bending of the brush in contact with the object to be charged. That is, if the brush diameter is determined, the two are separated only by such a distance. This generally allows for control of the gap. In addition, the brush touches,
By bending, the force due to the pressing force can be appropriately adjusted. This size can be finely adjusted by changing parameters such as the material and thickness of the brush.
【0129】本発明の請求項9の発明は、微小突起の大
きさがnmオーダーであり、ナノチューブまたはウィス
カーから形成されていることを特徴とする。これによ
り、nmオーダーの構造を低コストで、大量に入手する
ことができる。また、このように形成されたチューブは
注文製作で作られることから、目的にかなったものを入
手することができる。The invention according to a ninth aspect of the present invention is characterized in that the size of the fine projections is on the order of nm and is formed of nanotubes or whiskers. Thus, a large-scale structure on the order of nm can be obtained at low cost. In addition, since the tube formed in this way is made to order, a tube suitable for the purpose can be obtained.
【0130】本発明の請求項10の発明は、微小突起に
CNT(カーボンナノチューブ)を用いる。CNTはそ
の形状から非常に細いことが知られている。また、その
構造から機械強度が高いと同時に、そのアスペクト比の
大きさから十分に撓ることが知られている。また、鋭利
に曲がっても、簡単には破断しない事が知られている。
作成方法が近年改良され、非常に簡便に作ることができ
るようになり、他の細線に比べ、容易に入手できるよう
になった。また、CNTはカーボン単体でできているこ
とから、貴金属でできているウイスカーのような細線に
比べ、環境にやさしい。また、構造上、グラファイトを
筒状にしていることから、表面にダングリングボンドが
存在しない。これによって、化学的に安定であり、酸化
物などを表面に形成しない。このような特徴を持ってい
ることから、電界放出素子部材として多くの実施例が報
告されており、安定性にも長けている。また、固体潤滑
材として用いられるグラファイトの性質を持ちあわせて
おり、潤滑性にも長けている。According to the tenth aspect of the present invention, CNTs (carbon nanotubes) are used for the fine projections. CNTs are known to be very thin due to their shape. It is also known that the structure has high mechanical strength and, at the same time, sufficiently bends due to its large aspect ratio. Also, it is known that even if it bends sharply, it does not break easily.
The production method has been improved in recent years, and it has become possible to make it very easily, and it has become easier to obtain than other thin wires. Further, since CNT is made of carbon alone, it is more environmentally friendly than a thin wire such as a whisker made of a noble metal. In addition, since graphite is cylindrical in structure, no dangling bond exists on the surface. Thereby, it is chemically stable, and no oxide or the like is formed on the surface. Because of these features, many examples have been reported as field emission element members, and they have excellent stability. In addition, it has the properties of graphite used as a solid lubricant, and has excellent lubricity.
【0131】本発明の請求項11の発明は、帯電器表面
と被帯電体の間の空間を帯電器および被帯電体の表面ラ
フネスによって形成する。これにより、微小な位置制御
が不要になる。ラフネスによるギャップ制御では、ギャ
ップの狭い領域や広い領域が形成されてしまう可能性が
ある。しかし、そのようなギャップの幅の異なる領域
を、それぞれμmオーダーの大きさに抑えることで、画
像を視覚的に認識するマクロ的なオーダーでは、ほぼ同
程度の平均電位を得ることができる。これによって、ギ
ャップの相違による帯電電位むらなどの間題を解決する
ことができる。According to the eleventh aspect of the present invention, the space between the surface of the charger and the member to be charged is formed by the surface roughness of the charger and the member to be charged. This eliminates the need for minute position control. In the gap control by the roughness, a narrow area or a wide area may be formed. However, by suppressing the areas having different gap widths to the order of μm, it is possible to obtain substantially the same average potential in a macro order in which an image is visually recognized. As a result, problems such as uneven charging potential due to the difference in gap can be solved.
【0132】本発明の請求項12の発明は、帯電器表面
と被帯電体とが接触した領域においても、帯電を行うこ
とを特徴としている。帯電器表面を低抵抗に抑えること
で、接触領域では電荷注入が起きる。電荷注入では印加
電圧に対し、ほぼ100%の帯電電位を得ることができ
る。これにより、非接触領域では電界放出(または非パ
ッシェン放電)によって帯電し、接触領域では電荷注入
が起き、全体としては過不足なく、均一な帯電が可能に
なる。A twelfth aspect of the present invention is characterized in that charging is performed even in a region where the surface of the charger contacts the member to be charged. By keeping the surface of the charger low, charge injection occurs in the contact area. In the charge injection, a charging potential of almost 100% with respect to the applied voltage can be obtained. As a result, the non-contact area is charged by field emission (or non-Paschen discharge), and the charge injection occurs in the contact area.
【0133】本発明の請求項13の発明は、被帯電体の
表面抵抗を帯電器の表面部材の表面抵抗値以上にする。
これによって、ピンホール部に対する電荷集中が起きた
としても、最低限、他の領域にも電荷が供給できる。こ
れは電圧分配の簡単な式から計算できる。According to a thirteenth aspect of the present invention, the surface resistance of the member to be charged is set to be equal to or higher than the surface resistance of the surface member of the charger.
As a result, even if charge concentration occurs in the pinhole portion, at least charge can be supplied to other regions. This can be calculated from a simple formula for voltage distribution.
【0134】本発明の請求項14の発明は、帯電器の表
面部材の抵抗と、帯電器と被帯電体との接触抵抗の和と
の間に所定の関係が成り立つようにする。これらの抵抗
値をこのように設定することで、帯電スピードに対し十
分な帯電能力を持つことができる。According to a fourteenth aspect of the present invention, a predetermined relationship is established between the resistance of the surface member of the charger and the sum of the contact resistance between the charger and the member to be charged. By setting these resistance values in this way, it is possible to have a sufficient charging ability with respect to the charging speed.
【0135】本発明の請求項15の発明は、帯電器表面
部材の摩耗速度が被帯電体表面の摩耗速度よりも速いこ
とを特徴とする。摩擦による摩耗はその機械強度の大小
関係によって、そのどちらが支配的に削れるかで決ま
る。したがって、被帯電体に比べ帯電器表面の機械強度
を小さくすることで、帯電器の方が削れることになる。
帯電器は表面になる部材を厚く設計することで、多少削
れても影響を少なくすることができる。The invention of claim 15 of the present invention is characterized in that the wear rate of the surface member of the charger is faster than the wear rate of the surface of the member to be charged. Wear due to friction is determined by the mechanical strength of the material, which of which is predominantly cut. Therefore, by making the mechanical strength of the surface of the charger smaller than that of the member to be charged, the charger is shaved.
By designing the charger to be a thicker member on the surface, the influence can be reduced even if the charger is slightly shaved.
【0136】本発明の請求項16の発明では、帯電器が
被帯電体表面を摺動することで、帯電むらを低減した帯
電器を提供する事ができる。According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a charger in which charging unevenness is reduced by sliding the charger on the surface of the member to be charged.
【0137】本発明の請求項17の発明は、帯電器の形
状をブレード型にする。ブレード型にすることで、帯電
器表面が被帯電体表面を滑ることになる。これによっ
て、被帯電体表面の任意の点は帯電器表面の複数領域と
接触することになる。つまり、従来のローラー型では、
帯電器側の任意の点は、その点と同等の大きさの領域と
しか接触しない。それに対し、ブレード型にして、表面
を滑らせることで、任意の点が接触する領域は大きく広
がる。これによって、その表面ラフネスで接触領域、非
接触領域を形成しても、表面を滑ることで、それぞれの
領域が交互に入れ替わり均一帯電が可能になる。According to the seventeenth aspect of the present invention, the shape of the charger is a blade type. By using the blade type, the charger surface slides on the surface of the member to be charged. As a result, an arbitrary point on the surface of the member to be charged comes into contact with a plurality of regions on the surface of the charger. In other words, in the conventional roller type,
Any point on the charger side only comes into contact with an area of the same size as that point. On the other hand, by making the blade type and sliding the surface, the area where any point comes into contact is greatly expanded. Thereby, even if the contact area and the non-contact area are formed with the surface roughness, the respective areas are alternately switched by sliding on the surface, thereby enabling uniform charging.
【0138】本発明の請求項18の発明は、帯電器の形
状をブレード型にし、印加電圧を複数の電圧段階に分け
て印加する。このように電圧を複数段階に分けたこと
で、それぞれの領域での電位差を小さくすることができ
る。例えば、500V印加する場合でも、100V、2
00V、300V、400V、500Vとそれぞれ5つ
のブロックに分ける。このことによって、それぞれのブ
ロックでそれぞれの電位まで被帯電体の電位が上昇す
る。電位が上昇してから、次のブロックに移ることにな
るので、そのブロックでの被帯電体と帯電器との電位差
は100Vである。放電現象はパッシェンの法則によっ
て理解されており、その放電現象には閾値電圧が存在
し、それは350V程度である。つまり、その電位差が
閾値を超えないことで放電の発生を防止することができ
る。According to an eighteenth aspect of the present invention, the shape of the charger is a blade type, and the applied voltage is applied in a plurality of voltage steps. By dividing the voltage into a plurality of stages in this manner, the potential difference in each region can be reduced. For example, even if 500 V is applied, 100 V, 2
It is divided into five blocks of 00V, 300V, 400V, and 500V. As a result, the potential of the member to be charged rises to the respective potential in each block. After the potential rises, the process moves to the next block, and the potential difference between the charged object and the charger in that block is 100 V. The discharge phenomenon is understood by Paschen's law, and the discharge phenomenon has a threshold voltage, which is about 350V. That is, when the potential difference does not exceed the threshold value, occurrence of discharge can be prevented.
【0139】本発明の請求項18の発明は、帯電器の形
状をローラー型にし、帯電器表面を研磨するクリーナー
を備えるようにする。帯電器をローラー型にすることで
被帯電体と接触している部分とそれ以外の部分とが形成
でき、その両部分が回転することで相互に入れ替わるこ
とになる。これにより、被帯電体と接していない部分で
はクリーニングを行うことができる。このクリーンニン
グ工程は簡便なブレード型のクリーナーで十分にその効
果を発揮することができる。また、これと同時にクリー
ナーによって帯電器表面を研磨することもできる。ロー
ラー帯電器の表面はCNTが表面に突出しているが、こ
の製造工程は先に述べたように研磨工程によって行って
いる。この研磨工程を帯電プロセス内に組み込むこと
で、常に帯電器表面を研磨し、新鮮な表面を作ることが
でき、絶えずCNTを突出させることができる。これに
よって、動作によるCNTの劣化などを防ぐことができ
る。また、ローラの厚みに余裕を持たせた設計をするこ
とで、長寿命に耐えうる。さらに、従来のローラー型の
ように被帯電体と同一スピードで回転させるのでなく、
回転スピードを違え、相互の表面を滑らせることで、ブ
レード型と同様の効果を得ることができる。これによっ
て、通常のローラー帯電器での不具合である、接触面積
の不足を補うことができ、帯電むらなどの不具合の問題
も解消することができる。According to an eighteenth aspect of the present invention, the shape of the charger is a roller type, and a cleaner for polishing the surface of the charger is provided. By making the charger a roller type, a portion in contact with the member to be charged and a portion other than the portion can be formed, and the two portions are interchanged by rotation. Accordingly, cleaning can be performed on a portion not in contact with the member to be charged. This cleaning step can be sufficiently exerted by a simple blade-type cleaner. At the same time, the surface of the charger can be polished by a cleaner. Although the CNT protrudes from the surface of the roller charger, this manufacturing process is performed by the polishing process as described above. By incorporating this polishing step into the charging process, the charger surface can be constantly polished, a fresh surface can be created, and the CNT can be constantly projected. This can prevent the CNT from deteriorating due to the operation. Further, by designing the roller to have a sufficient thickness, a long service life can be endured. Furthermore, instead of rotating at the same speed as the object to be charged as in the conventional roller type,
By changing the rotation speed and sliding the mutual surfaces, the same effect as the blade type can be obtained. This makes it possible to compensate for the shortage of the contact area, which is a problem with a normal roller charger, and also to solve the problem of a problem such as uneven charging.
【0140】本発明の請求項20の発明は、画像形成装
置において、以上に述べた本発明の帯電器を、帯電・転
写・除電などの静電気を用いる電子写真プロセスの少な
くとも一個所に用いる。これにより、画像形成装置をト
ータルで考えた場合においても、帯電で起きる不具合を
低減することができる。According to a twentieth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the above-described charger of the present invention is used in at least one part of an electrophotographic process using static electricity such as charging, transferring, and discharging. Thus, even when the image forming apparatus is considered as a whole, it is possible to reduce problems caused by charging.
【図1】本発明の帯電器の一実施例を用いた画像形成装
置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus using an embodiment of a charger of the present invention.
【図2】パッシェン則に基づく被帯電体の表面帯電電位
と印加電圧の関係を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a surface charging potential of an object to be charged and an applied voltage based on Paschen's rule.
【図3】被帯電体にピンホールがある場合の等価回路。FIG. 3 is an equivalent circuit when a member to be charged has a pinhole.
【図4】図1の実施例での帯電ローラーの構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a charging roller in the embodiment of FIG.
【図5】被帯電体である感光体の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a photosensitive member that is a member to be charged.
【図6】本発明の帯電器の他の実施例を用いた画像形成
装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an image forming apparatus using another embodiment of the charger of the present invention.
【図7】本発明の帯電器のさらに他の実施例の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of still another embodiment of the charger of the present invention.
【図8】図7に示す実施例の支持細線と被帯電体との位
置関係を示す図。FIG. 8 is a view showing a positional relationship between a support fine line and a member to be charged in the embodiment shown in FIG. 7;
【図9】図7に示す実施例の構成図。FIG. 9 is a configuration diagram of the embodiment shown in FIG. 7;
【図10】本発明の帯電器のさらに他の実施例の構成
図。FIG. 10 is a configuration diagram of still another embodiment of the charger of the present invention.
【図11】本発明の帯電器のさらに他の実施例の構成
図。FIG. 11 is a configuration diagram of still another embodiment of the charger of the present invention.
【図12】表面凹凸構造のイメージを示す図。FIG. 12 is a diagram showing an image of a surface uneven structure.
【図13】表面凹凸構造をブラシで実現した場合のイメ
ージを示す図。FIG. 13 is a diagram showing an image when the surface unevenness structure is realized by a brush.
【図14】請求項2,3の発明の概要を示す電界強度概
念図。FIG. 14 is a conceptual diagram of an electric field intensity showing an outline of the invention according to claims 2 and 3;
1、1−1、1−2、1−3、1−4 帯電器 2 クリーナー 3 被帯電体 4 電圧印加工程 5 露光工程 6 現像工程 7 転写工程 8 定着工程 9 光照射工程 11 導電性基体 12 導電性弾性体 13 CNT含有中抵抗層 14 ブラシ(支持細線) 15 CNT 16 抵抗 31 保護層 32 電荷輸送層 33 電荷発生層 34 下引き層 35 基体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 Charger 2 Cleaner 3 To-be-charged object 4 Voltage application process 5 Exposure process 6 Development process 7 Transfer process 8 Fixing process 9 Light irradiation process 11 Conductive substrate 12 Conductive elastic body 13 CNT-containing medium resistance layer 14 Brush (support fine wire) 15 CNT 16 Resistance 31 Protective layer 32 Charge transport layer 33 Charge generation layer 34 Undercoat layer 35 Base
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄子 浩義 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 曳地 秀一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H200 FA07 HA13 HA30 HB07 HB12 HB14 HB45 HB46 HB47 LA06 MA11 MA12 MB05 MC06 NA02 NA09 PB02 PB03 PB08 PB14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyoshi Shoko 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Shuichi Hikichi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock F-term in Ricoh Company (reference) 2H200 FA07 HA13 HA30 HB07 HB12 HB14 HB45 HB46 HB47 LA06 MA11 MA12 MB05 MC06 NA02 NA09 PB02 PB03 PB08 PB14
Claims (20)
空間を設け、この帯電器表面と被帯電体との間に電圧を
印加して、前記被帯電体を帯電し電荷を授受する帯電器
において、 帯電が少なくとも電界放出現象により行なわれることを
特徴とする帯電器。At least a space is provided between the surface of a charger and a member to be charged, and a voltage is applied between the surface of the charger and the member to be charged to charge the member to be charged and to transfer charges. A charger, wherein charging is performed at least by a field emission phenomenon.
れる前記空間での電界に関して、帯電器電極からの距離
xに依存する電界K1(x)がx>8μmの範囲で以下
の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の帯電
器。 K1(x)<3.5E7(V/m)2. An electric field K1 (x) depending on a distance x from a charger electrode with respect to an electric field in the space formed between the surface of the charger and the member to be charged in the range of x> 8 μm. 2. The charging device according to claim 1, wherein a condition is satisfied. K1 (x) <3.5E7 (V / m)
れる前記空間での電界に関して、帯電器電極からの距離
xに依存する電界K2(x)がx>0.34μmの範囲
で以下の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載
の帯電器。 K2(x)<1.5E7(V/m)3. An electric field in the space formed between the surface of the charger and the member to be charged, wherein an electric field K2 (x) depending on a distance x from the charger electrode is within a range of x> 0.34 μm. The charging device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied. K2 (x) <1.5E7 (V / m)
特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の
帯電器。4. The charging device according to claim 1, further comprising minute projections on a surface of the charging device.
が凹凸を有することを特徴とする請求項4に記載の帯電
器。5. The charging device according to claim 4, wherein a surface of the charging device supporting the minute projection has irregularities.
半径Raが10μm以上であることを特徴とする請求項
5に記載の帯電器。6. The charger according to claim 5, wherein an average radius of curvature Ra of the unevenness of the charger surface is 10 μm or more.
ブラシを帯電器表面に形成することによって実現するこ
とを特徴とする請求項5または請求項6に記載の帯電
器。7. The charger according to claim 5, wherein the unevenness on the charger surface is realized by forming a brush on which fine wires are bundled on the charger surface.
体と接触した時、屈曲することを特徴とする請求項7に
記載の帯電器。8. The charger according to claim 7, wherein the brush has flexibility, and bends when the brush contacts the member to be charged.
あり、ナノチューブまたはウィスカーから形成されてい
ることを特徴とする請求項4ないし請求項8のいずれか
に記載の帯電器。9. The charging device according to claim 4, wherein the size of the fine projection is on the order of nm, and the projection is made of nanotubes or whiskers.
チューブ)を用いたことを特徴とする請求項9に記載の
帯電器。10. The charger according to claim 9, wherein CNTs (carbon nanotubes) are used for the minute projections.
空間を、帯電器および前記被帯電体の表面ラフネスによ
って形成することを特徴とする請求項1ないし請求項1
0のいずれかに記載の帯電器。11. The device according to claim 1, wherein the space between the surface of the charger and the member to be charged is formed by the surface roughness of the charger and the member to be charged.
0. The charger according to any one of 0.
た領域においても、帯電を行うことを特徴とする請求項
1ないし請求項11のいずれかに記載の帯電器。12. The charging device according to claim 1, wherein charging is performed even in a region where the surface of the charging device and the member to be charged are in contact with each other.
の条件を満たすことを特徴とする請求項1ないし請求項
12のいずれかに記載の帯電器。 Ro*Lo*f/100<Rb*Lb*S1 ただし、前記被帯電体のピンホール面積と帯電面積の比
=1:S1 f:許容する電圧降下割合(%) Ro:前記被帯電体の抵抗(Ω・m) Lo:前記被帯電体の厚さ(m) Rb:帯電器表面部材の抵抗(Ω・m) Lb:帯電器表面部材の厚さ(m)13. The charging device according to claim 1, wherein the resistance value Rb of the surface member of the charging device satisfies the following condition. Ro * Lo * f / 100 <Rb * Lb * S1 where the ratio of the pinhole area to the charged area of the object to be charged = 1: S1 f: Permissible voltage drop ratio (%) Ro: Resistance of the object to be charged (Ω · m) Lo: thickness of the above-mentioned charged body (m) Rb: resistance of the charger surface member (Ω · m) Lb: thickness of the charger surface member (m)
器と前記被帯電体との接触抵抗Rcの和Rdが下式を満
足することを特徴とする請求項1ないし請求項13のい
ずれかに記載の帯電器。 Vss<Vs(Rd) Vs(Rd)=Va{1−exp(−w1/v1C1R
d)} ただし、Vss:必要な帯電電位 Vs(Rd):抵抗Rdで決まる帯電電位 w1:ニップ幅(m) v1:帯電線速(m/sec) C1:被帯電体容量(F) Va:印加電圧(V)14. The method according to claim 1, wherein the sum Rd of the resistance Rb of the surface member of the charger and the contact resistance Rc between the charger and the member to be charged satisfies the following expression. A charger according to any of the above. Vss <Vs (Rd) Vs (Rd) = Va {1-exp (−w1 / v1C1R
d)}, where Vss: required charging potential Vs (Rd): charging potential determined by resistance Rd w1: nip width (m) v1: charging linear velocity (m / sec) C1: charged body capacity (F) Va: Applied voltage (V)
電体表面の摩耗速度よりも速いことを特徴とする請求項
1ないし請求項14のいずれかに記載の帯電器。15. The charger according to claim 1, wherein a wear rate of the surface member of the charger is faster than a wear rate of the surface of the member to be charged.
ることを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれ
かに記載の帯電器。16. The charging device according to claim 1, wherein the charging device slides on a surface of the member to be charged.
を特徴とする請求項1ないし請求項16のいずれかに記
載の帯電器。17. The charging device according to claim 1, wherein the charging device has a blade shape.
電圧を複数の電圧段階に分けて印加することを特徴とす
る請求項17に記載の帯電器。18. The charger according to claim 17, wherein the shape of the charger is a blade type, and the applied voltage is applied in a plurality of voltage steps.
電器が帯電器表面を研磨するクリーナーを具備すること
を特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれかに記
載の帯電器。19. The charger according to claim 1, wherein the shape of the charger is a roller type, and the charger includes a cleaner for polishing a surface of the charger.
に記載の帯電器を、帯電・転写・除電などの静電気を用
いる電子写真プロセスの少なくとも一個所に用いたこと
を特徴とする画像形成装置。20. An image forming apparatus, wherein the charger according to claim 1 is used in at least one part of an electrophotographic process using static electricity such as charging, transferring, and discharging. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001064741A JP4484382B2 (en) | 2000-04-13 | 2001-03-08 | Charger and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000111959 | 2000-04-13 | ||
JP2000-111959 | 2000-04-13 | ||
JP2001064741A JP4484382B2 (en) | 2000-04-13 | 2001-03-08 | Charger and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001356568A true JP2001356568A (en) | 2001-12-26 |
JP4484382B2 JP4484382B2 (en) | 2010-06-16 |
Family
ID=26590035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001064741A Expired - Fee Related JP4484382B2 (en) | 2000-04-13 | 2001-03-08 | Charger and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4484382B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007256918A (en) * | 2006-02-27 | 2007-10-04 | Sharp Corp | Pretransfer charging device and image forming apparatus with same, and pretransfer charging method |
JP2009003129A (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Sharp Corp | Charging apparatus, image forming apparatus, charging method and manufacturing method for charging apparatus |
WO2009157491A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Actuator element utilizing carbon nanotube electrode with added auxiliary conducting agent |
US7647014B2 (en) | 2006-02-13 | 2010-01-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Pretransfer charging device and image forming apparatus including same |
US8086141B2 (en) | 2006-03-29 | 2011-12-27 | Ricoh Company, Ltd. | Electric charging apparatus and image forming apparatus using the same |
WO2012176858A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging member, manufacturing method therefor, a process cartridge, and electrophotographic apparatus |
JP2017078791A (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000090813A (en) * | 1998-06-18 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electron emission element, electron emission source, their manufacture, image display device using them, and its manufacture |
-
2001
- 2001-03-08 JP JP2001064741A patent/JP4484382B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000090813A (en) * | 1998-06-18 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electron emission element, electron emission source, their manufacture, image display device using them, and its manufacture |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7647014B2 (en) | 2006-02-13 | 2010-01-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Pretransfer charging device and image forming apparatus including same |
JP2007256918A (en) * | 2006-02-27 | 2007-10-04 | Sharp Corp | Pretransfer charging device and image forming apparatus with same, and pretransfer charging method |
JP4668168B2 (en) * | 2006-02-27 | 2011-04-13 | シャープ株式会社 | Image forming apparatus and charging method before transfer |
US8086141B2 (en) | 2006-03-29 | 2011-12-27 | Ricoh Company, Ltd. | Electric charging apparatus and image forming apparatus using the same |
JP2009003129A (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Sharp Corp | Charging apparatus, image forming apparatus, charging method and manufacturing method for charging apparatus |
WO2009157491A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Actuator element utilizing carbon nanotube electrode with added auxiliary conducting agent |
WO2012176858A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging member, manufacturing method therefor, a process cartridge, and electrophotographic apparatus |
JP2017078791A (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4484382B2 (en) | 2010-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6721523B2 (en) | Charging device, image forming unit and image forming device | |
US8019268B2 (en) | Polarity controlling device, and cleaner and image forming apparatus using the polarity controlling device | |
JP4699416B2 (en) | Direct charging device with nanostructures in a porous matrix with metal coating | |
JP2007279724A (en) | Nano-structure coated high-performance solid state charger | |
JP4089122B2 (en) | Contact charger manufacturing method, contact charger obtained by the method, charging method and image recording apparatus | |
JP4484382B2 (en) | Charger and image forming apparatus | |
JP4877749B2 (en) | Charging device, image forming apparatus, and process cartridge | |
JP2002278219A (en) | Body to be electrified, device and method for image forming and method for manufacturing electrifying device | |
JP4175531B2 (en) | Charger | |
JP2008077086A (en) | Self erasing photoreceptor containing optically transparent conductive electroluminescent carbon nanotube ground plane | |
JP2000347478A (en) | Contact type electrifying device and image recorder | |
JP5044072B2 (en) | Charging device, charging method, and image forming apparatus using the same | |
JP2003295583A (en) | Electrostatic charging member, method for forming surface of electrostatic charging member, electrostatic charging device, and image forming apparatus | |
JP2010230907A (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP2002278217A (en) | Device and method for contact electrifying, image forming device, and process cartridge | |
JP2004271823A (en) | Contactless proximity electrostatic charging roller and method for forming its surface | |
JP2006084951A (en) | Charger and image recording apparatus having the same | |
JP3279923B2 (en) | Electrophotographic equipment | |
JP2006221091A (en) | Charging device and image forming apparatus equipped with the same | |
JP5330315B2 (en) | Compact and long-life charging device | |
JP2007133034A (en) | Image forming apparatus and process cartridge | |
JP4139032B2 (en) | Charger | |
JP2004277763A (en) | Electrification member, method for forming surface of electrification member, and image-forming device | |
JP2003330249A (en) | Contactless proximity electrostatic charging member of image forming device and method for forming the same | |
JP2002132016A (en) | Contact electrostatic charger, method of making the same, and image forming device having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080222 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090929 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100316 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140402 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |