JP2001281964A - Contact type electrifier, its manufacturing method, and image recorder - Google Patents

Contact type electrifier, its manufacturing method, and image recorder

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JP2001281964A JP2000098949A JP2000098949A JP2001281964A JP 2001281964 A JP2001281964 A JP 2001281964A JP 2000098949 A JP2000098949 A JP 2000098949A JP 2000098949 A JP2000098949 A JP 2000098949A JP 2001281964 A JP2001281964 A JP 2001281964A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact type electrifier capable of applying a sufficient electrification voltage on a photoreceptor, because an electric charge is quickly injected, and also, which is satisfactorily durable against the environmental fluctuation such as humidity, etc., and also, where the fluctuation of the electrifi cation voltage is reduced irrespective of a long time use, as for the contact type electrifier for electrifying the photoreceptor by injecting the electric charge. SOLUTION: An electrifying brush 110 is manufactured by electrically flocking an electrifying brush main body 124 as a rubbing-electrifying member on the outer peripheral surface of a metal core bar 111. The electrifying brush main body 124 (bristles of the electrifying brush 110) is constituted by arranging carbon-nano-tubes 120 as conductive fiber members in the conductive fiber 123. In this case, carbon black 122 as conductive particles and the carbon-nano- tubes are mixed and dispersed in base resin for spinning, and after spinning the base resin, the surface of the spun fiber, that is, the surface of the conductive fiber 123 is machine-ground, and then, the longitudinal carbon-nano-tube is made to partly project from the conductive fiber 123.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】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の接
触型帯電器、その製造方法および、この接触型帯電器を
搭載した画像記録装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact type charger for an image recording apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer and a facsimile, a method for manufacturing the same, and an image recording apparatus equipped with the contact type charger. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の帯電方式は、コロナ放電を用いた
コロトロンおよび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NO X などの有害物質を大量に発生することや、帯
電効率が低いため消費電力が多く、また4〜6kV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しつつある。
2. Description of the Related Art A conventional charging method uses a corona discharge.
Corotron and scorotron were the mainstream. Only
Corona discharge applies an electric field in the air,
Or NO XHarmful substances such as
Low power efficiency, high power consumption, and high power of 4-6 kV
High voltage and high risk due to need of voltage power supply
There was a drawback that there is. Distribution to recent environment
Improving such charging system is urgently needed.
Is shifting to roller charging.

【0003】図11は従来の接触型帯電器1110(帯
電ローラーすなわち導電性ゴムローラー)を示す概略横
断面図である。この図において、符号1100は有機感
光体(OPC)、符号1101はAl基体、符号110
2は有機感光層である。また、符号1103は直流電
源、符号1111は芯金、符号1124は導電性ゴム
(摺擦帯電部材)である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a conventional contact charger 1110 (charging roller, that is, a conductive rubber roller). In this figure, reference numeral 1100 denotes an organic photoconductor (OPC), reference numeral 1101 denotes an Al base, and reference numeral 110 denotes
2 is an organic photosensitive layer. Reference numeral 1103 denotes a DC power supply, reference numeral 1111 denotes a cored bar, and reference numeral 1124 denotes a conductive rubber (sliding charging member).

【0004】図12は、従来の接触型帯電器2110
(帯電ブラシ)を示す概略横断面図である。この図にお
いて符号2100は有機感光体(OPC)、符号210
1はAl基体、符号2102は有機感光層である。ま
た、符号2103は直流電源、符号2111は芯金、符
号2124は導電性ブラシ(帯電ブラシ本体:摺擦帯電
部材)である。
FIG. 12 shows a conventional contact type charger 2110.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a (charging brush). In this figure, reference numeral 2100 denotes an organic photoconductor (OPC), and reference numeral 210 denotes
Reference numeral 1 denotes an Al substrate, and reference numeral 2102 denotes an organic photosensitive layer. Reference numeral 2103 denotes a DC power supply, reference numeral 2111 denotes a cored bar, and reference numeral 2124 denotes a conductive brush (charging brush body: rubbing charging member).

【0005】ローラー帯電とは、導電性ゴムローラーを
感光体と接触させ、感光体と帯電ローラーの間の微小空
隙で放電を起こし、感光体表面を帯電させる方法であ
り、コロトロンと比較し、オゾン発生量が著しく低減
(1/100〜1/500に低下)する。
[0005] Roller charging is a method in which a conductive rubber roller is brought into contact with a photoreceptor, a discharge is generated in a minute gap between the photoreceptor and the charging roller, and the surface of the photoreceptor is charged. The generation amount is significantly reduced (reduced to 1/100 to 1/500).

【0006】しかしながら、帯電ローラーも感光体・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、オゾン発生量をゼロにすることは原理的に
できない。また、オゾンが感光体近傍で発生するためオ
ゾンによる感光体の劣化は依然として課題として残る。
したがって、オゾンが全く発生しない帯電方式が強く望
まれ、最近では電荷注入方式が注目されている。
However, since the charging roller applies a voltage to the minute gap between the photosensitive member and the charging roller to cause corona discharge, the amount of ozone generated cannot be reduced to zero in principle. Further, since ozone is generated near the photoconductor, deterioration of the photoconductor due to ozone still remains as a problem.
Therefore, a charging method that does not generate ozone at all is strongly desired, and recently, a charge injection method has attracted attention.

【0007】電荷注入方式とは、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。そ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、接触型帯電器と感光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。
The charge injection method is a method in which charges are directly injected from a contact-type charger into a photosensitive layer without causing discharge. Therefore, ozone is not generated in principle. In charge injection, the lower the contact resistance, the better the contact resistance between the contact-type charger and the photoreceptor and the capacity of the minute voids affect the injection speed at the time of charge injection.

【0008】そのため、特開平6−75459号公報に
記載の技術では、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と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
作製している。
[0008] Therefore, in the technique described in JP-A-6-75459, tetracyanoquinodimethane (TCN) is used.
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.

【0009】しかしながら香川、古川、新川らによるJ
apan Hardcopy‘92,pp.287〜2
90の報告では,80%RHの高湿下では有機感光体
(以後OPCと略すことがある)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示されて
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、導電性ゴムが十分低抵抗化していないた
めと推察される。
However, J by Kagawa, Furukawa, and Shinkawa et al.
apan Hardcopy '92, pp. 287-2
According to the report of No. 90, an organic photoreceptor (hereinafter sometimes abbreviated as OPC) can obtain a sufficient charging voltage under a high humidity of 80% RH, but only up to half the applied voltage under a humidity of 30 to 50% RH. It is not charged, indicating that the injection speed is low. This is presumably because the contact area (nip width) of the charging roller is small and the resistance of the conductive rubber is not sufficiently reduced.

【0010】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
性が減少する(ゴム硬度が高くなる)結果、上記接触面
積が小さくなるためではないかと考えられる。例えば特
開平6−75459号公報では、導電性ゴムの抵抗は1
6 Ω・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考えられる。また上記のよう
に、全体に導電性を付与した高分子材料からなる導電性
ゴムでは帯電電位が湿度に敏感であるため、環境を厳密
に制御する必要があり、接触型帯電器の構造が複雑にな
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 (the rubber hardness increases). As a result, it is considered that the above-mentioned contact area is reduced. For example, in JP-A-6-75459, the resistance of the conductive rubber is one.
0 has a 6 Omega · cm, to reduce the resistance of the conductive rubber while maintaining a moderate rubber hardness, it is not believed to be easy in terms of the choice of polymeric material. In addition, as described above, the conductive potential of a conductive rubber made of a polymer material having conductivity as a whole is sensitive to humidity, so the environment must be strictly controlled, and the structure of the contact-type charger is complicated. become.

【0011】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恐れがある。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わた
って厳密に制御する必要があるが、これでは接触型帯電
器の構造が複雑になり、安価に製造することができな
い。
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-140729, electric charges are injected into a photoreceptor using a water-absorbing sponge roller. When a water-absorbing sponge roller is used, the water content of the roller has a large effect on the roller resistance and the charge injection speed, so that 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. However, this makes the structure of the contact-type charger complicated and cannot be manufactured at low cost.

【0012】また、特開平9−101649号公報に
は、帯電ブラシの導電性繊維をエッチング繊維または分
割繊維と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
の一部を薬液に溶解し、1本の導電性繊維を太さ方向で
複数本に分離した繊維である。また分割繊維とは、加熱
時における各部の熱収縮差を利用し、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させることができる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-101649 discloses that the contact area between the conductive fiber and the photosensitive member is increased by using the conductive fiber of the charging brush as an etching fiber or a split fiber, and the charge injection speed is reduced. It has been proposed to improve. The etching fiber is a fiber obtained by dissolving a part of the component of the conductive fiber in a chemical solution and separating one conductive fiber into a plurality of pieces 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.

【0013】しかしながら、分離または分割された繊維
の引張り強度は、分離・分割前の導電性繊維と比較し、
分離・分割された分だけ低くなる。その結果、感光体と
接触した場合、繊維が切断しやすくなり、長期の使用で
は帯電電位のバラツキを起こし、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
電器を得ようとしても、導電性繊維の分離・分割数を多
くすることはできないため接触面積の著しい増加は期待
できず、電荷注入速度の大幅な向上は困難である。
[0013] However, the tensile strength of the separated or split fiber is compared with that of the conductive fiber before separation or split,
It becomes lower by the amount of separation and division. As a result, when the fibers come into contact with the photoreceptor, the fibers are easily cut, and when used for a long time, the charging potential varies, which causes a reduction in the life of the contact type charger. Conversely, even if a long-life contact charger is to be obtained, a significant increase in the contact area cannot be expected because the number of conductive fibers cannot be separated and divided, and it is difficult to significantly increase the charge injection speed. is there.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、従来技術の上記問題点を解決した接触型帯電器、
その製造方法および、この接触型帯電器を搭載した画像
記録装置を提供することである。すなわち、電荷注入に
よって感光体を帯電させる接触型帯電器においては、注
入速度が速いため感光体に十分な帯電電圧を与えられ、
かつ湿度等の環境変動に対し十分な耐性があり、しかも
長期の使用においては帯電電圧の変動が小さい接触型帯
電器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a contact type charger which solves the above-mentioned problems of the prior art.
An object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof and an image recording apparatus equipped with the contact type charger. That is, in a contact-type charger that charges a photoconductor by charge injection, a sufficient charging voltage is given to the photoconductor because of a high injection speed,
Another object of the present invention is to provide a contact-type charger which has sufficient resistance to environmental fluctuations such as humidity and the like, and has a small fluctuation of charging voltage in long-term use.

【0015】また、感光体・接触型帯電器間の微小空隙
でのコロナ放電を利用する接触型帯電器においては、オ
ゾンやNOX の発生を低減でき、かつ外部電源の低電圧
化を実現できる接触型帯電器を提供することである。
[0015] In the contact type charger utilizing corona discharge in a minute gap between the photosensitive member, contact type charging device, can reduce the occurrence of ozone and NO X, and can realize low voltage of the external power supply It is to provide a contact type charger.

【0016】さらに、摺擦による接触帯電部材の欠落、
摩耗による帯電ムラを防止し、安定に帯電し、維持する
ことのできる画像記録装置を提供することを目的とす
る。
Further, the contact charging member is missing due to the rubbing,
An object of the present invention is to provide an image recording apparatus capable of preventing charging unevenness due to wear, stably charging and maintaining the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の接触型
帯電器は、摺擦帯電部材を備え、該摺擦帯電部材を感光
体表面に摺擦接触させながら感光体・摺擦帯電部材間に
電位差を印加することにより感光体に所定の表面電位を
与える接触型帯電器において、前記摺擦帯電部材は導電
性部材と、導電性を有する繊維状部材とを備え、該導電
性を有する繊維状部材は、前記導電性部材の少なくとも
一部に形成され、かつ一端部が前記導電性部材内部に保
持され他端部が前記導電性部材の表面から外部に突出し
ていることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a contact-type charger including a rubbing charging member, wherein the rubbing charging member is brought into rubbing contact with the surface of the photoreceptor. In a contact-type charger that applies a potential difference between the photosensitive members to give a predetermined surface potential to the photoreceptor, the rubbing and charging member includes a conductive member and a fibrous member having conductivity, and has the conductivity. The fibrous member is formed on at least a part of the conductive member, and has one end held inside the conductive member and the other end protruding outside from the surface of the conductive member. .

【0018】請求項2に記載の接触型帯電器は、請求項
1において金属芯と、該金属芯の表面に設けられた多数
の前記導電性部材としての導電性繊維および前記繊維状
部材からなる摺擦帯電部材とを備えた帯電ブラシであ
り、前記繊維状部材の一端部が前記導電性繊維内部に保
持され他端部が前記導電性繊維の表面から外部に突出し
ていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a contact-type charger comprising the metal core according to the first aspect, a large number of conductive fibers provided on the surface of the metal core, and the fibrous member. A charging brush provided with a rubbing charging member, wherein one end of the fibrous member is held inside the conductive fiber and the other end protrudes outside from the surface of the conductive fiber. .

【0019】請求項3に記載の接触型帯電器は、請求項
2において、前記導電性繊維が多層構造を有し、その最
外層のみで前記繊維状部材が保持されていることを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the contact-type charger according to the second aspect, wherein the conductive fiber has a multilayer structure, and the fibrous member is held only by the outermost layer. .

【0020】請求項4に記載の接触型帯電器は、請求項
1において金属芯と、該金属芯の表面を被覆する摺擦帯
電部材とからなる帯電ローラーであり、前記摺擦帯電部
材は前記導電性部材としての導電性ゴムと、該導電性ゴ
ムに保持された前記繊維状部材とからなることを特徴と
する。
A contact-type charger according to a fourth aspect is a charging roller comprising a metal core and a rubbing charging member covering a surface of the metal core according to the first aspect. It is characterized by comprising a conductive rubber as a conductive member and the fibrous member held by the conductive rubber.

【0021】請求項5に記載の接触型帯電器は、請求項
4において、前記導電性ゴムが多層構造を有し、その最
外層のみで前記繊維状部材が保持されていることを特徴
とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the conductive rubber has a multilayer structure, and the fibrous member is held only by the outermost layer. .

【0022】請求項6に記載の接触型帯電器は、請求項
1において金属板と、該金属板の一端に貼付されたブレ
ード状の摺擦帯電部材とからなる帯電ブレードであり、
前記摺擦帯電部材は前記導電性部材としてのブレード状
の導電性ゴムと、該導電性ゴムに保持された前記繊維状
部材とからなることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a contact-type charger comprising a metal plate and a blade-shaped slidable charging member attached to one end of the metal plate.
The rubbing charging member includes a blade-shaped conductive rubber as the conductive member and the fibrous member held by the conductive rubber.

【0023】請求項7に記載の接触型帯電器は、請求項
6において、前記導電性ゴムが多層構造を有し、その最
外層のみで前記繊維状部材が保持されていることを特徴
とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the contact type charger according to the sixth aspect, the conductive rubber has a multilayer structure, and the fibrous member is held only by the outermost layer. .

【0024】請求項8に記載の接触型帯電器は、請求項
1〜7のいずれかにおいて、前記繊維状部材がカーボン
ナノチューブであることを特徴とする。
The contact-type charger according to claim 8 is characterized in that, in any one of claims 1 to 7, the fibrous member is a carbon nanotube.

【0025】請求項9に記載の接触型帯電器は、請求項
8において、前記カーボンナノチューブが、下記数式
(1)および(2)のカイラルベクトル(Ch)で示さ
れる単層カーボンナノチューブであることを特徴とす
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the contact type charger according to the eighth aspect, the carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube represented by a chiral vector (Ch) of the following mathematical expressions (1) and (2). It is characterized by.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】上記数式(1)および(2)において、a
1およびa2は二次元六角格子の基本並進ベクトルを示
し、n,mおよびkは整数を示す。
In the above equations (1) and (2), a
1 and a2 denote basic translation vectors of a two-dimensional hexagonal lattice, and n, m and k denote integers.

【0028】請求項10に記載の接触型帯電器は、請求
項8において、前記カーボンナノチューブが多層カーボ
ンナノチューブであることを特徴とする。
[0028] A contact-type charger according to a tenth aspect is characterized in that, in the eighth aspect, the carbon nanotube is a multi-walled carbon nanotube.

【0029】請求項11に記載の接触型帯電器の製造方
法は、請求項8〜10のいずれかに記載の接触型帯電器
を製造する方法であって、カーボンナノチューブを保持
すべき前記導電性部材中に該カーボンナノチューブを分
散させた後、前記導電性部材の表面を機械研磨すること
によりカーボンナノチューブを前記導電性部材の表面か
ら外部に突出させる工程を有することを特徴とする。
[0029] A method for manufacturing a contact-type charger according to claim 11 is the method for manufacturing a contact-type charger according to any of claims 8 to 10, wherein the conductive material to hold carbon nanotubes is provided. After dispersing the carbon nanotubes in the member, a step of mechanically polishing the surface of the conductive member to project the carbon nanotubes from the surface of the conductive member to the outside is provided.

【0030】請求項12に記載の画像記録装置は、請求
項項1〜10のいずれかに記載の接触型帯電器を搭載し
たことを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an image recording apparatus including the contact-type charger according to any one of the first to tenth aspects.

【0031】[0031]

【実施例】本発明を、図面に示す実施例に従って述べ
る。 <実施例1>図1(a)は、接触型帯電器(帯電ブラ
シ)110の構造を示す模式的横断面図、図1(b)は
上記摺擦帯電部材としての帯電ブラシ本体124の模式
的縦断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings. <Embodiment 1> FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing the structure of a contact type charger (charging brush) 110, and FIG. 1B is a schematic diagram of a charging brush main body 124 as the rubbing charging member. FIG.

【0032】この帯電ブラシ110では、金属芯111
と帯電ブラシ本体124とが接続している。この帯電ブ
ラシ本体124(帯電ブラシ110の毛)は、上記導電
性部材としての導電性繊維123と、上記した導電性を
有する繊維状部材としてのカーボンナノチューブ120
とからなり、カーボンナノチューブ120が導電性繊維
123の内面から表面に突出している構造を持つ。この
導電性繊維123は、高分子繊維中にカーボンブラック
122等の導電性微粒子を分散させることにより導電性
を付与したものであり、これについては後記する。そし
て、帯電ブラシ本体124は、主にカーボンナノチュー
ブ120がOPC100の表面と接触する。なお、一部
では導電性繊維123が直接OPC100の表面と接触
していても何ら構わない。
In the charging brush 110, the metal core 111
And the charging brush main body 124 are connected. The charging brush main body 124 (bristles of the charging brush 110) includes conductive fibers 123 serving as the conductive member and carbon nanotubes 120 serving as the conductive fibrous member.
And has a structure in which the carbon nanotubes 120 protrude from the inner surface of the conductive fiber 123 to the surface. The conductive fiber 123 is obtained by dispersing conductive fine particles such as carbon black 122 in a polymer fiber to impart conductivity. This will be described later. Then, in the charging brush main body 124, mainly the carbon nanotubes 120 come into contact with the surface of the OPC 100. In some cases, the conductive fibers 123 may be in direct contact with the surface of the OPC 100.

【0033】OPC100は、ドラム形状のAl基体1
01と有機感光層102から構成され、必要に応じてA
l基体101と有機感光層102との間に電荷注入阻止
層が設けられる。帯電ブラシ110の金属芯111は外
部の直流電源103に接続され、主にカーボンナノチュ
ーブ120から有機感光層102に直接電子を注入(つ
まり負帯電の電荷注入)することで、OPC100を帯
電させる構造となっている。なお、一部の電荷は有機感
光層102と直接接触する導電性繊維123から注入さ
れても良く、またカーボンナノチューブ120から電子
が電界放出によって引き出されて有機感光層102を帯
電しても構わない。
The OPC 100 is a drum-shaped Al substrate 1
01 and the organic photosensitive layer 102, and A
A charge injection blocking layer is provided between the substrate 101 and the organic photosensitive layer 102. The metal core 111 of the charging brush 110 is connected to an external DC power supply 103 and charges the OPC 100 mainly by directly injecting electrons (that is, negatively charged charges) from the carbon nanotubes 120 into the organic photosensitive layer 102. Has become. Note that a part of the charge may be injected from the conductive fiber 123 which is in direct contact with the organic photosensitive layer 102, or the organic photosensitive layer 102 may be charged by extracting electrons from the carbon nanotubes 120 by field emission. .

【0034】カーボンナノチューブ120には、単層カ
ーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブとがあ
り、単層カーボンナノチューブは触媒によって大きさが
異なり、直径が0.7〜50nm、軸方向の長さ(以後
長さと略す)は10nm〜1mmであり、より合成しや
すい大きさは直径が0.7〜5nm、長さが30nm〜
100μmである。一方、多層カーボンナノチューブは
直径が2〜500nmで、長さは10nm〜1mmであ
り、より合成しやすい大きさは直径が4〜50nmで、
長さが500nm以上である。単層カーボンナノチュー
ブ、多層カーボンナノチューブのいずれもアスペクト比
が非常に大きい極細の形状を有する。
The carbon nanotubes 120 are classified into single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes. The single-walled carbon nanotubes differ in size depending on the catalyst, have a diameter of 0.7 to 50 nm, and have an axial length (hereinafter referred to as length). Abbreviated) is 10 nm to 1 mm, and the more easily synthesized size is 0.7 to 5 nm in diameter and 30 nm to length.
100 μm. On the other hand, the multi-walled carbon nanotube has a diameter of 2 to 500 nm, a length of 10 nm to 1 mm, and a size that is more easily synthesized has a diameter of 4 to 50 nm.
The length is 500 nm or more. Each of the single-walled carbon nanotube and the multi-walled carbon nanotube has an extremely fine shape having an extremely large aspect ratio.

【0035】上記カーボンナノチューブ120の大きさ
は上記範囲に限定されるものではなく、直径が1μm未
満のカーボンナノチューブであれば、本発明に含まれる
ものとする。また、カーボンナノチューブ120はシー
ムレス構造であるため、非常に高い弾性率を持ち、チュ
ーブ軸方向の引張り強度が高い。カーボンナノチューブ
120は極細の直径を持つため、軸方向で導電性繊維1
23に密集して配置することが可能である。
The size of the carbon nanotube 120 is not limited to the above range, and any carbon nanotube having a diameter of less than 1 μm is included in the present invention. Further, since the carbon nanotube 120 has a seamless structure, it has a very high elastic modulus and a high tensile strength in the tube axis direction. Since the carbon nanotube 120 has a very small diameter, the conductive fiber 1
23 can be densely arranged.

【0036】カーボンナノチューブ120は半導体性や
金属性(つまりオーミック接触をしている)の導電特性
を持つため、カーボンナノチューブ120から電荷を直
接有機感光層102へ注入することが可能である。その
ため、導電性繊維123にカーボンナノチューブ120
を接続した帯電ブラシ110においては、導電性繊維が
エッチング繊維、分割繊維からなる従来の帯電ブラシと
比較し、有機感光層102と帯電ブラシ110の間で電
荷の授受が行える面積、つまり実質的な接触面積(以後
導電性の接点と記述する)を著しく大きくでき、その結
果電荷の注入速度を向上させることができる。そのた
め、高速の画像記録装置においても十分な帯電電圧が得
られる。さらに、カーボンナノチューブ120は軸方向
の引張り強度が高いため、極細でも有機感光層102と
の接触において破断することが非常に少なく、また長期
的には帯電電圧のバラツキが非常に少なく、帯電ブラシ
110の長寿命化が実現できる。
Since the carbon nanotubes 120 have semiconducting or metallic (that is, ohmic contact) conductive properties, charges can be directly injected from the carbon nanotubes 120 into the organic photosensitive layer 102. Therefore, the carbon nanotubes 120
In the charging brush 110, the area in which the conductive fibers can transfer and receive electric charges between the organic photosensitive layer 102 and the charging brush 110, that is, substantially, The contact area (hereinafter referred to as a conductive contact) can be significantly increased, and as a result, the charge injection speed can be improved. Therefore, a sufficient charging voltage can be obtained even in a high-speed image recording apparatus. Further, since the carbon nanotubes 120 have a high tensile strength in the axial direction, even if they are extremely fine, they are very unlikely to break upon contact with the organic photosensitive layer 102, and in the long term, there is very little variation in charging voltage. Life can be extended.

【0037】前述のようにカーボンナノチューブは半導
体性または金属性の電気伝導を示すが、帯電ブラシ11
0に用いる場合は、帯電ブラシ110と有機感光層10
2の接触抵抗を小さくすることから、金属性の電気伝導
がより好ましい。本発明において、導電性を有する繊維
状部材はカーボンナノチューブに限定されるものではな
く、カーボンナノチューブと同様な形状・特性を有する
ものであれば良い。
As described above, carbon nanotubes exhibit semiconductive or metallic electrical conductivity.
0, the charging brush 110 and the organic photosensitive layer 10
In order to reduce the contact resistance of No. 2, metallic electric conduction is more preferable. In the present invention, the conductive fibrous member is not limited to the carbon nanotube, and may be any member having the same shape and characteristics as the carbon nanotube.

【0038】図2は、単層カーボンナノチューブを切り
開いて広げた六員環を示す模式的説明図である。単層カ
ーボンチューブのカイラルベクトルChは、次の数式
(1)のように記述される。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a six-membered ring obtained by cutting out and expanding a single-walled carbon nanotube. The chiral vector Ch of the single-walled carbon tube is described as the following equation (1).

【0039】[0039]

【数3】 (Equation 3)

【0040】上記数式(1)において、a1およびa2
は二次元六角格子の基本並進ベクトルを示し、nおよび
mは整数を示す。
In the above equation (1), a1 and a2
Represents a basic translation vector of a two-dimensional hexagonal lattice, and n and m represent integers.

【0041】なお、図2の単層カーボンナノチューブの
上記Chは(n,m)=(3,0)を示している。ま
た、単層カーボンナノチューブが金属性の導電性を示す
ための条件は、次の数式(2)が成り立つことであるこ
とが判っている。
The above Ch of the single-walled carbon nanotube of FIG. 2 indicates (n, m) = (3,0). It has been found that the condition for the single-walled carbon nanotube to exhibit metallic conductivity is that the following equation (2) is satisfied.

【0042】[0042]

【数4】 (Equation 4)

【0043】上記数式(2)において、n,mおよびk
は整数を示す。
In the above equation (2), n, m and k
Represents an integer.

【0044】よって、単層カーボンナノチューブを帯電
ブラシ110に用いる場合には、上記数式(1)および
(2)を共に満たすと、帯電ブラシと有機感光層の接触
抵抗を低減できるので、より望ましい。なお図2中に、
上記式(1)(2)を満たすChを○で示した。
Therefore, when the single-walled carbon nanotube is used for the charging brush 110, it is more preferable to satisfy both of the expressions (1) and (2) since the contact resistance between the charging brush and the organic photosensitive layer can be reduced. In FIG. 2,
Ch that satisfies the above equations (1) and (2) is indicated by ○.

【0045】一方、多層カーボンナノチューブの場合、
各層のグラフェン間での相互作用が小さいため、各層の
導電性が混合されたものとなり、概ね金属性の導電性を
示すが帯電ブラシにより適した構造は一意に定められな
い。しかしながら、単層カーボンナノチューブでは1枚
のグラフェンのみが電気伝導に寄与するが、多層カーボ
ンナノチューブでは各層のグラフェンが電気伝導に寄与
するため、帯電ブラシ110に多層カーボンナノチュー
ブ120を用いると、より多くの電荷を有機感光層10
2に注入できる利点がある。なお、単層カーボンナノチ
ューブはグラフェンが単層(1枚)のもの、多層カーボ
ンナノチューブはグラフェンが多層のものを言う。
On the other hand, in the case of a multi-walled carbon nanotube,
Since the interaction between the graphenes in each layer is small, the conductivity of each layer is mixed, and the conductivity is generally metallic, but a structure more suitable for the charging brush cannot be uniquely determined. However, in single-walled carbon nanotubes, only one piece of graphene contributes to electric conduction, whereas in multi-walled carbon nanotubes, graphene in each layer contributes to electric conduction. Charge the organic photosensitive layer 10
2 has the advantage that it can be injected. The single-walled carbon nanotube refers to a single-walled graphene (one sheet), and the multi-walled carbon nanotube refers to a single-walled graphene.

【0046】次に、カーボンナノチューブの作製方法に
ついて説明する。単層型カーボンナノチューブは、陽極
としてグラファイトにFe,Co,Ni,Ru,Rh,
Pd,Os,Ir,Pt,La,Y等の金属触媒を混合
したコンポジット棒を、陰極としてグラファイト棒をそ
れぞれ用い、圧力100〜700Torr(1.33×
104 〜9.31×104 Pa)のHeまたはH2 雰囲
気でのアーク放電によって合成する。単層カーボンナノ
チューブは、金属触媒の種類によってチャンバー内壁の
煤(チャンバー煤)か、または陰極表面の煤(陰極煤)
の中に存在する。
Next, a method for producing a carbon nanotube will be described. Single-walled carbon nanotubes are made of Fe, Co, Ni, Ru, Rh,
Using a composite rod mixed with a metal catalyst such as Pd, Os, Ir, Pt, La, Y, etc., a graphite rod as a cathode, and a pressure of 100 to 700 Torr (1.33 ×
It is synthesized by an arc discharge in a He or H 2 atmosphere of 10 4 to 9.31 × 10 4 Pa). Depending on the type of metal catalyst, single-walled carbon nanotubes are soot on the inner wall of the chamber (chamber soot) or soot on the cathode surface (cathode soot)
Exists in

【0047】また、前記のコンポジット棒を電気炉中で
1000〜1400℃に加熱し、圧力500Torr
(6.65×104 Pa)のAr雰囲気で、Nd:YA
Gパルスレーザー光を照射して単層カーボンナノチュー
ブを合成しても良い。合成された単層カーボンナノチュ
ーブは種々の不純物を含むため水熱法、遠心分離法、限
外ろ過法等によって80%以上の純度に精製するのが良
い。
Further, the above-mentioned composite rod was heated to 1000 to 1400 ° C. in an electric furnace, and the pressure was 500 Torr.
Nd: YA in an Ar atmosphere (6.65 × 10 4 Pa)
The single-walled carbon nanotube may be synthesized by irradiating a G pulse laser beam. Since the synthesized single-walled carbon nanotube contains various impurities, it is preferable to purify it to a purity of 80% or more by a hydrothermal method, a centrifugal separation method, an ultrafiltration method, or the like.

【0048】一方、多層カーボンナノチューブは陽極、
陰極ともグラファイト棒を用い、圧力100〜700T
orr(1.33×104 〜9.31×104 Pa)の
He雰囲気でのアーク放電を用いて合成する。多層カー
ボンナノチューブは陰極上の円柱状堆積物の中心に存在
する。またベンゼン、エチレン、アセチレン等の炭化水
素をH2 ガス流下1000〜1500℃で熱分解するこ
とによっても得られる。多層カーボンナノチューブも合
成後は種々の不純物が含まれるため、有機溶媒や、界面
活性剤が添加された水溶液に分散させた後、遠心分離法
や限外ろ過法によって高純度に精製するのが良い。な
お、カーボンナノチューブの先端は閉管、開管のどちら
の形状でも良い。
On the other hand, the multi-walled carbon nanotube is an anode,
A graphite rod is used for the cathode and the pressure is 100 to 700T.
Synthesis is performed using arc discharge in a He atmosphere of orr (1.33 × 10 4 to 9.31 × 10 4 Pa). The multi-walled carbon nanotube is located at the center of the columnar deposit on the cathode. It can also be obtained by thermally decomposing hydrocarbons such as benzene, ethylene and acetylene at 1000 to 1500 ° C. under a H 2 gas flow. Multi-walled carbon nanotubes also contain various impurities after synthesis, so it is better to disperse them in an organic solvent or an aqueous solution to which a surfactant is added, and then purify them to high purity by centrifugation or ultrafiltration. . The tip of the carbon nanotube may have either a closed tube or an open tube shape.

【0049】次に図3(a)に、金属芯111に帯電ブ
ラシ本体124を設けた上記帯電ブラシ110の作製方
法の一例を示す。図3(b)は帯電ブラシ本体124の
模式的縦断面図である。帯電ブラシ110は円柱構造を
しており、帯電ブラシ本体124は金属芯111の外周
面全体にわたって一様に接続されている。
Next, FIG. 3A shows an example of a method for manufacturing the charging brush 110 in which the charging brush main body 124 is provided on the metal core 111. FIG. 3B is a schematic longitudinal sectional view of the charging brush main body 124. The charging brush 110 has a columnar structure, and the charging brush main body 124 is uniformly connected over the entire outer peripheral surface of the metal core 111.

【0050】カーボンナノチューブ120を分散させ、
その長手方向の一部を表面に突出させた導電性繊維12
3である帯電ブラシ本体124を、SUS,Al,F
e,Cu等の金属や合金からなる金属芯111に、図3
(a)に示すように電気植毛によって植え付ける。導電
性繊維123としては直径が5〜20μmの導電性レー
ヨン、導電性ナイロン、導電性ポリエステル等が使用で
きる。植毛密度は、一般的な帯電ブラシと同様に50〜
300本/mm2 程度にするのが良い。
The carbon nanotubes 120 are dispersed,
The conductive fiber 12 whose part in the longitudinal direction protrudes from the surface.
3 is made of SUS, Al, F
3 and a metal core 111 made of a metal or alloy such as e, Cu, etc.
As shown in (a), planting is performed by electric flocking. As the conductive fiber 123, conductive rayon, conductive nylon, conductive polyester, or the like having a diameter of 5 to 20 μm can be used. The flocking density is 50-
It is good to set it to about 300 lines / mm 2 .

【0051】繊維に導電性を付与することにより上記導
電性繊維123を作製する方法としては、図3(b)に
示すように、カーボンブラック122や金属微粒子等の
導電性微粒子を高分子繊維中に分散させる方法が採用で
きるが、摺動性のよい炭素系の微粒子を用いるのが望ま
しい。また、帯電ブラシ本体124を作製するには、繊
維形成原料に上記導電性微粒子を分散させるのと同時
に、高純度に精製したカーボンナノチューブを所望の配
合比率で配合・分散させ、紡糸する。紡糸して得られた
繊維の表面を機械的に研磨することにより、分散させた
カーボンナノチューブの長手方向の一部を繊維表面から
突出させる。カーボンナノチューブの別の突出方法とし
て、酸素プラズマアッシング等を用い、母材であるレー
ヨン、ナイロン、ポリエステル等の高分子材を灰化し、
カーボンナノチューブを繊維表面から突出させる方法も
採用できる。
As a method for producing the conductive fiber 123 by imparting conductivity to the fiber, as shown in FIG. 3B, conductive fine particles such as carbon black 122 and metal fine particles are added to a polymer fiber. However, it is desirable to use carbon-based fine particles having good slidability. In order to produce the charging brush main body 124, the conductive fine particles are dispersed in the fiber-forming raw material, and at the same time, carbon nanotubes having been purified to a high purity are blended and dispersed in a desired blending ratio, followed by spinning. By mechanically polishing the surface of the fiber obtained by spinning, a part of the dispersed carbon nanotubes in the longitudinal direction is projected from the fiber surface. As another method of projecting carbon nanotubes, using oxygen plasma ashing or the like, ashing a base material such as rayon, nylon, or a polymer material such as polyester,
A method in which the carbon nanotubes protrude from the fiber surface can also be adopted.

【0052】また、これらのプロセスは、紡糸一環プロ
セスとして実施しても良く、紡糸後に研磨、酸素プラズ
マアッシング等の処理を実施しても良い。研磨プロセス
は遊離砥粒を用いる方法、具体的には、酸化セリウム、
ウレタン等のパッドで上記繊維を挟み、繊維に1〜50
0g/cm2 の荷重を印加し、その間に粒径1μmのア
ルミナを供給し、繊維を片側から引き出し研磨する。パ
ッドは繊維の巻取り速度(引出し速度)により、一段ま
たは、対角上に設置した複数段を組み合わせて使用す
る。
These processes may be carried out as a spinning process, or after the spinning, a treatment such as polishing or oxygen plasma ashing may be carried out. The polishing process is a method using free abrasive grains, specifically, cerium oxide,
The above fibers are sandwiched between pads of urethane or the like, and 1 to 50
A load of 0 g / cm 2 is applied, and alumina having a particle size of 1 μm is supplied during the application, and the fiber is pulled out from one side and polished. Depending on the winding speed (drawing speed) of the fiber, the pad is used in a single step or in a combination of a plurality of steps arranged diagonally.

【0053】繊維にカーボンナノチューブを分散させる
際、高純度に精製したカーボンナノチューブを用いた例
を示したが、アーク放電法等で合成したカーボンナノパ
ーテイクルを混合したカーボンナノチューブを用いても
良い。他の方法として、テトラシアノキノジメタン(T
CNQ)等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン
(TTF)等の電子供与性化合物から構成される電荷移
動錯体を高分子ネットワークに置換し、高分子繊維全体
に導電性を付与しても良い。この時、同時に高純度に精
製したカーボンナノチューブを分散させ紡糸する。紡糸
後、上記のようにしてカーボンナノチューブを繊維表面
から突出させる。
In the case of dispersing the carbon nanotubes in the fiber, an example using a carbon nanotube purified to a high degree of purity has been described, but a carbon nanotube mixed with a carbon nanoparticle synthesized by an arc discharge method or the like may be used. As another method, tetracyanoquinodimethane (T
A charge transfer complex composed of an electron accepting compound such as CNQ) and an electron donating compound such as tetrathiafulvalene (TTF) may be substituted for the polymer network to impart conductivity to the entire polymer fiber. At this time, highly purified carbon nanotubes are simultaneously dispersed and spun. After spinning, the carbon nanotubes are projected from the fiber surface as described above.

【0054】いずれの方法においても、カーボンナノチ
ューブの分散量は表面突出密度が0.01本/μm2
上となる量とするのが望ましく、1本/μm2 以上とな
る量を配合すれば、安定した帯電が可能である。本実施
例ではカーボンナノチューブの分散量を2wt%とし
た。
[0054] In either method, the dispersion amount of the carbon nanotube surface protruding density is desirable that the amount corresponding to 0.01 present / [mu] m 2 or more, be blended in an amount of the one / [mu] m 2 or more, Stable charging is possible. In this embodiment, the dispersion amount of the carbon nanotube is set to 2 wt%.

【0055】図4、図5はそれぞれ帯電ブラシ本体12
4の他の構造例を示す模式的縦断面図である。図4の帯
電ブラシ本体124は、導電性繊維123aを芯とし、
その外周側の導電性繊維123bを鞘とする鞘・芯構造
となっている。導電性繊維123bは、繊維中にカーボ
ンブラック122や金属微粒子と、カーボンナノチュー
ブ120とを分散させたものである。導電性繊維123
aには直径2μm〜10μmの導電性レーヨン、導電性
ナイロン、導電性ポリエステル等を用い、導電性繊維1
23bでは、同材質の導電性レーヨン、導電性ナイロ
ン、導電性ポリエステル等にカーボンナノチューブを分
散させ、これら導電性繊維123aおよび123bを複
合紡糸することにより、二重構造の繊維とした。カーボ
ンナノチューブを分散させた層(上記鞘)の厚さは0.
1μm〜10μmとした。
FIGS. 4 and 5 show the charging brush body 12 respectively.
FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing another example of the structure of FIG. The charging brush main body 124 of FIG. 4 has the conductive fiber 123a as a core,
It has a sheath / core structure with the conductive fiber 123b on the outer peripheral side as a sheath. The conductive fiber 123b is obtained by dispersing carbon black 122, metal fine particles, and carbon nanotubes 120 in the fiber. Conductive fiber 123
For a, conductive rayon, conductive nylon, conductive polyester, or the like having a diameter of 2 μm to 10 μm is used.
In 23b, carbon nanotubes were dispersed in the same material, such as conductive rayon, conductive nylon, and conductive polyester, and the conductive fibers 123a and 123b were subjected to composite spinning to form fibers having a double structure. The thickness of the layer (the above-mentioned sheath) in which the carbon nanotubes are dispersed is 0.
1 μm to 10 μm.

【0056】次に、上記OPC100について説明す
る。酸化チタン微粒子をバインダー樹脂に分散させたホ
ール注入阻止層をドラム形状のAl基体101上に、デ
ィップコーティング法により厚さ1〜5μmで形成し、
その後電荷発生層(以後CGLと略す)と電荷輸送層
(以後CTLと略す)からなる積層の有機感光層102
を形成した。
Next, the OPC 100 will be described. A hole injection blocking layer in which titanium oxide fine particles are dispersed in a binder resin is formed on the drum-shaped Al substrate 101 to a thickness of 1 to 5 μm by a dip coating method,
Thereafter, a stacked organic photosensitive layer 102 composed of a charge generation layer (hereinafter abbreviated as CGL) and a charge transport layer (hereinafter abbreviated as CTL).
Was formed.

【0057】CGLは電荷発生材料(以後CGMと略
す)をブチラール樹脂、熱硬化型の変性アクリル樹脂、
フェノール樹脂などのバインダー樹脂に分散させたもの
からなり、ディッピングコーティング法により厚さ0.
1〜1μmで形成した。CGMとしては、波長740〜
780nm付近に感度を持つスクエアリリウム色素、無
金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、アズレニウ
ム塩色素およびアゾ顔料等が、また、635〜650n
m付近に感度のあるチアピリリウム塩や多環キノン系、
ペリレン系又はアゾ顔料系等がそれぞれ使用できる。
CGL is a charge generation material (hereinafter abbreviated as CGM) of butyral resin, thermosetting modified acrylic resin,
It is made of a material dispersed in a binder resin such as a phenol resin, and has a thickness of 0.
It was formed in a thickness of 1 to 1 μm. As CGM, the wavelength 740 to
Squarylium dyes having sensitivity around 780 nm, metal-free phthalocyanine, metal phthalocyanine, azulenium salt dyes, azo pigments, and the like, and 635-650 n
m sensitive thiapyrylium salts and polycyclic quinones,
A perylene type or an azo pigment type can be used.

【0058】CTLはホールのキャリア輸送材料(以後
CTMと略す)をビスフェノール系ポリカーボネイト樹
脂等のバインダー樹脂に分散させたものからなり、膜厚
は10〜40μm程度でディッピングコーティング法に
よって形成した。CTMとしてはオキサジアゾール誘導
体、ピラリゾン誘導体、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、ブタジ
エン誘導体などが用いられる。
The CTL is formed by dispersing a hole carrier transporting material (hereinafter abbreviated as CTM) in a binder resin such as a bisphenol-based polycarbonate resin, and has a film thickness of about 10 to 40 μm and is formed by a dipping coating method. As the CTM, oxadiazole derivatives, pyrarizone derivatives, triphenylmethane derivatives, oxazole derivatives, triarylamine derivatives, butadiene derivatives and the like are used.

【0059】なお、本例のOPCは、光によって発生す
るキャリアのうちホールを用いるOPCであるが、電子
を発生するCGM、電子を輸送するCTMも若干ではあ
るが開発されており、光生成キャリアのうち電子を用い
るOPCであっても何ら構わない。その場合は、直流電
源の正負が逆となり正帯電で使用されるが、帯電ブラシ
としては前記のものがそのまま使用できる。
The OPC of this example is an OPC that uses holes among carriers generated by light, but CGM that generates electrons and CTM that transports electrons have been developed to some extent. Of these, any OPC using electrons may be used. In this case, the positive and negative DC power supplies are used in reverse, and the DC power supply is used with positive charging. However, the above-described charging brush can be used as it is.

【0060】また、本例では機能分離型のOPCを例に
取り説明を行ったが、本発明は機能分離型に限定される
わけではなく、単層型のOPCであっても何ら構わな
い。また本例はドラム形状のOPCであるが、Al基体
の代わりに、表面に導電層を形成したベルトを採用し、
ベルト状のOPCとしても良い。またシート状のOPC
でも良い。更に本発明は、OPCに用いられる接触型帯
電器に限定されるわけではなくSe系、a−Si,Zn
O等の無機感光体であっても、同じ接触型帯電器が使用
できるので、本発明では感光体の種類は限定されない。
In this embodiment, the description has been made by taking the function-separated type OPC as an example. However, the present invention is not limited to the function-separated type, but may be a single-layer type OPC. This example is a drum-shaped OPC, but instead of an Al substrate, a belt having a conductive layer formed on the surface is employed.
It may be a belt-shaped OPC. OPC in sheet form
But it is good. Further, the present invention is not limited to the contact type charger used for the OPC, but includes Se-based, a-Si, Zn
The same contact type charger can be used even with an inorganic photoreceptor such as O, so the type of the photoreceptor is not limited in the present invention.

【0061】なお、本例はロール状の帯電ブラシについ
て説明したが、固定ブラシであっても本発明の効果は同
様に実現でき、帯電ブラシの形状は何ら問わない。加え
て、図1の帯電ブラシ110は直流電源103に接続さ
れているが、電源は直流に限定されるものではなく、直
流と交流が重畳されていても構わない。
In this embodiment, the charging brush in the form of a roll has been described. However, the effects of the present invention can be similarly realized with a fixed brush, and the shape of the charging brush is not limited. In addition, although the charging brush 110 in FIG. 1 is connected to the DC power supply 103, the power supply is not limited to DC, and DC and AC may be superimposed.

【0062】図3(a)の作製方法に従って帯電ブラシ
を作製した。構成を以下に示す。 ・帯電ブラシ…ニップ幅:3.5mm、OPCへの押込み:0.7mm 周速:OPCの周速の4.4倍で逆方向に回転 ・金属芯………直径:10mm、材質:SUS ・導電性繊維…直径:10μm、長さ:2mm、密度:120本/mm2 材質:2wt%配合カーボンナノチューブとカーボン微粒子 を分散させたナイロン繊維 ・カーボンナノチューブ… 直径:10〜25nm、長さ:0.5〜20μm 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を併用
A charging brush was manufactured according to the manufacturing method shown in FIG. The configuration is shown below.・ Charging brush: Nip width: 3.5 mm, pushing into OPC: 0.7 mm Circumferential speed: Rotate in the opposite direction at 4.4 times the peripheral speed of OPC ・ Metal core: Diameter: 10 mm, Material: SUS Conductive fiber: Diameter: 10 μm, Length: 2 mm, Density: 120 / mm 2 Material: Nylon fiber with 2 wt% blended carbon nanotube and carbon fine particles dispersed ・ Carbon nanotube: Diameter: 10 to 25 nm, Length: 0 Material: multi-walled carbon nanotubes Synthetic method: arc discharge, purification: combined use of centrifugal separation method and ultrafiltration method

【0063】上記帯電ブラシを−500Vの直流電源に
接続し、CTL/CGL/ホール注入阻止層/Al基体
からなるOPCに接触させ帯電を行った。なお、OPC
の周速は300mm/sなので、帯電ブラシとOPCの
接触時間は0.051sとなる。OPCは帯電ブラシと
接触する間に−440Vまで帯電され、導電性繊維にカ
ーボンナノチューブを接続した帯電ブラシが十分な帯電
能力を持つことが確認された。また、OPCの長手方向
での帯電電圧のバラツキは5%以内であり、十分な均一
性が得られた。
The charging brush was connected to a DC power supply of -500 V, and was brought into contact with OPC composed of CTL / CGL / hole injection blocking layer / Al substrate to perform charging. In addition, OPC
Is 300 mm / s, the contact time between the charging brush and the OPC is 0.051 s. The OPC was charged to -440 V while in contact with the charging brush, and it was confirmed that the charging brush in which the carbon nanotubes were connected to the conductive fibers had a sufficient charging ability. The variation in the charging voltage in the longitudinal direction of the OPC was within 5%, and sufficient uniformity was obtained.

【0064】<実施例2>図6は接触型帯電器(帯電ロ
ーラー)510の構造を示す模式的横断面図である。こ
の帯電ローラー510では、金属芯511が上記摺擦帯
電部材として帯電ローラー本体524で被覆されてい
る。また、この帯電ローラー本体524は、円環状の導
電性ゴム523にカーボンナノチューブ520を分散さ
せ、研磨等によりカーボンナノチューブ520をこの導
電性ゴム523の表面から突出させた構造となってい
る。このその突出長さは、導電性ゴム523表面の研磨
量コントロールにより0.1μm〜400μmの範囲で
制御するのが望ましいが、0.2μm〜5μm突出して
いれば良い。また、帯電ローラー本体524としては、
カーボンナノチューブ520が導電性ゴム523内の一
部に含有され、表層に密集している構造のもの、表層か
ら内部にかけて均一に含有されている構造のもの、さら
には表層から内部にかけて含有密度勾配を持たせた構造
のものなどが採用できるが、表層に均一に密集している
構造、表層から内部にかけて均一に含有している構造が
望ましい。これらの構造により、導電性繊維が摩滅して
も内部から新しいカーボンナノチューブが突出する長所
がある。
Embodiment 2 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a contact type charger (charging roller) 510. In the charging roller 510, the metal core 511 is covered with the charging roller main body 524 as the rubbing charging member. The charging roller body 524 has a structure in which carbon nanotubes 520 are dispersed in an annular conductive rubber 523, and the carbon nanotubes 520 are projected from the surface of the conductive rubber 523 by polishing or the like. It is desirable that the protrusion length is controlled in the range of 0.1 μm to 400 μm by controlling the amount of polishing of the surface of the conductive rubber 523, but it is sufficient if the protrusion length is 0.2 μm to 5 μm. Further, as the charging roller body 524,
The carbon nanotube 520 is contained in a part of the conductive rubber 523 and has a structure in which the carbon nanotubes are densely packed in the surface layer, a structure in which the carbon nanotubes are uniformly contained from the surface layer to the inside, and a content density gradient from the surface layer to the inside. A structure having a given structure can be used, but a structure in which the surface layer is uniformly dense and a structure in which the material is uniformly contained from the surface layer to the inside are desirable. Due to these structures, there is an advantage that new carbon nanotubes protrude from the inside even if the conductive fibers are worn.

【0065】カーボンナノチューブの分散量は、表面突
出密度が0.01本/μm2 以上となる量とするのが望
ましく、1本/μm2 以上となる量を配合すれば安定し
た帯電が可能である。本実施例では、カーボンナノチュ
ーブの分散量を2wt%としている。
The amount of dispersion of the carbon nanotubes is preferably such that the surface protrusion density is at least 0.01 / μm 2, and if the amount is at least 1 / μm 2, stable charging is possible. is there. In this embodiment, the dispersion amount of the carbon nanotube is set to 2 wt%.

【0066】帯電ローラー本体524は、主にカーボン
ナノチューブ520でOPC500の表面と接触してい
る。なお、一部の導電性ゴム523がOPC500の表
面と直接接触しても良い。OPC500はドラム形状の
Al基体501と有機感光層502から構成されてお
り、必要に応じてAl基体501と有機感光層502の
間に電荷注入阻止層が設けられる。なお、帯電ローラー
510の金属芯511は外部の直流電源503に接続さ
れ、主にカーボンナノチューブ520から有機感光層5
02に直接電子を注入(つまり負帯電の電荷注入)する
ことで、OPC500を帯電させている。また、一部の
電荷は有機感光層502と直接接触する導電性ゴム52
3から注入されても良く、さらにカーボンナノチューブ
から電子が電界放出によって引き出され、有機感光層5
02を帯電しても構わない。
The charging roller main body 524 is mainly in contact with the surface of the OPC 500 by the carbon nanotube 520. Note that a portion of the conductive rubber 523 may directly contact the surface of the OPC 500. The OPC 500 includes a drum-shaped Al substrate 501 and an organic photosensitive layer 502, and a charge injection blocking layer is provided between the Al substrate 501 and the organic photosensitive layer 502 as necessary. The metal core 511 of the charging roller 510 is connected to an external DC power supply 503, and mainly the carbon nanotubes 520 to the organic photosensitive layer 5
OPC 500 is charged by directly injecting electrons into 02 (that is, injecting negatively charged charges). In addition, a part of the electric charge is applied to the conductive rubber 52 in direct contact with the organic photosensitive layer 502.
3, and electrons are extracted from the carbon nanotubes by field emission.
02 may be charged.

【0067】上記有機感光層502と帯電ローラー51
0の導電性の接点はカーボンナノチューブ520で形成
される。カーボンナノチューブ520はダングリングボ
ンドを持たないため化学的に安定であり、かつシームレ
ス構造のため機械的強度が非常に高い。そのため、導電
性の接点の安定性が非常に良く、これを用いて帯電ロー
ラーを構成した場合には、従来の全体に導電性が付与さ
れた導電性ゴムや吸水性のスポンジローラーと比較し、
環境による変動が少なく、長期にわたって安定した帯電
能力を維持することができる。
The organic photosensitive layer 502 and the charging roller 51
Zero conductive contacts are formed of carbon nanotubes 520. The carbon nanotubes 520 have no dangling bonds, are chemically stable, and have a very high mechanical strength due to their seamless structure. Therefore, the stability of the conductive contact is very good, and when using this to form the charging roller, compared to the conventional conductive rubber or water-absorbing sponge roller that has been given overall conductivity,
The fluctuation due to the environment is small, and a stable charging ability can be maintained for a long time.

【0068】また、カーボンナノチューブ520は大き
な弾性を持つため、有機感光層502と接触すると撓む
ことができ、カーボンナノチューブ520の先端のみで
はなく、側面でも有機感光層502と接触することがで
きる。そのため、導電性ゴム523にカーボンナノチュ
ーブ520を配合した帯電ローラー510においては、
帯電ブラシの場合ほど著しくはないが有機感光層502
との導電性の接点を大きくでき、電荷の注入速度を向上
させることができる。
Since the carbon nanotube 520 has great elasticity, it can bend when it comes into contact with the organic photosensitive layer 502, and can contact the organic photosensitive layer 502 not only at the tip but also at the side of the carbon nanotube 520. Therefore, in the charging roller 510 in which the carbon nanotube 520 is blended with the conductive rubber 523,
Although not so remarkable as in the case of the charging brush, the organic photosensitive layer 502
Can be made larger, and the charge injection speed can be improved.

【0069】次に、上記帯電ローラー510の作製方法
の一例について説明する。SUS,Al,FeまたはC
uからなる金属芯511を、ゴムにカーボンナノチュー
ブ520を分散させた導電性ゴム523でモールド工法
により被覆した。導電性ゴム523の厚さは1〜30m
mが良い。その後、導電性ゴム523の表面を円筒研削
により粗研削し、さらにこの粗研削表面をアルミナ砥粒
等により研磨した。研磨プロセスは、粒径10μm→5
μm→1μmと変化させてローラー表面(導電性ゴム5
23の表面)を研磨し、カーボンナノチューブを帯電ロ
ーラー510の表面から突出させた。この突出長さは、
研磨量のコントロールにより0.2μm〜5μmとし
た。なお、上記導電性ゴム523用のゴムとしてはEP
DM、ポリウレタン、NBR、シリコーンゴム等が使用
できる。また、図5の帯電ローラー510は直流電源5
03に接続されているが、電源は直流に限定されるもの
ではなく、直流と交流が重畳されていても構わない。
Next, an example of a method for manufacturing the charging roller 510 will be described. SUS, Al, Fe or C
The metal core 511 made of u was covered with a conductive rubber 523 in which carbon nanotubes 520 were dispersed in rubber by a molding method. The thickness of the conductive rubber 523 is 1 to 30 m.
m is good. Thereafter, the surface of the conductive rubber 523 was roughly ground by cylindrical grinding, and the rough ground surface was polished with alumina abrasive grains or the like. Polishing process, particle size 10μm → 5
μm → 1 μm and change the roller surface (conductive rubber 5
23 surface), and the carbon nanotubes were projected from the surface of the charging roller 510. This protrusion length is
The thickness was controlled to 0.2 μm to 5 μm by controlling the polishing amount. The rubber for the conductive rubber 523 is EP
DM, polyurethane, NBR, silicone rubber and the like can be used. The charging roller 510 in FIG.
The power supply is not limited to DC, but DC and AC may be superimposed.

【0070】上記の作製方法に従って帯電ローラーを作
製した。構成を以下に示す。 ・帯電ローラー…ニップ幅:2.0mm、周速:OPCに従動回転 ・金属芯…………直径:10mm、材質:SUS製 ・導電性ゴム……厚さ:5mm、 材質:カーボンナノチューブとカーボンブラックを分散させ たシリコーンゴム ・カーボンナノチューブ…… 直径:0.7〜2nm、長さ:最大20μm 材質:単層カーボンナノチューブ 合成法:Fe−Ni触媒を用いたアーク放電 精製:限外ろ過法
A charging roller was manufactured according to the above-described manufacturing method. The configuration is shown below.・ Charging roller: Nip width: 2.0 mm, peripheral speed: driven by OPC ・ Metal core: Diameter: 10 mm, material: SUS ・ Conductive rubber: thickness: 5 mm, Material: carbon nanotube and carbon Silicone rubber with black dispersion ・ Carbon nanotubes ... Diameter: 0.7-2 nm, length: max. 20 μm Material: Single-walled carbon nanotube Synthesis method: Arc discharge using Fe-Ni catalyst Purification: Ultrafiltration method

【0071】上記の帯電ローラーを−500Vの直流電
源に接続し、CTL/CGL/ホール注入阻止層/Al
基体からなるOPCに接触させ帯電を行った。なお、O
PCの周速は150mm/sなので、帯電ローラーとO
PCの接触時間は0.013sとなる。
The above charging roller was connected to a DC power supply of -500 V, and CTL / CGL / hole injection blocking layer / Al
It was charged by contacting with an OPC made of a substrate. Note that O
Since the peripheral speed of the PC is 150 mm / s, the charging roller and O
The contact time of the PC is 0.013 s.

【0072】OPCは帯電ローラーと接触する間に−3
70Vまで帯電され、導電性ゴムにカーボンナノチュー
ブを接続した帯電ローラーが十分な帯電能力を持つこと
が確認された。また、湿度30〜80%RHで同様の帯
電試験を行ったが、帯電電圧のバラツキは10%以内で
あり、環境変動に対し十分な耐性を持つことが判った。
OPC is -3 during contact with the charging roller.
It was confirmed that the charging roller charged to 70 V and having the conductive rubber connected to the carbon nanotubes had sufficient charging ability. A similar charging test was conducted at a humidity of 30% to 80% RH. The variation of the charging voltage was within 10%, and it was found that the charging voltage was sufficiently resistant to environmental changes.

【0073】図7(a)は帯電ローラーの他の構造例を
示す模式的横断面図である。図7(b)は図7(a)の
一部拡大図であって、この帯電ローラーの摺擦接触部材
である帯電ローラー本体の構造を示すものである。この
帯電ローラー510は、金属芯511の外周に内層の導
電性ゴム523aが被覆され、さらにこの導電性ゴム5
23aの外周に外層の導電性ゴム523bが被覆された
二層構造となっている。導電性ゴム523bでは、導電
性ゴムにカーボンナノチューブ520が分散し、研磨等
によりカーボンナノチューブ520がローラー表面から
突出している。この場合も、導電性ゴム523bにおけ
るカーボンナノチューブ520の分散量は前述した例と
同等であり、導電性ゴム523bの厚さは1μm〜50
0μm、特に20μm〜100μmの範囲が好ましい。
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing another example of the structure of the charging roller. FIG. 7B is a partially enlarged view of FIG. 7A and shows the structure of a charging roller main body that is a sliding contact member of the charging roller. The charging roller 510 is formed by coating the outer periphery of a metal core 511 with an inner layer of conductive rubber 523a.
23a has a two-layer structure in which an outer layer of conductive rubber 523b is coated on the outer periphery. In the conductive rubber 523b, the carbon nanotubes 520 are dispersed in the conductive rubber, and the carbon nanotubes 520 protrude from the roller surface by polishing or the like. Also in this case, the dispersion amount of the carbon nanotubes 520 in the conductive rubber 523b is the same as in the above-described example, and the thickness of the conductive rubber 523b is 1 μm to 50 μm.
0 μm, particularly preferably in the range of 20 μm to 100 μm.

【0074】上記帯電ローラー510の作製方法につい
て説明する。はじめに、SUS,Al,FeまたはCu
からなる金属芯511を導電性ゴム523aでモールド
工法により被覆した。その後、この導電性ゴム523a
上に、導電性ゴム523aと同一のゴムにカーボンナノ
チューブ520を分散させた導電性ゴム523bを、モ
ールド工法により被覆した。導電性ゴム523bの厚さ
は1〜30mmが良い。その後、円筒研削により表面を
粗研削し、さらに表面をアルミナ砥粒等により研磨し
た。研磨プロセスは、粒径10μm→5μm→1μmと
変化させ、ローラー表面を研磨し、カーボンナノチュー
ブ520をローラー表面から突出させた。この突出長さ
は、研磨量のコントロールにより0.2μm〜5μmと
した。
A method for manufacturing the charging roller 510 will be described. First, SUS, Al, Fe or Cu
Is covered with a conductive rubber 523a by a molding method. Then, the conductive rubber 523a
A conductive rubber 523b in which carbon nanotubes 520 were dispersed in the same rubber as the conductive rubber 523a was coated thereon by a molding method. The thickness of the conductive rubber 523b is preferably 1 to 30 mm. Thereafter, the surface was roughly ground by cylindrical grinding, and the surface was further polished with alumina abrasive grains or the like. In the polishing process, the roller surface was polished by changing the particle size from 10 μm → 5 μm → 1 μm, and the carbon nanotubes 520 were projected from the roller surface. The protrusion length was set to 0.2 μm to 5 μm by controlling the polishing amount.

【0075】図7(b)は、カーボンナノチューブ52
0を分散させた導電性ゴム523aの拡大断面図で、カ
ーボンナノチューブ520は導電性ゴムの全層にわたっ
て均一に分散し、研磨によってカーボンナノチューブ5
20がローラー表面から外部から突出している。なお、
突出の方向はとくに規定されるものではない。
FIG. 7B shows the structure of the carbon nanotube 52.
0 is an enlarged sectional view of the conductive rubber 523a in which the carbon nanotubes 520 are dispersed.
20 project from the roller surface to the outside. In addition,
The direction of the protrusion is not particularly specified.

【0076】<実施例3>図8(a)は接触帯電器とし
ての帯電ブレード610の模式的正面断面図、図8
(b)はその側面断面図である。この帯電ブレード61
0では金属板611の片面に、摺擦帯電部材としての帯
電ブレード本体624が貼付されている。この帯電ブレ
ード本体624では、導電性ゴム623中にカーボンナ
ノチューブ620が分散し、研磨等によりカーボンナノ
チューブ620がブレード(導電性ゴム623)表面か
ら外部に突出している。そして、帯電ブレード本体62
4は主にカーボンナノチューブ620でOPC600の
表面と接触している。なお、一部の導電性ゴム623が
OPC600表面と直接接触しても良い。
<Embodiment 3> FIG. 8A is a schematic front sectional view of a charging blade 610 as a contact charger.
(B) is a side sectional view thereof. This charging blade 61
In the case of 0, a charging blade main body 624 as a rubbing charging member is attached to one surface of the metal plate 611. In the charging blade main body 624, the carbon nanotubes 620 are dispersed in the conductive rubber 623, and the carbon nanotubes 620 protrude outside from the blade (conductive rubber 623) surface by polishing or the like. Then, the charging blade body 62
Reference numeral 4 denotes mainly a carbon nanotube 620 which is in contact with the surface of the OPC 600. Note that a part of the conductive rubber 623 may directly contact the surface of the OPC 600.

【0077】OPC600は、ドラム形状のAl基体6
01と有機感光層602から構成され、必要に応じてA
l基体601と有機感光層602の間に電荷注入阻止層
が設けられる。なお、帯電ブレード610の金属板61
1は外部の直流電源603に接続され、主にカーボンナ
ノチューブ620から有機感光層602に直接電子を注
入(つまり負帯電の電荷注入)することでOPC600
を帯電させている。また、一部の電荷は有機感光層60
2と直接接触する導電性ゴム612から注入されても良
く、さらにカーボンナノチューブから電子が電界放出に
よって引き出され有機感光層602を帯電しても構わな
い。
The OPC 600 is a drum-shaped Al substrate 6
01 and an organic photosensitive layer 602, and A
A charge injection blocking layer is provided between the substrate 601 and the organic photosensitive layer 602. The metal plate 61 of the charging blade 610
Reference numeral 1 denotes an OPC 600 which is connected to an external DC power supply 603 and injects electrons directly from the carbon nanotubes 620 into the organic photosensitive layer 602 (ie, negatively charged charges).
Is charged. In addition, a part of the electric charge is transferred to the organic photosensitive layer 60.
Alternatively, the organic rubber layer 602 may be injected from the conductive rubber 612 which is in direct contact with the organic photosensitive layer 602, and electrons may be extracted from the carbon nanotubes by field emission to charge the organic photosensitive layer 602.

【0078】カーボンナノチューブ620は固体潤滑材
としての機能を持つ。帯電ブレード610は有機感光層
602と、主にカーボンナノチューブ620で接触する
ため、従来のカーボンナノチューブのない帯電ブレード
と比較し、帯電ブレード600とOPCとの摩擦係数を
低下させることができ、長期の使用においては『OPC
600を削る』、『OPC600を磨耗させる』などの
機械的ダメージを与えにくくなり、OPC600の寿命
を向上させる。また、カーボンナノチューブ620は大
きな弾性を持つため、有機感光層602と接触すると撓
むことができ、カーボンナノチューブ620の先端のみ
ならず、側面でも有機感光層602と接触することがで
きる。そのため、導電性ゴム623にカーボンナノチュ
ーブ620を接続した帯電ブレード610においては、
帯電ブラシに用いた場合ほど著しくはないが、有機感光
層602との導電性の接点を大きくでき、電荷の注入速
度を向上させることできる。
The carbon nanotube 620 has a function as a solid lubricant. Since the charging blade 610 is in contact with the organic photosensitive layer 602 mainly by the carbon nanotube 620, the friction coefficient between the charging blade 600 and the OPC can be reduced as compared with the conventional charging blade without the carbon nanotube, and the When using "OPC
It is less likely to cause mechanical damage such as “shave 600” and “wear the OPC 600”, so that the life of the OPC 600 is improved. In addition, since the carbon nanotube 620 has large elasticity, it can bend when it comes into contact with the organic photosensitive layer 602, and can contact the organic photosensitive layer 602 not only at the tip but also at the side surface of the carbon nanotube 620. Therefore, in the charging blade 610 in which the carbon nanotube 620 is connected to the conductive rubber 623,
Although not so remarkable as when used for a charging brush, the conductive contact with the organic photosensitive layer 602 can be increased, and the charge injection speed can be improved.

【0079】次に、本発明の帯電ブレード610の作製
方法の一例について説明する。SUS,Al,Feまた
はCuからなる金属板611の片面に導電性ゴム623
を貼り付ける。導電性ゴム623の厚さとしては1〜3
0mmが良い。ゴムに導電性を付与する方法としては、
カーボンブラックや金属微粒子を高分子中に分散させる
方法や、電子受容性化合物と電子供与性化合物から構成
される電荷移動錯体を高分子ネットワークに置換し、高
分全体に導電性を付与する方法が採用できる。なお、ゴ
ムとしてはEPDM、ポリウレタン、NBR、シリコー
ンゴム等が使用できる。
Next, an example of a method for manufacturing the charging blade 610 of the present invention will be described. A conductive rubber 623 is provided on one surface of a metal plate 611 made of SUS, Al, Fe or Cu.
Paste. The thickness of the conductive rubber 623 is 1 to 3
0 mm is good. As a method of imparting conductivity to rubber,
A method of dispersing carbon black or metal fine particles in a polymer, or a method of substituting a charge transfer complex composed of an electron accepting compound and an electron donating compound with a polymer network to impart conductivity to the entire polymer. Can be adopted. In addition, EPDM, polyurethane, NBR, silicone rubber and the like can be used as the rubber.

【0080】図9は、帯電ブレード610の別例を示す
模式的側面断面図である。この帯電ブレード610で
は、導電性ゴム623の側面断面形状が三角形で、その
先端部がエッジ状となっている。ブレードの側面断面形
状は図8(b)の四角形、図9の三角形の他に台形、菱
形、楕円形、5角形等でも同様の効果が得られる。
FIG. 9 is a schematic side sectional view showing another example of the charging blade 610. In the charging blade 610, the conductive rubber 623 has a triangular side cross-sectional shape and an edge at its tip. The same effect can be obtained if the side cross-sectional shape of the blade is a trapezoid, a rhombus, an ellipse, a pentagon, or the like in addition to the square in FIG. 8B and the triangle in FIG.

【0081】図10(a)はさらに別の帯電ブレード6
10を示す模式的正面断面図、図10(b)はその側面
断面図である。この帯電ブレード610は、金属板61
1の片面に導電性ゴム623aと、その上に導電性ゴム
623bとを設けた二重構造となっている。これら導電
性ゴム623aと導電性ゴム623bとにより、上記摺
擦帯電部材が構成されている。導電性ゴム623bで
は、導電性ゴム623にカーボンナノチューブ620が
分散し、カーボンナノチューブ620が研磨等により導
電性ゴム623の表面から突出している。この場合も、
カーボンナノチューブ620の分散量は、前述の例と同
等であり、導電層623bの厚さは1μm〜500μ
m、特に20μm〜100μmの範囲が好ましい。な
お、図8(a)の帯電ブレード610は直流電源603
に接続されているが、電源は直流電源に限定されるもの
ではなく、直流と交流が重畳されていても構わない。
FIG. 10A shows still another charging blade 6.
10 is a schematic front sectional view, and FIG. 10B is a side sectional view thereof. The charging blade 610 is provided on the metal plate 61.
1 has a double structure in which a conductive rubber 623a is provided on one side and a conductive rubber 623b is provided thereon. The conductive rubber 623a and the conductive rubber 623b constitute the rubbing charging member. In the conductive rubber 623b, the carbon nanotubes 620 are dispersed in the conductive rubber 623, and the carbon nanotubes 620 protrude from the surface of the conductive rubber 623 by polishing or the like. Again,
The dispersion amount of the carbon nanotubes 620 is the same as in the above-described example, and the thickness of the conductive layer 623b is 1 μm to 500 μm.
m, particularly preferably in the range of 20 μm to 100 μm. The charging blade 610 in FIG.
However, the power supply is not limited to the DC power supply, and DC and AC may be superimposed.

【0082】図8(a)に示す帯電ブレードを以下の条
件で作製した。 ・帯電ブレード…ニップ幅:4.0mm ・金属板…………幅:4mm、材質:SUS製 ・導電性ゴム……厚さ:3mm 材質:カーボンナノチューブとカーボンブラックを分散した シリコーンゴム ・カーボンナノチューブ…… 直径:0.7〜2nm、長さ:最大20μm 材質:単層カーボンナノチューブ 合成法:Fe−Ni触媒を用いたアーク放電 精製:限外ろ過法
The charging blade shown in FIG. 8A was manufactured under the following conditions. -Charging blade: Nip width: 4.0 mm-Metal plate: Width: 4 mm, material: SUS-Conductive rubber: Thickness: 3 mm Material: Silicone rubber with carbon nanotube and carbon black dispersed-Carbon nanotube … Diameter: 0.7-2 nm, length: maximum 20 μm Material: single-walled carbon nanotube Synthesis method: arc discharge using Fe-Ni catalyst Purification: ultrafiltration method

【0083】上記帯電ブレードを−500Vの直流電源
に接続し、CTL/CGL/ホール注入阻止層/Al基
体からなるOPCに接触させ帯電を行った。なお、OP
Cの周速は200mm/sなので、帯電ブレードとOP
Cの接触時間は0.02sとなる。OPCは帯電ブレー
ドと接触する間に−390Vまで帯電され、導電性ゴム
にカーボンナノチューブを接続した帯電ブレードが十分
な帯電能力を持つことが確認された。また、OPCと帯
電ブレードの摩擦係数を測定したところ、カーボンナノ
チューブのない従来の帯電ブレードと比較し、本発明の
帯電ブレードは押し圧の条件により摩擦係数が1/2〜
1/10に低減していることが確認された。
The charging blade was connected to a DC power supply of -500 V, and was brought into contact with an OPC composed of CTL / CGL / hole injection blocking layer / Al substrate to perform charging. Note that OP
Since the peripheral speed of C is 200 mm / s, the charging blade and OP
The contact time of C is 0.02 s. The OPC was charged to -390 V while in contact with the charging blade, and it was confirmed that the charging blade in which the carbon nanotube was connected to the conductive rubber had a sufficient charging ability. Further, when the friction coefficient between the OPC and the charging blade was measured, the friction coefficient of the charging blade of the present invention was 1/2 to that of the conventional charging blade without carbon nanotube depending on the conditions of the pressing pressure.
It was confirmed that it was reduced to 1/10.

【0084】<実施例4>実施例1〜3で作製した各々
の接触型帯電器と、−500Vの直流電源とを電子写真
方式の複写機の帯電システムとして搭載し、テストチャ
ートの複写を行った。なお、現像は低電位現像(白黒の
2値現像)を用い、階調はドット数で表示した。リファ
レンスは5kVの電源とコロトロンとして搭載した複写
機を用い、リファレンスの帯電電圧は800Vであった
ため低電位現像を行わず、階調はアナログで表示した。
<Embodiment 4> Each of the contact type chargers manufactured in Embodiments 1 to 3 and a -500 V DC power supply are mounted as a charging system of an electrophotographic copying machine, and a test chart is copied. Was. The development was performed by low potential development (binary development of black and white), and the gradation was indicated by the number of dots. The reference used a power supply of 5 kV and a copying machine mounted as a corotron. Since the charging voltage of the reference was 800 V, low potential development was not performed, and the gradation was displayed in analog.

【0085】実施例1〜3の接触型帯電器を載せた複写
機で複写を行った結果、全てで良好な画像が得られた。
特に帯電ブラシを用いた場合は、リファレンスの複写機
で得られた画像より多くの階調表示が可能で、解像度も
向上していた。なお、帯電ローラー、帯電ブレードを搭
載した複写機の画像が帯電ブラシで得られた画像と比較
し若干劣化していたのは低電位現像に起因するものであ
り、今後現像が更に低電位化された場合は同等の画像が
得られると推定される。また、実施例1〜3の接触型帯
電器を載せた複写機では、感光体の帯電プロセス中にオ
ゾンやNOX が殆ど検出されなかった。
As a result of performing copying with a copying machine on which the contact-type chargers of Examples 1 to 3 were mounted, good images were obtained in all cases.
In particular, when the charging brush was used, it was possible to display more gradations than the image obtained by the reference copying machine, and the resolution was improved. The reason that the image of the copying machine equipped with the charging roller and the charging blade was slightly deteriorated as compared with the image obtained with the charging brush is due to the low potential development, and the development will be further reduced in the future. In this case, it is estimated that an equivalent image is obtained. Further, in the copying machine loaded with the contact type charger of Examples 1 to 3, ozone and NO X was detected almost in the photosensitive member charging process.

【0086】したがって、本発明の接触型帯電器を搭載
した複写機は、オゾンやNOX を発生させないで、かつ
帯電システムの外部電源を低電圧化しつつ、良好な画像
記録が行えることが確認された。また、全ての複写機で
寿命試験を行ったところ、長期にわたって良好な画像が
得られ、接触型帯電器の長期信頼性が優れていることが
判った。また、これにより接触型帯電器の交換頻度を少
なくすることができた。さらに、全ての複写機において
接触型帯電器がOPCを削ることは殆ど観察されず、従
来の帯電ローラーや帯電ブレードを搭載した複写機と比
較し、OPCの寿命を格段に伸ばすことができた。
[0086] Thus, it equipped with the copier contact type charger of the present invention, without generating ozone and NO X, and the external power supply of the charging system with low voltage, it is confirmed that enables good image recording Was. In addition, when a life test was performed on all copying machines, it was found that good images were obtained over a long period of time, and that the long-term reliability of the contact-type charger was excellent. In addition, the replacement frequency of the contact type charger could be reduced. Further, in all the copying machines, the contact type charger was hardly observed to scrape the OPC, and the life of the OPC was significantly extended as compared with the conventional copying machine equipped with a charging roller and a charging blade.

【0087】以上の結果から、今後カーボンナノチュー
ブの製造コストが低下すれば複写機のトータルコストを
低減できる可能性がある。なお、プリンター、ファクシ
ミリ等の画像記録装置においても、同様の効果が期待で
きる。
From the above results, there is a possibility that the total cost of the copying machine can be reduced if the production cost of carbon nanotubes is reduced in the future. The same effect can be expected in an image recording apparatus such as a printer and a facsimile.

【0088】<実施例5>実施例1〜3では、帯電は主
に電荷注入によって行われていた。一般的に大きな帯電
電圧(600V〜1kV程度)が必要とされる場合、O
PCの帯電は主に感光体と接触型帯電器の微小空隙での
コロナ放電によって行われる。本発明の接触型帯電器に
おいても、カーボンナノチューブとOPC間の微小空隙
に放電開始電圧Vth以上の電圧が印加されると、カーボ
ンナノチューブとOPC間の微小空隙でコロナ放電が発
生しOPCが帯電される。特にカーボンナノチューブは
極細の針状をしているため、カーボンナノチューブ先端
での不平等電界が強くなり、Vthを下げることができ
る。
<Embodiment 5> In Embodiments 1 to 3, charging was mainly performed by charge injection. Generally, when a large charging voltage (about 600 V to 1 kV) is required, O
The charging of the PC is mainly performed by corona discharge in a minute gap between the photosensitive member and the contact type charger. Also in the contact-type charger of the present invention, when a voltage equal to or higher than the discharge starting voltage Vth is applied to the minute gap between the carbon nanotube and the OPC, corona discharge occurs in the minute gap between the carbon nanotube and the OPC, and the OPC is charged. Is done. In particular, since the carbon nanotube has an extremely fine needle shape, the uneven electric field at the tip of the carbon nanotube becomes strong, and Vth can be reduced.

【0089】実施例2のカーボンナノチューブが接触し
た帯電ローラーでVthを測定したところ、カーボンナノ
チューブのない帯電ローラーのVthよりも低下している
ことが確認された。よってカーボンナノチューブ先端で
のコロナ放電を用いてOPCを帯電する場合、従来のロ
ーラー帯電(帯電ローラーを用いてコロナ放電を利用す
る放電方式)と比較し、印加する電圧を低くすることが
できた。また、微小空隙でのコロナ放電によってOPC
を帯電させる場合に発生するオゾンやNOX を測定した
ところ、カーボンナノチューブが接続された帯電ローラ
ーはカーボンナノチューブのない従来の帯電ローラーよ
りもオゾンやNOX が少なかった。これは、カーボンナ
ノチューブの先端のみでコロナ放電が起きるため、カー
ボンナノチューブの接続された帯電ローラーでは放電空
間が小さく、かつ印加電圧が小さいため、オゾンやNO
X の発生が抑えられたためと考えられる。
When Vth was measured with the charging roller in contact with the carbon nanotubes of Example 2, it was confirmed that Vth was lower than Vth of the charging roller without carbon nanotubes. Therefore, when the OPC is charged using corona discharge at the tip of the carbon nanotube, the applied voltage can be reduced as compared with the conventional roller charging (discharge method using corona discharge using a charging roller). In addition, OPC is performed by corona discharge in micro voids.
Measurement of the ozone and NO X that occurs when charging the charging roller which carbon nanotubes are connected was less ozone and NO X than conventional charging roller without carbon nanotubes. This is because a corona discharge occurs only at the tip of the carbon nanotube, and the charging roller connected to the carbon nanotube has a small discharge space and a small applied voltage, so that ozone or NO
It is considered that the generation of X was suppressed.

【0090】よって、摺擦帯電部材の先端にカーボンナ
ノチューブを接続した帯電ローラーには、コロナ放電に
よってOPCを帯電させる場合においても、オゾンやN
Xの低減や、外部電源の低電圧化が実現できる利点が
ある。なお、本例では帯電ローラーを用いて説明を行っ
たが帯電ブラシ、帯電ブレードにおいても同様の効果が
ある。
Accordingly, even when the OPC is charged by corona discharge, ozone or N
Reduction or O X, low voltage of the external power supply can be advantageously implemented. In this embodiment, the description has been made using the charging roller. However, the same effect can be obtained with a charging brush and a charging blade.

【0091】以上のように、本発明は電荷注入や電界放
出、微小空隙でのコロナ放電といった帯電方式に制限さ
れるものではなく、本発明の構造が含まれる全ての接触
型帯電器について言及している。また実施例では帯電ブ
ラシ、帯電ローラー、帯電ブレードの形状について説明
を行ったが、本発明は実施例の形状に制限されるもので
はなく、本発明には帯電部材の先端にカーボンナノチュ
ーブが接続された全ての接触型帯電器が含まれる。
As described above, the present invention is not limited to charging methods such as charge injection, field emission, and corona discharge in a minute gap, but refers to all contact-type chargers including the structure of the present invention. ing. In the embodiments, the shapes of the charging brush, the charging roller, and the charging blade have been described.However, the present invention is not limited to the shapes of the embodiments, and the present invention includes a carbon nanotube connected to the tip of the charging member. And all contact-type chargers.

【0092】[0092]

【発明の効果】請求項1,2,4,6に記載の発明に係
る接触型帯電器では摺擦帯電部材が導電性部材と、導電
性を有する繊維状部材とを備え、該繊維状部材は、前記
導電性部材の少なくとも一部に形成され、かつ一端部が
前記導電性部材内部に保持され他端部が前記導電性部材
の表面から外部に突出している。このため、この接触型
帯電器によれば、摺擦帯電部材と感光体との接触面積を
大きくすることができて電荷注入速度が速くなり、感光
体に十分な帯電電圧を与えことが可能になる。また、こ
の接触型帯電器では、前記繊維状部材は前記導電性部材
の内部に保持されているため、感光体との接触に起因す
る、前記導電性部材からの脱離が生じにくいので耐久性
に富む。さらに支持体(導電性部材)に摩耗等が発生し
ても、内部の前記繊維状部材が表面から突出して初期特
性を維持でき、安定な帯電が可能となる。
In the contact type charger according to the first, second, fourth and sixth aspects of the present invention, the rubbing charging member includes a conductive member and a conductive fibrous member, and the fibrous member is provided. Is formed on at least a part of the conductive member, and has one end held inside the conductive member and the other end protruding outside from the surface of the conductive member. For this reason, according to this contact type charger, the contact area between the rubbing charging member and the photoreceptor can be increased, the charge injection speed is increased, and a sufficient charging voltage can be applied to the photoreceptor. Become. Further, in this contact-type charger, the fibrous member is held inside the conductive member, so that the fibrous member is not easily detached from the conductive member due to the contact with the photoconductor, so that the durability is high. Rich in Furthermore, even if abrasion or the like occurs in the support (conductive member), the internal fibrous member protrudes from the surface, thereby maintaining the initial characteristics, and enabling stable charging.

【0093】請求項8,10に記載の接触型帯電器で
は、前記繊維状部材がカーボンナノチューブであるた
め、請求項1,2,4,6に記載の接触型帯電器による
効果に加えて、湿度等の環境変動に対し十分な耐性があ
り、しかも長期の使用においては帯電電圧の変動が小さ
い接触型帯電器を提供することができる。また、感光体
・接触型帯電器間の微小空隙でのコロナ放電を利用する
接触型帯電器においては、オゾンやNOX の発生を低減
でき、かつ外部電源の低電圧化を実現できる接触型帯電
器を提供することができる。以下これについて説明す
る。
In the contact type charger according to the eighth and tenth aspects, since the fibrous member is a carbon nanotube, in addition to the effects of the contact type charger according to the first, second, fourth and sixth aspects, It is possible to provide a contact-type charger that has sufficient resistance to environmental fluctuations such as humidity and has a small fluctuation in charging voltage during long-term use. In the contact type charger utilizing corona discharge in a minute gap between the photosensitive member, contact type charging device, it can reduce the occurrence of ozone and NO X, and the contact type charging which can realize low voltage of the external power supply Vessels can be provided. This will be described below.

【0094】請求項8,10に記載の接触型帯電器で
は、導電性を有する極細で高アスペクト比のカーボンナ
ノチューブが感光体と接触する。電荷注入によって感光
体を帯電させる場合、カーボンナノチューブは極細で高
アスペクト比であるため、感光層との接触面に密集して
配置することが可能であり、かつカーボンナノチューブ
は大きな弾性を持つため、感光層と接触すると撓むこと
ができ、カーボンナノチューブの先端のみではなく、側
面でも感光層と接触することができ、実質的に接触型帯
電器と感光層の接触面積を大きくでき、電荷の注入速度
を向上させることできる。その結果、感光体に十分な帯
電電圧を与えることができる。
In the contact-type charger according to the eighth and tenth aspects, the conductive ultrafine carbon nanotube having a high aspect ratio is brought into contact with the photosensitive member. When charging the photoreceptor by charge injection, the carbon nanotubes are extremely fine and have a high aspect ratio, so they can be densely arranged on the contact surface with the photosensitive layer, and since the carbon nanotubes have large elasticity, It can bend when it comes into contact with the photosensitive layer, and can contact the photosensitive layer not only at the tip of the carbon nanotube but also on the side surface, and can substantially increase the contact area between the contact-type charger and the photosensitive layer, and inject charge. Speed can be improved. As a result, a sufficient charging voltage can be applied to the photoconductor.

【0095】一方、感光層・接触型帯電器間の微小空隙
でのコロナ放電で感光体を帯電する場合においては、カ
ーボンナノチューブが極細の針状をしているため、カー
ボンナノチューブ先端での不平等電界が強くなり、放電
開始電圧を下げることができる。そのため、従来のロー
ラー帯電と比較して印加する電圧を小さくでき、かつコ
ロナ放電空間を小さくできる。その結果、放電空間で発
生するオゾンやNOXの量を低減することができる。
On the other hand, when the photosensitive member is charged by corona discharge in a minute gap between the photosensitive layer and the contact-type charger, the unevenness at the tip of the carbon nanotube is caused because the carbon nanotube has an extremely fine needle shape. The electric field becomes stronger, and the firing voltage can be reduced. Therefore, the voltage to be applied can be reduced as compared with the conventional roller charging, and the corona discharge space can be reduced. As a result, it is possible to reduce the amount of ozone and NO X generated in the discharge space.

【0096】また、カーボンナノチューブは軸方向の引
張り強度が高いため、極細でも感光層との接触において
破断することが非常に少なく、かつ支持体内部(前記導
電性部材の内部)まで均一に分散・保持され固定化され
ており、トナー粒子や紙粉等の混入による局所的な力に
よる破壊・欠落等に対する耐性が向上しており、長期的
には帯電電圧のバラツキが非常に少なく、接触型帯電器
の長寿命化が実現できる。また、支持体の摩耗等が発生
しても内部のカーボンナノチューブが表面に突出し、初
期特性を維持でき、安定な帯電が可能となる。
Further, since the carbon nanotube has a high tensile strength in the axial direction, it is very unlikely to be broken when it comes into contact with the photosensitive layer even if it is extremely fine, and it is uniformly dispersed and even inside the support (the inside of the conductive member). It is held and fixed, has improved resistance to destruction and dropout due to local force due to the incorporation of toner particles and paper dust, etc. The life of the vessel can be extended. In addition, even if the support is worn or the like, the internal carbon nanotubes protrude to the surface, the initial characteristics can be maintained, and stable charging can be performed.

【0097】請求項9の接触型帯電器では、請求項8に
おいてカーボンナノチューブとして、上記数式(1)お
よび(2)を同時に満たす単層カーボンナノチューブを
用いている。このため、この単層ナノチューブは金属性
の導電性を持ち、接触型帯電器と感光層との接触抵抗を
小さくすることができる。その結果、より効率的な電荷
注入が可能になる。
In the ninth aspect of the present invention, the single-walled carbon nanotube which satisfies the expressions (1) and (2) at the same time is used as the carbon nanotube. Therefore, the single-walled nanotube has metallic conductivity, and can reduce the contact resistance between the contact-type charger and the photosensitive layer. As a result, more efficient charge injection becomes possible.

【0098】請求項10の接触型帯電器においては、カ
ーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである
ため、概ね金属性の導電性を持ち、かつ多層カーボンナ
ノチューブを構成する各層のグラフェンが電気伝導に寄
与するため、より多くの電荷を感光層に注入できる。
According to the tenth aspect of the present invention, since the carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes, they have substantially metallic conductivity, and the graphene of each layer constituting the multi-walled carbon nanotube contributes to electric conduction. More charges can be injected into the photosensitive layer.

【0099】請求項2の接触型帯電器のうち請求項8に
記載された接触型帯電器は、導電性繊維にカーボンナノ
チューブが保持・接続された帯電ブラシである。カーボ
ンナノチューブは極細の直径を持つため、軸方向で導電
性繊維に密集して配置することが可能である。また、カ
ーボンナノチューブは大きな弾性を持つため、感光層と
接触すると撓むことができ、カーボンナノチューブの先
端のみではなく、側面でも感光層と接触することができ
る。そのため導電性繊維がエッチング繊維、分割繊維か
らなる従来の帯電ブラシと比較し、感光層と帯電ブラシ
の接触面積を著しく大きくすることができる。その結
果、電荷の注入速度を向上できる。また、支持体(前記
導電性繊維)の摩耗等が発生しても、内部のカーボンナ
ノチューブが表面に突出して初期特性を維持でき、安定
な帯電が可能となる。
The contact type charger of the second aspect of the present invention is a charging brush in which carbon nanotubes are held and connected to conductive fibers. Since the carbon nanotube has an extremely small diameter, it can be densely arranged on the conductive fiber in the axial direction. In addition, since the carbon nanotube has great elasticity, it can bend when it comes into contact with the photosensitive layer, and can contact the photosensitive layer not only at the tip of the carbon nanotube but also at the side surface. Therefore, the contact area between the photosensitive layer and the charging brush can be significantly increased as compared with a conventional charging brush in which conductive fibers are made of etching fibers and split fibers. As a result, the charge injection speed can be improved. In addition, even if the support (the conductive fiber) is worn or the like, the internal carbon nanotubes protrude to the surface and the initial characteristics can be maintained, and stable charging can be performed.

【0100】請求項4の接触型帯電器のうち、請求項8
に記載された帯電ローラーでは、これと感光層との導電
性の接点がカーボンナノチューブで形成される。カーボ
ンナノチューブはダングリングボンドを持たないため化
学的に安定であり、かつシームレス構造のため機械的強
度が非常に高い。そのため導電性の接点の安定性が非常
に良く、従来の全体に導電性が付与された導電性ゴムや
吸水性スのポンジローラーと比較し、環境による変動が
少なく、長期にわたって安定した帯電能力を維持でき
る。また、カーボンナノチューブは極細の直径を持つた
め、導電性ゴムに密集して配置することが可能である。
さらに、カーボンナノチューブは大きな弾性を持つた
め、感光層と接触すると撓むことができ、カーボンナノ
チューブの先端のみではなく、側面でも感光層と接触す
ることができる。そのため、帯電ブラシを用いた場合ほ
ど著しくはないが感光層との導電性の接点を大きくで
き、電荷の注入速度を向上させることができる。また、
支持体(導電性ゴム)の摩耗等が発生しても、内部のカ
ーボンナノチューブが表面に突出して初期特性を維持で
き、安定な帯電が可能となる。
The contact-type charger of the fourth aspect is preferably of the eighth aspect.
In the charging roller described in (1), a conductive contact between the charging roller and the photosensitive layer is formed of carbon nanotubes. Carbon nanotubes are chemically stable because they have no dangling bonds, and have very high mechanical strength due to their seamless structure. As a result, the stability of the conductive contacts is very good, and compared to the conventional conductive rubber or water-absorbing sponge roller with conductivity, there is less fluctuation due to the environment and stable charging performance over a long period of time. Can be maintained. In addition, since the carbon nanotube has a very small diameter, it can be densely arranged on the conductive rubber.
Furthermore, since the carbon nanotube has a large elasticity, it can bend when it comes into contact with the photosensitive layer, and can contact the photosensitive layer not only at the tip of the carbon nanotube but also at the side surface. Therefore, although not as remarkable as when a charging brush is used, the conductive contact with the photosensitive layer can be increased, and the charge injection speed can be improved. Also,
Even if abrasion of the support (conductive rubber) or the like occurs, the internal carbon nanotubes protrude from the surface and the initial characteristics can be maintained, and stable charging can be performed.

【0101】請求項6の接触型帯電器のうち、請求項8
に記載された接触型帯電器は、主にカーボンナノチュー
ブが感光層と接触する帯電ブレードである。カーボンナ
ノチューブは固体潤滑材としての機能を持つため、従来
のカーボンナノチューブのない帯電ブレードと比較し、
帯電ブレードと感光層との摩擦係数を低減でき、長期の
使用においては『感光層、特に有機感光層を削る』、
『感光層、特に有機感光層を磨耗させる』などの機械的
ダメージを与えにくく感光層、特に有機感光層の寿命を
向上させることができる。また、カーボンナノチューブ
は大きな弾性を持つため、感光層と接触すると撓むこと
ができ、カーボンナノチューブの先端のみならず側面で
も感光層と接触することができる。そのため、帯電ブラ
シに用いた場合ほど著しくはないが感光層との導電性の
接点を大きくでき、電荷の注入速度を向上させることが
できる。また、支持体(導電性ゴム)の摩耗等が発生し
ても内部のカーボンナノチューブが表面に突出し、初期
特性を維持でき、安定な帯電が可能となる。
In the contact-type charger of claim 6, claim 8
Is a charging blade in which carbon nanotubes mainly come into contact with a photosensitive layer. Since carbon nanotubes have a function as a solid lubricant, compared to conventional charged blades without carbon nanotubes,
The friction coefficient between the charging blade and the photosensitive layer can be reduced, and in long-term use, "shaving the photosensitive layer, especially the organic photosensitive layer",
It is difficult to cause mechanical damage such as "wearing the photosensitive layer, especially the organic photosensitive layer", and the life of the photosensitive layer, especially the organic photosensitive layer can be improved. In addition, since the carbon nanotube has great elasticity, it can bend when it comes into contact with the photosensitive layer, and can contact the photosensitive layer not only at the tip but also at the side surface of the carbon nanotube. Therefore, although not so remarkable as when used for a charging brush, the conductive contact with the photosensitive layer can be increased, and the charge injection speed can be improved. In addition, even if abrasion of the support (conductive rubber) or the like occurs, the internal carbon nanotubes protrude from the surface, the initial characteristics can be maintained, and stable charging can be performed.

【0102】請求項11に記載の接触型帯電器の製造方
法では、カーボンナノチューブが分散した支持体(導電
性部材)を、アルミナ等の研磨微粒子を用いて機械研磨
し、カーボンナノチューブを支持体の表面から突出させ
る。このため、請求項8〜10の接触型帯電器を低コス
トで作製することができる。
In the method for manufacturing a contact-type charger according to the eleventh aspect, the support (conductive member) in which the carbon nanotubes are dispersed is mechanically polished using fine particles of alumina or the like, and the carbon nanotubes are used as the support. Protrude from the surface. Therefore, the contact-type charger according to claims 8 to 10 can be manufactured at low cost.

【0103】請求項12に記載の画像記録装置には、請
求項1〜10の接触型帯電器が搭載されている。このた
め、これらの接触型帯電器による上記効果が得られる。
すなわち、電荷注入で感光体を帯電させる場合、感光体
・接触型帯電器間の微小空隙のコロナ放電で帯電させる
場合のいずれにおいても、感光層に十分な帯電電圧を与
えることができ、引き続き現像を行うことによって良好
な画像が得られる。特に帯電ブラシ、磁気ブラシを搭載
した画像記録装置では階調性の優れた画像が得られる。
また、電荷注入で感光体を帯電させる場合は、帯電プロ
セス中にオゾンやNOX が発生せず、さらに、微小空隙
でのコロナ放電で感光体を帯電させる場合は、コロナ放
電空間を小さくでき、かつ放電空間で発生するオゾンや
NOX の量を低減できる。さらに電荷注入、微小空隙で
のコロナ放電の両方式で帯電効率が良くなるため、画像
記録装置に搭載する帯電用の外部電源を低電圧化でき
る。さらに、接触型帯電器の長期信頼性が向上し、感光
体特にOPCの寿命が伸びることによって、接触型帯電
器や感光体特にOPCの交換頻度を少なくすることが可
能となる。よって将来的には、カーボンナノチューブの
製造コストが更に低下することで、画像記録装置のトー
タルコストを低減できる可能性もある。
The image recording apparatus according to the twelfth aspect is equipped with the contact type charger according to the first to tenth aspects. For this reason, the above-mentioned effect by these contact type chargers can be obtained.
That is, in either case of charging the photoconductor by charge injection or charging by corona discharge in the minute gap between the photoconductor and the contact type charger, a sufficient charging voltage can be applied to the photosensitive layer, and the , A good image is obtained. In particular, an image recording apparatus equipped with a charging brush and a magnetic brush can provide an image with excellent gradation.
In addition, when the photosensitive member is charged by charge injection, ozone or NO X is not generated during the charging process, furthermore, if the photosensitive member is charged by corona discharge in a minute gap, it is possible to reduce the corona discharge space, and it can reduce the amount of ozone and NO X generated in the discharge space. Further, since the charging efficiency is improved by both the charge injection and the corona discharge in the minute gap, the external power supply for charging mounted on the image recording apparatus can be reduced in voltage. Further, the long-term reliability of the contact type charger is improved, and the life of the photoconductor, especially the OPC, is extended, so that the frequency of replacement of the contact type charger and the photoconductor, especially the OPC, can be reduced. Therefore, in the future, there is a possibility that the total cost of the image recording apparatus can be reduced by further reducing the production cost of the carbon nanotube.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の接触型帯電器の一例(帯電ブラシ)を
示すもので、(a)はその全体の模式的横断面図、
(b)は帯電ブラシ本体の模式的縦断面図である。
FIG. 1 shows an example (charging brush) of a contact-type charger of the present invention, wherein (a) is a schematic cross-sectional view of the whole;
(B) is a schematic longitudinal sectional view of the charging brush main body.

【図2】単層カーボンナノチューブを切り開いて広げた
六員環の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a six-membered ring in which a single-walled carbon nanotube is cut open.

【図3】(a)は図1の接触型帯電器を作製する方法の
説明図、(b)は帯電ブラシ本体の模式的縦断面図であ
る。
3A is an explanatory view of a method of manufacturing the contact-type charger of FIG. 1, and FIG. 3B is a schematic longitudinal sectional view of a charging brush main body.

【図4】帯電ブラシ本体の別例を示す模式的縦断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the charging brush main body.

【図5】帯電ブラシ本体のさらに別の例を示す模式的縦
断面図である。
FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing still another example of the charging brush main body.

【図6】本発明の接触型帯電器の別例(帯電ローラー)
を示す模式的横断面図である。
FIG. 6 shows another example of the contact type charger of the present invention (charging roller).
FIG.

【図7】帯電ローラーの別例を示すもので、(a)は全
体の模式的横断面図、(b)はその一部の拡大図であ
る。
7A and 7B show another example of the charging roller, in which FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of the whole, and FIG. 7B is an enlarged view of a part thereof.

【図8】本発明の接触型帯電器のさらに別の例(帯電ブ
レード)を示すもので、(a)は模式的正面断面図、
(b)は模式的側面断面図である。
FIG. 8 shows still another example (charging blade) of the contact-type charger of the present invention, wherein (a) is a schematic front sectional view,
(B) is a schematic side sectional view.

【図9】帯電ブレードの別例を示す模式的側面断面図で
ある。
FIG. 9 is a schematic side sectional view showing another example of the charging blade.

【図10】帯電ブレードのさらに別の例を示すもので、
(a)は模式的正面断面図、(b)は模式的側面断面図
である。
FIG. 10 shows still another example of the charging blade.
(A) is a schematic front sectional view, (b) is a schematic side sectional view.

【図11】従来の接触型帯電器(導電性ゴムローラー)
の概略横断面図である。
FIG. 11 shows a conventional contact type charger (conductive rubber roller).
FIG.

【図12】従来の接触型帯電器(帯電ブラシ)の概略横
断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a conventional contact-type charger (charging brush).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 OPC(有機感光体) 101 Al基体 102 有機感光層 103 直流電源 110 接触型帯電器(帯電ブラシ) 111 金属芯 120 カーボンナノチューブ 122 カーボンブラック 123 導電性繊維 123a 導電性繊維(芯) 123b 導電性繊維(鞘) 124 帯電ブラシ本体(摺擦帯電部材) 500 OPC 501 Al基体 502 有機感光層 503 直流電源 510 帯電ローラー 511 金属芯 520 カーボンナノチューブ 523 導電性ゴム 523a 導電性ゴム(内層) 523b 導電性ゴム(外層) 524 帯電ローラー本体(摺擦帯電部材) 600 OPC 601 Al基体 602 有機感光層 603 直流電源 610 帯電ブレード 611 金属板 620 カーボンナノチューブ 623 導電性ゴム 623a 導電性ゴム(内層) 623b 導電性ゴム(外層) 624 帯電ブレード本体(摺擦帯電部材) 1100 OPC 1101 Al基体 1102 有機感光層 1103 直流電源 1110 導電性ゴムローラー(帯電ローラー) 1111 芯金 1124 導電性ゴム(摺擦帯電部材) 2100 OPC 2101 Al基体 2102 有機感光層 2103 直流電源 2110 帯電ブラシ 2111 芯金 2124 導電性ブラシ(摺擦帯電部材) REFERENCE SIGNS LIST 100 OPC (organic photoreceptor) 101 Al substrate 102 organic photosensitive layer 103 DC power supply 110 Contact type charger (charging brush) 111 Metal core 120 Carbon nanotube 122 Carbon black 123 Conductive fiber 123a Conductive fiber (core) 123b Conductive fiber (Sheath) 124 Charging brush main body (rubbing charging member) 500 OPC 501 Al substrate 502 Organic photosensitive layer 503 DC power supply 510 Charging roller 511 Metal core 520 Carbon nanotube 523 Conductive rubber 523a Conductive rubber (inner layer) 523b Conductive rubber ( Outer layer) 524 Charging roller main body (rubbing charging member) 600 OPC 601 Al substrate 602 Organic photosensitive layer 603 DC power supply 610 Charging blade 611 Metal plate 620 Carbon nanotube 623 Conductive rubber 623a Conductive rubber (Inner layer) 623b Conductive rubber (outer layer) 624 Charging blade main body (sliding charging member) 1100 OPC 1101 Al base 1102 Organic photosensitive layer 1103 DC power supply 1110 Conductive rubber roller (charging roller) 1111 Core bar 1124 Conductive rubber (sliding) 2100 OPC 2101 Al substrate 2102 Organic photosensitive layer 2103 DC power supply 2110 Charging brush 2111 Core 2124 Conductive brush (rubbing charging member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 幸栄 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 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 Fターム(参考) 2H003 BB11 CC05 CC06 3J103 AA02 AA72 EA03 FA12 FA15 FA30 GA02 GA52 HA03 HA12 HA19 HA20 HA52  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yukie Suzuki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Hiroyoshi Shoko 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock F-term in Ricoh Company (reference) 2H003 BB11 CC05 CC06 3J103 AA02 AA72 EA03 FA12 FA15 FA30 GA02 GA52 HA03 HA12 HA19 HA20 HA52

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 摺擦帯電部材を備え、該摺擦帯電部材を
感光体表面に摺擦接触させながら感光体・摺擦帯電部材
間に電位差を印加することにより感光体に所定の表面電
位を与える接触型帯電器において、前記摺擦帯電部材は
導電性部材と、導電性を有する繊維状部材とを備え、該
導電性を有する繊維状部材は、前記導電性部材の少なく
とも一部に形成され、かつ一端部が前記導電性部材内部
に保持され他端部が前記導電性部材の表面から外部に突
出していることを特徴とする接触型帯電器。
A rubbing charging member for applying a potential difference between the photoreceptor and the rubbing charging member while bringing the rubbing charging member into rubbing contact with the surface of the photoreceptor; In the contact-type charging device provided, the rubbing charging member includes a conductive member and a fibrous member having conductivity, and the fibrous member having conductivity is formed on at least a part of the conductive member. A contact-type charger having one end held inside the conductive member and the other end protruding outside from the surface of the conductive member.
【請求項2】 当該接触型帯電器が金属芯と、該金属芯
の表面に設けられた多数の前記導電性部材としての導電
性繊維および前記繊維状部材からなる摺擦帯電部材とを
備えた帯電ブラシであり、前記繊維状部材の一端部が前
記導電性繊維内部に保持され他端部が前記導電性繊維の
表面から外部に突出していることを特徴とする請求項1
記載の接触型帯電器。
2. The contact type charger includes a metal core, and a plurality of conductive fibers as conductive members provided on the surface of the metal core and a rubbing and charging member made of the fibrous member. 2. A charging brush, wherein one end of the fibrous member is held inside the conductive fiber, and the other end protrudes outside from the surface of the conductive fiber.
The contact-type charger according to the above.
【請求項3】 前記導電性繊維が多層構造を有し、その
最外層のみで前記繊維状部材が保持されていることを特
徴とする請求項2記載の接触型帯電器。
3. The contact-type charger according to claim 2, wherein the conductive fiber has a multilayer structure, and the fibrous member is held only by the outermost layer.
【請求項4】 当該接触型帯電器が金属芯と、該金属芯
の表面を被覆する摺擦帯電部材とからなる帯電ローラー
であり、前記摺擦帯電部材は前記導電性部材としての導
電性ゴムと、該導電性ゴムに保持された前記繊維状部材
とからなることを特徴とする請求項1記載の接触型帯電
器。
4. The contact-type charger is a charging roller including a metal core and a rubbing charging member that covers a surface of the metal core, and the rubbing charging member is a conductive rubber as the conductive member. 2. The contact-type charger according to claim 1, comprising: and the fibrous member held by the conductive rubber.
【請求項5】 前記導電性ゴムが多層構造を有し、その
最外層のみで前記繊維状部材が保持されていることを特
徴とする請求項4記載の接触型帯電器。
5. The contact-type charger according to claim 4, wherein the conductive rubber has a multilayer structure, and the fibrous member is held only by the outermost layer.
【請求項6】 当該接触型帯電器が金属板と、該金属板
の一端に貼付されたブレード状の摺擦帯電部材とからな
る帯電ブレードであり、前記摺擦帯電部材は前記導電性
部材としてのブレード状の導電性ゴムと、該導電性ゴム
に保持された前記繊維状部材とからなることを特徴とす
る請求項1記載の接触型帯電器。
6. The contact-type charger is a charging blade comprising a metal plate and a blade-like rubbing-charging member attached to one end of the metal plate, wherein the rubbing-charging member serves as the conductive member. The contact-type charger according to claim 1, comprising: the blade-shaped conductive rubber; and the fibrous member held by the conductive rubber.
【請求項7】 前記導電性ゴムが多層構造を有し、その
最外層のみで前記繊維状部材が保持されていることを特
徴とする請求項6記載の接触型帯電器。
7. The contact-type charger according to claim 6, wherein the conductive rubber has a multilayer structure, and the fibrous member is held only by the outermost layer.
【請求項8】 前記繊維状部材がカーボンナノチューブ
であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載
の接触型帯電器。
8. The contact-type charger according to claim 1, wherein the fibrous member is a carbon nanotube.
【請求項9】 前記カーボンナノチューブが、下記数式
(1)および(2)のカイラルベクトル(Ch)で示さ
れる単層カーボンナノチューブであることを特徴とする
請求項8記載の接触型帯電器。 【数1】 (式中、a1およびa2は二次元六角格子の基本並進ベ
クトルを示し、n,mおよびkは整数を示す。)
9. The contact-type charger according to claim 8, wherein the carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube represented by a chiral vector (Ch) in the following formulas (1) and (2). (Equation 1) (Where a1 and a2 indicate basic translation vectors of a two-dimensional hexagonal lattice, and n, m and k indicate integers.)
【請求項10】 前記カーボンナノチューブが多層カー
ボンナノチューブであることを特徴とする請求項8記載
の接触型帯電器。
10. The contact-type charger according to claim 8, wherein the carbon nanotube is a multi-walled carbon nanotube.
【請求項11】 請求項8〜10のいずれかに記載の接
触型帯電器の製造方法であって、カーボンナノチューブ
を保持すべき導電性部材中に前記カーボンナノチューブ
を分散させた後、前記導電性部材の表面を機械研磨する
ことにより前記カーボンナノチューブを前記導電性部材
の表面から外部に突出させる工程を有することを特徴と
する接触型帯電器の製造方法。
11. The method for manufacturing a contact-type charger according to claim 8, wherein the carbon nanotubes are dispersed in a conductive member that is to hold the carbon nanotubes, and then the carbon nanotubes are dispersed. A method for manufacturing a contact-type charger, comprising a step of mechanically polishing a surface of a member to project the carbon nanotubes from the surface of the conductive member to the outside.
【請求項12】 請求項1〜10のいずれかに記載の接
触型帯電器を搭載したことを特徴とする画像記録装置。
12. An image recording apparatus comprising the contact-type charger according to claim 1.
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