JP2002278217A - Device and method for contact electrifying, image forming device, and process cartridge - Google Patents

Device and method for contact electrifying, image forming device, and process cartridge

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JP2002278217A
JP2002278217A JP2001078775A JP2001078775A JP2002278217A JP 2002278217 A JP2002278217 A JP 2002278217A JP 2001078775 A JP2001078775 A JP 2001078775A JP 2001078775 A JP2001078775 A JP 2001078775A JP 2002278217 A JP2002278217 A JP 2002278217A
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charging
charged
image
contact
cnt
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JP2001078775A
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Yukie Suzuki
幸栄 鈴木
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrifying device which is supplied with a sufficient electrifying voltage in a short time through low-voltage operation by projecting CNT to the surface of an electrifying member and can prevent electrifying charging from being uneven as a contact electrifying device which electrify a body to be electrified to a specific surface potential by applying a potential difference between the body to be electrified and the electrifying member. SOLUTION: Fig. 2 is an enlarged figure of the contact type electrifying device as an implementation example. A film 21 having the CNT projected on the surface is manufactured first. The CNT in use is either a multi-layered carbon nano-tube or a single-layer carbon nano-tube. As a method for projecting the CNT on the surface, polishing is used here, but dry etching, ashing, or processing using chemicals is applicable. In this example, the surface of a photosensitive body 1 has an electrifying start voltage of -200 V as shown in Fig. 3 in this example and an electrifying potential with a gradient 1 to an applied voltage can be obtained, so that sufficient electrostatic charge can be obtained.

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、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の画像形成装置の接触帯型帯電装置
およびこれを搭載した画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact band type charging device for an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile and the like, and an image forming apparatus equipped with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば、電子写真装置や静電記録
装置等の画像形成装置において、電子写真感光体、静電
記録誘電体などの像担持体(被帯電体)を所用の極性の
電位に一様に帯電処理する(除電処理も含む)帯電装置
としては、コロナ放電を用いたコロトロン、スコロトロ
ンが主流であった。しかしこれら非接触帯電器におい
て、コロナ放電は空気中に高電界をかけることから、オ
ゾンやNOxなど有害物質を大量に発生することや消費
電力が多い。従って、近年の環境に対する配慮から低オ
ゾン、NOx、低消費電力等の利点のある接触帯電装置
が実用化されてきている。接触帯電装置は、像担持体で
ある被帯電体に、ローラー型(帯電ローラー)、フィル
ム型、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の
導電性帯電部材を接触させ、この帯電部材に所定の帯電
バイアスを印加することで、被帯電体を所定の極性の帯
電電位に帯電させるものである。この帯電には、(1)
放電型帯電と(2)電荷注入帯電がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, an image carrier (a charged body) such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric is required to have a predetermined potential of a polarity. As a charging device for uniformly charging (including a static elimination process), corotrons and scorotrons using corona discharge have been the mainstream. However, in these non-contact chargers, corona discharge applies a high electric field in the air, and thus generates a large amount of harmful substances such as ozone and NOx, and consumes much power. Accordingly, a contact charging device having advantages such as low ozone, NOx, and low power consumption has recently been put into practical use from the viewpoint of the environment. The contact charging device contacts a member to be charged, which is an image carrier, with a conductive charging member such as a roller type (charging roller), a film type, a fur brush type, a magnetic brush type, or a blade type. By applying the charging bias, the member to be charged is charged to a charging potential of a predetermined polarity. This charging involves (1)
There are discharge type charging and (2) charge injection charging.

【0003】まず、放電型帯電は、接触帯電部材と被帯
電体との間の微小空間に生じる放電現象により被帯電体
表面が帯電する。この場合、一定の放電しきい値を有す
るため、帯電電位より大きな電圧を接触帯電部材に印加
する必要がある。また、スコロトロンやコロトロンなど
コロナ帯電器に比べれば発生量は格段に少ないが、原理
的に放電現象は避けられないため、オゾンやNOxが発
生し、これら活性物質による弊害は避けられない。この
代表例として、ローラー帯電器やファーブラシ、フィル
ム状があり、特にローラー帯電器は広く用いられてい
る。ローラー帯電器は、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、感光体の劣化はコ
ロトロンと同程度かより悪化する傾向にある。この放電
型帯電では、感光体の劣化が大きく、オゾン、NOxも
微小ながら発生する。
First, in discharge-type charging, the surface of a member to be charged is charged by a discharge phenomenon occurring in a minute space between the contact charging member and the member to be charged. In this case, since it has a constant discharge threshold, it is necessary to apply a voltage higher than the charging potential to the contact charging member. Although the amount of generation is much smaller than that of a corona charger such as a scorotron or a corotron, a discharge phenomenon cannot be avoided in principle, so ozone and NOx are generated, and the harmful effects of these active substances cannot be avoided. Typical examples thereof include a roller charger, a fur brush, and a film. In particular, a roller charger is widely used. A roller charger is a method in which a conductive rubber roller is brought into contact with a photoreceptor, and a discharge is caused in a minute gap between the photoreceptor and the charging roller to charge the photoreceptor surface, and the deterioration of the photoreceptor is equal to or worse than that of a corotron. There is a tendency. In this discharge-type charging, the photoreceptor is greatly deteriorated, and ozone and NOx are generated in a small amount.

【0004】電荷注入帯電とは、放電を起こさないで、
接触帯電部材から直接電荷を被帯電体に注入する方法
で、原理的にオゾンは発生せず、感光体の劣化も生じな
い。また、放電しきい値以下で、被帯電体を印加電圧相
当に帯電できる。その例として、特殊な帯電ローラーや
磁気ブラシ、ファーブラシがある。まず、特開平6−7
5459号公報ではテトラシアノキノジメタン(TCN
Q)等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン(T
TF)等の電子供与性化合物から構成される電荷移動錯
体を高分子ネットワークに置換し、全体に導電性を付与
した高分子材料からなる導電性ゴムで帯電ローラーを作
る技術が開示されている。
[0004] The charge injection charging does not cause a discharge,
In this method, charges are directly injected from the contact charging member into the member to be charged. Ozone is not generated in principle, and the photoreceptor does not deteriorate. In addition, the charged object can be charged to a voltage corresponding to the applied voltage below the discharge threshold value. Examples include special charging rollers, magnetic brushes, and fur brushes. First, JP-A-6-7
Japanese Patent No. 5449 discloses tetracyanoquinodimethane (TCN).
Q) and an electron accepting compound such as tetrathiafulvalene (T
A technique is disclosed in which a charge transfer complex composed of an electron-donating compound such as TF) is replaced with a polymer network, and a charging roller is made of a conductive rubber made of a polymer material having conductivity as a whole.

【0005】しかしながらJapan Hardcop
y‘92、pp287〜290の報告では、80%RH
の高湿下では有機感光体(以後OPCと略す)は十分な
帯電電圧が得られるが、30〜50%RHの湿度化では
印加電圧の半分までしか帯電されず注入速度が遅いこと
が判る。また、特開平7−140729号公報記載の発
明では、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。
[0005] However, Japan Hardcop
y'92, pp 287-290 reports 80% RH
It can be seen that a sufficient charging voltage can be obtained for the organic photoreceptor (hereinafter abbreviated as OPC) under high humidity, but when the humidity is 30 to 50% RH, only half of the applied voltage is charged and the injection speed is low. Further, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-140729, electric charges are injected into the 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.

【0006】さらに、特開平9−101649号公報記
載の発明では、帯電ブラシの導電性繊維をエッチング繊
維ないし分割繊維にすることによって導電性繊維と感光
体との接触面積を増加させ、電荷注入の速度を向上させ
ることが提案されている。これらの処理によって実質的
により細い径の導電性繊維を用いたことになり、感光体
との接触面積を増加することができる。しかしながら分
割された繊維の引っ張り強度は分割前の導電性繊維と比
較し分割された分だけ小さくなる。その結果感光体と接
触した場合分割された繊維は切断されやすくなり、長期
の使用では帯電電位のバラツキを起こし、接触型帯電器
の寿命を低下させる原因となってしまう。逆に長寿命の
接触型帯電器を得ようとすると、導電性繊維の分割数を
多くできないため接触面積の著しい増加は期待できず、
電荷注入速度向上の著しい改善はできない。更に、磁気
ブラシにおいては、接触帯電部材として粉体を用いるた
め、その粉体である導電性磁性粒子の脱落による弊害が
大きい。電荷注入帯電では、今のところ通常の使用環境
下で十分な帯電電位を得ることは困難か、もしくは粉体
脱落による弊害が大きい。
Further, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-101649, the contact area between the conductive fiber and the photoreceptor is increased by changing the conductive fiber of the charging brush into an etching fiber or a split fiber, and the charge injection is performed. It has been proposed to increase speed. By these treatments, conductive fibers having a substantially smaller diameter are used, and the contact area with the photoconductor can be increased. However, the tensile strength of the split fiber is smaller than that of the conductive fiber before splitting by the split amount. As a result, when the fiber comes into contact with the photoreceptor, the split fibers are easily cut, and if used for a long period of time, the charging potential varies, which causes a reduction in the life of the contact charger. Conversely, when trying to obtain a long-life contact-type charger, the contact area cannot be expected to increase significantly because the number of conductive fibers cannot be increased.
Significant improvement in charge injection speed cannot be achieved. Further, in the magnetic brush, since powder is used as the contact charging member, there is a large adverse effect due to the drop of the conductive magnetic particles as the powder. In charge injection charging, it is difficult at present to obtain a sufficient charging potential under a normal use environment, or there is a large adverse effect due to powder falling off.

【0007】一方、近年カーボンナノチューブ(CN
T)が電子放出源として期待され、画像形成デバイスと
しての応用が示唆されている(ジャパンハードコピー’
97要旨集p221)。CNTとは、グラファイト状炭
素原子面を丸めた円筒が1個、または数〜数10個を入
れ子状に配列した繊維状構造を有し、その直径がナノメ
ートルオーダーのきわめて微細な物質である。このCN
Tは、その構造によって金属から半導体と幅広い電気特
性を持ち、微小で表面積が大きい、アスペクト比(長さ
/直径比)が大きい、中空であるといった独特の形状を
有する、更に形状に由来する特殊な特性を持つことか
ら、新しい炭素材料として産業上への適用が期待されて
いる。特に、CNTの先端は、ナノメートルオーダーの
径を持つ半球状で、電圧印加による電界の集中が容易に
得られ、低い印加電圧でも先端から電界放出が期待され
る。
On the other hand, in recent years, carbon nanotubes (CN
T) is expected as an electron emission source, and its application as an image forming device is suggested.
97 abstracts p221). CNT is a very fine substance having a fibrous structure in which one or several to several tens of cylinders each having a rounded graphite-like carbon atom surface are nested, and the diameter of which is on the order of nanometers. This CN
T has a wide range of electrical characteristics from metal to semiconductor depending on its structure, has a unique shape such as small and large surface area, a large aspect ratio (length / diameter ratio), and is hollow. Because of its unique properties, it is expected to be applied to industry as a new carbon material. In particular, the tip of the CNT has a hemispherical shape having a diameter on the order of nanometers, and the concentration of an electric field can be easily obtained by applying a voltage. Field emission is expected from the tip even at a low applied voltage.

【0008】実際に、Smalleyらの研究グループ
は実験的にはじめて1本の多層カーボンナノチューブ
(MWNT)からの電界放出を報告している(Scie
nce269,1550(1995))。その後、特開
平10−12124号公報記載の技術や特開平11−1
11158号公報記載の技術、Appl.Phys.L
ett.,Vol72,No.22(1998)p29
12など、ディスプレイ装置に用いる電子放出素子に電
子放出源としてCNTを用いている。これらは全て、高
真空中での電子放出で、より低電圧で安定した電子放出
源となっている。上記文献によれば、真空中ばかりでな
く、大気中でもCNTによる電界放出に由来する電流値
を観測しており(ジャパンハードコピー’97要旨集p
221)、微小電子線源によって微小領域を直接帯電さ
せて潜像を形成する新しい画像記録方式の電子線源や従
来の電子写真方式の非接触帯電器への応用が示唆され、
より低電圧での動作が期待されている。
In fact, the research group of Smallley et al. Reported for the first time experimentally the field emission from a single multi-walled carbon nanotube (MWNT) (Scie).
269, 1550 (1995)). Thereafter, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-12124 and Japanese Patent Application Laid-Open
No. 11158, Appl. Phys. L
ett. , Vol 72, No. 1; 22 (1998) p29
12, etc., CNT is used as an electron emission source for an electron emission element used for a display device. All of them emit electrons in a high vacuum, and are stable electron emission sources at a lower voltage. According to the above literature, current values originating from field emission by CNTs are observed not only in vacuum but also in the atmosphere (Japan Hard Copy '97 Abstract p.
221), application to a new image recording type electron beam source in which a minute area is directly charged by a minute electron beam source to form a latent image or a conventional electrophotographic type non-contact charger is suggested,
Operation at lower voltages is expected.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なCN
Tの電界放出を用いた非接触帯電器においては、オゾン
やNOxの発生防止や感光体劣化防止のため放電による
帯電より電界放出による帯電が優勢になる必要がある。
そのためには、CNT先端に低電圧からの電界放出が始
まるような電界をかけることが必要となり、CNTが突
出している帯電器表面と被帯電体表面の距離が十分小さ
くすることが望ましい(数100μm以下、好ましくは
100μm以下)。
However, such a CN
In the non-contact charging device using the field emission of T, it is necessary that the charging by the field emission is dominant over the charging by the discharge in order to prevent the generation of ozone and NOx and the deterioration of the photoconductor.
For this purpose, it is necessary to apply an electric field to the CNT tip such that electric field emission from a low voltage starts, and it is desirable that the distance between the surface of the charger and the surface of the member to be charged is sufficiently small (several 100 μm). Or less, preferably 100 μm or less).

【0010】一方、この様な多数のCNTが突出した面
からの非接触帯電に関しては、帯電体と被帯電体の距離
dに依存して、帯電開始電圧がシフトする問題がある。
電界放出は、図9に示すFowler−Nordhei
mの式に従うことが知られている。ここで、多数のCN
Tが突出した面において、局所電界Flocalは、C
NT先端形状ばかりでなく、帯電体と被帯電体の距離d
に依存するため、距離dが大きくなると局所電界Flo
calは小さくなり、帯電に必要な電荷を得る局所電界
は、より大きな印加電圧を必要とするため、帯電開始電
圧は、高電圧側にシフトする。
On the other hand, with respect to such non-contact charging from the surface where many CNTs protrude, there is a problem that the charging start voltage shifts depending on the distance d between the charged body and the charged body.
The field emission was measured by the Fowler-Nordhei shown in FIG.
It is known to obey the equation for m. Here, many CN
On the surface where T protrudes, the local electric field
Not only the shape of the NT tip but also the distance d between the charged body and the charged body
, The local electric field Flo increases as the distance d increases.
cal becomes smaller, and a local electric field for obtaining a charge required for charging requires a larger applied voltage, so that the charging start voltage shifts to a higher voltage side.

【0011】また、CNTの電子放出源としての検討に
おいて、真空中で、CNTと対向する電極間の距離に関
してのデータであるが、三重大斎藤ら(第61回応用物
理学会講演要旨集p652)によっても定性的に同様の
結果が得られている。一方、電子写真においては、被帯
電体である感光体は、ドラムやベルト状の形態をしてお
り、それが画像形成プロセスにおいて、高速に回転して
いるために、バインディングや振動が発生し、この様な
微小な、帯電体と被帯電体の距離dを均一に保持するこ
とは困難で、電界放出を利用した帯電器においては、従
来の放電に比べて、その距離が変化することに起因した
帯電ムラが生じてしまう可能性がある。
In the examination of the CNT as an electron emission source, data on the distance between the CNT and the opposing electrode in a vacuum is shown in Mitsuyuki Saito et al. (Abstracts of the 61st JSAP, p. 652) Have qualitatively obtained similar results. On the other hand, in electrophotography, the photoreceptor to be charged is in the form of a drum or a belt, and in the image forming process, it rotates at a high speed, so that binding and vibration occur, It is difficult to maintain such a small distance d between the charged body and the charged body evenly. In a charger using field emission, the distance is changed as compared with the conventional discharge. Charging unevenness may occur.

【0012】そこで、本発明の目的は、被帯電体の表面
と接触し、被帯電体と帯電部材間に電位差を印加するこ
とによって、被帯電体を所定の表面電位に帯電させる接
触帯電装置であり、帯電部材表面にCNTが突出してい
る帯電装置において、CNTを用いているために低電圧
動作で、短時間で十分な帯電電圧を与えられ、かつ、グ
リッドを用いた三極構造とするような複雑な構成を取る
ことなく、簡単な構成で、帯電ムラを防止することがで
きる帯電装置、帯電方法、画像形成装置およびプロセス
カートリッジを提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a contact charging device that contacts a surface of a member to be charged and applies a potential difference between the member to be charged and a charging member to charge the member to be charged to a predetermined surface potential. Yes, in a charging device in which CNTs protrude from the surface of the charging member, a sufficient charging voltage can be given in a short time with a low voltage operation due to the use of the CNTs, and a triode structure using a grid. An object of the present invention is to provide a charging device, a charging method, an image forming apparatus, and a process cartridge that can prevent charging unevenness with a simple configuration without taking a complicated configuration.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、被帯電体と接触し、この被帯電体と帯電部材間に電
位差を印加することによって、被帯電体を所定の表面電
位に帯電させる接触帯電装置において、前記帯電部材の
表面に突出しているカーボンナノチューブが設けられて
おり、このカーボンナノチューブが突出している帯電部
材表面と前記被帯電体表面の距離が連続的に変化するこ
とを特徴とする。
According to the present invention, the object to be charged is charged to a predetermined surface potential by contacting the object to be charged and applying a potential difference between the object to be charged and the charging member. In the contact charging device to be provided, a carbon nanotube protruding from the surface of the charging member is provided, and a distance between the surface of the charging member from which the carbon nanotube protrudes and the surface of the member to be charged continuously changes. And

【0014】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記帯電部材が、フィルムまたはシート
状であることを特徴とする。請求項3記載の発明では、
請求項1記載の発明において、前記帯電部材が、ローラ
ーであることを特徴とする。請求項4記載の発明では、
請求項1記載の発明において、前記帯電部材が、ブレー
ドであることを特徴とする。請求項5記載の発明では、
請求項1記載の発明において、前記帯電部材が、ブラシ
であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the charging member has a film or sheet shape. In the invention according to claim 3,
The invention according to claim 1, wherein the charging member is a roller. In the invention according to claim 4,
The invention according to claim 1, wherein the charging member is a blade. In the invention according to claim 5,
The invention according to claim 1, wherein the charging member is a brush.

【0015】請求項6記載の発明では、被帯電体と接触
し、この被帯電体と帯電部材間に電位差を印加すること
によって、被帯電体を所定の表面電位に帯電させる接触
帯電方法において、帯電部材表面に突出したカーボンナ
ノチューブを形成し、このカーボンナノチューブが突出
している帯電部材表面と被帯電体表面の距離を連続的に
変化させることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a contact charging method for charging a charged body to a predetermined surface potential by contacting the charged body and applying a potential difference between the charged body and a charging member. A protruding carbon nanotube is formed on the surface of the charging member, and the distance between the surface of the charging member from which the carbon nanotube protrudes and the surface of the member to be charged is continuously changed.

【0016】請求項7記載の発明では、像担持体と、該
像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静
電潜像を形成する画像書き込み手段と、その静電潜像を
トナーによって可視化する、現像手段とそのトナーを記
録媒体に転写する転写手段を有し、像担持体は繰り返し
て作像に供する画像形成装置において、前記像担持体を
帯電する手段に請求項1から請求項5のいずれか1項に
記載の帯電装置を用いていることを特徴とする。請求項
8記載の発明では、像担持体に該像担持体を帯電する工
程を含む作像プロセスを適用して、画像形成を実行する
画像形成装置本体に対して、着脱自在のプロセスカート
リッジにおいて、少なくとも像担持体と該像担持体を帯
電する工程を含み、該帯電手段が、請求項1から請求項
5のいずれか1項に記載の帯電装置を用いていることを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, an image writing unit for forming an electrostatic latent image on a charged surface of the image carrier, and the electrostatic latent image. Claims: In an image forming apparatus having a developing unit for visualizing an image with toner, a transfer unit for transferring the toner to a recording medium, and an image forming apparatus for repeatedly performing image formation, a unit for charging the image carrier. A charging device according to any one of claims 1 to 5 is used. According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge which is detachable from an image forming apparatus main body for performing image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier with the image carrier. At least a step of charging the image bearing member and the image bearing member, wherein the charging means uses the charging device according to any one of claims 1 to 5.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図1ないし図8を参照して詳細に説明する。ま
ず、本実施例の概略を説明する。従来技術で説明したよ
うに、局所電界Flocalが帯電体表面と被帯電体表
面の距離dに依存するため、距離dが大きくなると局所
電界Flocalは小さくなり、帯電に必要な電荷を得
る局所電界には、より大きな印加電圧を必要とするた
め、帯電開始電圧は、高電圧側にシフトする。一方、実
施例3に示す方法と同様にして、CNTをエポキシ樹脂
に分散し、研磨することにより、CNTを突出させ、ま
た、表面のラフネスも15nm以下に抑えた直方体10
mm×10mm×3mmのデバイスを作製した。そのデ
バイスをSiウェハー上に成膜したAl電極と空間ギャ
ップを設けて対向させ、真空度10−5Paとした。C
NT側に負の電圧を印加して、空間ギャップを変えなが
ら、CNTの電界放出によるAl電極側に流れ込む電流
値を計測する。図5に示すように(凡例がギャップを示
す)、ギャップが小さくなるに従い、電流−電圧特性
は、低電圧にシフトするが、非常に小さなギャップで収
束する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. First, an outline of the present embodiment will be described. As described in the related art, the local electric field Flocal depends on the distance d between the surface of the charged body and the surface of the object to be charged. Therefore, as the distance d increases, the local electric field Flocal decreases, and Requires a higher applied voltage, the charging start voltage shifts to a higher voltage side. On the other hand, in the same manner as in the method shown in Example 3, CNTs are dispersed in an epoxy resin and polished to project the CNTs, and the surface roughness of the rectangular parallelepiped 10 is suppressed to 15 nm or less.
A device of mm × 10 mm × 3 mm was prepared. The device was opposed to an Al electrode formed on a Si wafer by providing a space gap, and the degree of vacuum was set to 10-5 Pa. C
By applying a negative voltage to the NT side and changing the space gap, the current value flowing into the Al electrode side due to the field emission of the CNT is measured. As shown in FIG. 5 (the legend indicates a gap), as the gap becomes smaller, the current-voltage characteristic shifts to a lower voltage, but converges with a very small gap.

【0018】また、本デバイスを各種膜厚のマイラーフ
ィルム等を用いてCNTが突出した帯電体表面と被帯電
体である研磨したAl基板上に形成した感光体との距離
dを制御し、帯電特性を測定、帯電開始する印加電圧を
測定したところ、図4のようになった。これは、図5の
特性に従い、CNTとAl電極間距離を小さくしていっ
ても電界放出による電流の立ち上がる電圧は、ある値に
収束することに対応して、帯電体表面と被帯電体表面の
距離dを小さくしていっても、帯電開始電圧もある値に
収束する。
Further, the distance d between the surface of the charged body from which the CNTs protrude and the photoreceptor formed on the polished Al substrate, which is the charged body, is controlled by using a Mylar film of various thicknesses. The characteristics were measured, and the applied voltage for starting charging was measured. The result was as shown in FIG. This is because the voltage at which the current rises due to field emission converges to a certain value even if the distance between the CNT and the Al electrode is reduced according to the characteristics of FIG. , The charging start voltage also converges to a certain value.

【0019】従って、CNTの電界放出による帯電につ
いて、被帯電体と接触させ、CNTが突出した帯電体表
面と被帯電体表面の距離dを連続的に変化させること
で、バインディング等による被帯電体の回転ブレが発生
しても、常に接触から100μmまでの微小空間が確保
できるため、表面電位は、(印加電圧−収束電圧)とな
り、帯電体表面と被帯電体表面の距離の変動に起因した
帯電ムラを防止できる。飽和している距離以下にギャッ
プを保って非接触帯電させることによって、帯電ムラを
防止することも可能だが、高速に移動している被帯電体
に対して、この様な微小ギャップを保つことは、非常に
困難で実用的ではない。これら収束する電圧は、被帯電
体の容量(容量を規定する物理量としては、例えば被帯
電体の膜厚や誘電率)により、CNTに印加される局所
電界が異なるため変わり、容量が大きい方(膜厚は小さ
く、誘電率は大きい方)が収束する電圧は小さくなる。
Therefore, regarding the charging by CNT field emission, the CNT is brought into contact with the member to be charged, and the distance d between the surface of the member and the surface of the member from which the CNT protrudes is continuously changed, whereby the member to be charged by binding or the like is changed. Even if the rotation blurring occurs, since a small space from contact to 100 μm can always be secured, the surface potential becomes (applied voltage−converging voltage), which is caused by the fluctuation of the distance between the surface of the charged body and the surface of the charged body. Charge unevenness can be prevented. It is possible to prevent charging unevenness by keeping the gap below the saturated distance and performing non-contact charging.However, maintaining such a small gap for a charged object moving at a high speed is not possible. Very difficult and impractical. These converging voltages change because the local electric field applied to the CNT varies depending on the capacity of the object to be charged (physical quantities defining the capacity, for example, the film thickness and dielectric constant of the object to be charged). The smaller the film thickness and the larger the dielectric constant, the smaller the converged voltage.

【0020】また、これら収束する電圧は、用いるCN
T径が細い方が、また開管している方がより低い電圧と
なり、CNT径や先端の開管、閉管、修飾の違いなどに
よるCNTの電界放出のしやすさやCNT突出密度に依
存している。さらに、接触から連続的に帯電体表面と被
帯電体表面の距離dが大きくなり、帯電に寄与する微小
距離数100μm(好ましくは100μm)以下の領域
の幅(図2参照。帯電体表面と被帯電体表面の距離が、
数100μm以下の領域の、帯電体もしくは被帯電体の
移動方向の長さを幅とする。以下これを微小空間の幅と
記す)は、帯電したい被帯電体の表面電位の値や被帯電
体の線速、突出しているCNT密度によって規定され、
CNT密度が大きければ、幅は小さくともよく、被帯電
体の線速が大きい場合は、大きな幅を必要とし、それら
の条件によって必要な幅に設定しなければならない。
Further, these converging voltages depend on the CN used.
The smaller the T diameter and the lower the open tube, the lower the voltage. Depending on the CNT diameter, the ease of field emission of the CNT due to differences in the opening, closing, and modification of the CNT, and the CNT protrusion density I have. Further, the distance d between the surface of the charged body and the surface of the body to be charged continuously increases from the contact, and the width of a region having a small distance of several hundred μm (preferably 100 μm) or less which contributes to charging (see FIG. 2; The distance of the charged body surface is
The width in the moving direction of the charged body or the charged body in the region of several hundred μm or less is defined as the width. Hereinafter, this is referred to as the width of the minute space) is defined by the value of the surface potential of the charged body to be charged, the linear velocity of the charged body, and the projected CNT density,
If the CNT density is high, the width may be small. If the linear velocity of the charged body is high, a large width is required, and the width must be set to a required width depending on those conditions.

【0021】以下に本発明の各実施例を説明する。なお
実施例中に示した数値は、これに限定されるものではな
い。 <実施例1>図1に、本実施例における電子写真プロセ
スを用いた画像形成装置の画像形成部の概略図を示して
ある。像担持体としての感光体1と、この感光体1を帯
電させるための接触帯電装置2と、静電潜像を形成する
ための露光装置3と、静電潜像を顕像化させる現像装置
4と、その静電潜像を記録紙に転写する転写装置5と、
記録紙の除電を行い感光体より記録紙の分離を行う除電
装置6と、感光体上に残ったトナーの除去を行うクリー
ニング装置7等を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The numerical values shown in the embodiments are not limited to these. <Embodiment 1> FIG. 1 is a schematic view of an image forming section of an image forming apparatus using an electrophotographic process in this embodiment. A photoreceptor 1 as an image carrier, a contact charging device 2 for charging the photoreceptor 1, an exposure device 3 for forming an electrostatic latent image, and a developing device for visualizing the electrostatic latent image 4, a transfer device 5 for transferring the electrostatic latent image to recording paper,
The apparatus is provided with a static eliminator 6 for removing static electricity from the recording paper to separate the recording paper from the photoconductor, a cleaning device 7 for removing toner remaining on the photoconductor, and the like.

【0022】転写装置5は、記録媒体である記録紙8を
搬送する転写ベルト52、転写ベルトに転写電荷を供給
する電荷付与材51からなる。接触帯電装置2は、CN
Tを表面に突出したフィルム21とフィルム保持部材2
3および、フィルム21に電圧を印加する直流電源22
から構成されている。
The transfer device 5 includes a transfer belt 52 that conveys a recording sheet 8 as a recording medium, and a charge providing material 51 that supplies transfer charges to the transfer belt. The contact charging device 2 has a CN
Film 21 and film holding member 2 with T projecting to the surface
3 and a DC power supply 22 for applying a voltage to the film 21
It is composed of

【0023】図2に本実施例における接触型帯電装置の
拡大図を示してある。まず、CNTが表面に突出したフ
ィルム21を作製した。使用されるCNTは、多層カー
ボンナノチューブでも、単層カーボンナノチューブでも
よい。また、そのどちらにおいてもそのチューブの先端
が閉じているものと開いているものがあるがどちらでも
よく、これら数種のCNTが混入されているものでもか
まわない。さらに、フィルムの抵抗を制御するのには、
CNT単体でも、金属フィラーや金属微粒子、カーボン
ブラック、金属酸化物微粒子等を併用してもかまわな
い。
FIG. 2 is an enlarged view of the contact-type charging device in this embodiment. First, a film 21 in which CNTs protruded from the surface was produced. The CNT used may be a multi-walled carbon nanotube or a single-walled carbon nanotube. In either case, the tube may be closed or open at the tip, but either may be used, and the tube may be mixed with several types of CNTs. In addition, to control the resistance of the film,
The CNTs alone may be used in combination with metal fillers, metal fine particles, carbon black, metal oxide fine particles, and the like.

【0024】ここでは、先端が閉じた多層カーボンナノ
チューブ単体で、フィルムを作製した。DCアーク放電
法により作製した多層カーボンナノチューブBU201
(BUCKY USA社製)を用い、300μm程度の
クラスターとなっているため、ボールミルにて5μm以
下に粉砕した。用いたCNTの長さは、500nmから
6μmで、平均1μm、直径は、15nmであった。多
層カーボンナノチューブは、ナノポリヘドロンなど種々
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れた後、遠心分離法や限外ろ過
法、または、酸化性雰囲気での加熱や酸による還流によ
って精製してもよい。
Here, a film was prepared from a single-walled carbon nanotube having a closed end. Multi-walled carbon nanotube BU201 produced by DC arc discharge method
(Bucky USA), and it was pulverized to 5 μm or less by a ball mill because the clusters were about 300 μm. The length of CNT used was 500 nm to 6 μm, averaged 1 μm, and the diameter was 15 nm. Since multi-walled carbon nanotubes contain various impurities such as nanopolyhedrons, they are dispersed in an aqueous solution containing an organic solvent or a surfactant, and then centrifuged, ultrafiltered, or oxidized. It may be purified by heating or refluxing with an acid.

【0025】次いで、フィルムの材質としては、ポリエ
チレン、ポリテレフタル酸エチレン(PET)やポリテ
レフタル酸ブチレン(PBT)などのポリエステル、ポ
リ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリオ
レフィン、ポリイミド、ポリビニルアルコール(PV
A)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)、
ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポ
リウレタン、ポリフッ化ビニリデン、PES、エチレン
−ビニルアルコール共重合体などの樹脂や軟質塩化ビニ
ル樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重
合体エラストマー、アクリル系エラストマー等の各種熱
可塑性エラストマー、シリコーン樹脂、ポリビニルブチ
ラール等のアセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン
−酢酸ビニル共重合体等も使用できる。ゴムとしては、
天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブタジエン
−スチレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、エチレン
−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−非
共役ジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴ
ム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等が
用いられる。
Next, as the material of the film, polyethylene, polyester such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polyolefin, polyimide, polyvinyl alcohol ( PV
A), polyamide (PA), polypropylene (PP),
Resins such as polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyurethane, polyvinylidene fluoride, PES, ethylene-vinyl alcohol copolymer, soft vinyl chloride resin, styrene-butadiene-styrene block copolymer elastomer, acrylic elastomer, etc. Various thermoplastic elastomers, silicone resins, acetal resins such as polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like can also be used. As rubber,
Natural rubber, butadiene rubber, styrene rubber, butadiene-styrene rubber, nitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-nonconjugated diene copolymer rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, silicone rubber, urethane rubber, Acrylic rubber or the like is used.

【0026】ここでは、PCをテトラヒドロフラン(T
HF)に溶かし、CNTを分散させ、ブレードを用いて
膜を形成し、加熱することでCNTを分散したPCフィ
ルムを形成した。このフィルムをアルミナ研磨材(粒径
0.3μm)と発泡ウレタンの研磨パッドを用いて研磨
を行い、カーボンナノチューブ樹脂マトリクス表面に多
層カーボンナノチューブ24を突出させた。多層カーボ
ンナノチューブ24は、0〜5μmの長さで、ほぼ表面
にランダムに突出していた。
Here, PC is converted to tetrahydrofuran (T
HF), disperse the CNTs, form a film using a blade, and heat to form a PC film in which the CNTs are dispersed. This film was polished using a polishing pad of alumina abrasive (particle diameter 0.3 μm) and urethane foam, so that the multi-walled carbon nanotubes 24 protruded from the surface of the carbon nanotube resin matrix. The multi-walled carbon nanotubes 24 had a length of 0 to 5 μm and protruded almost randomly on the surface.

【0027】また、フィルムの膜厚は、60μm、体積
抵抗率104Ωcmであった。このフィルムをSUSか
らなるフィルム保持部材23に導電性接着剤を用いて固
定した。CNTを表面に突出させる方法としては、ここ
では研磨を用いたが、その他、ドライエッチングやアッ
シング、薬液による処理でもかまわない。また、ここで
は、フィルム両端を固定して使用しているが、一方のみ
を固定し、他方はフリーにして被帯電体に当接させても
よい。また、筒状(もしくはベルト状)に加工し、感光
体と従動回転させれば、感光体との摩擦を低減できる。
フィルムにおいては、帯電器の構成が簡単で、デバイス
サイズや、フィルム膜厚、押し込み量、フィルムの弾性
率などによって、被帯電体とフィルムで形成する微小空
間の幅を比較的容易に制御できることから、本実施例に
おける目的に対して非常に好ましい。
The film had a thickness of 60 μm and a volume resistivity of 104 Ωcm. This film was fixed to a film holding member 23 made of SUS using a conductive adhesive. As a method for projecting the CNTs to the surface, polishing is used here, but other methods such as dry etching, ashing, and treatment with a chemical solution may be used. Further, here, the film is used with both ends fixed, but only one may be fixed and the other may be free to be brought into contact with the member to be charged. Further, if the photoconductor is processed into a cylindrical shape (or a belt shape) and driven to rotate with the photoconductor, the friction between the photoconductor and the photoconductor can be reduced.
In film, the structure of the charger is simple, and the width of the minute space formed by the charged object and the film can be controlled relatively easily by the device size, the film thickness, the amount of indentation, the elasticity of the film, etc. It is very preferable for the purpose in this embodiment.

【0028】フィルムの膜厚に関しては、通常10μm
〜1mm程度のものが好ましく、更にこれらの範囲で適
切な厚みは、用いる樹脂および微小空間の幅により異な
る。感光体1にきず等を付けないようにソフトに接触す
ることが好ましいが、従来のカーボンブラックや金属フ
ィラーに比べ、CNTを表面に突出させているので、摩
擦抵抗が小さく、従来ほどは薄くする必要はなく耐久性
も勝る。
The film thickness is usually 10 μm
A thickness of about 1 mm is preferable, and an appropriate thickness in these ranges varies depending on the resin used and the width of the minute space. It is preferable to make soft contact so as not to scratch the photoreceptor 1. However, compared to conventional carbon black and metal filler, CNT protrudes from the surface, so that frictional resistance is small and thinner than conventional. There is no need and durability is better.

【0029】公知技術によって、感光体1を形成する。
実際には、Al基体12上に酸化チタン微粒子からなる
ホール注入阻止層をディップコート法により厚さ5μm
で形成し、その後電荷発生層と電荷輸送層を積層した厚
さ25μmの有機感光層11を形成する。接触型帯電装
置2を感光体1に接触させ、フィルムが撓み、所定のニ
ップ幅で、感光体1に接触する。本実施例では、帯電器
は固定型とし、SUSからなるフィルム保持部材23を
幅15mm、ニップ幅7mmとし、フィルム面と感光体
面の距離dを、接触から連続的に形成でき、距離dが1
00μm以下の微小領域幅は、ニップ(感光体1との接
触部)の前後で約3mm形成できている。感光体周速
は、100mm/sで感光体1を回転させた。直流電源
22からフィルム保持部材23を通してCNTが表面に
突出したフィルム21に電圧が印加される。
The photosensitive member 1 is formed by a known technique.
Actually, a hole injection blocking layer composed of titanium oxide fine particles is formed on the Al substrate 12 by a dip coating method to a thickness of 5 μm.
Then, an organic photosensitive layer 11 having a thickness of 25 μm, in which a charge generation layer and a charge transport layer are laminated, is formed. The contact type charging device 2 is brought into contact with the photoreceptor 1, the film is bent, and contacts the photoreceptor 1 with a predetermined nip width. In this embodiment, the charging device is of a fixed type, the film holding member 23 made of SUS has a width of 15 mm and a nip width of 7 mm, and the distance d between the film surface and the photosensitive member surface can be continuously formed from contact.
A small area width of not more than 00 μm can be formed about 3 mm before and after the nip (the contact portion with the photoconductor 1). The photoconductor 1 was rotated at a photoconductor peripheral speed of 100 mm / s. A voltage is applied from a DC power supply 22 to the film 21 whose CNTs protrude from the surface through the film holding member 23.

【0030】感光体1表面には、この実施例において
は、図3に示すように、−200Vに帯電開始電圧を持
ち、印加電圧に対して傾き1の帯電電位が得られ、十分
な帯電を得ることができる。また、その帯電電位のバラ
ツキは、比較例1に示すように、CNTを表面に突出さ
せた帯電器をギャップを設けて帯電させた場合に比べ、
1/3以下に小さくなっていることを確認し、安定した
帯電ができる。さらに、連続的に帯電しながら、オゾン
の検出を行ったが、図6に示すように、感光体の表面電
位に対してオゾン濃度をプロットしたところ、従来から
使われているスコロトロンに対して、1/100以下に
なっており、−400Vと低い表面電位では、検出限界
以下であった。また、NOxについても同様に発生が抑
制された。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the surface of the photoreceptor 1 has a charging start voltage of -200 V, and a charging potential having a slope of 1 with respect to the applied voltage is obtained. Obtainable. In addition, the variation of the charging potential is, as shown in Comparative Example 1, compared to a case where a charging device in which CNTs are projected from the surface is charged with a gap provided.
It is confirmed that the charge is reduced to 1/3 or less, and stable charging can be performed. Further, ozone was detected while being continuously charged. As shown in FIG. 6, when the ozone concentration was plotted against the surface potential of the photoreceptor, the ozone concentration was compared with that of a scorotron conventionally used. It was 1/100 or less, and at a surface potential as low as -400 V, it was below the detection limit. The generation of NOx was similarly suppressed.

【0031】本実施例では、有機感光体を用いたが、C
NTからの電界放出を用いるために帯電電位は負に限ら
れるが、被帯電体は有機感光体に限られるわけではな
い。また、感光体の形状もドラム形状としたが、シート
やベルト状であっても問題ない。また、本実施例では、
感光体膜厚および用いたCNTの径、突出密度、先端が
閉じているなどの理由から、帯電開始電圧は、−200
Vとなっているが、CNTの径を細くすることや先端を
開管することで、より低電圧化できるなど、CNTの
径、突出密度、先端の状態等で制御できる。
In this embodiment, an organic photoreceptor is used.
The charge potential is limited to negative because the field emission from NT is used, but the member to be charged is not limited to the organic photoreceptor. In addition, although the photosensitive member has a drum shape, the photosensitive member may have a sheet or belt shape. In this embodiment,
Due to the thickness of the photoreceptor, the diameter of the CNT used, the protrusion density, and the tip being closed, the charging start voltage is -200.
Although it is V, it is possible to control the diameter, projection density, state of the tip, etc. of the CNT by reducing the diameter of the CNT or opening the tip to lower the voltage.

【0032】次に、この接触帯電装置を用いた画像形成
装置を図1に基づいて説明する。接触帯電装置2によ
り、感光体1を約−400Vに一様に帯電させる。そし
て露光装置3により、画像信号に基づいてラスタ露光を
行う。このラスタ露光によって、電荷が消失し、感光体
上の露光された部分の電位は、−400Vから約−50
Vまで低下し、静電潜像が形成される。ここで、現像装
置4である現像ローラー上の負電荷を持つトナーが接触
することで、感光体の電荷が残っている部分にはトナー
が付着せず、電荷のない部分、つまり、露光された部分
には、トナーが吸着し、静電潜像と相似なトナー像が感
光体上に形成される。
Next, an image forming apparatus using the contact charging device will be described with reference to FIG. The contact charger 2 uniformly charges the photosensitive member 1 to about -400V. Then, the exposure device 3 performs raster exposure based on the image signal. By this raster exposure, the charge is lost, and the potential of the exposed portion on the photoconductor is changed from -400 V to about -50.
V, and an electrostatic latent image is formed. Here, when the toner having negative charge on the developing roller as the developing device 4 comes into contact, the toner does not adhere to the portion where the charge of the photoconductor remains, and the portion without charge, that is, the exposed portion is exposed. The toner is attracted to the portion, and a toner image similar to the electrostatic latent image is formed on the photoconductor.

【0033】このトナー像は、感光体1と接触して、等
速で駆動している転写ベルト52により搬送される記録
紙8に、ブレード状の電荷付与材51から、トナー粒子
とは反対極性の電荷を転写ベルト52に供給されること
によって形成される電場により、転写され、定着装置に
送られて、記録紙上に転写される。ブレード状の電荷付
与材は、転写ベルトに接触して電荷の供給を行ってい
る。ここで、転写されずに感光体1上に残ったトナー
は、クリーニング装置7によりクリーニングされる。図
示しない除電装置によって、感光体上に残った電荷は除
去される。この様な、一連の電子写真プロセスを交換可
能なカートリッジとした画像形成装置とした。本画像形
成装置で、画像出力を行ったところ帯電ムラのない良好
な画像が得られた。
This toner image is applied to the recording paper 8 conveyed by the transfer belt 52 driven at a constant speed in contact with the photoreceptor 1 from the blade-shaped charge applying material 51 to the opposite polarity to the toner particles. Is transferred to a fixing device by an electric field formed by supplying the electric charges to the transfer belt 52, and is transferred onto a recording sheet. The blade-shaped charge applying material contacts the transfer belt to supply charges. Here, the toner remaining on the photoreceptor 1 without being transferred is cleaned by the cleaning device 7. The charge remaining on the photoreceptor is removed by an unillustrated static eliminator. An image forming apparatus having a cartridge capable of replacing a series of electrophotographic processes as described above is provided. When an image was output by the present image forming apparatus, a good image without uneven charging was obtained.

【0034】<実施例2>第2の実施例を図7を参照し
て説明する。CNTを表面に突出させたローラー帯電器
の作製について。まず公知技術によって、単層カーボン
ナノチューブを作製する。ここでは、陽極としてグラフ
ァイトにFe−Niの金属触媒を混合したコンポジット
棒を用い、陰極としてグラファイト棒を用い、500T
orrのHe雰囲気でのアーク放電により単層カーボン
ナノチューブを作製した。合成した単層カーボンナノチ
ューブを遠心分離法および限外ろ過を用いて精製した。
CNTの平均的なサイズとして、外径3nm、長さ0.
5μm程度であった。
<Embodiment 2> A second embodiment will be described with reference to FIG. Production of roller charger with CNT protruding from the surface. First, single-walled carbon nanotubes are prepared by a known technique. Here, a composite rod obtained by mixing Fe—Ni metal catalyst with graphite was used as an anode, and a graphite rod was used as a cathode.
Single-walled carbon nanotubes were produced by arc discharge in an orr He atmosphere. The synthesized single-walled carbon nanotubes were purified using centrifugation and ultrafiltration.
As the average size of the CNT, the outer diameter is 3 nm, and the length is 0.1 mm.
It was about 5 μm.

【0035】ローラー帯電器の基体26は、Al、SU
S、Feなどの金属などが用いられる。ここでは、Al
を用いた。EPDM(ethylene propyl
ene diene rubber)発泡体に、上記単
層カーボンナノチューブを分散して、抵抗値108Ωの
一層構成のローラー25を形成した。表面を研削加工し
て、多層カーボンナノチューブ24をランダムに突出さ
せた。被帯電体である像担持体1は、実施例1と同様の
方法で、有機感光体ドラムを形成した。CNTを突出さ
せたローラーの外径は、14mm、感光体の外径は、4
0mm、ニップ幅を5mmとし、ローラーは従動回転と
した。ローラーにおいては、帯電器の構成が簡単で、ロ
ーラー外径や弾性率、押し込み量、または感光体がドラ
ム形状の場合はその外径によって、被帯電体とフィルム
で形成する微小空間の幅を制御する。また、摩擦抵抗が
少なく感光体に与える機械的ダメージも少ない。
The base 26 of the roller charger is made of Al, SU
Metals such as S and Fe are used. Here, Al
Was used. EPDM (Ethylene Propyl)
The single-walled carbon nanotubes were dispersed in an “ene diene rubber” foam to form a single-layer roller 25 having a resistance value of 108Ω. By grinding the surface, the multi-walled carbon nanotubes 24 were randomly projected. The image bearing member 1 to be charged formed an organic photoreceptor drum in the same manner as in Example 1. The outer diameter of the roller from which the CNTs are projected is 14 mm, and the outer diameter of the photoconductor is 4 mm.
0 mm, the nip width was 5 mm, and the rollers were driven to rotate. For rollers, the structure of the charger is simple, and the width of the minute space formed by the charged object and the film is controlled by the roller outer diameter, elastic modulus, pushing amount, or the outer diameter of the drum when the photoconductor is drum-shaped. I do. Also, the frictional resistance is small and the mechanical damage to the photoconductor is small.

【0036】感光体周速は、200mm/sで感光体を
回転させた。直流電源22から基体26を通してローラ
ー25に電圧が印加される。感光体表面には、この実施
例においては、−120Vに帯電開始電圧を持ち、印加
電圧に対して傾き1の帯電電位が得られ、十分な帯電を
得ることができる。また、その帯電電位のバラツキも低
減され、帯電ムラのない安定した帯電ができる。さら
に、オゾンやNOxに関しても、実施例1同様、スコロ
トロンの1/100以下で、低い表面電位では検出され
なかった。
The photosensitive member was rotated at a peripheral speed of 200 mm / s. A voltage is applied to the roller 25 from the DC power supply 22 through the base 26. In this embodiment, the surface of the photoreceptor has a charging start voltage of -120 V, a charging potential having a slope of 1 with respect to the applied voltage is obtained, and sufficient charging can be obtained. Further, the variation of the charging potential is reduced, and stable charging without uneven charging can be performed. Further, ozone and NOx were not detected at a low surface potential at 1/100 or less of the scorotron as in Example 1.

【0037】ここでは、単層カーボンナノチューブを用
いたが、多層カーボンナノチューブでもかまわない。C
NTを突出させる方法としてここでは研削を用いたが、
研磨、ドライエッチング、薬液による処理など他の方法
でも問題ない。また、CNTを分散させるローラー材料
についても、ポリエチレン、ポリテレフタル酸エチレン
(PET)やポリテレフタル酸ブチレン(PBT)など
のポリエステル、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化
ビニリデン、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリビニル
アルコール(PVA)、ポリアミド(PA)、ポリプロ
ピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネ
ート(PC)、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、
PES、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの樹
脂や軟質塩化ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン−スチ
レンブロック共重合体エラストマー、アクリル系エラス
トマー等の各種熱可塑性エラストマー、シリコーン樹
脂、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリ酢
酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体等も使用でき
る。
Here, single-walled carbon nanotubes are used, but multi-walled carbon nanotubes may be used. C
Although grinding was used here as a method of projecting NT,
Other methods such as polishing, dry etching, and treatment with a chemical solution do not cause any problem. As for the roller material for dispersing CNTs, polyethylene, polyester such as poly (ethylene terephthalate) (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polyolefin, polyimide, polyvinyl alcohol ( PVA), polyamide (PA), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyurethane, polyvinylidene fluoride,
PES, resins such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, soft vinyl chloride resin, styrene-butadiene-styrene block copolymer elastomer, various thermoplastic elastomers such as acrylic elastomer, silicone resin, acetal resin such as polyvinyl butyral, poly Vinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like can also be used.

【0038】ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、スチレンゴム、ブタジエン−スチレンゴム、ニトリ
ル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、
シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等でもか
まわない。さらに、抵抗のコントロールは、カーボンナ
ノチューブ単体だけではなく、金属フィラーや金属微粒
子、カーボンブラック、金属酸化物微粒子等を併用して
もかまわない。
Examples of the rubber include natural rubber, butadiene rubber, styrene rubber, butadiene-styrene rubber, nitrile-butadiene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber,
Silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, etc. may be used. Further, the resistance may be controlled not only by the carbon nanotube alone but also by a metal filler, metal fine particles, carbon black, metal oxide fine particles, or the like.

【0039】<実施例3>CNTを表面に突出させたブ
レード帯電器の作製について。ブレード帯電器は特に図
示しない。ここでは、実施例1同様、先端が閉じた、D
Cアーク放電法により作製した多層カーボンナノチュー
ブBU201(BUCKY USA社製)を用いた。こ
のCNTをボールミルで粉砕後、低分子ポリエチレン粉
末と混合し、加熱溶融後、冷却してCNTを分散したポ
リエチレンマトリクスを形成した。本マトリクスをAl
基体に導電性接着剤にて接着し、実施例1同様、アルミ
ナを用いたスラリーにて研磨し、表面にランダムにCN
Tを突出させた。突出させたCNTの径の平均は、15
nm、平均突出長さは1μmであった。
Example 3 Production of a blade charger in which CNTs protruded from the surface. The blade charger is not shown. Here, as in the first embodiment, D is closed.
A multi-walled carbon nanotube BU201 (manufactured by BUCKY USA) manufactured by a C arc discharge method was used. This CNT was pulverized by a ball mill, mixed with a low molecular weight polyethylene powder, heated and melted, and then cooled to form a polyethylene matrix in which the CNT was dispersed. This matrix is Al
It was adhered to the substrate with a conductive adhesive, polished with a slurry using alumina, and the surface was randomly coated with CN as in Example 1.
T was protruded. The average diameter of the projected CNTs is 15
nm and the average protrusion length was 1 μm.

【0040】被帯電体は、実施例1と同様の方法で、有
機感光体ドラムを形成した。CNTを突出させたブレー
ド幅は、10mm、感光体の外径は、40mm、ニップ
幅2mmとした。ブレードにおいては、帯電器の構成が
非常に簡単である。ここでは、CNTが突出したブレー
ド面は平面であるため、被帯電体の外径やブレードの弾
性率、押し込み量で微小空間の幅は規定される。また、
ブレード面を曲面加工することで、被帯電体とブレード
で形成する微小空間の幅を制御してもよい。例えば、よ
り大きな微小空間の幅を得るには感光体外径より大きな
Rを持つ凹面に、逆により小さな微小空間の幅を得るに
は、凸面にする。また、ベルト感光体の場合は、同様に
CNTが突出したブレード面を曲面加工するか、上記と
同様に平面研磨したブレード面を感光体に対して傾斜を
持たせて接触させることもできる。
As an object to be charged, an organic photosensitive drum was formed in the same manner as in Example 1. The blade width from which the CNTs protruded was 10 mm, the outer diameter of the photoconductor was 40 mm, and the nip width was 2 mm. In the blade, the configuration of the charger is very simple. Here, since the blade surface from which the CNTs protrude is a flat surface, the width of the minute space is defined by the outer diameter of the member to be charged, the elastic modulus of the blade, and the amount of pushing. Also,
The width of the minute space formed by the member to be charged and the blade may be controlled by performing a curved surface processing on the blade surface. For example, a concave surface having a radius R larger than the outer diameter of the photosensitive member is used to obtain a larger minute space width, and a convex surface is used to obtain a smaller minute space width. In the case of a belt photoreceptor, similarly, the blade surface from which the CNTs protrude may be subjected to a curved surface processing, or the blade surface polished as described above may be brought into contact with the photoreceptor with an inclination.

【0041】感光体周速は、100mm/sで感光体を
回転させた。直流電源からAl基体を通してブレードに
電圧が印加される。感光体表面には、この実施例におい
ては、−200Vに帯電開始電圧を持ち、印加電圧に対
して、十分な表面帯電を得ることができた。また、その
帯電電位のバラツキも低減され、帯電ムラのない安定し
た帯電ができる。更に、オゾンやNOxに関しても、実
施例1同様、スコロトロンの1/100以下で、低い表
面電位では検出されなかった。
The photosensitive member was rotated at a peripheral speed of 100 mm / s. A voltage is applied to the blade from a DC power supply through the Al substrate. In this example, the photoreceptor surface had a charging start voltage of -200 V, and sufficient surface charging could be obtained with respect to the applied voltage. Further, the variation of the charging potential is reduced, and stable charging without uneven charging can be performed. Further, ozone and NOx were not detected at a low surface potential at 1/100 or less of the scorotron as in Example 1.

【0042】ここでは、多層カーボンナノチューブを用
いたが、単層カーボンナノチューブでもかまわない。C
NTを突出させる方法としてここでは研磨を用いたが、
ドライエッチング、薬液による処理など他の方法でも問
題ない。また、CNTを分散させるブレード材料につい
ても、ポリテレフタル酸エチレン(PET)やポリテレ
フタル酸ブチレン(PBT)などのポリエステル、ポリ
塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレ
フィン、ポリイミド、ポリビニルアルコール(PV
A)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)、
ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポ
リウレタン、ポリフッ化ビニリデン、PES、エチレン
−ビニルアルコール共重合体などの樹脂や軟質塩化ビニ
ル樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重
合体エラストマー、アクリル系エラストマー等の各種熱
可塑性エラストマー、シリコーン樹脂、ポリビニルブチ
ラール等のアセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン
−酢酸ビニル共重合体等も使用できる。
Although a multi-walled carbon nanotube is used here, a single-walled carbon nanotube may be used. C
Polishing was used here as a method to protrude NT,
Other methods such as dry etching and treatment with a chemical solution do not cause any problem. As for the blade material for dispersing the CNTs, polyesters such as poly (ethylene terephthalate) (PET) and poly (butylene terephthalate) (PBT), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polyolefin, polyimide, polyvinyl alcohol (PVC)
A), polyamide (PA), polypropylene (PP),
Resins such as polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyurethane, polyvinylidene fluoride, PES, ethylene-vinyl alcohol copolymer, soft vinyl chloride resin, styrene-butadiene-styrene block copolymer elastomer, acrylic elastomer, etc. Various thermoplastic elastomers, silicone resins, acetal resins such as polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like can also be used.

【0043】ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、スチレンゴム、ブタジエン−スチレンゴム、ニトリ
ル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴ
ム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴ
ム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、
ウレタンゴム、アクリルゴム等でもかまわない。更に、
抵抗のコントロールは、カーボンナノチューブ単体だけ
ではなく、金属フィラーや金属微粒子、カーボンブラッ
ク、金属酸化物微粒子等を併用してもかまわない。
Examples of the rubber include natural rubber, butadiene rubber, styrene rubber, butadiene-styrene rubber, nitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-nonconjugated diene copolymer rubber, chloroprene rubber, and butyl rubber. ,silicone rubber,
Urethane rubber, acrylic rubber, etc. may be used. Furthermore,
The resistance may be controlled not only by the carbon nanotube alone but also by a metal filler, metal fine particles, carbon black, metal oxide fine particles, or the like.

【0044】<実施例4>CNTを表面に突出させたブ
ラシ帯電器の作製について。ブラシ帯電器は特に図示し
ない。実施例2と同様に、公知技術によって、Fe−N
iの金属触媒を用いアーク放電法により単層カーボンナ
ノチューブを作製し、遠心分離法および限外ろ過を用い
て精製した。
Example 4 Production of a brush charger in which CNTs protruded from the surface. The brush charger is not shown. As in Example 2, Fe-N
Single-walled carbon nanotubes were prepared by an arc discharge method using the metal catalyst of i, and purified by centrifugation and ultrafiltration.

【0045】このCNTを、熱可塑性樹脂を用いて、繊
度6デニール、体積抵抗率1E5Ωcm2の導電性ナイ
ロン繊維に固定した。このCNTを突出させた導電性ナ
イロン繊維からなるブラシは、ロール状の回転ブラシ
で、ブラシ密度100k/inch2、外径14mm、
繊維長3mmである。実施例1と同様にして作製した有
機感光体に接触させて帯電を行った。ブラシの押し込み
量は、1mmで、感光体の外径は、40mm、感光体と
ブラシが接触しているニップ幅は、5mmで、ブラシは
感光体に対して従動回転させている。ブラシの場合は、
各繊維に関して、ランダムに、接触から連続的に被帯電
体との距離が連続的に大きくなっており、上記フィルム
状帯電器の微小空間の幅に対応するものは、明確ではな
いが、ニップ幅やブラシ密度、繊維長、繊維の硬さなど
がCNT密度や線速以外に帯電効率に影響する。ブラシ
構造であるため、感光体との摩擦を低減でき、また、ト
ナーや異物に対してクリーニングも期待でき、構造的に
異物による画像への影響が少ない。
The CNT was fixed to a conductive nylon fiber having a fineness of 6 denier and a volume resistivity of 1E5 Ωcm 2 using a thermoplastic resin. The brush made of the conductive nylon fiber from which the CNTs are projected is a roll-shaped rotating brush having a brush density of 100 k / inch2, an outer diameter of 14 mm,
The fiber length is 3 mm. Charging was performed by contacting the organic photoreceptor produced in the same manner as in Example 1. The pushing amount of the brush is 1 mm, the outer diameter of the photoconductor is 40 mm, the nip width where the photoconductor and the brush are in contact is 5 mm, and the brush is driven to rotate with respect to the photoconductor. For a brush,
For each fiber, the distance from the contact to the member to be charged is continuously increasing at random from the contact, and it is not clear what corresponds to the width of the minute space of the film-shaped charger, but the nip width In addition to the CNT density and linear velocity, the charging efficiency is affected by the brush density, the brush density, the fiber length, and the fiber hardness. Because of the brush structure, friction with the photoreceptor can be reduced, and cleaning of toner and foreign matter can be expected, and structurally, the foreign matter has little effect on the image.

【0046】感光体周速は、200mm/sで感光体を
回転させた。直流電源からブラシに電圧が印加される。
感光体表面には、この実施例においては、−100Vに
帯電開始電圧を持ち、印加電圧に対して傾き1の帯電電
位が得られ、十分な帯電を得ることができる。また、そ
の帯電電位のバラツキも低減され、帯電ムラのない安定
した帯電ができる。更に、オゾンやNOxに関しても、
実施例1同様、スコロトロンの1/100以下で、低い
表面電位では検出されなかった。
The photosensitive member was rotated at a peripheral speed of 200 mm / s. A voltage is applied to the brush from a DC power supply.
In this embodiment, the surface of the photoreceptor has a charging start voltage of -100 V, a charging potential having a slope of 1 with respect to the applied voltage, and sufficient charging can be obtained. Further, the variation of the charging potential is reduced, and stable charging without uneven charging can be performed. Furthermore, regarding ozone and NOx,
As in Example 1, no detection was made at a low surface potential at 1/100 or less of that of the scorotron.

【0047】ここでは、ロール形状の回転ブラシを用
い、従動回転で用いたが、OPCに対して、逆方向や順
方向にOPC線速と異なった速度で回転してもよい。ま
た、固定ブラシでもよい。また、ブラシ繊維について
も、ここではナイロン繊維を用いたが、レーヨン、ポリ
エステル、アクリル等でもかまわない。更に、抵抗のコ
ントロールは、カーボンナノチューブ単体だけではな
く、金属フィラーや金属微粒子、カーボンブラック、金
属酸化物微粒子等を併用してもかまわない。
In this case, a roll-shaped rotary brush is used and the driven rotation is used. However, the OPC may be rotated in a reverse direction or a forward direction at a speed different from the OPC linear speed. Alternatively, a fixed brush may be used. Although nylon fibers are used here for the brush fibers, rayon, polyester, acrylic, etc. may be used. Furthermore, the resistance may be controlled not only by the carbon nanotube alone but also by a metal filler, metal fine particles, carbon black, metal oxide fine particles, or the like.

【0048】<比較例>非接触にてギャップを保持した
場合の比較例を、図8に示してある。実施例3と同様の
方法にて、多層カーボンナノチューブとポリエチレンを
加熱溶融し、SUSからなる直方体の基体26に張り合
わせた後、粗研磨およびアルミナスラリーによる精密研
磨を行い、CNTを含んだローラー25表面にランダム
に多層カーボンナノチューブ24を突出させた。表面の
ラフネスは、30nm以下の鏡面研磨を行った。突出さ
れたCNTの径の平均は、15nm、平均突出長さは1
μmであった。このブレードの両端に、厚さ25μmの
マイラーフィルムを接着し、スペーサー27を形成し
た。このスペーサー27によって、CNTが突出したブ
レード面と被帯電体である有機感光層11を非接触に保
つことができ、その距離を30μmとした。
<Comparative Example> FIG. 8 shows a comparative example in which the gap is maintained without contact. In the same manner as in Example 3, the multi-walled carbon nanotubes and polyethylene were heated and melted, and bonded to a rectangular parallelepiped substrate 26 made of SUS, and then subjected to rough polishing and precision polishing with alumina slurry to obtain a surface of the roller 25 containing CNTs. , The multi-walled carbon nanotubes 24 were randomly projected. Mirror polishing with a surface roughness of 30 nm or less was performed. The average diameter of the projected CNT is 15 nm, and the average projection length is 1
μm. A mylar film having a thickness of 25 μm was bonded to both ends of the blade to form a spacer 27. By the spacer 27, the blade surface from which the CNTs protruded and the organic photosensitive layer 11 as the charged body could be kept in non-contact, and the distance was 30 μm.

【0049】被帯電体は、実施例1と同様の方法で、有
機感光体ドラムを形成した。CNTを突出させたブレー
ド幅は、10mm、感光体の外径は、40mmとした。
感光体周速は、100mm/sで感光体を回転させた。
直流電源22からSUS基体26を通してブレードに電
圧が印加される。感光体1表面には、この比較例におい
ては、−350Vに帯電開始電圧を持ち、印加電圧に対
して、十分な表面帯電を得ることができる。この場合、
表面電位を計測すると、印加電圧−750V、表面電位
−400Vの場合、±20Vのばらつきが見られた。ま
た、実施例1と同様にして、画像出しを行ったところ、
帯電ムラに起因した画像ムラやカブリなどの画質欠陥が
見られた。
As a member to be charged, an organic photosensitive drum was formed in the same manner as in Example 1. The blade width from which the CNTs protruded was 10 mm, and the outer diameter of the photoconductor was 40 mm.
The photoconductor was rotated at a peripheral speed of 100 mm / s.
A voltage is applied to the blade from the DC power supply 22 through the SUS base 26. In this comparative example, the surface of the photoconductor 1 has a charging start voltage of -350 V, and sufficient surface charging can be obtained with respect to the applied voltage. in this case,
When the surface potential was measured, a variation of ± 20 V was observed when the applied voltage was -750 V and the surface potential was -400 V. Further, when an image was displayed in the same manner as in Example 1,
Image quality defects such as image unevenness and fog caused by charging unevenness were observed.

【0050】[0050]

【発明の効果】請求項1および請求項6記載の発明で
は、被帯電体の表面と接触し、被帯電体と帯電部材間に
電位差を印加することによって、被帯電体を所定の表面
電位に帯電させる接触帯電装置であり、帯電部材表面に
カーボンナノチューブが突出している帯電装置におい
て、CNTからの電界放出による帯電により、低電圧動
作で、短時間で十分な帯電電圧を与えられ、オゾンやN
Oxの発生を抑えることができ、かつ、カーボンナノチ
ューブが突出している帯電部材表面と被帯電体表面の距
離が連続的に減少して接触しているため、帯電ムラのな
い帯電装置および帯電方法を提供できる。
According to the first and sixth aspects of the present invention, the charged body is brought into a predetermined surface potential by contacting the surface of the charged body and applying a potential difference between the charged body and the charging member. In a charging device, which is a contact charging device for charging, in which carbon nanotubes protrude from the surface of a charging member, a sufficient charging voltage can be given in a short time with a low voltage operation by charging by electric field emission from the CNT, and ozone and N
Since the generation of Ox can be suppressed and the distance between the surface of the charging member from which the carbon nanotubes protrude and the surface of the member to be charged are in continuous contact with each other, a charging device and a charging method free from uneven charging are provided. Can be provided.

【0051】請求項2記載の発明では、CNTが表面に
突出した帯電器として、フィルムまたはシート状の帯電
器を用いているために、請求項1に示すように帯電ムラ
のない帯電器を提供でき、かつ、帯電器の構成が簡単
で、デバイスサイズや、フィルム(シート)膜厚、押し
込み量などによって、被帯電体とフィルムで形成する微
小空間の幅を比較的容易に制御できる。
According to the second aspect of the present invention, since a film or sheet-shaped charger is used as the charger whose CNTs protrude from the surface, there is provided a charger having no charging unevenness as described in the first aspect. The width of the minute space formed by the member to be charged and the film can be controlled relatively easily according to the device size, the film (sheet) film thickness, the amount of indentation, and the like.

【0052】請求項3記載の発明では、CNTが表面に
突出した帯電器として、ローラー形状の帯電器を用いて
いるために、請求項1に示すように帯電ムラのない帯電
器を提供でき、かつ、帯電器の構成が簡単で、ローラー
外径や押し込み量、または感光体がドラム形状の場合は
その外径によって、被帯電体とフィルムで形成する微小
空間の幅を制御できる。また、摩擦抵抗が少なく感光体
に与える機械的ダメージも少ない。
According to the third aspect of the present invention, since a roller-shaped charger is used as the charger whose CNTs protrude from the surface, it is possible to provide a charger having no charging unevenness as described in the first aspect. In addition, the configuration of the charger is simple, and the width of the minute space formed by the member to be charged and the film can be controlled by the outer diameter and the amount of pushing of the roller, or the outer diameter of the drum when the photoreceptor is drum-shaped. Also, the frictional resistance is small and the mechanical damage to the photoconductor is small.

【0053】請求項4記載の発明では、CNTが表面に
突出した帯電器として、ブレード形状の帯電器を用いて
いるために、請求項1に示すように帯電ムラのない帯電
器を提供でき、かつ、帯電器の構成が非常に簡単で、低
コストで帯電器を作製できる。請求項5記載の発明で
は、CNTが表面に突出した帯電器として、ブラシ形状
の帯電器を用いているために、請求項1に示すように帯
電ムラのない帯電器を提供でき、かつ、摩擦抵抗が少な
く感光体に与える機械的ダメージも少なく、トナーや異
物に対するクリーニングも期待できる。請求項7記載の
発明では、本接触帯電装置を用いることで、低電圧動作
で、短時間で十分な帯電電圧を与えられ、オゾンやNO
xの発生を抑えることができ、帯電ムラによる画像低下
のない画像形成装置を提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the blade-shaped charger is used as the charger whose CNTs protrude from the surface, it is possible to provide a charger having no charging unevenness as described in the first aspect. In addition, the configuration of the charger is very simple, and the charger can be manufactured at low cost. According to the fifth aspect of the present invention, a brush-shaped charger is used as the charger whose CNTs protrude from the surface, so that a charger free from uneven charging can be provided as described in claim 1, and friction can be improved. It has low resistance and little mechanical damage to the photoreceptor, and can be expected to clean toner and foreign matter. According to the seventh aspect of the present invention, by using the present contact charging device, a sufficient charging voltage can be given in a short time in a low voltage operation, and ozone and NO
It is possible to provide an image forming apparatus in which the generation of x can be suppressed and the image does not deteriorate due to uneven charging.

【0054】請求項8記載の発明では、本接触帯電装置
を用いることで、低電圧動作で、短時間で十分な帯電電
圧を与えられ、オゾンやNOxの発生を抑えることがで
き、帯電ムラのないコンパクトなプロセスカートリッジ
を提供することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, by using the present contact charging device, a sufficient charging voltage can be given in a short time with a low voltage operation, generation of ozone and NOx can be suppressed, and uneven charging can be achieved. No compact process cartridge can be provided.

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

【図1】実施例1の画像形成装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.

【図2】本実施例における接触型帯電装置の拡大図を示
したものである。
FIG. 2 is an enlarged view of a contact-type charging device in the present embodiment.

【図3】帯電特性を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing charging characteristics.

【図4】帯電開始電圧と距離の関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a charging start voltage and a distance.

【図5】電流−電圧特性を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing current-voltage characteristics.

【図6】オゾン濃度を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an ozone concentration.

【図7】第2の実施例の接触型帯電装置の概略構成図で
ある。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a contact-type charging device according to a second embodiment.

【図8】比較例の非接触型帯電装置の概略構成図であ
る。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a non-contact type charging device of a comparative example.

【図9】Fowler−Nordheimの式を示した
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a Fowler-Nordheim equation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 像担持体(感光体) 2 接触帯電装置 3 露光装置 4 現像装置 5 転写装置 6 除電装置 7 クリーニング装置 8 転写部材(記録媒体としての記録紙) 11 有機感光層 12 Al基体 21 フィルム 22 直流電源 23 フィルム保持部材 24 多層カーボンナノチューブ 25 ローラー 26 基体 27 スペーサー 51 電荷付与材 52 転写ベルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image carrier (photoreceptor) 2 Contact charging device 3 Exposure device 4 Developing device 5 Transfer device 6 Static eliminator 7 Cleaning device 8 Transfer member (recording paper as a recording medium) 11 Organic photosensitive layer 12 Al substrate 21 Film 22 DC power supply Reference Signs List 23 Film holding member 24 Multi-walled carbon nanotube 25 Roller 26 Base 27 Spacer 51 Charge applying material 52 Transfer belt

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被帯電体と接触し、この被帯電体と帯電
部材間に電位差を印加することによって、被帯電体を所
定の表面電位に帯電させる接触帯電装置において、 前記帯電部材の表面に突出しているカーボンナノチュー
ブが設けられており、 このカーボンナノチューブが突出している帯電部材表面
と前記被帯電体表面の距離が連続的に変化することを特
徴とする接触帯電装置。
1. A contact charging device that contacts a member to be charged and applies a potential difference between the member to be charged and a charging member to charge the member to be charged to a predetermined surface potential. A contact charging device provided with a protruding carbon nanotube, wherein a distance between the surface of the charging member from which the carbon nanotube protrudes and the surface of the member to be charged changes continuously.
【請求項2】 前記帯電部材が、フィルムまたはシート
状であることを特徴とする請求項1記載の接触帯電装
置。
2. The contact charging device according to claim 1, wherein the charging member has a film or sheet shape.
【請求項3】 前記帯電部材が、ローラーであることを
特徴とする請求項1記載の接触帯電装置。
3. The contact charging device according to claim 1, wherein the charging member is a roller.
【請求項4】 前記帯電部材が、ブレードであることを
特徴とする請求項1記載の接触帯電装置。
4. The contact charging device according to claim 1, wherein the charging member is a blade.
【請求項5】 前記帯電部材が、ブラシであることを特
徴とする請求項1記載の接触帯電装置。
5. The contact charging device according to claim 1, wherein the charging member is a brush.
【請求項6】 被帯電体と接触し、この被帯電体と帯電
部材間に電位差を印加することによって、被帯電体を所
定の表面電位に帯電させる接触帯電方法において、 帯電部材表面に突出したカーボンナノチューブを形成
し、 このカーボンナノチューブが突出している帯電部材表面
と被帯電体表面の距離を連続的に変化させることを特徴
とする接触帯電方法。
6. A contact charging method for charging an object to be charged to a predetermined surface potential by contacting the object to be charged and applying a potential difference between the object to be charged and the charging member. A contact charging method comprising forming carbon nanotubes and continuously changing the distance between the surface of the charging member and the surface of the member to be charged, from which the carbon nanotubes protrude.
【請求項7】 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電
手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する画像書
き込み手段と、その静電潜像をトナーによって可視化す
る、現像手段とそのトナーを記録媒体に転写する転写手
段を有し、像担持体は繰り返して作像に供する画像形成
装置において、 前記像担持体を帯電する手段に請求項1から請求項5の
いずれか1項に記載の帯電装置を用いていることを特徴
とする画像形成装置。
7. An image carrier, charging means for charging the image carrier, image writing means for forming an electrostatic latent image on a charged surface of the image carrier, and visualizing the electrostatic latent image with toner. 6. An image forming apparatus comprising a developing unit and a transfer unit for transferring the toner to a recording medium, wherein the image carrier is repeatedly used for forming an image. An image forming apparatus using the charging device according to claim 1.
【請求項8】 像担持体に該像担持体を帯電する工程を
含む作像プロセスを適用して、画像形成を実行する画像
形成装置本体に対して、着脱自在のプロセスカートリッ
ジにおいて、 少なくとも像担持体と該像担持体を帯電する工程を含
み、該帯電手段が、請求項1から請求項5のいずれか1
項に記載の帯電装置を用いていることを特徴とするプロ
セスカートリッジ。
8. A process cartridge detachably mountable to an image forming apparatus main body for performing image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier. 6. The method according to claim 1, further comprising the step of charging the body and the image carrier.
13. A process cartridge using the charging device described in the above section.
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