JPH06215854A - 放電用電極基材 - Google Patents

放電用電極基材

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JPH06215854A
JPH06215854A JP5020536A JP2053693A JPH06215854A JP H06215854 A JPH06215854 A JP H06215854A JP 5020536 A JP5020536 A JP 5020536A JP 2053693 A JP2053693 A JP 2053693A JP H06215854 A JPH06215854 A JP H06215854A
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JP
Japan
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fiber
discharge
sheet
fibers
surface resistance
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JP5020536A
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English (en)
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Toshiaki Takase
俊明 高瀬
Daisuke Ito
大輔 伊藤
Noboru Tanaka
昇 田中
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Japan Vilene Co Ltd
Original Assignee
Japan Vilene Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電性の低下が小さく、均一に効率良く放電
でき、省スペース化のできる放電用電極基材を提供する
こと。 【構成】 繊維密度が3,500m/cm3以上で、表面
抵抗が1×100〜1×109Ω/□の導電性繊維シート
からなる放電用電極基材である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複写機の感光体帯電装
置、電気集塵装置、或いはエレクトレット処理装置など
に使用できる放電用電極基材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から複写機の感光体帯電装置の電極
として、コロトロンなどのワイヤーがあった。しかしな
がら、このようなワイヤーを使用すると、4〜8キロボ
ルトの高電圧を印加して、放電させる必要があるため、
トナー、紙粉及びほこりなどが静電気的に付着しやす
く、使用するにつれて、放電が不均一になるなど、放電
性の低下が大きいという問題があった。また、これらワ
イヤーからの放電性を上げるために、このワイヤーを囲
むようにシールド電極を設けるのが一般的であるが、こ
のシールド電極にも放電するため、感光体への実際の放
電電流は5〜30%程度と低く、放電効率の点でも問題
があった。更に、前述のように、高電圧を印加するた
め、電源が大型化することに加えて、ワイヤーを囲むよ
うにシールド電極を設ける必要があるため、これら電極
関連の占めるスペースが広く、複写機を小型化できない
という問題もあった。
【0003】他方、感光体を帯電させる方法として、カ
ーボンなどを練り込んだ導電性ゴムロールを感光体に接
触させる方法や、導電性の繊維を植毛したブラシを感光
体に接触させる方法なども知られているが、これらの方
法はいずれも感光体と接触する方法であるため、感光体
との摩擦により導電性ゴムロールやブラシの表面が磨耗
し、帯電が不均一になりやすいという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決するためになされたものであり、放電性の低下が小
さく、均一に効率良く放電でき、省スペース化のできる
放電用電極基材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の放電用電極基材
は、繊維密度が3,500m/cm3以上の導電性繊維シ
ートからなる。この導電性繊維シートの表面抵抗が1×
100〜1×109Ω/□であると、より均一に放電する
ことができる。
【0006】
【作用】本発明の放電用電極基材は繊維密度が3,50
0m/cm3以上の導電性繊維シートからなるため、被
帯電物に対して作用できる繊維量が多く、低電圧で容易
に放電するため、トナー、紙粉及びほこりなどが静電気
的に付着しにくいので、放電性の低下が小さい。また、
シールド電極を使用しなくても容易に放電し、放電用電
極基材と最も近接する被帯電物に放電するため、放電効
率にも優れている。更に、本発明の放電用電極基材は被
帯電物とは非接触の状態で使用するため、被帯電物との
摩擦によって磨耗し、帯電が不均一になるということも
ない。このように、本発明の放電用電極基材は、低電圧
で容易に放電を生じ、しかもシールド電極を設ける必要
もないので、省スペース化も可能となった。
【0007】本発明の導電性繊維シートは金属メッキな
どの導電加工した繊維、金属繊維、カーボン繊維、金属
イオン混入繊維などの導電性繊維をシート状に形成した
ものでも良いし、再生繊維、半合成繊維、合成繊維、無
機繊維、植物繊維、動物繊維、鉱物繊維などの繊維から
繊維シートを形成した後、この繊維シートを導電加工し
て得られるものであっても良い。
【0008】本発明においては、この導電性繊維シート
の繊維密度が3,500m/cm3以上であり、繊維密度
が3,500m/cm3未満であると、放電しにくいた
め、高電圧を印加する必要があり、放電しても、被帯電
物を均一に帯電できない。より好ましくは4,000m
以上であり、最も好ましくは、4,500m以上であ
る。なお、この繊維密度は1cm3あたりにおける繊維
の占める長さであり、導電性繊維シートを構成する繊維
が短繊維である場合には、個々の繊維の長さの和であ
り、次の式によって得られる値である。 ρ:繊維の比重、r:繊維の半径(cm)
【0009】これら繊維の繊維径は14μm以下、より
好ましくは10μm以下であると、より放電しやすいの
で好適に使用できるが、繊維径が0.1μmより小さいと
耐久性に劣るので、0.1μm以上、より好ましくは1μ
m以上であるのが好ましい。この範囲の繊維径を有する
繊維は、機械的および/または化学的処理を施すことに
より繊維を分割したり、ノズルから紡糸すると同時に空
気流を作用させて繊維径を小さくする、一般にマイクロ
スパンボンドといわれる方法によっても得ることができ
る。
【0010】なお、これらの繊維の繊維径は繊維断面に
おいて最も長く採ることのできる直線の長さをいう。例
えば、繊維断面が楕円形の場合には長軸の長さであり、
繊維断面が三角形の場合には最も長い辺の長さであり、
四角形の場合には対角線の長い方の長さといった具合で
ある。また、様々な繊維径をもった繊維が混在する場合
には、各々の繊維の存在比率によって平均した値を繊維
径という。例えば、繊維径20μmの繊維70%と繊維
径10μmの繊維30%の混在した繊維シートの繊維径
は、17(=20×0.7+10×0.3)μmである。
【0011】前述の分割できる繊維としては、例えば、
一成分中に他成分を島状に配置した断面をもつ海島型繊
維、異なる成分を交互に層状に積層した断面をもつ多重
バイメタル型繊維、或いは一成分を他成分中に放射状に
配した断面をもつ菊花型繊維がある。この分割可能な繊
維を構成する樹脂成分の組み合わせとして、例えば、ポ
リアミド系樹脂とポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹
脂とポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂とポリ
オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂とポリアクリロ
ニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂とポリアクリロニト
リル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂とポリアクリロニト
リル系樹脂などがある。
【0012】以上のような繊維が使用されるが、既に導
電性のある繊維を使用して繊維シートを形成すれば、本
発明の放電用電極基材となり、導電性のない繊維を使用
する場合には、繊維シートを形成した後に導電加工する
ことにより、本発明の放電用電極基材となる。
【0013】本発明の導電性繊維シートとしては、平
織、斜文織、朱子織などの織物、編物、糸レース、網、
平打組物、不織布などで良く、特に限定するものではな
いが、これらの中でも、不織布は繊維を緻密に配置する
ことができ、被帯電物に対して多量の繊維が作用できる
ため、放電しやすく、好適に使用できる。
【0014】この不織布の製造方法としては、例えば、
カード法、エアレイ法、湿式法、スパンボンド法などに
より得られる繊維ウエブを、水流又はニードルを作用さ
せることにより繊維同士を絡合する方法、接着剤により
結合する方法、構成繊維の融着により結合する方法など
がある。これらの中でも、湿式法によって得られた繊維
ウエブを水流で絡合した不織布は、繊維が均一に配置し
ており、しかも繊維密度が大きいため、好適に使用する
ことができる。なお、前述の分割できる繊維を使用する
と、水流或いはニードルパンチによって繊維同士を絡合
すると同時に、繊維を分割できるという、製造工程上の
利点がある。
【0015】以上のようにして得られた繊維シートのう
ち、導電性のない繊維を使用した場合、繊維シートに導
電加工をして放電用電極基材を得る。本発明の放電用電
極基材は表面抵抗が1×100〜1×109Ω/□である
のが好ましい。表面抵抗が1×100Ω/□未満である
と、部分的に火花放電が生じやすく、均一に安定した放
電が生じにくく、表面抵抗が1×109Ω/□を越える
と、高電圧を印加させる必要が生じるため、トナー、紙
粉やほこりなどを付着しやすく、放電性が低下するばか
りでなく、仮に放電用電極基材に欠陥がある場合や異物
が付着していた場合には、火花放電が生じる可能性があ
るためである。より好ましい表面抵抗は1×102〜1
×106Ω/□であり、最も好ましい表面抵抗は1×1
2〜1×104Ω/□である。
【0016】本発明に用いる繊維シート又は繊維の導電
加工方法としては、例えば、電子共役系ポリマーによる
被覆処理、金属メッキ処理、蒸着処理、スパッタリング
処理、イオンプレーティング処理、金属溶射処理などが
ある。なお、電子共役系ポリマーによる被覆処理は、導
電性繊維シートの表面抵抗を前記の範囲内の値にするこ
とが容易であるため、好適に使用できる。
【0017】この電子共役系ポリマーにより導電性を付
与する方法としては、例えば、塩化鉄(III)、塩化銅
(II)などの酸化剤を含む溶液を、繊維シート又は繊維
に含浸した後、モノマーに接触させることにより重合さ
せる方法がある。また、モノマーとの接触方法は、モノ
マーが液体状態の場合、酸化剤の付着した繊維シート又
は繊維にモノマーを含浸したり、塗布したり、スプレー
すれば良く、モノマーが気体状態の場合、モノマーで充
填した容器内に、酸化剤の付着した繊維シート又は繊維
を載置すれば良い。
【0018】この重合させるモノマーとしては、例え
ば、ピロール、アセチレン、ベンゼン、アニリン、フェ
ニルアセチレン、フラン、チオフェン、インドール及び
これらモノマーの誘導体などがある。これらの中でも、
ピロールは導電性、重合性に優れ、均一に導電性を付与
できるため、特に好適に使用できる。
【0019】以上のようにして得られた放電用電極基材
は、例えば複写機の感光体帯電装置、電気集塵装置、或
いはエレクトレット処理装置などに使用できる。なお、
本発明の放電用電極基材を使用する際には、例えば、シ
ート状、ロール状、糸状などに加工した形態で使用す
る。
【0020】以下に、本発明の実施例を記載するが、以
下の実施例に限定されるものではない。なお、表面抵抗
は表面抵抗計(三菱油化(株)製、ロレスタAP)を使
用し、四端子法により測定した値である。
【0021】
【実施例】
(実施例1)ポリエステル繊維(繊維径3.2μm、繊維
長5mm)100%を湿式法により繊維ウエブを形成した
後、水圧95kg/cm2の水流により絡合し、目付100g/
m2、厚み0.6mmの不織布を得た。この不織布に30%
濃度の塩化鉄(III)を含浸した後、ピロール溶液を蒸
発させたピロールモノマーガスに接触させることによ
り、不織布全体を3.5g/m2のポリピロールで被覆した
放電用電極基材を得た。この放電用電極基材の繊維密度
は、15,000m/cm3(=0.01/[0.06×π
×1.38×(1.6×10-42×100])で、表面
抵抗は1.3×102Ω/□であった。
【0022】(実施例2)ポリエステル成分を主体と
し、このポリエステル成分を繊維の軸から放射状に伸び
るポリアミド成分により8区分に分離した断面が菊花型
の繊維(繊度2デニール、繊維長38mm)100%を、
カーディングして繊維ウエブとした後、水圧95kg/cm2
の水流により絡合し、目付85g/m2、厚み0.45mmの
不織布を得た。この不織布の繊維径は電子顕微鏡写真を
もとに測定した値で、ポリエステル成分は平均6μm
で、このポリアミド成分は平均7μmであり、平均繊維
径は6.1μmであった。その後、この不織布を実施例1
と全く同様にして、不織布全体を3.0g/m2のポリピロ
ールで被覆し、放電用電極基材を得た。この放電用電極
基材の繊維密度は4,800m/cm3(=(0.008
5×8/9)/[0.045×π×1.38×(3×10
-42×100]+(0.0085×1/9)/[0.0
45×π×1.14×(3.5×10-42×100])
で表面抵抗は2.0×102Ω/□であった。
【0023】(実施例3)実施例1と同じ不織布に、実
施例1と同様にして、不織布全体を4.0g/m2のポリピ
ロールで被覆した放電用電極基材を得た。この放電用電
極基材の繊維密度は15,000m/cm3で、表面抵抗
は4.5×101Ω/□であった。
【0024】(実施例4)実施例1と同じ不織布に、実
施例と同様にして、不織布全体を0.4g/m2のポリピロ
ールで被覆した放電用電極基材を得た。この放電用電極
基材の繊維密度は15,000m/cm3で、表面抵抗は
5.0×107Ω/□であった。
【0025】(実施例5)マイクロスパンボンド法によ
り、平均繊維径2.5μmの6ナイロンからなる目付30
g/m2、厚み0.11mmの不織布を得た。なお、繊維径は
電子顕微鏡写真をもとに、10点の平均を計算した値で
ある。その後、この不織布を実施例1と全く同様にし
て、不織布全体を1.0g/m2のポリピロールで被覆し
た、放電用電極基材を得た。この放電用電極基材の繊維
密度は48,700m/cm3(=0.003/[0.01
1×π×1.14×(1.25×10-42×100])
で、表面抵抗は2.2×103Ω/□であった。
【0026】(比較例1)ポリエステル繊維(繊維径1
2.4μm、繊維長38mm)100%をカーディングして
繊維ウエブとした後、水圧95kg/cm2の水流により絡合
し、目付80g/m2、厚み0.8mmの不織布を得た。その
後、この不織布を実施例1と全く同様にして、不織布全
体を3.0g/m2のポリピロールで被覆した放電用電極基
材を得た。この放電用電極基材の繊維密度は、600m
/cm3(=0.008/[0.08×π×1.38×
(6.2×10-42×100])で、表面抵抗は4.1
×102Ω/□であった。
【0027】(比較例2)比較例1と同じ繊維から、同
様にして繊維ウエブを得た後、熱圧着して、目付52g/
m2、厚み0.12mmの不織布を得た。その後、この不織
布を実施例1と全く同様にして、不織布全体を2.0g/m
2のポリピロールで被覆した放電用電極基材を得た。こ
の放電用電極基材の繊維密度は、2,600m/cm
3(=0.0052/[0.012×π×1.38×(6.
2×10-42×100])で、表面抵抗は3.2×10
2Ω/□であった。
【0028】(帯電試験)実施例1〜5及び比較例1〜
2の放電用電極基材を、直径8mmの金属ロールシャフト
に平巻きして放電用電極を作成し、感光ドラムと0.5m
mだけ離して、レーザービームプリンターに設置した。
これに、−1キロボルトの低電圧を印加して画像を形成
させ、この画像を目視により優劣を判定した。この結果
は表1に示すように、本発明の放電用電極基材は低電圧
でも放電が均一に生じ、被帯電物を均一に帯電できるこ
とがわかる。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明の放電用電極基材は繊維密度が3
500m/cm3以上の導電性繊維シートからなり、被
帯電物に対して作用できる繊維量が多く、低電圧でも容
易に放電するため、放電性の低下が少なく、放電効率に
も優れ、装置を小型化することも可能となった。更に、
低電圧で容易に放電するため、オゾンの発生量も少な
く、感光体や周辺部品を酸化劣化させることもなく、人
体への悪影響が少ないという利点も有している。
【0031】放電用電極基材の表面抵抗が1×100
1×109Ω/□であると、火花放電が生じにくく、均
一に安定して放電する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維密度が3,500m/cm3以上の導
    電性繊維シートからなることを特徴とする放電用電極基
    材。
  2. 【請求項2】 導電性繊維シートの表面抵抗が1×10
    0〜1×109Ω/□であることを特徴とする請求項1記
    載の放電用電極基材。
JP5020536A 1993-01-13 1993-01-13 放電用電極基材 Pending JPH06215854A (ja)

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