JPS61132966A - 電子写真用アルミナ被覆コロナワイヤ - Google Patents

電子写真用アルミナ被覆コロナワイヤ

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Publication number
JPS61132966A
JPS61132966A JP25545184A JP25545184A JPS61132966A JP S61132966 A JPS61132966 A JP S61132966A JP 25545184 A JP25545184 A JP 25545184A JP 25545184 A JP25545184 A JP 25545184A JP S61132966 A JPS61132966 A JP S61132966A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
amorphous alloy
sputtering
corona
thickness
Prior art date
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Pending
Application number
JP25545184A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Inoue
毅 井上
Tetsuo Toyoda
十代田 哲夫
Shoji Okamoto
昭二 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP25545184A priority Critical patent/JPS61132966A/ja
Publication of JPS61132966A publication Critical patent/JPS61132966A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0291Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices corona discharge devices, e.g. wires, pointed electrodes, means for cleaning the corona discharge device

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複写機等に使用される電子写真用コロナ放電
用ワイヤに関する。
(従来の技術) 複写機等に使用される電子写真用コロナ放電用ワイヤ(
以下、コロナワイヤという。)は、コロナ放電時にオゾ
ンが発生し強烈な酸化雰囲気に曝されるため耐オゾン酸
化性が要求される。また、放電電圧は、コロナワイヤの
直径と密接な関係を有し、ワイヤ直径を小さくすると放
電電圧が低下し、その結果、電源の小型化延いては装置
の小型化、電力消費の低減を図ることができる。そのた
め、線径を細くすることも要求される。
而して、これらの要求をある程度満足するものとして、
現在のところ直径80μI程度のW線がコロナワイヤと
して使用されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、Wワイヤは、耐オゾン酸化性にはある程度良好
だとはいえ、やはり酸化を防止することができず次第に
酸化が進行して行く。ワイヤの酸化が進行していくにつ
れ放電が不均一になり、コピー濃度にむらを生じる。ま
た、−皮下均一を生じると、放電密度の高いところが優
先的に酸化され、不均一が一層増幅されていくことにな
る。現在Wコロナワイヤの寿命は、コピ一枚数で数万枚
であるが、このような濃度むらが著しくなることが寿命
決定の主因となっている。また、酸化が進行すると線材
が詭(なり、メンテナンス中に断線する場合も多発する
ようになる。
このように、コロナワイヤの寿命は、ワイヤの酸化の進
行の程度に支配されており、酸化を防止するか、若しく
は酸化の進行を著しく抑制できればコロナワイヤの寿命
を長くすることができ、メンテナンス費用も節減するこ
とができる。
本発明は、斯かる問題点に鑑みなされたもので、耐オゾ
ン酸化性に優れた長寿命のコロナワイヤをi是)共する
ことを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 叙上の目的を達成するために、本発明においては、コロ
ナワイヤの素線として、Fe−5i−B系のアモルファ
ス合金線を用い、この合金線の表面にスパッタリングに
より膜厚5000Å以上のAQxCh被膜を被覆形成す
る。
(作  用) 本発明においては、コロナワイヤを素線にAQaChを
被覆した構造とし、前記素線として高強度のFe−5i
−B系のアモルファス合金線を用いるから、従来のW線
よりも線の直径を小さくできる。また、素線の表面にス
パッタリングにより^Q、Ch被膜を形成するから、素
線であるアモルファス合金線を高温雰囲気に曝すことな
(、その組織を非晶質−相のままに保持できるので、A
ρ、0.の被覆に際して強度を低下させることがない。
また、被覆材と・ してAUzO!を用いる力)ら、ス
パッタリングにより緻密な被覆層を形成することができ
る。またAQ。
O1O熱膨張率は素線のそれと近似しており、熱膨張に
よりへム01被膜が素線より剥離することがない。更に
AQs01被膜は、その膜厚を5000Å以上に形成し
たから、酸素を素線まで透過するのを可及的に抑止する
ことができ、耐オゾン酸化性を著しく向上させることが
できる。
(実施例) 本発明者は、Fe−5i−B系のアモルファス合金線は
W線よりも高強度であることに着目し、アモルファス合
金線の高強度性能を生かし、かつ耐オゾン酸化性を付与
できないものかと考えた。Fe −3i−B系のアモル
ファス合金線は、アモルファス合金線のなかでも特に強
度が高(、引張強さが370 kgf /n。に達する
ことが報告(工業材料第30巻第5号 第47〜53頁
)されており、W線の強度(引張強さで220〜250
 kgf 7m(1程度)を大きく上回っている。
本発明者は、叙上の見地から、鋭意研究を重ねた結果、
Fe−5i−B系のアモルファス合金線材は耐オゾン酸
化性が極めて悪いが、この高強度線材を素線としてその
表面をある程度の厚さの安定で緻密な酸化物、すなわち
ARzOsで覆ってしまうと、ワイヤが直接オゾン雰囲
気に曝されることがな(、ワイヤ表面の酸化が著しく抑
制されることを知見した。
すなわち、ワイヤ表面を八ρ、0.で被覆すると、オゾ
ン雰囲気に曝されるのは八ρ、01となり、従ってワイ
ヤの酸化速度はAj2tCh中の酸素の透過速度に依存
するようになるため、オゾン雰囲気による酸化を著しく
抑制することができるのである。
Aλ、03被膜が形成される素線としては、既述のよう
に高強度特性の優れたFe−5i−B系のアモルファス
合金線を用いる。而して、その好適な組成は、原子%で
、 Si:3〜20%、 B: 5〜25%残部実質的にF
eからなる。この組成範囲で、非晶質−相のアモルファ
ス合金線が得られる。ここで、残部実質的にFeとは、
不可避的に含有される不純物元素の他、強度特性を害し
ない元素を含有できるという意味であって、具体的には
次の成分を許容できる。原子%で、 Nb : 3%以下 Mo : 3%以下 Ta : 3%以下 C:5%以下(但し、C+B:15%以下)Ti、Co
、W、  V、 Ni、Pd  : 1種又は2種以上
の合計3%以下 のうち、一種又は2種以上含有することができる。
これらの成分のうち、N b + M o + T a
は合金の強度を害しないばかりか、種々の性質を改善す
る効果を有し、必要に応じて添加することができる。す
なわち、Nbは、溶融状のアモルファス合金をジェット
噴出し急冷して細線に形成するとき、急冷条件、溶融合
金の噴出条件等の加工条件を広く採ることができ、加工
上の利点がある。Moは、塩素雰囲気での耐食性を向上
させることができ、Taは、強度向上に寄与する。
尚、Mnは、アモルファス合金線の強度を低下させるの
で、不純物としては可及的に含有させないことが肝要で
ある。
前記アモルファス合金は、回転液中紡糸法によって細線
とされ、更に伸線して所要の線径とされる。前記回転液
中紡糸法とは、加熱炉に設けられた石英ノズル中にアモ
ルファス合金を挿入し、加熱して溶融させた後、回転す
るドラム内面に形成された水溶液中に、アルゴンガス等
の不活性ガスにより溶融合金をノズル孔より噴出させ、
ジェット流とされた溶融合金を急冷させてアモルファス
合金細線を得る方法である。
アモルファス合金線は、コロナワイヤ素線としては直径
50〜80μ頂のものを用いる。電源の小型化、省エネ
ルギの見地からコロナワイヤは小径の方がよいが、線材
としである程度の強度(破断荷重で1 kg程度)が要
求されることから、既述した通り従来のW線では80μ
m程度が限度とされていた。しかし、本発明においてコ
ロナワイヤ素線として用いるFe−5i−B系アモルフ
ァス合金線は高強度であるため50μm程度までワイヤ
径を小さくすることができる。
また、Fe5i−B系のアモルファス合金は、熱膨張率
が^ム01と極めて近似しており、熱膨張によって、素
線に被覆されたA 9.、01被膜に割れ、剥離が生じ
難く好適である。因みに、Fe−10原子%5i−15
原子%Bのアモルファス合金の熱膨張率は7、EL X
l0−”であり、A Qx Oiのそれは8.OxLO
−’であり、両者は非常に近い値である。これに対して
、Wの熱膨張率は4.5 X10−6とA九01と著し
く相違しており、W線にARlxchを高周波スパッタ
リングで被覆すると、被膜に割れ、剥離が生じる。
アモルファス合金素線にAQxO1被膜を形成する手段
としては、高周波スパッタリング、マグネトロンスパッ
タリング等のスパッタリングを用いる。
これは、アモルファス合金素線を高温雰囲気にすること
なく、Al2tOi被膜を形成できるからである。素線
が高温雰囲気に曝されると、素線の非晶質が変化し、ア
モルファス合金線特有の高強度が低下するので好ましく
ない。
第1図は、スパッタリングの説明図である。アモルファ
ス合金素線1は、基盤2上に載置されており、その上方
からへρ203粒子が素線1に進行し、これに当って素
線の表面にAQ、01被膜を形成する。
スパッタリングは、真空中で行われ、また、素線の全周
にAl2O3被膜を形成するには、素線1を基盤2上で
回転させればよい。尚、Aムかの密着性を向上させるた
めに、スパッタリングの前に逆スバ・ツタ(スパッタエ
ツチング)を行いワイヤ表面の汚れを除去するとよい。
アモルファス合金素線の表面を^ム0.で被覆するには
、ワイヤとA Q、 01の密着性が良いことと、両者
の熱膨張率が近似していることの2つが要求される。後
者については、既述した通り、Fe−3i−B系のアモ
ルファス合金とAQx03との熱膨張率とは極めて良く
近似しており問題はない。本発明者は、前者について、
スパッタリングによって素線にAQ、xCh被膜を形成
した場合、両者の密着性に問題がないか調べた。
すなわち、素線としてFe−10原子%5i−15原子
%Bのアモルファス合金線を用い、ターゲットを99%
純度のAl2xO1とし、スパッタ入力を500Wとし
て高周波スパッタリングを行った。A Q−Otの膜厚
3μmまで実験を行ったが、密着性は全て良好で、90
°曲げでも曲げ部の外周には被膜の剥離は生じなかった
アモルファス合金素線の表面に形成する^ρ201被膜
の膜厚は5000Å以上とする。5000人未満では被
膜中の酸素の透過速度が比較的大きくなるため、オゾン
雰囲気で素線表面に部分的な酸化が生しるからである。
次に具体的な本発明の実施例、比較例及び従来例を掲げ
て説明する。
先ず、AQ、、a*被被膜厚さと5X104回放電後の
アモルファス合金素線に生じた酸化層の厚さを調べた。
組成がFe−10%原子%5i−15原子%Bで、直径
80μmのアモルファス合金線を素線として用い、その
表面に高周波スパッタリングによって種々、pItch
被膜を形成した。この際、ターゲットに99%純度のA
QxChを用い、スパッタ入力を500Wとした。
このようにして得られたコロナワイヤを、放電電圧7K
Vで5X104回放電させ、その後の酸化層平均厚さを
調べた。その結果を第1表に示す。同表中試料阻にOを
付したものが本発明実施例であり、11h6は従来のW
線(直径80μm)である。
尚、酸化層平均厚さは、コロナワイヤ表面に形成された
Afl−Os被膜の脱落部分(素線表面が部分的に酸化
するため、その部分の^ム01被膜の密着性が劣化し、
部分的に脱落が生じる。)数カ所で、ワイヤを切断し、
切断した断面を1000倍で光学顕微鏡観察し、合計2
0点における酸化層厚さを測定し、その平均値を酸化層
平均厚さとした。へρ、01被膜の脱落がないものは、
ワイヤを6等分し、その断面内4カ所を測定して、酸化
層厚さの平均値を求めた。この際、1000倍の視野で
測定したため、1μm未満は測定することができなかっ
た。また、AQ*01B’A厚は、スバ・ツタリング時
、基盤上にガラス板、若しくは水晶発振子を載置し、こ
れらの上に形成されたAQxOs膜厚を測定した。膜厚
1μm以上は、ガラス板に形成された膜厚を直接測定し
、1μm未満は、水晶発振子の発振周波数の変動を測定
することにより間接的に求めた。
第  1  表 第1表より、A Qx Ch膜厚が厚(なるほど酸化層
の厚さはうす(なり、5000Å以上では、はとんど酸
化しないことが確認された。尚、従来のW線は隘6に示
したように酸化層厚さは7μmであった。
更に第1表中隘3と隘2について、5X105回放電後
のワイヤ表面を顕微鏡観察した。その顕微鏡写真を第2
図及び第3図に示す。本発明実施例の階3は第2図(倍
率1000倍)に示すように素線表面の酸化に基づ< 
AQxO1被膜の脱落は見られなかったのに対し、AQ
20を被膜が1000人の隘2は第3図(倍率4500
倍)の如く、A Q= Ch被被膜大きな脱落が見られ
た。
次にアモルファス合金素線線の組成の影響を凋べた。第
2表の組成のアモルファス合金素線(直fioμm)を
用いて、第1表の場合と同条件で高周波スパッタリング
により5000人のAQzOi被膜を形成し、5X10
4回放電(放電電圧7KV)後の酸化層平均厚さを調べ
た。尚、5000人のAl2zCh被膜を形成するのに
30分を要した。
次       葉 第  2  表 第2表より、C,Ti、 Nbの微量添加は、^ρ、0
(被膜による耐オゾン酸化性に影響を与えないことが確
認された。尚、第2表中O印を付したすべての試料は本
発明に包含されるものである。
(発明の効果) 以上説明した通り、本発明のコロナワイヤは、素線とし
て高強度のFe−Si−B系のアモルファス合金線を用
い、その表面にスパッタリングにより5000Å以上の
AQxCh被膜を被覆形成したから、素線を従来のW線
より小径化することができ、電源の小型化、省エネルギ
化に寄与せしめることができ、また、所定厚さの緻密な
A9.zO1被膜によって、酸素の素線への透過を可及
的に抑止することができ、オゾン雰囲気中でも素線が酸
化することが殆どない。このように、本発明のコロナワ
イヤは長寿命かつ省エネルギーに優れ、電子写真用のコ
ロナワイヤとして利用価値は著大である。
【図面の簡単な説明】
第1図はスパフタリングの概略説明図を示す。 第2図は本発明実施例のコロナワイヤ表面組織顕微鏡写
真、第3図は比較例のコロナワイヤの表面組織顕微鏡写
真である。 特 許 出 願 人  株式会社神戸製鋼所fs2図 
。 第3図 第18 手続補正書(1式] 昭和60年4 月10守; 1、事件の表示 昭8159 年待肝gl ffi 25!5451 ’
、;2、+!l    f!4  の名称 電子写真用アルミナ被覆コロナワイヤ 3、補正をする者 事件との関係 時計出願人 (11G3  a式会辻 神PI製−所4、代理人 ・
577 5、惜侍碍由通俸蟲具仲(補正命令の日付)6、補正。 対象 昭和60年3月26日・151m+沓の図面の簡
単な説明の欄7 補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、Fe−Si−B系アモルファス合金線の表面に、膜
    厚5000Å以上のAl_2O_3被膜がスパッタリン
    グにより被覆されてなることを特徴とする耐オゾン酸化
    性に優れた電子写真用アルミナ被覆コロナワイヤ。
JP25545184A 1984-12-01 1984-12-01 電子写真用アルミナ被覆コロナワイヤ Pending JPS61132966A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0273165A2 (de) * 1986-11-29 1988-07-06 Klaus Kalwar Verfahren zur Herstellung einer Koronaelektrode sowie nach diesem Verfahren hergestellte Koronaelektrode
US5087856A (en) * 1989-06-19 1992-02-11 Ricoh Company, Ltd. Discharge electrode having a thin wire core and surface coating of amorphous alloy for a discharger
JP2010082092A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Panasonic Corp 食器設置具およびこの食器設置具を設けた食器洗い機、食器乾燥機

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0273165A2 (de) * 1986-11-29 1988-07-06 Klaus Kalwar Verfahren zur Herstellung einer Koronaelektrode sowie nach diesem Verfahren hergestellte Koronaelektrode
US5087856A (en) * 1989-06-19 1992-02-11 Ricoh Company, Ltd. Discharge electrode having a thin wire core and surface coating of amorphous alloy for a discharger
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