JPH0675221B2 - Contact brush charging device - Google Patents

Contact brush charging device

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JPH0675221B2
JPH0675221B2 JP60230911A JP23091185A JPH0675221B2 JP H0675221 B2 JPH0675221 B2 JP H0675221B2 JP 60230911 A JP60230911 A JP 60230911A JP 23091185 A JP23091185 A JP 23091185A JP H0675221 B2 JPH0675221 B2 JP H0675221B2
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fiber
brush
charging
fibers
contact
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アール エウイング ジヨン
エイ スウイフト ジヨセフ
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ゼロツクス コーポレーシヨン
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、接触ブラシによって絶縁層を帯電する装置に
関し、特に、個々のファイバが電気的にショートした
り、あるいは絶縁層の電気特性に破壊的な妨害を及ぼさ
ないようにする接触ブラシ帯電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for charging an insulating layer by means of a contact brush, and in particular, an individual fiber is electrically short-circuited or the electrical characteristics of the insulating layer are destroyed. To a contact brush charging device that does not cause physical interference.

(発明の背景) 現在一般に使われている静電写真複写装置では、光導電
性絶縁部材が負の電位に帯電され、その後複写すべき原
稿の光像に露出される。この露出が露出つまり背景領域
において光導電性絶縁面を放電させ、原稿内に含まれた
像領域と対応した静電潜像を部材上に生成する。次い
で、光導電性絶縁面上の静電潜像が、当該分野でトナー
と呼ばれる現像粉末で潜像を現像することによって可視
化される。現像中、トナー粒子が光導電性絶縁領域上に
おける像領域の帯電パターンに従ってキャリャ粒子によ
り引っ張られ、光導電性領域上に粉末像を形成する。次
いでこの粉末像がコピー用紙等の支持面へ転写され、加
熱又は加圧によってそこに永久的に固定される。トナー
像の支持面への転写後、光導電性絶縁面が放電され、残
留トナーが除去されて、次の像形成サイクルの準備を整
える。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the currently commonly used electrostatographic reproduction apparatus, the photoconductive insulating member is charged to a negative potential and then exposed to the optical image of the original to be copied. This exposure discharges the photoconductive insulating surface in the exposed or background areas, producing an electrostatic latent image on the member corresponding to the image areas contained within the original document. The electrostatic latent image on the photoconductive insulating surface is then visualized by developing the latent image with a developing powder called toner in the art. During development, the toner particles are pulled by the carrier particles according to the charging pattern of the image areas on the photoconductive insulating areas to form a powder image on the photoconductive areas. This powder image is then transferred to a support surface such as copy paper and permanently affixed thereto by heat or pressure. After transfer of the toner image to the support surface, the photoconductive insulating surface is discharged and residual toner is removed, ready for the next imaging cycle.

現在使われている上記のような静電写真装置では、光導
電性絶縁層を帯電するのに、各種帯電装置が使用されて
いる。例えば商業的用途では、各種のコロナ発生装置が
使われており、5,000〜8,000Vの高圧がコロトロン装置
に印加されてコロナスプレーを発生し、光受容体の表面
に静電荷を与える。またコロナスプレーは、収集又は中
和化されねばならないオゾンやその他の種を発生する。
あるいは、光導電性絶縁層が、それに接触され且つ帯電
プロセス中に約1,200Vの電位が印加されるブラシ帯電装
置で帯電されることもある。これは一定の電圧帯電プロ
セスを与え、例えば1000Vがブラシに印加されると、絶
縁層は800Vに帯電される。この点は、一定の電流プロセ
スに基き従って光導電性絶縁層上に最終的に形成される
電位が大きく変動するコロナ発生装置と対照的である。
又ブラシ帯電では、コロナが少量であるとしても、コロ
ナ帯電と比ベオゾン発生量が飛躍的に減少する。さらに
ブラシ帯電は光受容体に入る電流について100%の効率
であるのに対し、コロナ帯電は光受容体に入る電流につ
いてわずか約10%の効率である。一般に、接触ブラシ帯
電は通常の動作範囲内において、プロセス速度や光導電
性絶縁層の電気的履歴によって比較的影響されないとい
う利点を持つ。つまり、接触ブラシ帯電装置では、1サ
イクル中において光受容体が帯電され、その後明暗パタ
ーンに露出されることで放電されて異った電位レベルを
生じる場合、次のコピーのための接触ブラシ帯電による
次の帯電に際し、光受容体は初期の一様な電位にのみ再
び帯電される。
In the above-mentioned electrophotographic apparatus currently used, various charging devices are used to charge the photoconductive insulating layer. For example, in commercial applications, various corona generators have been used in which a high voltage of 5,000 to 8,000 V is applied to a corotron device to generate a corona spray, imparting an electrostatic charge on the surface of the photoreceptor. Corona spray also produces ozone and other species that must be collected or neutralized.
Alternatively, the photoconductive insulating layer may be charged with a brush charging device that is in contact with it and a potential of about 1200V is applied during the charging process. This provides a constant voltage charging process, for example when 1000V is applied to the brush the insulating layer is charged to 800V. This is in contrast to corona generators, which are based on a constant current process and therefore have a large variation in the final potential formed on the photoconductive insulating layer.
Further, in the case of brush charging, even if the corona is small, the corona charging and the amount of specific ozone generated are drastically reduced. Moreover, brush charging is 100% efficient for current entering the photoreceptor, whereas corona charging is only about 10% efficient for current entering the photoreceptor. In general, contact brush charging has the advantage of being relatively unaffected by process speed and electrical history of the photoconductive insulating layer within the normal operating range. That is, in the contact brush charging device, when the photoreceptor is charged in one cycle and then discharged by being exposed to a light and dark pattern to generate different potential levels, the contact brush charging for the next copy is performed. Upon subsequent charging, the photoreceptor is only recharged to the initial uniform potential.

接触ブラシ帯電はこれらの利点を与えるが、その一方、
種々のブラシファイバが一般に導電材料から成り、絶縁
面の不完全な領域と接触するとき、これらファイバが絶
縁面の一部でショートし出力コピーに欠損を生じる恐れ
があるという重大な欠点もある。光受容体(光導電性絶
縁層)の商業的製造では、ドラム状であれベルト状であ
れ、層の絶縁耐力が全表面を通じて正確に一様になるよ
うな層全体を形成することは非常に困難である。製造上
の欠点、汚染又はその他完全に理解されてない原因の結
果、光受容体にある程度の欠陥が生じることがしばしば
ある。特に、肉眼に見えたり見えなかったりする比較的
低い絶縁耐力の領域を生じ易い。これらの欠陥は通常光
受容体の層内に位置し、層全体にわたってランダムに分
布されている。かかる光受容体が導電性ファイバを用い
た接触帯電装置を含む商業的な実施例で使われる場合、
ファイバは光受容体に接触し、光受容体の欠陥領域で
は、高い電流密度が流れる径路が光受容体層上の導電性
裏当てに対して電気的ショートを発生する。このショー
トがポリマー材料の局部的な加熱、溶融及び酸化を生
じ、さらに蒸発ポリマーのガスを放出して破壊的な回復
し得ない損傷を引き起す。この結果、光受容体層におけ
るクレータ又は穴という形で、光受容体に機械的な傷が
つく。初めのうちこの傷は目に見えない欠陥だが、次第
に光受容体層における1〜2mmの穴として目に見えるよ
うになってくる。この“ピンホール”は、現像サイクル
中機械的なトナートラップとして作用し、黒い点として
現像されるため、コピー品質の欠陥をもたらす。又この
小さい特定部が光導電性絶縁層として挙動しなくなるた
め、未現像領域として現われることもある。
Contact brush charging offers these advantages, while
The various brush fibers, which are generally made of a conductive material, have the serious drawback that when they come into contact with imperfect areas of the insulating surface, these fibers can short-circuit at a portion of the insulating surface resulting in loss of output copy. In the commercial manufacture of photoreceptors (photoconductive insulating layers), it is very difficult to form an entire layer, whether drum-shaped or belt-shaped, so that the dielectric strength of the layer is exactly uniform over the entire surface. Have difficulty. Some defects in the photoreceptor often result from manufacturing defects, contamination, or other incompletely understood causes. In particular, a region having a relatively low dielectric strength that is visible or invisible to the naked eye is likely to occur. These defects are usually located within the layers of the photoreceptor and are randomly distributed throughout the layers. When such a photoreceptor is used in a commercial embodiment that includes a conductive fiber based contact charging device,
The fiber contacts the photoreceptor, and in the defect area of the photoreceptor, the high current density path creates an electrical short to the conductive backing on the photoreceptor layer. This short circuit causes localized heating, melting and oxidation of the polymeric material, and also releases the vaporized polymer gas, causing catastrophic and irreversible damage. This results in mechanical damage to the photoreceptor in the form of craters or holes in the photoreceptor layer. Initially, the scratch was an invisible defect, but gradually became visible as a 1-2 mm hole in the photoreceptor layer. This "pinhole" acts as a mechanical toner trap during the development cycle and develops as black spots, resulting in copy quality defects. Further, since the small specific portion does not behave as a photoconductive insulating layer, it may appear as an undeveloped area.

こうした“ピンホール”効果を示す光受容体は、プレー
ト、ドラム、可撓性ベルト等を含む各種異った形状を持
ち得る。一般的な光受容体は、支持面上に1つ以上の光
導電層を有する。支持基体はそれ自体導電性か又は導電
層によって被覆され、その上に光導電層が覆われてい
る。あるいは、多層の光導電性像形成光受容体として、
少くとも2つの電気的動作層、光子発生又は電荷発生層
及び電荷輸送層で構成してもよく、これら各層は一般に
導電層上に施される。かかる層の更なる詳細について
は、米国特許第4,265,990号を参照されたい。同特許の
全体を参考資料としてこゝに含める。これら各種の全構
造において、幾つかの層は極薄層用の真空蒸着技術によ
って施せる。一部の製造プロセス中、1又は2以上の層
が異物(ダスト)による汚染に露出されたり、その他プ
ロセス上の偏差を蒙ることがある。そして、小さい欠陥
が本発明の関わる“ピンホール”効果を生じる。
Photoreceptors that exhibit such a "pinhole" effect can have a variety of different shapes including plates, drums, flexible belts, and the like. Typical photoreceptors have one or more photoconductive layers on a support surface. The supporting substrate is itself conductive or is coated with a conductive layer, on which the photoconductive layer is coated. Alternatively, as a multi-layer photoconductive imaging photoreceptor,
It may consist of at least two electrically active layers, a photon generating or charge generating layer and a charge transport layer, each layer generally being applied on a conductive layer. See US Pat. No. 4,265,990 for further details of such layers. The entire patent is included here as reference material. In all of these various structures, some layers can be applied by vacuum deposition techniques for ultrathin layers. During some manufacturing processes, one or more layers may be exposed to contamination by foreign particles (dust) and other process deviations. And, small defects create the "pinhole" effect associated with the present invention.

(従来技術) 導電性で細いカーボンファイバが帯電又は転写装置とし
てブラシの形で使われている代表的な装置は、特願昭53
-102630号及び53-102631号に記載されている。これらの
両出願は、カーボンファイバ又はステンレス鋼ファイバ
等、約10-5〜10-3ohms−cmの範囲の比抵抗を有する導電
材料を開示している。
(Prior Art) A typical device in which a conductive and thin carbon fiber is used in the form of a brush as a charging or transferring device is Japanese Patent Application No.
-102630 and 53-102631. Both of these applications disclose conductive materials having a resistivity in the range of about 10-5 to 10-3 ohms-cm, such as carbon fibers or stainless steel fibers.

Walkupの米国特許第2,774,921号は、電子写真のため絶
縁像形成面を静電的に帯電するブラシ帯電装置を記載し
ている。Walkupは、高導電性ファイバが絶縁層のホール
又は脆弱点に接触すると、それがショートを生じるこ
と、これは特に電子印刷用の印刷プレートの場合に好ま
しくないことを認識していた。又彼は、柔軟性要素の導
電性があまりに強過ぎないことの他、電流に対する抵抗
も大き過ぎてはならないことを認識しており、そこに記
されており、そこに記された材料は10,000Ω〜100,000M
Ωの範囲の表面抵抗を有する。Walkupは、銅、銀,その
他一般的金属等の材料を除外した。上記米国特許明細書
の3欄,22〜28行目に開示された例は、グリセリンや各
種の塩等吸湿性の塩でメタル化つまり被覆することによ
ってわずかに導電性となる紙,布,数種の植物繊維,ガ
ラス布を含んでいる。
Walkup U.S. Pat. No. 2,774,921 describes a brush charging device that electrostatically charges an insulating imaging surface for electrophotography. Walkup has recognized that when a highly conductive fiber contacts a hole or weak point in an insulating layer, it causes a short circuit, which is undesirable, especially in the case of printing plates for electronic printing. He also recognizes that the conductivity of the flexible element should not be too strong, nor should the resistance to electric current be too great. Ω ~ 100,000M
It has a surface resistance in the range of Ω. Walkup excluded materials such as copper, silver, and other common metals. The examples disclosed in column 3, lines 22 to 28 of the above-mentioned U.S. patent specification are papers, cloths, and papers which become slightly conductive by being metallized or coated with a hygroscopic salt such as glycerin or various salts. Includes seed plant fiber, glass cloth.

本発明者等は、Walkupによって示唆された材料が全て水
分感知性の材料で、経時的に相対湿度及び温度と共に電
気抵抗が変化するという欠点があることを見い出した。
つまり、Walkupにより適当と記されたいずれの材料も一
定条件下のある特定時点では適切だが、水分の存在に感
知する材料を長く使用していると、その動作に予測でき
ない事態が生じる。言い換えれば、水分含有量が上昇す
ると、比抵抗が減少し、ファイバが導体として作用し光
受容体をショートさせる値にまで下ってしまう。また本
発明者等は、各ファイバの電気比抵抗が比較的狭い限界
内に維持されれば、上記の“ピンホール”効果が避けら
れると共に、必要な帯電に適切な電流が光導電絶縁層に
与えられることを見い出した。
The inventors have found that the materials suggested by Walkup are all moisture sensitive materials and have the disadvantage of changing electrical resistance with relative humidity and temperature over time.
That is, any material described as appropriate by Walkup is appropriate at some point in time under certain conditions, but long-term use of materials that are sensitive to the presence of moisture can result in unpredictable behavior. In other words, as the water content increases, the specific resistance decreases and the fiber acts as a conductor and drops to a value that shorts the photoreceptor. Further, the inventors of the present invention have found that if the electrical resistivity of each fiber is maintained within a relatively narrow limit, the above-mentioned "pinhole" effect can be avoided, and a current suitable for necessary charging can be applied to the photoconductive insulating layer. I found what I was given.

Murray等の米国特許第4,336,565号は、ブラシが導電性
のカーボンファイバフィラメントで構成され、そこに電
位が加えられて、電荷を電気絶縁面上へ接触させるのに
使われるブラシ帯電装置を記載している。
Murray et al., U.S. Pat.No. 4,336,565, describes a brush charging device in which a brush is composed of a conductive carbon fiber filament to which an electric potential is applied to bring an electric charge onto an electrically insulating surface. There is.

本発明の目的は、絶縁層の欠陥部における電気ショート
回路の形成によって絶縁層内にピンホール欠陥を生じる
ことなく絶縁層を接触帯電する装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a device for contact-charging an insulating layer without causing pinhole defects in the insulating layer by forming an electric short circuit in the defective portion of the insulating layer.

本発明の別の目的は、帯電装置の比抵抗特性が相対湿度
及び温度の変化に対して実質上安定している帯電装置を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a charging device in which the specific resistance characteristics of the charging device are substantially stable with respect to changes in relative humidity and temperature.

本発明の別の目的は、柔く、機械的な意味において絶縁
層を破壊しない接触帯電装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a contact charging device which is soft and does not destroy the insulating layer in a mechanical sense.

本発明の別の目的は、各ファイバがブラシ全体としての
帯電性能に悪影響を及ぼさない帯電装置を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a charging device in which each fiber does not adversely affect the charging performance of the brush as a whole.

本発明の別の目的は、各ファイバ自体が電流を自己制限
する接触ブラシ帯電装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a contact brush charging device in which each fiber itself self limits the current flow.

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するため、本発明によれば、絶縁層を
帯電する接触ブラシ帯電装置であって、ブラシ形状に配
置された複数の弾性的に可撓性の細いファイバを備えて
成り、該ファイバがその各先端が絶縁層と接触するよう
に支持手段によって支持されると共に、約102Ωcmから
約106Ωcmの電気比抵抗を有し、且つその比抵抗が相対
湿度及び温度の変化に対して実質上安定であり、ファイ
バが部分的に炭素化されたポリアクリロニトリルファイ
バであることを特徴とする接触ブラシ帯電装置が提供さ
れる。
According to the present invention, there is provided a contact brush charging device for charging an insulating layer, comprising a plurality of elastically flexible thin fibers arranged in a brush shape. The fiber is supported by supporting means such that each tip of the fiber is in contact with the insulating layer, and has an electrical resistivity of about 10 2 Ωcm to about 10 6 Ωcm, and the specific resistance is A contact brush charging device is provided which is substantially stable to changes in humidity and temperature and is characterized in that the fiber is a partially carbonized polyacrylonitrile fiber.

(実施例) 以下本発明を好ましい実施例について説明する。(Example) Hereinafter, a preferable example of the present invention will be described.

まず第1図を参照すると、本発明のコロナ発生装置を含
む自動ゼログラフイック複写機10が一例として示してあ
る。第1図に示した複写機10は、原稿からコピーを作成
するのに使われる各種構成部分を示している。本発明の
装置は自動ゼログラフイック複写機10で使うのに特に適
するが、本装置はその他の静電写真システムを含む広範
囲の処理システムで使うのにも同様に適し、その用途は
図示の特定実施例に必ずしも限定されないことが以下の
説明から明らかであろう。
Referring first to FIG. 1, an automatic xerographic copying machine 10 including the corona generating device of the present invention is shown as an example. The copier 10 shown in FIG. 1 shows various components used to make a copy from a document. While the apparatus of the present invention is particularly suitable for use in an automatic xerographic copier 10, the apparatus is equally suitable for use in a wide range of processing systems, including other electrostatographic systems, the application of which is shown in the particular embodiment illustrated. It will be clear from the description below that it is not necessarily limited to the examples.

第1図に示した複写機10はドラム状の像記録部材12を使
用し、その外周が適切な光導電性材料13で被覆されてい
る。ドラム12はシャフト14によって本体フレーム(図示
せず)内に回転自在に軸支され、矢印15の方向に回転し
て、ドラム状の像担持面13を複数のゼログラフイック処
理ステーションへと順次通過させる。適当な駆動手段
(図示せず)が設けられて協働する各種機械部品の運動
を付勢・調整することにより、原入力シーン情報の忠実
な複写が用紙等の最終支持材16上に記録される。
The copier 10 shown in FIG. 1 uses a drum-shaped image recording member 12, the outer periphery of which is coated with a suitable photoconductive material 13. The drum 12 is rotatably supported in a body frame (not shown) by a shaft 14 and rotates in the direction of an arrow 15 to sequentially pass the drum-shaped image bearing surface 13 to a plurality of xerographic processing stations. . An appropriate drive means (not shown) is provided to energize and adjust the movement of the various mechanical parts that cooperate to record a faithful copy of the original input scene information on the final support 16 such as paper. It

まず、ドラム12が光導電層3を回転移動して接触帯電ブ
ラシ11等の帯電ステーション17に通し、そこで周知の方
法により静電電荷が光導電層13上に一様に置かれ像形成
の準備を整える。その後、ドラム12が露出ステーション
18に移動し、そこで帯電光導電面13が原入力シーン情報
の光像に露出されることにより、光露出領域において電
荷が選択的に消失し、原入力シーンを静電潜像の形で記
録する。露出後、ドラム12は光導電面13上に記録された
静電潜像を現像ステーション19へ回転し、そこで通常の
混合現像剤がドラム12の光導電面13上に施され、潜像を
可視像とする。一般に、適切な現像ステーションは、強
磁性の粗キャリャ粒子とトナー色素粒子を有する磁化可
能な混合現像剤を用いた磁気ブラシ現像系を含む。
First, the drum 12 rotatably moves the photoconductive layer 3 and passes it through a charging station 17 such as a contact charging brush 11 where electrostatic charges are uniformly deposited on the photoconductive layer 13 by a known method to prepare for image formation. Arrange. Then drum 12 is exposed station
When the charged photoconductive surface 13 is exposed to the light image of the original input scene information, the charge is selectively lost in the light exposed area, and the original input scene is recorded in the form of an electrostatic latent image. To do. After exposure, drum 12 rotates the electrostatic latent image recorded on photoconductive surface 13 to development station 19, where a conventional mixed developer is applied to photoconductive surface 13 of drum 12 to develop the latent image. Let it be a visual image. In general, suitable development stations include a magnetic brush development system with a magnetizable mixed developer having ferromagnetic coarse carrier particles and toner dye particles.

最終支持材のシート16は、昇降式スタック支持トレイ20
上に積み重ねられた状態で支持されている。スタックが
その上昇位置にあるとき、シート分離送りベルト21が個
々のシートをそこから整合ピンチロール22へ給送する。
次いでシートは、ドラム上の像と正確に整合された転写
ステーション23に送られる。光導電層13上の現像された
像が転写ステーション23内で最終支持材のシート16と接
触させられ、トナー像が光導電面13から最終支持シート
16の接触面へ転写される。像の転写後、所望により紙、
プラスチック等から成る最終支持材が分離ステーション
へ運ばれ、そこで分離コロトロン27が支持材を一様に帯
電し、それをドラム12から分離させる。
Sheet 16 of the final support material is a lifting stack support tray 20
It is supported in a stacked state. When the stack is in its raised position, the sheet separation feed belt 21 feeds individual sheets therefrom to the alignment pinch roll 22.
The sheet is then fed to a transfer station 23 which is in precise registration with the image on the drum. The developed image on the photoconductive layer 13 is brought into contact with the sheet 16 of final support material in the transfer station 23 and the toner image is transferred from the photoconductive surface 13 to the final support sheet.
Transferred to 16 contact surfaces. After transferring the image, if desired, paper,
The final support material, such as plastic, is conveyed to a separation station where the separation corotron 27 uniformly charges the support material and separates it from the drum 12.

トナー像が最終支持材のシート16上へ転写された後、そ
の上に像を持ったシートが適当な定着器24に送られ、定
着器24が転写粉末像をそこに融着する。定着プロセス
後、シート16はトレイ25等適当な取出装置へと送られ
る。
After the toner image has been transferred onto the sheet 16 of final support material, the sheet bearing the image thereon is sent to a suitable fuser 24, which fuses the transferred powder image thereto. After the fixing process, the sheet 16 is sent to an appropriate take-out device such as the tray 25.

大部分のトナー粉末が最終支持材16へ転写されるが、ト
ナー粉末像の最終支持材上への転写後、一部の残留トナ
ーがどうしても光導電面13上に残る。そこでトナー像の
最終支持材上への転写後、ドラム上に残っている残留電
荷が本発明による前浄化コロトロン28から発生されるコ
ロナによって減じられる。次いで、トナー像の転写後光
導電面13上に残っている残留トナー粒子は浄化器26によ
って除去される。
Most of the toner powder is transferred to the final support material 16, but some residual toner will inevitably remain on the photoconductive surface 13 after the transfer of the toner powder image onto the final support material. There, after transfer of the toner image onto the final support, the residual charge remaining on the drum is reduced by the corona generated from the precleaning corotron 28 according to the invention. The residual toner particles remaining on the photoconductive surface 13 after the transfer of the toner image are then removed by the purifier 26.

一般に、コピーが通常モードと行なわれる場合、複写す
べき原稿は水平で透明な透視プラテン30の上に像を下向
きに置かれ、プラテン30がセルフオック(Selfoc)レン
ズ18としてこゝに示した光学系を通して原稿を伝送す
る。可動プラテンの速度と光導電性ベルトの速度が同期
され、原稿の忠実な複写を考える。
Generally, when copying is to be done in normal mode, the original to be copied is placed with the image face down on a horizontal, transparent see-through platen 30, and platen 30 is an optical system shown here as a Selfoc lens 18. The manuscript is transmitted through. The speed of the movable platen and the speed of the photoconductive belt are synchronized, and a faithful copy of the original is considered.

本願の目的として、本発明による装置を実装可能な自動
ゼログラフイック複写機の全般的動作を示すのに、以上
の説明で充分であろう。
For the purpose of this application, the above description will be sufficient to show the general operation of an automatic xerographic copier in which the apparatus according to the invention can be implemented.

第2図には、複数の弾性的に可撓性の細いファイバ31が
支持ロッド32の周囲に巻付けられた接触ブラシ帯電装置
11が示してある。ブラシの長さ方向に沿って一様に分布
された各ブラシは、U字状の導電性外側シールド34によ
ってロッド上の所定位置に保持され、外側シールド34は
その両端に一対の孔開きタブ36を有し、装置を電気回路
に取付接続する手段を与える。ブラシは固定位置で用い
てもよいし、又は所望なら、それが接触する光導電性絶
縁層の移動方向と交差する方向に振動させてもよい。又
電荷の一様性を保証するため、2以上のブラシを並列配
置して用いてもよい。第2図は平面状のブリストルブラ
シの形で接触帯電ブラシを示しているが、本発明の装置
は第4図に示すようなローラ形状のブラシにも使えるこ
とが理解されよう。ローラ形状の場合、各ファイバは導
電性弾性ベース38上に取付けられるか、あるいは同ベー
ス内に織り込まれるか又は編み込まれ、ベース38は電源
に接続された導電性ローラ40の周囲に巻付けられてい
る。このような回転ブラシは、電荷を最大限一様とす
る。
FIG. 2 shows a contact brush charging device in which a plurality of elastically flexible thin fibers 31 are wound around a support rod 32.
11 is shown. Each brush, evenly distributed along the length of the brush, is held in place on the rod by a U-shaped conductive outer shield 34, which has a pair of perforated tabs 36 at its ends. And provides a means for mounting and connecting the device to an electrical circuit. The brush may be used in a fixed position or, if desired, may be vibrated in a direction that intersects the direction of movement of the photoconductive insulating layer it contacts. Two or more brushes may be arranged in parallel to ensure the uniformity of electric charge. Although FIG. 2 shows a contact charging brush in the form of a flat bristle brush, it will be appreciated that the device of the present invention can also be used with a roller-shaped brush as shown in FIG. In the roller form, each fiber is mounted on, or woven or braided into, a conductive elastic base 38, which is wrapped around a conductive roller 40 connected to a power source. There is. Such a rotating brush maximizes the charge uniformity.

本発明者等は、約102〜106Ωcmの直流電気比抵抗を持ち
且つ相対湿度及び温度の変化に対しても比抵抗が実質上
安定しているファイバで接触ブラシ帯電装置を構成すれ
ば、上記したピンホールの欠陥とそれに伴うコピー品質
の欠陥が避けられることを見い出した。比抵抗が102Ωc
m以下のファイバ材料を使うと、欠陥箇所で消費される
電力量が増大し、ピンホール効果とそれに伴うコピー品
質の欠陥が大きくなる。比抵抗が106Ωcmより大きく、
約1200Vの電圧が印加されると、像形成プロセスで使わ
れる光受容体の適切な帯電を完成するため光受容体に流
れ込む電流が不充分となる。又本発明者等は、上記範囲
内における電気比抵抗と導電度間の好ましいバランスが
約103〜105Ωcmの狭い比抵抗範囲で得られることも見い
出した。約105Ωcm以下の比抵抗を持つファイバが、比
抵抗の増大という点で最も安定している。尚こゝで、抵
抗性ファイバは全て時が経つにつれ比抵抗がわずかに増
大する傾向を持つ点に留意されたい。103Ωcm以上の比
抵抗を持つファイバは、より優れた電流サージ制限性能
を有し、従ってピンホールを生じにくい。上記の一般的
及び好適な電気比抵抗を示す材料は従来技術においても
存在するが、それらの材料はほゞ Walkupの特許に記さ
れたような性質を持ち、相対湿度の変化に対して比抵抗
が安定しない。尚、上記の比抵抗が実質上安定という表
現で意味しているのは、比抵抗の変化の大きさが通常の
動作範囲及び経時による温度及び相対湿度の変化に基く
オーダーより小さいということである。つまり我々は、
ほゞ60°F(15.6℃)〜90°F(32.2℃)の温度と10〜
80%の相対湿度の範囲における安定性について述べてい
る。また、ステンレス鋼、眞ちゅう及びアルミ化ファイ
バガラス等これまで使われている材料の多くは、硬過ぎ
たり脆過ぎ、光受容体と接触したときそれを損傷させる
等、その他の点で望ましい物理的特徴を持たない。さら
に、必要な特性を持つ一部の材料は従来、ドーピング及
び顔料の添加等複雑な製造技術によって作られており、
これらは全て材料の機械的特性を機械的に劣化させてし
まう。
If the present inventors configure the contact brush charging device with a fiber having a direct current electrical resistivity of about 10 2 to 10 6 Ωcm and a resistivity that is substantially stable against changes in relative humidity and temperature. Have found that the above-mentioned pinhole defects and the accompanying copy quality defects can be avoided. Resistivity is 10 2 Ωc
Using a fiber material of m or less increases the amount of power consumed at the defect location, increasing the pinhole effect and the resulting defect in copy quality. The specific resistance is larger than 10 6 Ωcm,
When a voltage of about 1200 V is applied, there is insufficient current flowing into the photoreceptor to complete proper charging of the photoreceptor used in the imaging process. The present inventors have also found that a preferable balance between the electrical resistivity and the conductivity within the above range can be obtained in a narrow resistivity range of about 10 3 to 10 5 Ωcm. Fibers with a resistivity below about 10 5 Ωcm are the most stable in terms of increased resistivity. It should be noted that all resistive fibers tend to have a slight increase in resistivity over time. Fibers with a resistivity greater than 10 3 Ωcm have better current surge limiting performance and are therefore less prone to pinholes. Although the materials having the above-mentioned general and preferable electric resistivity exist in the prior art, those materials have the properties as described in the Walkup patent and have a specific resistance to a change in relative humidity. Is not stable. The expression that the resistivity is substantially stable means that the magnitude of the change in resistivity is smaller than an order of magnitude based on the change in temperature and relative humidity over the normal operating range and aging. . So we are
About 60 ° F (15.6 ° C) to 90 ° F (32.2 ° C) and 10 to
Stability in the 80% relative humidity range is stated. Also, many of the materials used to date, such as stainless steel, brass and aluminized fiberglass, are too hard or too brittle to damage the photoreceptor when it comes into contact with it, or otherwise have desirable physical properties. It has no characteristics. In addition, some materials with the required properties are traditionally made by complex manufacturing techniques such as doping and adding pigments,
All of these mechanically degrade the mechanical properties of the material.

本発明のファイバは弾性的に可撓性であるから、ブラシ
位置を通過するシートによってファイバが偏向されて
も、シートの後縁がそこを通過した後ファイバは元の位
置へ弾性によって戻る。さらに、長時間圧縮されていて
も、その圧縮が取り除かれれば、ファイバは元の配向に
戻る。光受容体に生じ得るいかなる物理的な劣化も減少
させるため、ファイバは比較的堅くて脆くないことつま
り柔いのが好ましい。一般にファイバは、破断する前に
その初期長さの約1.2%〜3%の引張応力伸張度を有す
る。また、本発明の抵抗性ファイバはほゞ円形断面で、
約5〜50μ,好ましくは約8〜10μの直径を持ち、この
ためファイバは破断又は破損しにくい。
Since the fiber of the present invention is elastically flexible, even if the fiber is deflected by the sheet passing through the brush position, the fiber will elastically return to its original position after the trailing edge of the sheet has passed therethrough. Further, even if it has been compressed for a long time, if the compression is removed, the fiber returns to its original orientation. It is preferred that the fiber be relatively stiff and not brittle, i.e. soft, to reduce any physical degradation that may occur to the photoreceptor. Generally, the fiber has a tensile stress elongation of about 1.2% to 3% of its initial length before breaking. The resistive fiber of the present invention has a substantially circular cross section,
It has a diameter of about 5-50μ, preferably about 8-10μ, which makes the fiber less susceptible to breakage or breakage.

本発明の接触帯電ブラシで使うファイバは、ポリアクリ
ロニトリル(PAN)前駆ファイバの部分的炭素化を生ず
るため、低熱処理温度での処理から得られたカーボンフ
ァイバである。かかるファイバでは、炭素化温度を一定
の制限内に注意深く制御することにより、炭素化カーボ
ンファイバについて正確な電気比抵抗を得られることが
見い出された。この点に関しては、比抵抗と炭素化プロ
セスの処理温度に対するその依存性を示すグラフである
第3図に注目されたい。ポリアクリロニトリル前駆ファ
イバはStackpole社,Celanese社等により、1,000〜180,0
00フィラメントのヤーン束として商業的に製造されてい
る。これらのヤーン束が、約300℃の温度の酸素雰囲気
内でパンファイバを安定化し全酸素(preox−)安定化P
ANを生成する段階と、これに続きもっと高温の不活性
(窒素)雰囲気内で炭素化する段階とを含む2段階プロ
セスにより部分的に炭素化される。こうして得られるフ
ァイバの直流電気比抵抗は、炭素化の温度を選択するこ
とによって制御される。例えば第3図に示すように、約
102〜106Ωcmの電気比抵抗を持つカーボンファイバは、
炭素化温度を約500℃〜750℃の範囲に制御すれば得られ
る。このようなプロセスを経て得たファイバは温度及び
相対湿度の変化に対して安定しており、電気比抵抗が相
対湿度によって変化しない。この点は、電気比抵抗が相
対湿度によって大きく変化するWalkupの特許に関連して
上記したような材料と鋭い対照を成す。さらに、ファイ
バ本体から浸出して後に光受容体の汚染を生じる恐れの
ある充填剤、可塑剤,ワックス,その他の添加剤を用い
ることなくファイバが製造される。この結果、製造され
るファイバは組成において実質上均質で、非結合種を含
む添加剤が存在しないという意味で比較的純粋である。
また、ファイバ中に残った窒素と酸素は全て、残留ポリ
マー鎖の一部として何らかの形で炭素に結合されるか、
又は相互に結合される。
The fiber used in the contact charging brush of the present invention is a carbon fiber obtained from treatment at low heat treatment temperatures because it results in partial carbonization of the polyacrylonitrile (PAN) precursor fiber. It has been found that in such fibers, precise control of the carbonization temperature can be obtained by carefully controlling the carbonization temperature within certain limits. In this regard, note FIG. 3, which is a graph showing the resistivity and its dependence on the processing temperature of the carbonization process. Polyacrylonitrile precursor fiber is 1,000-180,0 by Stackpole, Celanese, etc.
It is manufactured commercially as a yarn bundle of 00 filaments. These yarn bundles stabilize the pan fiber in an oxygen atmosphere at a temperature of about 300 ° C and stabilize the total oxygen (preox-) P
It is partially carbonized by a two-step process that includes the steps of forming AN followed by carbonization in a higher temperature inert (nitrogen) atmosphere. The DC electrical resistivity of the resulting fiber is controlled by selecting the carbonization temperature. For example, as shown in FIG.
Carbon fiber with electrical resistivity of 10 2 to 10 6 Ωcm is
It can be obtained by controlling the carbonization temperature in the range of about 500 ° C to 750 ° C. The fiber obtained through such a process is stable against changes in temperature and relative humidity, and its electrical resistivity does not change with relative humidity. This is in sharp contrast to the materials described above in connection with the Walkup patent, where electrical resistivity varies significantly with relative humidity. Further, the fiber is manufactured without the use of fillers, plasticizers, waxes, and other additives that can leach out of the fiber body and subsequently contaminate the photoreceptor. As a result, the fibers produced are substantially homogeneous in composition and relatively pure in the sense that there is no additive containing unbound species.
Also, all the nitrogen and oxygen left in the fiber is somehow bound to carbon as part of the residual polymer chain,
Or, they are connected to each other.

温度及び相対湿度に対する電気比抵抗の安定した性質
は、カーボンブラックやその他の物理的に1つの形又は
別の形で混合された添加剤を加えて導電度を得るほとん
どのポリマーファイバと比べ対照的である。ポリマーフ
ァイバを使うと、カーボンブラックやその他の添加剤が
最終的に光受容体上に被着されるという事態が一般に生
じる。
The stable nature of the electrical resistivity with respect to temperature and relative humidity contrasts with most polymer fibers where conductivity is obtained by adding carbon black or other physically mixed additives in one form or another. Is. The use of polymer fibers generally results in carbon black and other additives ultimately deposited on the photoreceptor.

本発明によるファイバは極めて密に詰め込み、高いファ
イバ充填密度(単位面積当りのファイバの自由端数)を
与えられる。一般に、本発明の接触ブラシ帯電装置は約
5×104〜4×106ファイバ/平方インチのファイバ充填
密度を有する。これらのファイバは織り合すのに適し、
従って所望なら織物へ織ることもできる。動作時には、
1本1本の各ファイバが光受容体を機械的に侵食した
り、その他の理由で傷つけることなく、帯電エレメント
として機能する。従って、本発明による接触帯電ブラシ
は長い作用寿命を持つ。
The fibers according to the invention are very densely packed and give a high fiber packing density (free fraction of fibers per unit area). Generally, the contact brush charging device of the present invention has a fiber packing density of about 5 × 10 4 to 4 × 10 6 fibers / square inch. These fibers are suitable for weaving,
It can therefore be woven into a woven fabric if desired. In operation,
Each individual fiber acts as a charging element without mechanically eroding the photoreceptor or otherwise damaging it. Therefore, the contact charging brush according to the present invention has a long working life.

本発明の実施に際して使われる好ましいカーボンファイ
バは、celanese社からCELECT675として市販されてい
る。これらのファイバは、一般に文献中で教示されてい
る各種のプロセスを経て作られている。この炭素化ファ
イバを製造するのに使われているプロセスの詳細につい
ては、次の文献を参照されない。「低温におけるポリア
クリロニトリルからのカーボンファイバの製造」, D,E.Cagliostro,Textile Research Journal,1980年10
月,632〜638頁;「電気特性の点から見たポリアクリニ
トリルファイバの炭素化プロセスの解説」,L,Brehmer
等,Plaste und Kautschuk,1980,Vol.27,No.6,309〜313
項;及び「カーボンファイバの電気抵抗」,D.B.Fischba
ck等,ワシントン州,シアトル,ワシントン大学,鉱
山,治金及びセラミック工学科 FB-10,191〜192頁。
The preferred carbon fiber used in the practice of the invention is commercially available from celanese as CELECT 675. These fibers are made through a variety of processes generally taught in the literature. For details of the process used to manufacture this carbonized fiber, reference is not made to: "Production of carbon fiber from polyacrylonitrile at low temperature", D, E. Cagliostro, Textile Research Journal , 1980 10
Tsuki, pp. 632-638; "Explanation of carbonization process of polyacrylonitrile fiber from the viewpoint of electrical characteristics", L, Brehmer
Et al., Plaste und Kautschuk, 1980, Vol.27, No.6,309-313.
Section; and “Electrical Resistance of Carbon Fiber”, DBFischba
ck et al., Seattle, Washington, University of Washington, Department of Mines, Metallurgy and Ceramic Engineering, FB-10, 191-192.

第3図は処理温度による比抵抗の変化を、比抵抗の対数
表示対処理温度として表わしている。このグラフから、
比抵抗の正確な制御は炭素化の温度を制御することによ
って得られることが明らかである。また上述したよう
に、本発明の実施に際して使われる好ましいファイバは
安定しており、その比抵抗は相対湿度又は温度によって
変化せず、ファイバ自体は可撓性が高く、直径が細く、
圧縮硬化を実質上生じず、伸張度はわずか1.2〜3%で
ある。
FIG. 3 shows the change in the specific resistance depending on the processing temperature as a logarithmic display of the specific resistance versus the processing temperature. From this graph,
It is clear that precise control of resistivity can be obtained by controlling the temperature of carbonization. Also, as mentioned above, the preferred fiber used in the practice of the present invention is stable, its resistivity does not change with relative humidity or temperature, and the fiber itself is highly flexible, thin in diameter,
Virtually no compression hardening occurs and the elongation is only 1.2-3%.

以下の表に、異った直流電気比抵抗を有する幾つかのフ
ァイバについて接触ブラシ帯電性能を示す。各例におい
て、ブラシは約40,000ファイバ/平方インチのファイバ
充填密度を有し、同一の幾何寸法で構成された。導電性
グラフアイトとステンレス鋼製ファイバは、Swift等の
米国特許第4,330,349号のマンドレス巻付法に従って作
られた。つまり、両面裏張り発泡体接着テープがマンド
レル上に置かれ、ファイバをマンドレルの周囲に巻き付
けた後、両面裏張り発泡体接着テープと更に別のファイ
バがその上に交互に巻き付けられ、最終的に4層のファ
イバ巻付層を有するブラシが得られた。次いで、アルミ
製ストリップが外側のテープ上に配置され、ブラシを囲
い込んで積層し、ファイバへの電気接点を与えた。ブラ
シの先端は約0.5インチ(1.27cm)の突出長さとなるよ
うに、断裁カッターで整えられた。その後、ブラシの背
面を導電性の銀ペイントで被覆し、全ファイバへ確実に
電気接点を与えると共に各ファイバをブラシ内にシール
した。
The table below shows the contact brush charging performance for several fibers with different DC electrical resistivity. In each example, the brush had a fiber packing density of about 40,000 fibers / square inch and was constructed with the same geometric dimensions. The conductive graphite and stainless steel fibers were made according to the Mandless winding method of Swift et al., US Pat. No. 4,330,349. That is, a double-sided backing foam adhesive tape is placed on the mandrel, the fiber is wrapped around the mandrel, then double-sided backing foam adhesive tape and yet another fiber are alternately wound onto it, finally A brush having 4 layers of fiber winding was obtained. An aluminum strip was then placed on the outer tape, enclosing and laminating the brush to provide electrical contact to the fiber. The tip of the brush was trimmed with a cutting cutter to have a protruding length of about 0.5 inch (1.27 cm). The back of the brush was then coated with a conductive silver paint to ensure electrical contact to all fibers and to seal each fiber within the brush.

Stackpoleファイバは、40,000ファイバ/インチの4イ
ンチ(10.2cm)幅トウとして供給された。これらのトウ
が両面裏張り発泡体テープを使い手作業で積層された
後、アルミ製ストリップを使って積層体を囲い込み、ブ
ラシの根元つまりハンドルを形成すると共にファイバへ
の電気接点を形成する。トウはアルミ製ストリップから
約1インチ(2.54cm)突出し、典型的に約0.5インチ
(1.27cm)の突出長さを持つように断裁カッターで整え
られた。
Stackpole fibers were supplied as 40,000 fibers / inch 4 inch (10.2 cm) wide tow. After these tows are manually laminated with double-sided foam tape, aluminum strips are used to enclose the laminate to form the roots or handles of the brushes and electrical contacts to the fibers. The tows protruded about 1 inch (2.54 cm) from the aluminum strip and were trimmed with a cutting cutter to typically have a projected length of about 0.5 inch (1.27 cm).

次いで、0.5インチ(1.27cm)の自由ファイバ長を持つ
長さ4インチ(約10.2cm)の各ブラシが、米国特許第4,
265,990号に記載されたような光導電面を持った回転ド
ラムの周囲に接着し、光導電面と接触させることによっ
てそれぞれ試験された。ドラムの1回転中、ブラシへの
印加電圧は0から−1500Vへ傾斜変化され、線形に増加
する電荷密度を光受容体上に被着させ、これがドラムの
回転に伴い電位計によって測定された。V(光受容体)
対V(印加)ラインの傾斜が帯電能力の大きさとなる。
本発明のブラシの場合、この傾斜は極めて1に近く、す
なわち光受容体の表面電位が速度等その他のプロセス変
量と関わりなく印加電圧に追従し、従って“一定の電圧
帯電”が得られる。カーボンファイバの比抵抗が高過ぎ
ると、帯電曲線の傾斜は1よりはるかに小さくなり、V
(光受容体)はV(印加)より小さく増加する。これ
は、もっと導電性の高いブラシによる場合と同じ結果を
達成するのにV(印加)が増加されねばならず、この結
果ブラシ帯電の利点の1つが失われることを意味する。
逆にファイバの導電性が高過ぎると、帯電の進行中にピ
ンホール損傷か光受容体に生じ、かかるピンホールの大
きさと数はファイバの導電度が高くなるほど増大する。
各性能を下記の表に要約する。
Each 4-inch long brush with a 0.5-inch (1.27 cm) free fiber length is then described in US Pat.
Each was tested by gluing it around a rotating drum having a photoconductive surface and contacting the photoconductive surface as described in 265,990. During one revolution of the drum, the applied voltage to the brush was ramped from 0 to -1500 V, causing a linearly increasing charge density to be deposited on the photoreceptor, which was measured by an electrometer as the drum rotated. V (photoreceptor)
The inclination of the line to the V (applied) becomes the magnitude of the charging ability.
In the case of the brushes of the invention, this slope is very close to 1, ie the surface potential of the photoreceptor follows the applied voltage irrespective of other process variables such as speed, thus obtaining a "constant voltage charge". If the resistivity of the carbon fiber is too high, the slope of the charging curve becomes much smaller than 1, and V
(Photoreceptor) increases less than V (applied). This means that V (application) must be increased to achieve the same result as with a more conductive brush, which results in the loss of one of the advantages of brush charging.
Conversely, if the conductivity of the fiber is too high, pinhole damage or photoreceptors will occur during charging, and the size and number of such pinholes will increase as the conductivity of the fiber increases.
Each performance is summarized in the table below.

上記した従来の導電性グラファイトファイバはHercule
s,Celanes及びUnion Carbideの各社から入手でき、それ
ぞれニュージャージ州、チヤタムのCelanes社製 Celio
n 6000カーボンファイバー;イリノイ州,シカゴの Un
ion Carbide社製Thornel 50及び300(PAN)カーボンフ
ァイバ;デラウェア州,ウィルミントンのHercules社製
MagnamiteAS4 PANベースグラフアイトファイバ。ステ
ンレス鋼ファイバは、ニュヨーク州,ロチェスターSchl
egel社から入手できる。ファイバ1〜6はStackpoleで
作られたPANファイバで、Xerox社用の指示温度で炭素化
されている。
The conventional conductive graphite fiber described above is Hercule
cels, Celanes and Union Carbide, Celanes Celiones, Chyatam, NJ, respectively.
n 6000 carbon fiber; Un, Chicago, Illinois
ion Carbide Thornel 50 and 300 (PAN) carbon fiber; Hercules, Wilmington, Del.
Magnamite AS4 PAN base graphite fiber. Stainless Steel Fiber, Schl, Rochester, NY
Available from egel. Fibers 1-6 are PAN fibers made with Stackpole and carbonized at the indicated temperatures for Xerox.

表から明らかなように、導電性ファイバ(従来の導電性
グラフアイト,ステンレス鋼及びPanex 30)ではピンホ
ール効果が認められた。Stackpole No.1,2及び3は絶縁
性が強過ぎて、信頼できる一様な帯電を与えられなかっ
た。
As is clear from the table, the pinhole effect was recognized in the conductive fibers (conventional conductive graphite, stainless steel and Panex 30). Stackpole Nos. 1, 2 and 3 were too insulative to give a reliable and uniform charge.

1.8×103〜4.0×106の比抵抗を示したStackpol No.4,5
及び6は光受容体を帯電し、そのうちNo.5と6のStackp
oleファイバについて許容帯電が得られた。
Stackpol No. 4, 5 showing a specific resistance of 1.8 × 10 3 to 4.0 × 10 6.
And 6 charged photoreceptors, of which Stackp of No. 5 and 6
An acceptable charge was obtained for the ole fiber.

(発明の効果) このように本発明によれば、商業的に生産可能で光受容
体の表面と適合する長寿命の材料を選択でき、前述した
“ピンホール効果”を生ずることのない接触ブラシ帯電
装置が提供される。またブラシ帯電装置の比抵抗は、炭
素化温度によって制御できる。こうして得られたブラシ
は柔く、機械的な意味において光受容体に破壊を生じな
い。さらに、ショート時における1本のファイバ中の電
流は各ファイバの高比抵抗によりブラシ全体の電圧を減
少させることなく光受容体上でアースされるため、ファ
イバは電流の点で自己制限されており、個々のファイバ
のいずれのショートもブラシの帯電性能に悪影響を及ぼ
さない。しかも本発明による好ましいファイバは、すり
切れ物やくず等どんな物も光受容体上に被着せず、又光
受容体を摩損しない。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to select a material which can be commercially produced and has a long life which is compatible with the surface of the photoreceptor, and which does not cause the above-mentioned "pinhole effect". A charging device is provided. Further, the specific resistance of the brush charging device can be controlled by the carbonization temperature. The brush thus obtained is soft and does not cause damage to the photoreceptor in a mechanical sense. Moreover, the current in one fiber during a short circuit is grounded on the photoreceptor without reducing the voltage across the brush due to the high resistivity of each fiber, so the fiber is self-limited in terms of current. , Any shorting of individual fibers does not adversely affect the charging performance of the brush. Moreover, the preferred fibers according to the present invention do not deposit any debris or debris on the photoreceptor and do not abrade the photoreceptor.

こゝで参照した特許及び刊行物は全て、その全体を本明
細書中に参考資料として含める。
All patents and publications referenced herein are incorporated herein by reference in their entireties.

以上静電写真複写機で使われる接触ブラシ帯電装置を特
に参照して本発明を詳しく説明したが、ブラシ帯電装置
は多くの異った分野に適用できることが理解されよう。
例えば、静止エリミネータブラシやバイアス及び非バイ
アス光受容体装置としても使える。本発明の精神と範囲
を逸脱することなく、上記の詳細な説明から各種の変更
を行なえることが理解されよう。当業者によって成され
るそのような変更はいずれも特許請求の範囲に記載され
た範囲に含まれるものである。
Although the present invention has been described in detail above with particular reference to contact brush charging devices used in electrostatographic reproduction machines, it will be appreciated that brush charging devices can be applied in many different fields.
For example, it can be used as a static eliminator brush or as a biased and non-biased photoreceptor device. It will be appreciated that various changes may be made from the above detailed description without departing from the spirit and scope of the invention. All such modifications made by those of ordinary skill in the art are intended to be within the scope of the appended claims.

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

第1図は本発明によるブラシ帯電装置を備えた自動静電
写真複写機の概略断面図; 第2図は本発明による帯電ブラシの実施例の斜視図; 第3図は本発明による好ましいファイバについての処理
温度に対する直流比抵抗を示すグラフ;及び 第4図は本発明による帯電ブラシの別の実施例の等尺図
である。 11…接触ブラシ帯電装置, 13…絶縁層, 31…ファイバ, 34…支持手段, 38…導電性スリーブ。
1 is a schematic sectional view of an automatic electrostatographic copying machine equipped with a brush charging device according to the present invention; FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of a charging brush according to the present invention; and FIG. 3 is a preferred fiber according to the present invention. 4 is a isometric view of another embodiment of the charging brush according to the present invention. 11 ... Contact brush charging device, 13 ... Insulating layer, 31 ... Fiber, 34 ... Supporting means, 38 ... Conductive sleeve.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁層を帯電する接触ブラシ帯電装置にお
いて、ブラシ形状に配置された複数の弾性的に可撓性の
細いファイバを備えて成り、該ファイバがその各先端が
上記絶縁層と接触するように支持手段によって支持され
ると共に、約102Ωcmから約106Ωcmの電気比抵抗を有
し、且つその比抵抗が相対湿度及び温度の変化に対して
実質上安定であり、前記ファイバが部分的に炭素化され
たポリアクリロニトリルファイバであることを特徴とす
る接触ブラシ帯電装置。
1. A contact brush charging device for charging an insulating layer, comprising a plurality of elastically flexible thin fibers arranged in a brush shape, each of which has its tip in contact with said insulating layer. And having an electrical resistivity of about 10 2 Ωcm to about 10 6 Ωcm, the resistivity being substantially stable to changes in relative humidity and temperature. Is a partially carbonized polyacrylonitrile fiber, a contact brush charging device.
【請求項2】前記複数のファイバがブラシの長さ方向に
沿って一様な分布で配置されている特許請求の範囲第1
項記載の装置。
2. The first fiber according to claim 1, wherein the plurality of fibers are arranged in a uniform distribution along the length of the brush.
The device according to the item.
【請求項3】前記ファイバが組成において実質上均質で
ある特許請求の範囲第1項記載の装置。
3. The apparatus of claim 1 wherein said fiber is substantially homogeneous in composition.
【請求項4】前記ファイバがほぼ円形の断面で、約5ミ
クロンから約50ミクロンの直径である特許請求の範囲第
1項記載の装置。
4. The apparatus of claim 1 wherein said fiber has a generally circular cross section and a diameter of about 5 microns to about 50 microns.
【請求項5】前記ファイバがブラシ内に配置され、約5
×104から4×106本/平方インチ(約78本/mm2から620
本/mm2)の密度を有する特許請求の範囲第1項記載の
装置。
5. The fiber is disposed in a brush and has about 5
× 10 4 to 4 × 10 6 lines / square inch (about 78 lines / mm 2 to 620
A device according to claim 1 having a density of lines / mm 2 ).
【請求項6】前記ファイバが円筒状の導電性スリーブの
周囲に回転ブラシの形状で配置された特許請求の範囲第
1項記載の装置。
6. A device according to claim 1, wherein said fibers are arranged in the form of a rotating brush around a cylindrical conductive sleeve.
JP60230911A 1984-10-29 1985-10-16 Contact brush charging device Expired - Lifetime JPH0675221B2 (en)

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US66582284A 1984-10-29 1984-10-29
US665822 1984-10-29

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EP0180378A3 (en) 1986-12-10
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