金属被覆付有孔マトリクス内にナノストラクチャを設けた直接帯電装置
【課題】レセプタを直接帯電させることができまた帯電プロセスにおける反応性酸化性化学種の不要発生を減らせる方法及びシステムを提供する。
【解決手段】導電層７１０、多孔質層７２０、導電層７３０及びナノストラクチャ７５０によって電子写真用帯電装置７００を構成する。導電層７１０上には多孔質層７２０がありその上には導電層７３０がある。多孔質層７２０には複数個の孔７４０があり、各孔７４０内には少なくとも１個のナノストラクチャ７５０があって導電層７１０に導電接続されている。導電層７１０には電源７８０から第１バイアス電圧を印加し、それによって、導電層７３０の向かい側にあるレセプタ７６０を帯電又は放電させる。好ましくは電源７８２によって導電層７３０に第２バイアス電圧を印加し、帯電又は放電動作を制御する。
【解決手段】導電層７１０、多孔質層７２０、導電層７３０及びナノストラクチャ７５０によって電子写真用帯電装置７００を構成する。導電層７１０上には多孔質層７２０がありその上には導電層７３０がある。多孔質層７２０には複数個の孔７４０があり、各孔７４０内には少なくとも１個のナノストラクチャ７５０があって導電層７１０に導電接続されている。導電層７１０には電源７８０から第１バイアス電圧を印加し、それによって、導電層７３０の向かい側にあるレセプタ７６０を帯電又は放電させる。好ましくは電源７８２によって導電層７３０に第２バイアス電圧を印加し、帯電又は放電動作を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電又は放電（以下「帯電」と総称）処理に使用しうる帯電装置に関する。本発明は、例えば、多孔質素材により孔を形成し更にその孔内にナノストラクチャを配した構成を有する電子写真(electrophotographic)装置用帯電装置として、実施できる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスでは、例えばフォトレセプタ（以下単に「レセプタ」とも呼ぶ）帯電処理、トナー層再帯電処理、静電トナー転写用中間転写ベルト帯電処理、シート状媒体（用紙シート等）帯電処理等のため、様々な帯電装置が用いられる。従来から用いられている帯電装置には非接触式と接触式とがあり、非接触式帯電装置としては、ワイヤ又はピンに直流高電圧を印加してイオンを発生させ、そのイオンを帯電に使用するコロトロン、スコロトロン、ジコロトロン等が広く用いられている。しかしながら、この種の装置には、帯電プロセス実施中に反応性の強い酸化性の化学種が発生するという問題がある。帯電プロセス実施中等に発生するこうした不要な化学種は、フォトレセプタ劣化や空気汚濁の原因となる。他方の接触式帯電装置は交流高電圧を用い小径ドラムを帯電させる仕組みであるが、これにもやはり、帯電プロセス実施中に発生する物質がフォトレセプタと反応しこれを劣化させるという問題がある。更に、従来の帯電装置では、高プロセス速度電子写真マシンを実現するのに大型の（例えばプロセス方向寸法が大きな）帯電装置が必要であり、また高電圧が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述の問題点を含め従来技術に存する問題点のうち幾つかを解決し、レセプタを直接帯電させることができ、しかも帯電プロセスにおける反応性酸化性化学種の不要発生を減らせるような、方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ここに、本発明の一実施形態に係る電子写真用帯電装置は、第１導電層と、第１導電層上にあり複数個の孔を有する多孔質層と、多孔質層上にある第２導電層と、多孔質層の各孔内に少なくとも１個あり第１導電層に導電接続されているナノストラクチャと、導電接続先の第１導電層に第１バイアス電圧を印加する第１電源と、を備え、第２導電層の向かい側にあるレセプタを帯電させるものである。
【０００５】
また、本発明の一実施形態に係り電子写真用帯電装置により実行されるレセプタ帯電方法は、複数個の孔を有する多孔質層を導電面上に設けるステップと、この導電面に導電接続されるよう多孔質層の各孔内に少なくとも１個のナノストラクチャを設けるステップと、多孔質層上に第２導電層を設けるステップと、上記導電面及び第２導電層に電圧を印加して複数種類の帯電種を発生させるステップと、発生した帯電種をその上に堆積させることによりレセプタを帯電させるステップと、を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の原理について別紙図面を参照しつつ説明する。ご理解頂けるように、これから示す詳細な説明及び先に示した概略的な説明は何れも例示的且つ説明的なものであり、別紙特許請求の範囲に記した発明の要旨を更に限定する趣旨のものではない。また、明細書の記載を参照し本発明の実施形態を説明するに当たっては、本発明の実施形態を幾つか示す別紙図面を併せて参照する。別紙図面においては、可能な限り、同一の又は類似する要素についてどの図でも同じ参照符号を用いている。
【０００７】
ここではまず、本発明の実施形態についてその構成を仔細に説明するのに先立ち、本発明の各実施形態に係る帯電装置（後に詳述）を組み込める電子写真複製(reproduction)装置及びその種々の構成要素について、図１を参照して模式的に説明する。本発明に係る帯電装置はとりわけ電子写真複製マシンにて好適に使用できるが、後の説明によって追々明らかになるように、本発明は他種装置でも好適に実施できる。例えば、静電写真(electrostatographic)プロセスを実施する様々なマシンで、或いは何らかの形で帯電装置を用いる様々なシステムで、本発明の実施形態に係る帯電装置を好適に使用することができる。特に、大抵の静電写真複写(copying)乃至印刷装置が数多くのサブシステムから構成されており、それらのサブシステムの中には帯電装置を設けうるサブシステムが種々あり、従ってそうしたサブシステムでも本発明の各実施形態に係る帯電装置を使用できる、ということに、ご留意頂きたい。該当するサブシステムとしては、トナー転写、剥離、放電、消去、予備乃至事前清掃、清掃等のサブシステムがある。更にご留意頂きたいことに、本発明に係る帯電装置は様々な用途向けにまた様々な目的用に実施することができる。例えば、本発明の実施形態に係る帯電装置は、面を帯電させる処理、面上の電荷に変化を与える処理、面上にイオンを堆積させる処理、気体中乃至流体中でイオンを堆積させる処理等、目的を問わず様々な用途に用いうる。また、本発明の実施形態に係る帯電装置は、面上に存する一種類以上の素材に電荷の変化をもたらす目的、例えば吸着支援、面における電荷誘導、分極、クリーンルーム内等での浄化・高純度化、生体物質による汚染の除去、生体物質の検知、生体物質の成長制御乃至移動制御等で、使用することができる。生体物質関連の例についていえば、本発明の実施形態に係る帯電装置を組み込んで解析センサ、検知器乃至解析システムを構成し、電気泳動解析又はそれに類する解析を実施するための機器に組み込むのが望ましい。
【０００８】
図１に示した電子写真複製装置は、電気的に接地された導電基板１４上に光導電面１２を堆積させた構成を有するドラム１０を備えている。図示しないがドラム１０はモータと連携しており、そのモータが動作するとドラム１０が矢印１６の方向に回転する。この回転に伴い光導電面１２の各部は前進していき、行く先々に配置されている後述の様々な処理ステーションを通り抜けていく。ドラム１０上の光導電面１２の各部がまず通るのは帯電装置２０を有する帯電ステーションＡであり、この装置２０は到来した部分を帯電させる。
【０００９】
光導電面１２のうち帯電処理が済んだ部分は画像形成ステーションＢに進む。画像形成ステーションＢでは、図示しない原稿をやはり図示しない光源に対し露出し、その原稿の光像を光導電面１２上の帯電部分に形成することによって、その部分の電荷を部位選択的に消散させる。これによって、原稿に相応する静電潜像がドラム１０上に記録される。
【００１０】
本件技術分野における習熟者（いわゆる当業者）であれば理解できるように、光導電面１２上の帯電部分への輻射による潜像形成手法は幾つかある。例えば、レーザビーム等の走査用電磁輻射ビームを適宜変調し、光導電面１２上の該当部位に照射すればよい。
【００１１】
ドラム１０上の光導電面１２のうち静電潜像記録済部分は現像ステーションＣに進む。現像ステーションＣに設けられている現像システム３０、例えば磁気ブラシ型現像器は、その静電潜像上に現像剤を堆積させる。
【００１２】
この図に示した現像システム３０は、ハウジング３４内に単一の現像ローラ３２を配した構成である。通常、ハウジング３４内にはキャリア溜まりがあり、そこにはトナー粒子より大きな導電性キャリアビーズが貯留されている。現像システム３０は、例えば、このキャリアビーズをトナー粒子と混ぜ合わせ両者の摩擦により後者を帯電させて現像剤を形成し、形成された現像剤を現像ローラ３２上に装荷する。現像ローラ３２には、現像剤の装荷及び移送並びに現像剤による現像のため、例えば磁石を内蔵させてある。現像ローラ３２の表面には摩擦帯電されたトナー粒子が吸着して層をなすので、現像ローラ３２を回転させてトナー粒子を現像ゾーンに運び込み、そこで磁気ブラシにより光導電面１２上にトナー像を形成即ち現像することができる。いわゆる当業者であれば理解できるように、現像システムにはこれ以外にも様々な形式がある。
【００１３】
光導電面１２のうちトナー粒子堆積済部分は、同図中に示すように、ドラム１０の回転に伴い転写ステーションＤに進む。転写ステーションＤでは、現像により得られたトナー像を、移動中のシート状被着素材４２に接触させる。各部材の動作タイミングは、光導電面１２上に現像済の像が転写ステーションＤにてシート状被着素材４２と接触することとなるよう、設定乃至制御する。転写ステーションＤに設けられている帯電装置４０は、被着素材４２の背面に静電荷を発生させることによって、光導電面１２上に現像済の像から被着素材４２へのトナー転写を支援する。
【００１４】
画像転写済被着素材４２は次いで矢印４４の方向へ移送され、図示しないコンベア上に載せられて図示しない融着ステーションに送られる。融着ステーションでは、転写済画像を被着素材４２に永久固着させ、複写物乃至印刷物を完成させる。オペレータは、こうして仕上がった複写物乃至印刷物を受け取ることができる。
【００１５】
他方、被着素材４２がドラム１０から剥がれた後の光導電面１２上には、現像剤が僅かながら貼り付いて残る可能性がある。被着素材４２がドラム１０から剥がれた後に残存トナー粒子を光導電面１２から除去するには、例えば清掃ステーションＥ等の最終処理ステーションを設ければよい。
【００１６】
清掃ステーションＥは様々な機構によって実現することができる。例えば図示の如く単純なブレード５０を設け或いは図示しない繊維質ブラシを可回転実装し、それを用いて光導電面１２からトナー粒子を刮ぎ落とすようにする。また、何れも図示しないが、清掃ステーションＥに放電ランプや予備清掃消去器（プレクリーンイレース）を設けるとよい。放電ランプから光導電面１２の隅々に十分な量の光を照射し、或いは帯電装置２０及び４０と同様のタイプのプレクリーンイレースを用いることにより、光導電面１２上の残存静電荷を全て消去乃至散逸させることができ、次の画像形成サイクルに備えることができる。
【００１７】
本発明を実施する際には、その装置乃至システム構成が周知になっている数種類のものを含め、様々な静電複製装置を対象とすることができる。また、本願中に記した静電写真プロセス用サブシステム乃至プロセスの細部に対し、特に支障なく本発明を実施できるよう、改変を施すこともできる。
【００１８】
図２〜図７に、電子写真プロセスにて例えば対レセプタ帯電又は放電処理に使用できる帯電装置を、何種類か示す。これらの図により例示する帯電装置は、従来の帯電装置で使用していた電圧より低電圧で使用でき、また酸化性の物質例えばオゾンやＮＯｘの発生量も少ない。また、ここでレセプタと称しているのは例えば前述の光導電面１２のようなフォトレセプタのことであるが、それ以外に、トナー層、その上にトナーを堆積させうるシート状媒体、転写ベルト等もレセプタの範疇に含めることとする。以下本発明の実施形態として説明する帯電装置においては、第１導電層上に多孔質層が配置されており、またその多孔質層の各孔内に１個以上のナノストラクチャが入っている。
【００１９】
図２に、本発明の一実施形態に係る帯電装置２００の断面を示す。この帯電装置２００は、第１導電層２１０、その上にあり複数個の孔２４０を有する多孔質層２２０、並びに更にその上にある第２導電層２３０を備えている。また、この帯電装置２００の多孔質層２２０には複数個の孔２４０があり、各孔２４０内には少なくとも１個のナノストラクチャ２５０があり、そのナノストラクチャ２５０は第１導電層２１０に導電接触している。更に、第２導電層２３０の向かい側には、光導電面２６２を有するレセプタ２６０がある距離を隔てて配置されている。
【００２０】
第１導電層２１０としては例えば導電素材から形成された基板を使用できる。使用できる導電素材としては、例えば金属、導電面を有する絶縁体（例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）により被覆されたガラス）、金属が混入されたポリマ、ドーピングされたセラミクス、導電性有機組成物等がある。
【００２１】
多孔質層２２０は例えば（実質的に）絶縁性の素材によって形成できる。使用できる絶縁素材としては、例えばポリマ、セラミクス、ガラス、無機塩、ポリマ複合材、絶縁性金属酸化物等がある。例えば、相分離可能な一種類以上の絶縁性孔形成性ポリマによって、多孔質層２２０を形成できる。具体的には、溶剤又は複数種類の溶剤をブレンドしたものに溶ける二種類のポリマや、適当な担体液中でエマルジョン乃至分散系を形成する二種類のポリマによって、多孔質層２２０を形成することが可能である。即ち、そうした二種類のポリマは（ほとんど）混ざり合わないので乾燥中に相分離する。この相分離により孔構造を発生させることができる。或いは、乾燥だけでは（ほとんど）分離しない複数種類のポリマを用いて、またそのうち一種類として橋架け剤を用いて、多孔質層２２０を形成することもできる。この場合は、複数種類のポリマを所望相に分離させる機構として他の機構、例えば電気泳動分離法、沈降法等を用いる。何れにせよ、ポリマ相分離後、例えば孔内を満たしているポリマを溶かしそれ以外のポリマは溶かさない溶剤を用い、孔内ポリマを除去することによって、孔構造を形成することができる。好ましくは、ポリマ除去後に残る方のポリマ即ち最終的に多孔質層２２０になるポリマとして、その多孔質層２２０上に特に支障なく第２導電層２３０を形成できるものを用いるようにする。更に、比較的安価で比較的容易に入手できる一種類又は複数種類の非毒性ポリマを、多孔質層２２０の形成に使用するのが望ましい。そうした条件を満たすポリマの例としては、ＰＳ（polysterene）とＰＶＰ（poly(4-vinylpyridine)）のジブロック共重合体、特にＰＶＰがＨＡＢＡ（2-(4'-hydroxybenzeneazo)benzoic acid）と水素結合により会合しているもの等がある。このジブロック共重合体は自己組織化し、その内部にＨＡＢＡ及びＰＶＰが散在するＰＳマトリクスになる。このＰＳマトリクスにおいては、ＨＡＢＡ及びＰＶＰによってナノスコーピック円筒による六角形アレイが形成される。更にそのジブロック共重合体膜を気相アニーリングすることで、形成される円筒の向きを基板直交方向に近づけることができる。形成された円筒は、所定の溶剤を用いＨＡＢＡを抽出することによって、孔へと形態変換させることができる。
【００２２】
また、多孔質層２２０としてナノポーラステンプレートを用いる形態でも本発明を実施できる。使用できるナノポーラステンプレートとしては、例えば米国ワシントン州ケント所在のＳｔｅｒｌｉｔｅｃｈ Ｃｏ．から入手可能なＰＣＴＥ（polycarbonate track etched）膜や、陽極酸化等によって形成されるアルミナテンプレートがある。
【００２３】
或いは、適当なポリマに対しフォトアブレーション、レーザ穿孔、レーザアブレーション等を施すことによってナノポーラス構造を形成してもよい。例えば、レーザを用いたアブレーションによって、所望パターンをなすようポリマ内に孔を形成し、それによって孔含有層を形成すればよい。
【００２４】
多孔質層２２０に形成される孔２４０は、例えばその直径が約５〜約１０００ｎｍで、図面の通り円形断面の孔である。但し、孔２４０の断面形状は適当な形状であればどのような形状でもよく、例えば円形、卵形、三つ葉形、多葉形等でもよい。また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように孔２４０同士の間隔は規則的でも不規則でもよい。図３Ａに示した例は孔間隔が一定でない例であり、図３Ｂに示した例は規則的パターンに従って垂直円筒状の孔２４０がアレイ配置された例である。
【００２５】
第２導電層２３０は様々な導電素材により形成できる。使用できる導電素材としては、例えば金属、合金、導電性複合材等がある。また、第２導電層２３０に形成される開口は、例えば図２に示すように孔２４０と同じ直径にしてもよいし、或いは図４に示すようにＤ３＜Ｄ１＜Ｄ２になるようにしてもよい。Ｄ１は多孔質層４２０の孔４４０の直径、Ｄ２は第２導電層４３０の開口の直径、Ｄ３はナノストラクチャ４５０の直径である。後に述べるように、第２導電層４３０とナノストラクチャ４５０の間に電圧を印加すると、それらの間隙に電界が生じ、その電界によりコロナが発生する。
【００２６】
また、図２に示したナノストラクチャ２５０はＳＷＮＴ（single-walled nanotube）、ＭＷＮＴ（multi-walled nanotube）、ロッド、ワイヤ、コーン、ファイバ等の形状とするとよい。それらの形状が複数種類混在していてもかまわない。ナノストラクチャ形成元素としては例えばＩＶ族、Ｖ族、ＶＩ族、ＶＩＩ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ族、ＩＩＢ族、ＩＶＡ族及びＶＡ族のうち何れかに属する元素又はその混合物を一種類以上使用できる。従って金属、合金等も使用できる。なお、本願における元素族表記はＣＡＳ（Chemical Abstract System;化学文献抄録サービス;登録商標）による表記に従っている。また、ナノストラクチャ形成手法としては様々な手法を使用できる。使用できる手法としては例えば気相成長、真空蒸着、電解メッキ、無電解メッキ等がある。但し、いわゆる当業者であれば理解できるように他種形成手法も使用できる。更に、ナノストラクチャ２５０は、その主軸がその被着先基板例えば第１導電層２１０に対して実質的に直交することとなるよう、形成するとよい。ナノストラクチャ２５０の向きは、第１導電層２１０の表面に直交する方向に対して約０〜約８０°の角度をなす向きにすることもできる。更に、ナノストラクチャ２５０は、孔２４０内に不規則に配置してもよいし、円柱状の孔２４０のアレイが孔２４０内に形成されるよう規則的に配置してもよい。
【００２７】
本発明の実施に当たってはナノストラクチャ２５０のアスペクト比を高くするとよい。例えば、米国ワシントン州ケント所在のＳｔｅｒｌｉｔｅｃｈ Ｃｏ．から入手可能なＰＣＴＥ膜の片面にスパッタリングによって金属厚膜を形成し、更にその金属膜を第１導電層２１０に被着させた上で、電気化学成長によってＰＣＴＥ膜のチャネル内にナノワイヤを形成することで、高アスペクト比のナノストラクチャ２５０を形成することができる。
【００２８】
ナノストラクチャ２５０のアスペクト比は、そのナノストラクチャ２５０の直径に対する長さの比により表すことができる。本発明を実施するに当たっては、ナノストラクチャ２５０のアスペクト比を約２以上にするとよい。更に、ナノストラクチャ２５０の間隔Ｎとナノストラクチャ２５０の高さＨの比を約１０００以下にするとよい。また、図２に示すようにナノストラクチャ２５０の高さＨを多孔質層２２０の厚みと等しくしてもよいし、図５に示すように多孔質層５２０の厚みＴをナノストラクチャ５５０の高さＨより大きくしてもよい。
【００２９】
本発明の実施に当たっては、多孔質層に形成された各孔内に複数個のナノストラクチャを設けるようにしてもよい。例えば図６に示す帯電装置６００は、第１導電層６１０、その上にある多孔質層６２０、並びに更にその上にある第２導電層６３０を備えており、多孔質層６２０に設けられている複数個の孔６４０それぞれの中には複数個のナノストラクチャ６５０が配置され、更にそれらが第１導電層６１０に導電接続されている。
【００３０】
また、レセプタ２６０とすることができるのは、例えばフォトレセプタドラム乃至ベルトの光導電面２６２である。その他にも、トナー層、その上にトナーを堆積させうるシート状媒体、転写ベルト等も、レセプタ２６０とすることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係る帯電装置によるレセプタ帯電又は放電動作について説明する。まず、図７に示す帯電装置７００は、第１導電層７１０、その上にあり複数個の孔７４０を有する多孔質層７２０、並びに更にその上にある第２導電層７３０を備えている。この帯電装置７００の多孔質層７２０の各孔７４０内には、第１導電層７１０と導電接触するよう、少なくとも１個のナノストラクチャ７５０が配置されている。また、レセプタ７６０の光導電面７６２は第２導電層７３０と向かい合っており、且つその光導電面７６２は第２導電層７３０からある距離だけ離れた位置にある。このレセプタ７６０は、例えば、図中矢印で示されているように、第２導電層７３０に対し横方向に移動している。更に、第１導電層７１０には第１電源７８０から第１電圧を、第２導電層７３０には第２電源７８２から第２電圧を、それぞれバイアス電圧として印加する。本発明の実施に当たっては、例えばこの第１電圧と第２電圧の差を電荷放出しきい値以下、例えば２０００Ｖ以下にする。更に、第１及び第２電圧の印加に先立って、光導電面７６２の表面電位を接地電位にしておくとよい。第１電圧は直流電圧又は直流パルス電圧にするとよく、第２電圧は直流電圧にするとよい。
【００３２】
このように、第１電源７８０によって印加される第１電圧と、第２電源７８２によって印加される第２電圧との間には差がある。この電圧差によって電界が発生するため、各ナノストラクチャ７５０の端部にてコロナが発生し、その結果光導電面７６２への帯電又は光導電面７６２からの放電が起こる。ここでは、どのような原理で放電が生じるかを特定するつもりはない。しかし、第１導電層７１０に第１電圧を印加し第２導電層７３０に第２電圧を印加すると電界が発生し、ナノストラクチャ７５０の端部における電界強度がコロナしきい値電界例えば空気のそれ乃至約６Ｖ／μｍを上回るとコロナ放電が起き、その結果空気組成分子がイオン化して正イオン、自由電子、負イオン等の帯電種が発生するものと見られる。電界発生によりナノストラクチャ７５０と光導電面７６２の間の電位勾配は急になるので、正イオンはナノストラクチャ７５０へと強力に吸引され、負イオンや電子は光導電面７６２に吸引される（或いは正イオンがナノストラクチャ７５０から強力に退けられ負イオンや自由電子が光導電面７６２から退けられる；何れになるかはコロナの極性による）。それらの電子は、この過程で他の原子と衝突してそれらの原子（のうち一部）をイオン化する。このイオン化により生成された新たな帯電種例えば電子やイオン（のうち一部）も、光導電面７６２へと吸引される。
【００３３】
更に、第２導電層７８２に印加する第２電圧の値を所望レセプタ表面電位相当値に近づける操作によって、光導電面７６２の過剰帯電を防ぐことができる。即ち、第２導電層７８２への印加直流電圧が光導電面７６２の電位に近いと、ナノストラクチャ７５０にて発生した帯電種は、もはや光導電面７６２上には堆積せず第２導電層７３０によって収集されるようになる。従って、この手法で光導電面７６２への帯電を制御することができる。
【００３４】
以上、電子写真方式又は静電写真方式による画像形成装置、システム及び方法に対する本発明の適用例を以て、本発明に係るシステム及び方法について説明した。ご理解頂けるように、以上の説明は例示的なものであり、本発明の用途をその種の用途に限定する趣旨のものではない。むしろ、本発明の実施形態に係るシステム及び方法は、その原理上、帯電処理を担う装置である限りどのような装置にも好適に適用できる。
【００３５】
いわゆる当業者であれば、上述していないものを含め本発明にどのような実施形態があり得るかを、本願記載の事項及び本件技術分野における常識に従い認識することができよう。即ち、本発明の技術的範囲及びその神髄は別紙特許請求の範囲に示されている通りであり、本願における細部説明及び例示説明はあくまで例示を目的としたものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の各実施形態を使用できる電子写真印刷装置の例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る帯電装置及びレセプタを示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態における孔配置の例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態における孔配置の別例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る帯電装置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る帯電装置を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る帯電装置、特に各孔内に複数個のナノストラクチャを設けた実施形態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るレセプタ帯電方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１２，２６２，７６２ 光導電面、２０，４０，２００，６００，７００ 帯電装置、２１０，６１０，７１０ 第１導電層、２２０，４２０，５２０，６２０，７２０ 多孔質層、２３０，４３０，６３０，７３０ 第２導電層、２４０，４４０，６４０，７４０ 孔、２５０，４５０，５５０，６５０，７５０ ナノストラクチャ、２６０，７６０ レセプタ、７８０ 第１電源、７８２ 第２電源。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電又は放電（以下「帯電」と総称）処理に使用しうる帯電装置に関する。本発明は、例えば、多孔質素材により孔を形成し更にその孔内にナノストラクチャを配した構成を有する電子写真(electrophotographic)装置用帯電装置として、実施できる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスでは、例えばフォトレセプタ（以下単に「レセプタ」とも呼ぶ）帯電処理、トナー層再帯電処理、静電トナー転写用中間転写ベルト帯電処理、シート状媒体（用紙シート等）帯電処理等のため、様々な帯電装置が用いられる。従来から用いられている帯電装置には非接触式と接触式とがあり、非接触式帯電装置としては、ワイヤ又はピンに直流高電圧を印加してイオンを発生させ、そのイオンを帯電に使用するコロトロン、スコロトロン、ジコロトロン等が広く用いられている。しかしながら、この種の装置には、帯電プロセス実施中に反応性の強い酸化性の化学種が発生するという問題がある。帯電プロセス実施中等に発生するこうした不要な化学種は、フォトレセプタ劣化や空気汚濁の原因となる。他方の接触式帯電装置は交流高電圧を用い小径ドラムを帯電させる仕組みであるが、これにもやはり、帯電プロセス実施中に発生する物質がフォトレセプタと反応しこれを劣化させるという問題がある。更に、従来の帯電装置では、高プロセス速度電子写真マシンを実現するのに大型の（例えばプロセス方向寸法が大きな）帯電装置が必要であり、また高電圧が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述の問題点を含め従来技術に存する問題点のうち幾つかを解決し、レセプタを直接帯電させることができ、しかも帯電プロセスにおける反応性酸化性化学種の不要発生を減らせるような、方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ここに、本発明の一実施形態に係る電子写真用帯電装置は、第１導電層と、第１導電層上にあり複数個の孔を有する多孔質層と、多孔質層上にある第２導電層と、多孔質層の各孔内に少なくとも１個あり第１導電層に導電接続されているナノストラクチャと、導電接続先の第１導電層に第１バイアス電圧を印加する第１電源と、を備え、第２導電層の向かい側にあるレセプタを帯電させるものである。
【０００５】
また、本発明の一実施形態に係り電子写真用帯電装置により実行されるレセプタ帯電方法は、複数個の孔を有する多孔質層を導電面上に設けるステップと、この導電面に導電接続されるよう多孔質層の各孔内に少なくとも１個のナノストラクチャを設けるステップと、多孔質層上に第２導電層を設けるステップと、上記導電面及び第２導電層に電圧を印加して複数種類の帯電種を発生させるステップと、発生した帯電種をその上に堆積させることによりレセプタを帯電させるステップと、を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の原理について別紙図面を参照しつつ説明する。ご理解頂けるように、これから示す詳細な説明及び先に示した概略的な説明は何れも例示的且つ説明的なものであり、別紙特許請求の範囲に記した発明の要旨を更に限定する趣旨のものではない。また、明細書の記載を参照し本発明の実施形態を説明するに当たっては、本発明の実施形態を幾つか示す別紙図面を併せて参照する。別紙図面においては、可能な限り、同一の又は類似する要素についてどの図でも同じ参照符号を用いている。
【０００７】
ここではまず、本発明の実施形態についてその構成を仔細に説明するのに先立ち、本発明の各実施形態に係る帯電装置（後に詳述）を組み込める電子写真複製(reproduction)装置及びその種々の構成要素について、図１を参照して模式的に説明する。本発明に係る帯電装置はとりわけ電子写真複製マシンにて好適に使用できるが、後の説明によって追々明らかになるように、本発明は他種装置でも好適に実施できる。例えば、静電写真(electrostatographic)プロセスを実施する様々なマシンで、或いは何らかの形で帯電装置を用いる様々なシステムで、本発明の実施形態に係る帯電装置を好適に使用することができる。特に、大抵の静電写真複写(copying)乃至印刷装置が数多くのサブシステムから構成されており、それらのサブシステムの中には帯電装置を設けうるサブシステムが種々あり、従ってそうしたサブシステムでも本発明の各実施形態に係る帯電装置を使用できる、ということに、ご留意頂きたい。該当するサブシステムとしては、トナー転写、剥離、放電、消去、予備乃至事前清掃、清掃等のサブシステムがある。更にご留意頂きたいことに、本発明に係る帯電装置は様々な用途向けにまた様々な目的用に実施することができる。例えば、本発明の実施形態に係る帯電装置は、面を帯電させる処理、面上の電荷に変化を与える処理、面上にイオンを堆積させる処理、気体中乃至流体中でイオンを堆積させる処理等、目的を問わず様々な用途に用いうる。また、本発明の実施形態に係る帯電装置は、面上に存する一種類以上の素材に電荷の変化をもたらす目的、例えば吸着支援、面における電荷誘導、分極、クリーンルーム内等での浄化・高純度化、生体物質による汚染の除去、生体物質の検知、生体物質の成長制御乃至移動制御等で、使用することができる。生体物質関連の例についていえば、本発明の実施形態に係る帯電装置を組み込んで解析センサ、検知器乃至解析システムを構成し、電気泳動解析又はそれに類する解析を実施するための機器に組み込むのが望ましい。
【０００８】
図１に示した電子写真複製装置は、電気的に接地された導電基板１４上に光導電面１２を堆積させた構成を有するドラム１０を備えている。図示しないがドラム１０はモータと連携しており、そのモータが動作するとドラム１０が矢印１６の方向に回転する。この回転に伴い光導電面１２の各部は前進していき、行く先々に配置されている後述の様々な処理ステーションを通り抜けていく。ドラム１０上の光導電面１２の各部がまず通るのは帯電装置２０を有する帯電ステーションＡであり、この装置２０は到来した部分を帯電させる。
【０００９】
光導電面１２のうち帯電処理が済んだ部分は画像形成ステーションＢに進む。画像形成ステーションＢでは、図示しない原稿をやはり図示しない光源に対し露出し、その原稿の光像を光導電面１２上の帯電部分に形成することによって、その部分の電荷を部位選択的に消散させる。これによって、原稿に相応する静電潜像がドラム１０上に記録される。
【００１０】
本件技術分野における習熟者（いわゆる当業者）であれば理解できるように、光導電面１２上の帯電部分への輻射による潜像形成手法は幾つかある。例えば、レーザビーム等の走査用電磁輻射ビームを適宜変調し、光導電面１２上の該当部位に照射すればよい。
【００１１】
ドラム１０上の光導電面１２のうち静電潜像記録済部分は現像ステーションＣに進む。現像ステーションＣに設けられている現像システム３０、例えば磁気ブラシ型現像器は、その静電潜像上に現像剤を堆積させる。
【００１２】
この図に示した現像システム３０は、ハウジング３４内に単一の現像ローラ３２を配した構成である。通常、ハウジング３４内にはキャリア溜まりがあり、そこにはトナー粒子より大きな導電性キャリアビーズが貯留されている。現像システム３０は、例えば、このキャリアビーズをトナー粒子と混ぜ合わせ両者の摩擦により後者を帯電させて現像剤を形成し、形成された現像剤を現像ローラ３２上に装荷する。現像ローラ３２には、現像剤の装荷及び移送並びに現像剤による現像のため、例えば磁石を内蔵させてある。現像ローラ３２の表面には摩擦帯電されたトナー粒子が吸着して層をなすので、現像ローラ３２を回転させてトナー粒子を現像ゾーンに運び込み、そこで磁気ブラシにより光導電面１２上にトナー像を形成即ち現像することができる。いわゆる当業者であれば理解できるように、現像システムにはこれ以外にも様々な形式がある。
【００１３】
光導電面１２のうちトナー粒子堆積済部分は、同図中に示すように、ドラム１０の回転に伴い転写ステーションＤに進む。転写ステーションＤでは、現像により得られたトナー像を、移動中のシート状被着素材４２に接触させる。各部材の動作タイミングは、光導電面１２上に現像済の像が転写ステーションＤにてシート状被着素材４２と接触することとなるよう、設定乃至制御する。転写ステーションＤに設けられている帯電装置４０は、被着素材４２の背面に静電荷を発生させることによって、光導電面１２上に現像済の像から被着素材４２へのトナー転写を支援する。
【００１４】
画像転写済被着素材４２は次いで矢印４４の方向へ移送され、図示しないコンベア上に載せられて図示しない融着ステーションに送られる。融着ステーションでは、転写済画像を被着素材４２に永久固着させ、複写物乃至印刷物を完成させる。オペレータは、こうして仕上がった複写物乃至印刷物を受け取ることができる。
【００１５】
他方、被着素材４２がドラム１０から剥がれた後の光導電面１２上には、現像剤が僅かながら貼り付いて残る可能性がある。被着素材４２がドラム１０から剥がれた後に残存トナー粒子を光導電面１２から除去するには、例えば清掃ステーションＥ等の最終処理ステーションを設ければよい。
【００１６】
清掃ステーションＥは様々な機構によって実現することができる。例えば図示の如く単純なブレード５０を設け或いは図示しない繊維質ブラシを可回転実装し、それを用いて光導電面１２からトナー粒子を刮ぎ落とすようにする。また、何れも図示しないが、清掃ステーションＥに放電ランプや予備清掃消去器（プレクリーンイレース）を設けるとよい。放電ランプから光導電面１２の隅々に十分な量の光を照射し、或いは帯電装置２０及び４０と同様のタイプのプレクリーンイレースを用いることにより、光導電面１２上の残存静電荷を全て消去乃至散逸させることができ、次の画像形成サイクルに備えることができる。
【００１７】
本発明を実施する際には、その装置乃至システム構成が周知になっている数種類のものを含め、様々な静電複製装置を対象とすることができる。また、本願中に記した静電写真プロセス用サブシステム乃至プロセスの細部に対し、特に支障なく本発明を実施できるよう、改変を施すこともできる。
【００１８】
図２〜図７に、電子写真プロセスにて例えば対レセプタ帯電又は放電処理に使用できる帯電装置を、何種類か示す。これらの図により例示する帯電装置は、従来の帯電装置で使用していた電圧より低電圧で使用でき、また酸化性の物質例えばオゾンやＮＯｘの発生量も少ない。また、ここでレセプタと称しているのは例えば前述の光導電面１２のようなフォトレセプタのことであるが、それ以外に、トナー層、その上にトナーを堆積させうるシート状媒体、転写ベルト等もレセプタの範疇に含めることとする。以下本発明の実施形態として説明する帯電装置においては、第１導電層上に多孔質層が配置されており、またその多孔質層の各孔内に１個以上のナノストラクチャが入っている。
【００１９】
図２に、本発明の一実施形態に係る帯電装置２００の断面を示す。この帯電装置２００は、第１導電層２１０、その上にあり複数個の孔２４０を有する多孔質層２２０、並びに更にその上にある第２導電層２３０を備えている。また、この帯電装置２００の多孔質層２２０には複数個の孔２４０があり、各孔２４０内には少なくとも１個のナノストラクチャ２５０があり、そのナノストラクチャ２５０は第１導電層２１０に導電接触している。更に、第２導電層２３０の向かい側には、光導電面２６２を有するレセプタ２６０がある距離を隔てて配置されている。
【００２０】
第１導電層２１０としては例えば導電素材から形成された基板を使用できる。使用できる導電素材としては、例えば金属、導電面を有する絶縁体（例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）により被覆されたガラス）、金属が混入されたポリマ、ドーピングされたセラミクス、導電性有機組成物等がある。
【００２１】
多孔質層２２０は例えば（実質的に）絶縁性の素材によって形成できる。使用できる絶縁素材としては、例えばポリマ、セラミクス、ガラス、無機塩、ポリマ複合材、絶縁性金属酸化物等がある。例えば、相分離可能な一種類以上の絶縁性孔形成性ポリマによって、多孔質層２２０を形成できる。具体的には、溶剤又は複数種類の溶剤をブレンドしたものに溶ける二種類のポリマや、適当な担体液中でエマルジョン乃至分散系を形成する二種類のポリマによって、多孔質層２２０を形成することが可能である。即ち、そうした二種類のポリマは（ほとんど）混ざり合わないので乾燥中に相分離する。この相分離により孔構造を発生させることができる。或いは、乾燥だけでは（ほとんど）分離しない複数種類のポリマを用いて、またそのうち一種類として橋架け剤を用いて、多孔質層２２０を形成することもできる。この場合は、複数種類のポリマを所望相に分離させる機構として他の機構、例えば電気泳動分離法、沈降法等を用いる。何れにせよ、ポリマ相分離後、例えば孔内を満たしているポリマを溶かしそれ以外のポリマは溶かさない溶剤を用い、孔内ポリマを除去することによって、孔構造を形成することができる。好ましくは、ポリマ除去後に残る方のポリマ即ち最終的に多孔質層２２０になるポリマとして、その多孔質層２２０上に特に支障なく第２導電層２３０を形成できるものを用いるようにする。更に、比較的安価で比較的容易に入手できる一種類又は複数種類の非毒性ポリマを、多孔質層２２０の形成に使用するのが望ましい。そうした条件を満たすポリマの例としては、ＰＳ（polysterene）とＰＶＰ（poly(4-vinylpyridine)）のジブロック共重合体、特にＰＶＰがＨＡＢＡ（2-(4'-hydroxybenzeneazo)benzoic acid）と水素結合により会合しているもの等がある。このジブロック共重合体は自己組織化し、その内部にＨＡＢＡ及びＰＶＰが散在するＰＳマトリクスになる。このＰＳマトリクスにおいては、ＨＡＢＡ及びＰＶＰによってナノスコーピック円筒による六角形アレイが形成される。更にそのジブロック共重合体膜を気相アニーリングすることで、形成される円筒の向きを基板直交方向に近づけることができる。形成された円筒は、所定の溶剤を用いＨＡＢＡを抽出することによって、孔へと形態変換させることができる。
【００２２】
また、多孔質層２２０としてナノポーラステンプレートを用いる形態でも本発明を実施できる。使用できるナノポーラステンプレートとしては、例えば米国ワシントン州ケント所在のＳｔｅｒｌｉｔｅｃｈ Ｃｏ．から入手可能なＰＣＴＥ（polycarbonate track etched）膜や、陽極酸化等によって形成されるアルミナテンプレートがある。
【００２３】
或いは、適当なポリマに対しフォトアブレーション、レーザ穿孔、レーザアブレーション等を施すことによってナノポーラス構造を形成してもよい。例えば、レーザを用いたアブレーションによって、所望パターンをなすようポリマ内に孔を形成し、それによって孔含有層を形成すればよい。
【００２４】
多孔質層２２０に形成される孔２４０は、例えばその直径が約５〜約１０００ｎｍで、図面の通り円形断面の孔である。但し、孔２４０の断面形状は適当な形状であればどのような形状でもよく、例えば円形、卵形、三つ葉形、多葉形等でもよい。また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように孔２４０同士の間隔は規則的でも不規則でもよい。図３Ａに示した例は孔間隔が一定でない例であり、図３Ｂに示した例は規則的パターンに従って垂直円筒状の孔２４０がアレイ配置された例である。
【００２５】
第２導電層２３０は様々な導電素材により形成できる。使用できる導電素材としては、例えば金属、合金、導電性複合材等がある。また、第２導電層２３０に形成される開口は、例えば図２に示すように孔２４０と同じ直径にしてもよいし、或いは図４に示すようにＤ３＜Ｄ１＜Ｄ２になるようにしてもよい。Ｄ１は多孔質層４２０の孔４４０の直径、Ｄ２は第２導電層４３０の開口の直径、Ｄ３はナノストラクチャ４５０の直径である。後に述べるように、第２導電層４３０とナノストラクチャ４５０の間に電圧を印加すると、それらの間隙に電界が生じ、その電界によりコロナが発生する。
【００２６】
また、図２に示したナノストラクチャ２５０はＳＷＮＴ（single-walled nanotube）、ＭＷＮＴ（multi-walled nanotube）、ロッド、ワイヤ、コーン、ファイバ等の形状とするとよい。それらの形状が複数種類混在していてもかまわない。ナノストラクチャ形成元素としては例えばＩＶ族、Ｖ族、ＶＩ族、ＶＩＩ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ族、ＩＩＢ族、ＩＶＡ族及びＶＡ族のうち何れかに属する元素又はその混合物を一種類以上使用できる。従って金属、合金等も使用できる。なお、本願における元素族表記はＣＡＳ（Chemical Abstract System;化学文献抄録サービス;登録商標）による表記に従っている。また、ナノストラクチャ形成手法としては様々な手法を使用できる。使用できる手法としては例えば気相成長、真空蒸着、電解メッキ、無電解メッキ等がある。但し、いわゆる当業者であれば理解できるように他種形成手法も使用できる。更に、ナノストラクチャ２５０は、その主軸がその被着先基板例えば第１導電層２１０に対して実質的に直交することとなるよう、形成するとよい。ナノストラクチャ２５０の向きは、第１導電層２１０の表面に直交する方向に対して約０〜約８０°の角度をなす向きにすることもできる。更に、ナノストラクチャ２５０は、孔２４０内に不規則に配置してもよいし、円柱状の孔２４０のアレイが孔２４０内に形成されるよう規則的に配置してもよい。
【００２７】
本発明の実施に当たってはナノストラクチャ２５０のアスペクト比を高くするとよい。例えば、米国ワシントン州ケント所在のＳｔｅｒｌｉｔｅｃｈ Ｃｏ．から入手可能なＰＣＴＥ膜の片面にスパッタリングによって金属厚膜を形成し、更にその金属膜を第１導電層２１０に被着させた上で、電気化学成長によってＰＣＴＥ膜のチャネル内にナノワイヤを形成することで、高アスペクト比のナノストラクチャ２５０を形成することができる。
【００２８】
ナノストラクチャ２５０のアスペクト比は、そのナノストラクチャ２５０の直径に対する長さの比により表すことができる。本発明を実施するに当たっては、ナノストラクチャ２５０のアスペクト比を約２以上にするとよい。更に、ナノストラクチャ２５０の間隔Ｎとナノストラクチャ２５０の高さＨの比を約１０００以下にするとよい。また、図２に示すようにナノストラクチャ２５０の高さＨを多孔質層２２０の厚みと等しくしてもよいし、図５に示すように多孔質層５２０の厚みＴをナノストラクチャ５５０の高さＨより大きくしてもよい。
【００２９】
本発明の実施に当たっては、多孔質層に形成された各孔内に複数個のナノストラクチャを設けるようにしてもよい。例えば図６に示す帯電装置６００は、第１導電層６１０、その上にある多孔質層６２０、並びに更にその上にある第２導電層６３０を備えており、多孔質層６２０に設けられている複数個の孔６４０それぞれの中には複数個のナノストラクチャ６５０が配置され、更にそれらが第１導電層６１０に導電接続されている。
【００３０】
また、レセプタ２６０とすることができるのは、例えばフォトレセプタドラム乃至ベルトの光導電面２６２である。その他にも、トナー層、その上にトナーを堆積させうるシート状媒体、転写ベルト等も、レセプタ２６０とすることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係る帯電装置によるレセプタ帯電又は放電動作について説明する。まず、図７に示す帯電装置７００は、第１導電層７１０、その上にあり複数個の孔７４０を有する多孔質層７２０、並びに更にその上にある第２導電層７３０を備えている。この帯電装置７００の多孔質層７２０の各孔７４０内には、第１導電層７１０と導電接触するよう、少なくとも１個のナノストラクチャ７５０が配置されている。また、レセプタ７６０の光導電面７６２は第２導電層７３０と向かい合っており、且つその光導電面７６２は第２導電層７３０からある距離だけ離れた位置にある。このレセプタ７６０は、例えば、図中矢印で示されているように、第２導電層７３０に対し横方向に移動している。更に、第１導電層７１０には第１電源７８０から第１電圧を、第２導電層７３０には第２電源７８２から第２電圧を、それぞれバイアス電圧として印加する。本発明の実施に当たっては、例えばこの第１電圧と第２電圧の差を電荷放出しきい値以下、例えば２０００Ｖ以下にする。更に、第１及び第２電圧の印加に先立って、光導電面７６２の表面電位を接地電位にしておくとよい。第１電圧は直流電圧又は直流パルス電圧にするとよく、第２電圧は直流電圧にするとよい。
【００３２】
このように、第１電源７８０によって印加される第１電圧と、第２電源７８２によって印加される第２電圧との間には差がある。この電圧差によって電界が発生するため、各ナノストラクチャ７５０の端部にてコロナが発生し、その結果光導電面７６２への帯電又は光導電面７６２からの放電が起こる。ここでは、どのような原理で放電が生じるかを特定するつもりはない。しかし、第１導電層７１０に第１電圧を印加し第２導電層７３０に第２電圧を印加すると電界が発生し、ナノストラクチャ７５０の端部における電界強度がコロナしきい値電界例えば空気のそれ乃至約６Ｖ／μｍを上回るとコロナ放電が起き、その結果空気組成分子がイオン化して正イオン、自由電子、負イオン等の帯電種が発生するものと見られる。電界発生によりナノストラクチャ７５０と光導電面７６２の間の電位勾配は急になるので、正イオンはナノストラクチャ７５０へと強力に吸引され、負イオンや電子は光導電面７６２に吸引される（或いは正イオンがナノストラクチャ７５０から強力に退けられ負イオンや自由電子が光導電面７６２から退けられる；何れになるかはコロナの極性による）。それらの電子は、この過程で他の原子と衝突してそれらの原子（のうち一部）をイオン化する。このイオン化により生成された新たな帯電種例えば電子やイオン（のうち一部）も、光導電面７６２へと吸引される。
【００３３】
更に、第２導電層７８２に印加する第２電圧の値を所望レセプタ表面電位相当値に近づける操作によって、光導電面７６２の過剰帯電を防ぐことができる。即ち、第２導電層７８２への印加直流電圧が光導電面７６２の電位に近いと、ナノストラクチャ７５０にて発生した帯電種は、もはや光導電面７６２上には堆積せず第２導電層７３０によって収集されるようになる。従って、この手法で光導電面７６２への帯電を制御することができる。
【００３４】
以上、電子写真方式又は静電写真方式による画像形成装置、システム及び方法に対する本発明の適用例を以て、本発明に係るシステム及び方法について説明した。ご理解頂けるように、以上の説明は例示的なものであり、本発明の用途をその種の用途に限定する趣旨のものではない。むしろ、本発明の実施形態に係るシステム及び方法は、その原理上、帯電処理を担う装置である限りどのような装置にも好適に適用できる。
【００３５】
いわゆる当業者であれば、上述していないものを含め本発明にどのような実施形態があり得るかを、本願記載の事項及び本件技術分野における常識に従い認識することができよう。即ち、本発明の技術的範囲及びその神髄は別紙特許請求の範囲に示されている通りであり、本願における細部説明及び例示説明はあくまで例示を目的としたものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の各実施形態を使用できる電子写真印刷装置の例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る帯電装置及びレセプタを示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態における孔配置の例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態における孔配置の別例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る帯電装置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る帯電装置を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る帯電装置、特に各孔内に複数個のナノストラクチャを設けた実施形態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るレセプタ帯電方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１２，２６２，７６２ 光導電面、２０，４０，２００，６００，７００ 帯電装置、２１０，６１０，７１０ 第１導電層、２２０，４２０，５２０，６２０，７２０ 多孔質層、２３０，４３０，６３０，７３０ 第２導電層、２４０，４４０，６４０，７４０ 孔、２５０，４５０，５５０，６５０，７５０ ナノストラクチャ、２６０，７６０ レセプタ、７８０ 第１電源、７８２ 第２電源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電層と、
第１導電層上にあり複数個の孔を有する多孔質層と、
多孔質層上にある第２導電層と、
多孔質層の各孔内に少なくとも１個あり第１導電層に導電接続されているナノストラクチャと、
導電接続先の第１導電層に第１バイアス電圧を印加する第１電源と、
を備え、第２導電層の向かい側にあるレセプタを帯電させる電子写真用帯電装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真用帯電装置であって、ナノストラクチャが、ＩＶ族、Ｖ族、ＶＩ族、ＶＩＩ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ族、ＩＩＢ族、ＩＶＡ族及びＶＡ族のうち何れかに属する元素を一種類以上含む電子写真用帯電装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真用帯電装置であって、ナノストラクチャのアスペクト比が約２以上である電子写真用帯電装置。
【請求項４】
複数個の孔を有する多孔質層を導電面上に設けるステップと、
上記導電面に導電接続されるよう多孔質層の各孔内に少なくとも１個のナノストラクチャを設けるステップと、
多孔質層上に第２導電層を設けるステップと、
上記導電面及び第２導電層に電圧を印加して複数種類の帯電種を発生させるステップと、
発生した帯電種をその上に堆積させることによりレセプタを帯電させるステップと、
を有し、電子写真用帯電装置により実行されるレセプタ帯電方法。
【請求項５】
請求項４記載のレセプタ帯電方法であって、上記導電面及び第２導電層に電圧を印加して複数種類の帯電種を発生させる際、上記導電面及び第２導電層にその差が約２０００Ｖ以下の電圧を印加し、各ナノストラクチャの一端にて電荷を発生させるレセプタ帯電方法。
【請求項１】
第１導電層と、
第１導電層上にあり複数個の孔を有する多孔質層と、
多孔質層上にある第２導電層と、
多孔質層の各孔内に少なくとも１個あり第１導電層に導電接続されているナノストラクチャと、
導電接続先の第１導電層に第１バイアス電圧を印加する第１電源と、
を備え、第２導電層の向かい側にあるレセプタを帯電させる電子写真用帯電装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真用帯電装置であって、ナノストラクチャが、ＩＶ族、Ｖ族、ＶＩ族、ＶＩＩ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ族、ＩＩＢ族、ＩＶＡ族及びＶＡ族のうち何れかに属する元素を一種類以上含む電子写真用帯電装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真用帯電装置であって、ナノストラクチャのアスペクト比が約２以上である電子写真用帯電装置。
【請求項４】
複数個の孔を有する多孔質層を導電面上に設けるステップと、
上記導電面に導電接続されるよう多孔質層の各孔内に少なくとも１個のナノストラクチャを設けるステップと、
多孔質層上に第２導電層を設けるステップと、
上記導電面及び第２導電層に電圧を印加して複数種類の帯電種を発生させるステップと、
発生した帯電種をその上に堆積させることによりレセプタを帯電させるステップと、
を有し、電子写真用帯電装置により実行されるレセプタ帯電方法。
【請求項５】
請求項４記載のレセプタ帯電方法であって、上記導電面及び第２導電層に電圧を印加して複数種類の帯電種を発生させる際、上記導電面及び第２導電層にその差が約２０００Ｖ以下の電圧を印加し、各ナノストラクチャの一端にて電荷を発生させるレセプタ帯電方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２７９７２２（Ｐ２００７−２７９７２２Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９０２９１（Ｐ２００７−９０２９１）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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