JPH077226B2 - 持続電気絶縁性電子写真法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は持続電気絶縁性電子写真法に関し、詳しくは、
持続電気絶縁性材料を感光体として用い、一回の潜像形
成で多数枚の複写が行なえる電子写真法に関する。

［従来技術］ 多数枚複写を行なうための持続電気絶縁性電子写真感光
体又は電子写真法は多く知られている。これらは、感光
材料の露光された部分にあっては電気抵抗が急激に低下
して導電性になるが、その状態は露光における光照射が
終了した後もしばらくの間持続するという現象を利用し
たものである。

例えば、（１）特開昭52−4839号公報には、ロイコ色素
（電子供与性物質）及びTNF（電子受容性物質）からな
る光導電物質と結合剤とを主成分とした感光層が持続電
気絶縁性を有していることを利用した電子写真感光体に
画像露光を施した後、感光層表面に正又は負極性の帯電
を行ない、トナー現像及び普通紙等へのトナー画像の転
写を行ない、続いて、帯電以降のプロセスを繰返して多
数の複写物を得るようにした持続電気絶縁性電子写真法
が記載されている。また、（２）特公昭60−44657号公
報には、感光層との界面近傍において負電荷による障壁
層を形成しうる材料によって形成された導電性支持体上
にポリビニルカルバゾール、電子受容性物質及び電子供
与性色素化合物を主成分とする組成物からなる感光層を
設けてなる持続電気絶縁性電子写真感光材料のその感光
層に、加熱処理及び負極性の帯電を行ない、該帯電
と同時もしくは後に画像露光し、次いで正極性の帯電
を施して非露光部分を正極性に荷電し、形成した静電
潜像にトナーを付着させることにより現像し、かかる
トナー像を他の画像支持体へ転写し、さらに上記の乃
至の工程を繰り返し行なってトナー像を有する多数の
複写物を得るようにした持続電気絶縁性電子写真法が記
載されている。

だが、前記（１）の方法では、そこで用いられる感光層
は帯電後に得られる静電潜像の電荷量が低く、従って、
このプロセスを用いて良好なトナー画像を得るために
は、感光層の膜厚を大きくするとともに最初に施す画像
露光の露光量を極めて大きく増大させねばならない。こ
れに加えて、多数枚コピーを行なった後、感光層を元の
状態に戻すために加熱処理を行なっても感光層の表面電
位は消失するものの、この感光材料を再使用することは
不可能である。一方、前記（２）の方法では、一度の画
像露光で感光層の導電性を確保しており、勢い、相当量
の露光量を必要とし、また、多数枚複写時には光照射を
受けた導電部の表面電位上昇に対して現像バイアスを印
加する必要が生じ、画像濃度を一定のものとするのは困
難である。

［目的］ 本発明は、画像露光に必要な光量を低減させることがで
きるとともに、多数枚複写した時カブリのない一定濃度
を有する良好な画像が得られる持続電気絶縁性電子写真
法を提供するものである。

［構成］ 本発明の電子写真法は、導電性支持体上に電荷輸送物質
及び導電性変化付与剤を主成分とした感光層を設けた持
続電気絶縁性電子写真感光体を用い、（イ）前記感光層
表面を加熱してその全面を絶縁性とし、（ロ）第一次負
帯電を施し、（ハ）画像露光によって潜像を形成せし
め、（ニ）この潜像を正荷電トナーで現像した後、
（ホ）第二次負帯電を施してから、（ハ）全面露光を行
ない感光層の抵抗を減少せしめ、続いて（ト）前記トナ
ー像を普通紙等に転写して複写物を得た後、更に、少な
くとも前記（ロ）（ニ）及び（ト）の工程を繰り返し行
なってトナー像を有する多数の複写物を得ることを特徴
としている。

ちなみに、本発明者は持続電気絶縁性電子写真法につい
て以前より研究・検討を行なってきたが、現像手段と転
写手段との間に、第二次帯電及び全面露光の手段を設け
ることによって、画像露光時の光照射による感光層の導
電性変化部（地肌部に相当するところ）の導電性持続時
間が大幅に延長でき、それに伴って、多数枚複写時での
カブリが防止され良質のコピーが多く得られることを確
めた。本発明はこれに基づいてなされたものである。

以下に、本発明方法を添付の図面に従がいながらさらに
詳細に説明する。

第１図は本発明方法の実施に有効な装置の一例の概略図
である。この装置においては、感光体は回転ドラム１上
に感光体シートＡが巻きつけられた形態のものが用いら
れている。即ち、円筒状金属製回転ドラム１は、その外
周面の所定位置に感光体シートＡが被着されるように、
軸方向に一条の凹溝が形成され、この凹溝の片側内面に
は感光体シートＡの一端を引掛け係止するためのフック
1aが設けられ、また、凹溝の他側内面には感光体シート
Ａの他端を引っ張り固定するための引っ張り押圧具1bが
設けられている。従って、感光体シートＡは、感光体使
用時には、回転ドラム１に巻きつけられた状態となって
いる必要がある。

もっとも、本発明方法で用いられる感光体は、感光体シ
ートＡを使用することなく、当初から円筒状金属性ドラ
ム上に電荷輸送物質及び導電性変化付与剤を主成分とし
た感光層が設けられたものであってもよいことは勿論で
ある。なお、感光体Ａは、第２図に示したように、ポリ
エステルなどの樹脂フイルム22上に導電性層23、感光層
24が積層されたものであって、感光層24は電荷輸送物質
及び導電性変化付与物質を主成分とした変換層である。

回転ドラム１は、図示されていないモータによって、矢
印方向に等速で回転されるようになっている。回転ドラ
ム１の外周面には、第一次負帯電装置２、現像（トナー
現像）装置３、第二次負帯電装置４、全面露光用ランプ
５、転写装置６、分離ローラ20、クリーニング装置７、
感光体加熱ローラ８が順次配設されている。また、回転
ドラム１の近傍には感光体シートＡを収納したカセット
11、回転ドラム１の動きに伴なって転写装置６へ普通紙
等の受像シートを一枚ずつ供給するためのカセット12、
及び、トナー画像転写像の定着装置10が配置されてい
る。

加えて、これら回転ドラム１をはじめ各種装置等の上方
には原稿の結像装置が配置されている。

原稿（図示されていない）はコンタクトガラス21上に載
置され、光源14の光が反射板13を介して原稿にあてら
れ、第１ミラー15、第２ミラー16、第３ミラー17をとお
してレンズ18で集光され、第４ミラー19によって感光体
（第１図の例によれば回転ドラム１に固定され回転する
感光体シート）上に結像されるようになっている。

さて、回転ドラム１に固定された感光体シートＡは回転
しながらまず加熱ローラ８と接触し全面絶縁性とされ
る。加熱ローラ８はサーミスタ９によって温度測定がな
され、図示されていないコントロール回路で150±１℃
程度に維持される。また、加熱ローラ８は回転ドラム１
に接触したり離れたりするように工夫されている。第３
図（イ）は感光層24が加熱され絶縁性となったことを表
わしている。なお、第３図は、便宜上、感光体シートＡ
のうちの最も重要なところである感光層24をとり出して
記載してある。

第一次負帯電後、光を受けて、光のあたったところは導
電性となり負電荷は消失する［第３図（ロ）及び
（ハ）］。この時の導電性部（露光部）の表面電位は第
４図に示したV₁である。は負電荷を表わしている。

形成された潜像は、現像装置３における正電荷トナーに
よって顕像化される［第３図（ニ）］。現像装置３内の
現像ローラ3aにはマイナスにバイアスがかけられて地肌
汚れの防止に寄与している。は正電荷トナーを表わし
ている。

ここで得られたトナー像に対して第二次負帯電装置４で
のコロナ放電がなされる［第３図（ホ）］。この時の導
電性部（地肌部となるべきところ）の表面電位は、第４
図に示したV₂にまで上昇する。

次いで、トナー像はさらに全面露光される［第３図
（ヘ）］。これによって、トナーの付着していない導電
性部の表面電位は第４図に示したV₃まで低下する。

なお、トナー像への全面露光［第３図（ヘ）］に先立っ
て第二次負帯電［第３図（ホ）］の操作が行なわれるの
は、画像露光［第３図（ハ）］によって導電性となった
ところの導電性持続時間には、負帯電が作用するためで
ある。

かくして感光体上にあるトナー像は、給紙装置12から送
られてきた普通紙等に負コロナ放電を行なう転写装置６
の働きによって転写された後、定着装置10によって定着
され、ここに複写物が得られる。転写されずに感光体上
に残留したトナーはクリーニング装置７により除去され
る。こうした操作は第７図に示したコトロール回路によ
り行なうことができる。

同一複写物を得る場合には、敢えて感光体表面加熱、
露光（画像露光、全面露光）及び第二次負帯電を行なう
ことなく、前記操作を繰り返す（第８図）か、感光体
表面加熱、画像露光及び第二次負帯電を行なうことなく
前記操作を繰り返す（第９図）か、感光体表面加熱及
び画像露光を行なうことなく前記操作を繰り返す（第10
図、第11図）ようにすればよい。

本発明方法で用いられる感光体シートＡは、導電性支持
体上に特定の感光層が設けられたものである。

具体的には、第２図に示したように、例えばポリエステ
ル樹脂フィルムのごとき樹脂フイルム22上に導電送23と
してITO等を真空蒸着したものを導電性支持体とし、こ
の上に更に、電荷輸送物質及び導電性変化付与剤を主成
分とした感光層24を形成することによりつくられる。

電子写真技術の分野では、導電性支持体又は導電層とし
てAlが多く採用されているが、Alはその表面に酸化膜を
形成しホール注入に対するバリア層として作用すること
から、不都合である。それ故、本発明方法で用いられる
感光体シートＡの導電層23の材料としては、ITOをはじ
めとして、Zn,Ti,Au,Ag,Fe,Sn,Cu,Inなどの金属ないし
半導体元素、或いは、SnO₂,Tn₂O₃,ZnO,TiO,NiO,WO,,V₂O
₅などの酸化物半導体が例示できる。

感光層24における電荷輸送物質としては下記（ｉ）（i
i）（iii）及び／又は（iv）のごときものが例示でき
る。

（ｉ）高分子光導電体 ポリビニールカルバゾール、ポリＮ−エチレン性不飽和
基置換カルバゾール類、ポリＮ−エチレン性不飽和基置
換フェノチアジン類、ポリビニルピレン等。

（ii）低分子光導電体 アルキルアミノフェニル基等で置換されたオキソジアゾ
ール、ヒドラゾン類、ピラゾリン類又はトリフェニルメ
タン誘導体類等。

（iii）高分子導電体 ポリアセチレン、ポリジアセチレン等。

（iv）低分子電荷移動錯体 一方、感光層24における導電性変化付与剤は、光または
熱エネルギーによって可逆的に非イオン性−イオン性間
の構造変化を起こす物質であって、スピロピラン化合物
又はこれの誘導体が例示できる。電荷輸送物質と導電性
変化付与剤との配合比は、得ようとする機能、用途に応
じて選択され得るが、通常、電荷輸送物質１モルに対し
導電性付与剤0.01〜１モルが適当である。これら電荷輸
送物質及び導電性変化付与剤は適当なバインダー（シリ
コーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹
脂など）とともに用いられて感光層24が形成される。

本発明方法においてはこうした特定の感光体シートＡを
持続電気絶縁性電子写真感光体として使用するものであ
るが、このものの熱エネルギー及び露光付与時の導電性
変化は次のようになると思われる。

第５図は、感光層24に光エネルギーが与えられた時、記
憶性のある導電性変化付与剤（X^+-）がイオン性から非
イオン性へと構造変化を起こして、感光層24の導電性が
増大されることを説明するための概念図である。

電荷輸送物質はホールの移動度（mobility）の大きなｐ
型半導体である。これに導電性変化付与剤（X^+-）が共
存されている感光層24を加熱用ローラ８で加熱すると、
導電性変化付与剤はイオン性構造（開環、安定）とな
り、ホールのトラップ剤として働く。導電層（電極材
料）23から注入されたホールは、導電性変化付与剤の存
在により、トラップ及び脱トラットを繰り返し、実質的
にホールの移動度が低下し、その結果、感光層24は絶縁
性となる［第５図（イ）］。

絶縁性となった感光層24の表面に一様に負コロナ帯電が
施され［第５図（ロ）］、その後、これに画像露光が行
なわれる［第５図（ハ）］。このことは導電性変化付与
剤に対してその吸収波長域の光が照射されたことに繋が
り、導電性変化付与剤の光化学反応により、イオン性構
造から非イオン性構造（閉環、一時安定）に変化する。
非イオン性構造に変化した導電性変化付与剤はもはやホ
ールのトラップ剤として使用しなくなり、いわゆる導電
性となる。導電性になったところ（感光層24のうち導電
性になったところ）に帯電していた負電荷は、負帯電時
導電層23に誘起された正電荷と中和して消失する。ここ
に、画像に対応した電荷の分布である潜像が形成される
［第５図（ニ）］。

かかる感光層の導電性又は絶縁性の状態は暗所で長時間
安定に存在し、従って、本発明方法で使用される感光体
は記憶性を有するものである。

だが、上記感光体シートＡにおいても、複写枚数が多く
なるのに従って地肌部（導電部）の表面電位は少しずつ
上昇する現象が認められる（第６図）。こうした場合、
その地肌部電位を元に戻すために、全面露光ランプ５に
よる全面照射、又は、第二次負帯電装置４による帯電後
全面露光ランプ５による全面照射を行なって、導電部の
みの抵抗値を減少させ、カブリのない良好な画像を連続
的に得ることができる。

［効果］ 本発明方法によれば、感光体における導電性の保持時間
を延長させることができ、多数枚の均質複写物を得るこ
とができる。また、露光用照明の低容量化及び低消費電
力化、更には、複写速度の向上も期待できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に有利な装置の代表的な一例
の概略図である。 第２図は本発明方法で用いられる持続電気絶縁性電子写
真感光体の断面図である。 第３図は本発明方法の工程の概略を説明するための図で
あり、第４図はその工程に従った場合の感光体上の表面
電位の変化を示した図である。 第５図は導電性変化付与剤の作用の概略を説明するため
の図である。 第６図は複写枚数と感光体露光部の表面電位との関連を
示した図である。 第７図は第１図に示した装置のコントロール回路図であ
る。 第８図、第９図、第10図及び第11図は本発明方法及びそ
の応用を実施するためのフローチャートである。 １……回転ドラム、２……第一次負帯電装置 ３……現像装置、４……第二次負帯電装置 ５……全面露光用ランプ、６……転写装置 ７……クリーニング装置、８……加熱ローラ Ｉ……露光制御、Ａ……感光体シート X^+-……導電性変化付与剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性支持体上に電荷輸送物質及び導電性
   変化付与剤を主成分とした感光層を設けた持続電気絶縁
   性電子写真感光体を用い、下記（イ）から（ト）までの
   工程を順次行ない複写物を得た後、少なくとも下記
   （ロ）（ニ）及び（ト）の工程を繰り返して多数枚の複
   写物を得るようにしたことを特徴とする持続電気絶縁性
   電子写真法。 （イ）感光層表面を加熱してその全面を絶縁性にする工
   程、 （ロ）第一次負帯電を施す工程、 （ハ）画像露光によって潜像を形成する工程、 （ニ）潜像を正荷電トナーで顕像化する工程、 （ホ）第二次負帯電を施す工程、 （ヘ）全面露光を行ない感光層の抵抗を減少させる工
   程、 （ト）前記トナー像を普通紙に転写して複写物を得る工
   程。