JPS60142355A - 安定化帯電方法 - Google Patents

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】 本発明は、安定化帯電方法に関するもので、より詳細に
は、非晶質シリコン系光導電体層を用いて電子写真法に
より画像形成を行うのに際し、該光感電体層の表面電位
を一定のレベルに安定化する方法に関する。

非晶質シリコン系光導電体層は、表面硬度が高く、−長
波長側の光に感度を有し、しかも感度そのものも良好で
あるので、電子写真用の感光体として着目されている。

しかしながら、零発゛明者等の研究によると、非晶質シ
リコンは上述した優れた特性を有するものの、高速複写
に際して光疲労が比較的大であるという問題点を有して
いる。例えば、通常の複写サイクル内で、帯電、露光、
現像、転写及びクリーニングの諸動作を感光層に反復す
ると、セレン感光層の場合、二回目以降の帯電量は一回
目の帯電量の０．５乃至３％程度の低下に過ぎず、光疲
労による影響は殆ど無視し得るものであるが、非晶質シ
リコンの場合には、二回目以降の帯電量は一回目の帯電
量よりも５乃至２０％にも達する低下を来たす。このた
め、ドラムの外周の長さが複写物の長さよりも長い場合
は一枚目の画像と比較して二枚目以降の画像は目で識別
できる程度の濃度低下を生ずるという欠点がある。

また、ドラムの外周の長さが複写物の長さよりも短かい
場合は、同一複写物において濃度差が生じたり、或いは
メモリー残像現象が生じるという欠点があった。ここで
メモリー残像現象とは、例えば第１図−ａの様な原稿を
用いた場合に、文字部１゛　と黒へ夕部２°までの距離
！がドラムの外周長と一致するとき、第１図−すに示す
複写物において、黒ベタ部２中に文字部１が重なった画
像として生しる現象を言う。この現象が生じる原因とし
ては、ドラム１回転目において文字部１の文字３の部分
は露光されないが背影４の部分は露光されるため文字３
と背影４の各部分において感光体の光疲労度に差が生し
、その結果、ドラム２回転目において感光体表面のこの
位置に黒ベタ部２の潜像を形成するために帯電させても
、前回の文字だった部分５の帯電量は初回と同程度の電
位に維持されるが、前回背影だった部分６は光疲労の影
響で帯電量が低下し、未疲労部５と疲労部６とに濃度差
が生しるものと考えられる。

最近になってこの様な光疲労を防止する一手段として例
えば特開昭５８−６２６５９に開示されているように光
源として６００ｎｍ以下の光で露光・除電することが提
案されている。この方法によれば、露光の繰り返しによ
り光疲労が生じ、帯電量の低下を来すが、これが一定の
レベルに維持され、しかも６０’Ｏｎｍ以下の光を用い
るので、光疲労が生じても高い帯電量のレベルで安定化
するというものである。しかしながら、この提案におい
ても高いレベルでの安定化ができ、実使用においては概
ね良好ではあるものの完全に光疲労を防止し得るまでに
は至っていないのが現状である。このことから、完全に
光疲労を防止し得る方法が望まれている。

従って本発明の目的は、非晶質シリコン系光導電体層の
表面帯電電位を一回目の行程と二回目以降の行程とで、
帯電量を何ら低下させることなく実質上同一レベルに調
節し、光疲労の差から生じるメモリ残像現象を予防し得
る方法を提案するにある。

本発明によれば、非晶質シリコン系光導電体層を導電性
基質上に有する電子写真感光体に帯電１画像露光、現象
、転写及びクリーニングの行程を反復することにより行
う画像形成方法において、前記クリーニング行程と帯電
行程との間にバイアス電圧の印加された導電性可撓性部
材を接触させて行う脱トラッピング行程を有することを
特徴とする安定化帯電方法が提供される。

本発明の安定化帯電方法を説明するための第２図におい
て、駆動回転される金属ドラムの表面には、非晶質シリ
コン系光導電体層が設けられ感光体ドラム１１を構成し
ている。このドラムの周囲には、主帯電用コロナチャー
ジャ１３；ランプＩ４、原稿支持透明板１５及び光学系
１６から成る画像露光機構；トナー１７を有する現像機
構１８　；　Ｉ−チー転写用コロナチャージャ１９；紙
分離用コロナチャージャ２０；除電ランプ２；及びクリ
ーニング機構２２がこの順序に設けられている。

まず、感光体ドラム１１をコロナチャージャ１３で一定
極性の電荷で帯電させる。次いで、ランプ１４で複写す
べき原稿２３を照明し、光学系１６を経て原稿の光線像
で感光体ドラム１１を露光し、原稿画像に対応する静電
潜像を形成させる。この静電潜像を現像機構１８により
トナー１７て現像する。転写紙２４を、トナー転写用チ
ャージャ１９の位置でドラム表面と接触するように供給
し、転写紙２４の背面から静電潜像と同極性のコロナチ
ャージを行って、トナー像を転写紙２４に転写させる。

トナー像が転写された転写紙２４は、分離用コロナチャ
ージャ２０の除電によってドラムから静電的に剥離され
、定着域（図示せず）等の処理域に送られる。

トナー転写後の感光体ドラム１１は、除電うンプ２によ
る前面露光で残留電荷が消去され、次いでクリーニング
機構２２によって残留トナーの除去が行われる。

本発明で用いる非晶質シリコン感光層を表面に設けた感
光ドラム１１は、既に述べた通り、無視し得ないオーダ
ーの光疲労を示し、露光後の感光層の帯電電位は、露光
を受けていない感光層の帯電電位に比して最大２０％に
も及ぶ低下を示し、形成される複写物の画像濃度も一枚
目と二枚目以降のものとではかなり異なったものとなる
。

本発明者らは、非晶質シリコン系光導電体の光疲労は、
露光時に光導電体層中に生じたフォトキャリアが一部ト
ラップされて光導電体層中に残り、これが次の帯電時に
表面電荷が作る電界の作用で放出され、表面電荷を中和
することにより帯電特性が劣化する現象であると推論し
ている。それゆえ、露光或いは除電光を照射した後であ
って次の主帯電前において、一方の電極が接地された電
源よりドラム基体が接地された感光体ドラム表面にバイ
アス電圧を印加してトラップからフォトキャリアを放出
させるために十分な電界を付与した場合には、光導電体
層中のトラップされたフォトキャリアは、この電界の作
用を受け脱トランプし、トランプされているフォトキャ
リアが消去されることを見出したものである。

また第３図は２８．０μＷ／ｃｍ２の光強度を有する単
色光を用いて測定した光疲労の波長依存性を示す線図で
あって、横軸は感光層露光時の波長、縦軸は表面電位の
低下量乃至は低下の度合い（光疲労率％）を示している
。この第３図を参照すると、非晶質シリコンの光疲労は
光線の波長に大きく依存しており、波長７２５ｎｍで最
大の疲労を示し、波−長が６００ｎｍ以下の光線に対し
ては殆ど疲労を示さないことがわかる。それゆえ、前述
した公知の方法では露光及び除電光として６００ｎｍ以
下のものを用いていたのである。この理由は、波長が６
００ｎｍ以下の光線では光の吸収が感光体表面で起こり
、フォトキャリアは主として感光層表面から発生するた
め、トラップされる比率が少ないのに対し、長波長光の
場合光の吸収が感光層全体で起こるため感光層の体積内
（バルク内）でフォトキャリアが発生し、トラップさ乳
る量が増大する（バルク効果）ためである。

しかしながら、６００ｎｍ以下の波長を用いた場合、ト
ラップされるフォトキャリアの量が少なく、このまま次
の帯電を用いた場合、実用上問題とならないにしても帯
電量が幾分低下し、完全に光疲労を防止したわけではな
い。

これに対し、本発明に従い帯電前にバイアス電圧を印加
してあらかじめ脱トラップさせておけば、最早帯電時に
表面電荷が中和され得ない為、光疲労は完全に防止し得
るのである。

しかも本発明に従えば、印加電圧の電界強度により脱ト
ラップさせるため、バルク内にトラップされているキャ
リアよりも感光体表面にトラップされているフォトキャ
リアを脱トランプさせることの方が容易であり、この意
味において使用する光源を６００ｎｍ以下のものを用い
ることの方が有利ではあるが、電界強度を大きくするこ
とで感光層バルク内のフォトキャリアも脱トラップさせ
ることも可能であり長波長光をも使用することができ、
半導体レーザー等の使用を始め、より多くの光源に適用
できる利点を有している。

本発明において、感光体表面にバイアス電圧を印加する
手段としてｔよ、感光体ドラムの長手方向に亘って均一
にバイアス電圧が印加可能なものであれば、それ自体公
知の任意の手段が適用できる。

例えば第２図においては、一方の電極が接地された電ａ
３０の他方の電極に接続された導電性ゴムローラ３１に
よりバイアス電圧が印加される構成となっている。この
ゴムローラ以外にも、感光体表面と摺擦させた場合、感
光体に強い機械的応力を与えない程度の部材例えば導電
性ゴムブレード、カーボン或いは金属の繊維を用いた導
電性ブラシ等の導電性可撓性部材を用いることもできる
。

感光体表面に印加するバイアス電圧の量は、用いる光源
等の種類や、非晶質シリコン怒光体によっても異なるが
、一般に９０乃至４００ｖ特に２００乃至４００Ｖ印加
すればよい。このバイアス電圧の種類は正又は負のいず
れの場合でもよく、また交流バイアスであってもよい。

更にバイアス電圧の印加手段に代わり得る手段としてＡ
Ｃコロナチャージャによる方法も考えられるが、放電に
際しオゾン等を発生させ、感光体表面を劣化させ、画像
流れつまり、感光体表面に形成された静電潜像の横方向
のリーク現像を発生させる原因ともなり好ましくない。

非晶質シリコン系光導電体層としては、それ自体公知の
任意のものが使用され、例えばシランガスのプラズマ分
解等で基板上に析出される非晶質シリコンが使用され、
このものは、水素やハロゲン等でドーピングされ、さら
にポロンやリン等の周期律表第■族または第■族元素で
ドーピングされたものであってよい。

代表的なアモルフィスシリコン感光体の物性値は、暗尋
電率＜１ｇ−１２Ω−’・ｃｍ−’、活性化エネルギー
＜０．８５ｅＶ、光導電率＞１０−７Ω−１・ｃ　ｍ−
’、光学的バンドギャップ１．７〜１，９ｅＶであり、
また結合水素量は１０〜２０原子％の量でその膜の誘電
率は１１．５〜１２．５の範囲にあるものである。

本発明を次の例で説明する。

実施例１ 第２図に示した構成を備えた電子写真複写装置を用いて
、光源１４、除電光２１及びバイアス電圧の印加手段と
しての導電性ゴムローラ３１を第１表に示した関係にて
Ｎｏｌ〜Ｎｏ４の実験をおこなった。尚、感光体ドラム
としては膜厚２０μｍのａ−８ｉ：Ｈドラム（９０φ）
を装着した。

この一連の実験において使用した原稿はΔ３判の大きさ
のものであり、第１図−ａに示したように、前半部分に
は反射濃度１．５の黒ベタ文字部分３、後半部分には反
射濃度０．８の中間調黒ベタ部分２を有する。この第１
図−ａに基づく原稿におけるｌの値は９０φのドラムの
円周長に富亥当するように約２８ｃｍとしている。

第１表 □ この原稿から、上記下電子写真複写装置により作成した
コピー物の各部の反則濃度を（Ａ）（原稿の文字部３に
対応）、（Ｂ）（図中６に対応）および（Ｃ）（図中５
に対応）として、その結果を第２表に示す。

この結果から、実験ＮｏｌおよびＮｏ２の場合、導電性
ゴムローラによるバイアス電圧印加によりコピー物の（
Ｂ）、（Ｃ）の部分の濃度差が生じなくなりメモリー残
像現象は消失している。しかも、除電光として長波長光
成分を有するハロゲンランプを使用した場合（Ｎｏｌ）
と、６００ｎｍ以上の長波長光をカントした緑色ランプ
を使用した場合（Ｎｏ２）とではほとんど差がなく、長
波長光を含む場合でも本発明の脱トラッピング行程が有
効であることがわかった。これに対して、導電性ゴムロ
ーラによる電圧印加を行わなかった場合（Ｎｏ３および
Ｎ　ｏ　’４　）コピー中の（Ｂ）、（Ｃ）の部分にお
ける濃度に差が生じ、はっきりとしたメモリー残像現象
が生していた。

実施例２ 導電性ゴムローラに印加する電圧Ｖとコピー物中の（Ｂ
）及び（Ｃ）の部分の濃度差ΔＩＤとの関係を調べるた
めに、前記実施例Ｎｏ２の光源及び除電光の条件にて実
験を行った。この結果をグラフに表したものを第４図に
示した。

この結果から目視にて濃度差を識別することができない
限界の濃度０．０５を考慮すれば、９０■以上が有効印
加電圧となることがわかった。

この時、２００■以上の印加電圧では、Δ■Ｄはほぼ一
定となり、これ以上電圧を印加する必要性はうすく、ａ
−３ｉ：Ｈの主帯電による帯電量を考慮すれば、４００
■付近を一応の上限と考えることができた。

実施例３ 実施例１の実験Ｎｏ２の導電性ゴムローラの代わりに導
電性ブラシを装着し、直流バイアスの代わりに交流バイ
アスを印加してコピーしたところΔＩＤｆＪ＜０．０４
以下となるのに１２０■の交流印加電圧が必要であった
。

この場合の交流周波数範囲としては数Ｈ２以上好ましく
は１０Ｈ２以上あれば十分であった。

実施例４ 実施例１の実験Ｎｏ２の実験において、導電性ゴムロー
ラ３１に印加する電圧を一２００Ｖとした以外全て同一
条件でコピーを行ったところ各部の反射濃度は以下の通
りであった。

（Ａ）　１．３８ （Ｂ）　０．７１ （Ｃ）　０．７２ このことから負のバイアス電圧を印加した場合でも同様
の結果が得られることがわかった。

つまり感光層中のトラップされたフォトキャリアが印加
電圧による電界に引かれ、実施例１の場合とは反対側、
つまり基板へ移動し消失したものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図−ａはメモリー残像現象を調べるために使用する
原稿を表した図であり、第１図−すはそのコピー物を表
した図、 第２図は本発明の方法を実施するための複写装置を示し
た概略図、 第３図は、光疲労の波長依存性を示すグラフ図、および
第４図は、バイアス印加電圧と光疲労により生じるコピ
ーものの濃度差との関係を示すグラフ図である。 図中、印照数字１１はａ−３ｉ：Ｈドラム、１３は主帯
電器、１４は光源ランプ、１９は転写帯電器、２１は除
電光、３１はバイアス電圧印加手段をそれぞれ表わす。 特許出願人 三田工業株式会社 ＼ ＩＲ１図 α ５（Ｃ） ＩＲ２図 ０ 第３図 シ皮　玉　（ｎ町 第４図 θ　ｌθθ　？ρθ　３ρθ　４θθ 丘ｐｐυ質及　（Ｖ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）非晶質シリコン系光導電体層を導電性基質上に有
   する電子写真感光体に帯電３画像露光。 現像、転写及びクリーニングの行程を反復するごとによ
   り行う画像形成方法において、前記クリーニング行程と
   帯電行程との間にバイアス電圧の印加された導電性可撓
   性部材を接触させて行う脱ｌ・ラッピング行程を設けた
   ことを特徴とする安定化帯電方法。
2. （２）導電性可撓性部材が導電性ゴムローラである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）バイアス電圧が正又は負の直流バイアスである特
   許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）バイアス電圧が交流バイアスである特許請求の範
   囲第１項記載の方法。