JPH0373862B2 - - Google Patents

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JPH0373862B2
JPH0373862B2 JP16856681A JP16856681A JPH0373862B2 JP H0373862 B2 JPH0373862 B2 JP H0373862B2 JP 16856681 A JP16856681 A JP 16856681A JP 16856681 A JP16856681 A JP 16856681A JP H0373862 B2 JPH0373862 B2 JP H0373862B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像形成方法及び装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image forming method and apparatus.

現在、原稿画像の複写画像を得るために電子写
真法が広く利用されている。これは、光導電性感
光体を用い、その感光層の表面を帯電せしめた後
に画像露光を行ない、光の照射を受けた部分にお
いて感光層が低抵抗となることを利用して当該部
分の静電荷を消失せしめることによつて静電荷像
を形成し、これをトナーにより現像し、このトナ
ー像を通常は転写材に転写せしめて複写画像を形
成する方法である。
Currently, electrophotography is widely used to obtain copies of original images. This method uses a photoconductive photoreceptor, charges the surface of the photosensitive layer, and then performs image exposure, and uses the fact that the photosensitive layer has a low resistance in the area irradiated with light to staticize the area. This is a method in which an electrostatic charge image is formed by causing the charge to disappear, this is developed with toner, and this toner image is usually transferred to a transfer material to form a copy image.

而してこの電子写真法において用いられる感光
体の光導電性感光層を構成する光導電材料として
は、セレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム等が用い
られているが、生物に対する危険性を有していた
り、又分光増感が必要とされる等、問題点が少な
からず存する。
Selenium, zinc oxide, cadmium sulfide, etc. are used as photoconductive materials constituting the photoconductive layer of the photoreceptor used in this electrophotography method, but they are dangerous to living organisms. There are quite a few problems, such as the need for spectral sensitization.

一方、最近においてはそのような問題点を有さ
ず、しかも比較的容易に大面積の薄層を有利に形
成し得ることから、アモルフアスシリコン(以下
「a−シリコン」と記す。)を用いて電子写真感光
体を得る研究が行なわれているが、a−シリコン
より成る光導電性感光層は基本的にその暗抵抗が
小さいため、電荷保持能が低いという致命的とも
いうべき欠点があり、これを解決すべく種々の手
段が提案されているが、なお不十分であり、既述
の如き通常の電子写真プロセスに供することは困
難である。
On the other hand, recently, amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-silicon") has been used because it does not have such problems and can advantageously form a thin layer over a large area with relative ease. Research has been carried out to obtain electrophotographic photoreceptors using a-silicon, but since the photoconductive photosensitive layer made of a-silicon basically has a low dark resistance, it has a fatal drawback of low charge retention ability. Although various means have been proposed to solve this problem, they are still insufficient, and it is difficult to apply them to the usual electrophotographic process as described above.

本発明は、以上の如き背景下において、a−シ
リコンより成る感光体を用いて画像形成を達成す
る方法の研究を重ねた結果なされたものである。
The present invention has been made as a result of repeated research into a method for achieving image formation using a photoreceptor made of a-silicon against the above-mentioned background.

本発明の目的は、a−シリコンより成る感光層
を有する感光体を用いて、原稿画像と対応した複
写画像を形成する新規な方法を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a novel method for forming a copy image corresponding to an original image using a photoreceptor having a photosensitive layer made of a-silicon.

本発明の特徴とするところは、光の照射によつ
てその電気抵抗が増大する疲労効果を有するa−
シリコンより成る感光層を導電性支持体上に設け
て成る感光体の前記感光層に画像露光を行なう露
光工程と、この露光された感光層に静電荷を付与
して静電荷像を形成する帯電工程と、この静電荷
像をトナーにより現像する現像工程とを含む点に
ある。
The feature of the present invention is that a-
An exposure step of performing imagewise exposure on the photosensitive layer of a photosensitive member comprising a photosensitive layer made of silicon provided on a conductive support, and a charging step of imparting an electrostatic charge to the exposed photosensitive layer to form an electrostatic charge image. and a developing step of developing this electrostatic charge image with toner.

本発明の他の目的は、上述の方法に従う画像の
形成を繰り返し行なうことのできる装置を提供す
るにある。
Another object of the present invention is to provide an apparatus that can repeatedly form images according to the above-described method.

本発明装置の特徴とするところは、光の照射に
よつてその電気抵抗が増大する疲労効果を有する
a−シリコンより成る感光層を導電性支持体上に
設けて成る感光体と、この感光体の前記感光層に
画像露光を行なう露光機構と、この露光機構によ
り露光された感光層に静電荷を付与する帯電機構
と、この帯電機構の帯電により形成された静電荷
像をトナーによつて現像する現像器と、この現像
器による現像によつて形成されたトナー像を転写
材に転写する転写機構と、前記感光体の感光層に
これを加熱しながら赤外線を照射する疲労回復機
構とを具えて成る点にある。
The apparatus of the present invention is characterized by a photoreceptor comprising a photoreceptor layer made of a-silicon, which has a fatigue effect of increasing its electrical resistance when irradiated with light, on a conductive support; an exposure mechanism that performs image exposure on the photosensitive layer; a charging mechanism that applies an electrostatic charge to the photosensitive layer exposed by the exposure mechanism; and an electrostatic charge image formed by the charging of the charging mechanism that is developed with toner. a developing device, a transfer mechanism for transferring a toner image formed by development by the developing device onto a transfer material, and a fatigue recovery mechanism for irradiating the photosensitive layer of the photosensitive member with infrared rays while heating the photosensitive layer. The point is that it is made up of a lot of things.

以下図面によつて本発明の一実施例について説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明においては、第1図に示すように、例え
ばアルミニウム等の金属より成る導電性ドラムS
の外周面上に、光の照射によつてその電気抵抗が
増大する疲労効果を有するa−シリコンより成る
感光層Lを形成して感光層1を構成せしめ、この
感光体1を、第2図に示すように、矢印方向に回
転するよう又導電性ドラムSを接地して設け、そ
の外周領域に、原稿よりの光像を照射する露光機
構2、コロナ帯電器3、現像器4及び転写用放電
器5を前記感光体1の回転方向にこの順に配置
し、更に、転写用放電器5に続いて除電用放電器
6、トナークリーナー7、ヒーター8及び赤外線
ランプ9をこの順に設けて成る画像形成装置を用
い、次のような方法により複写画像を形成する。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a conductive drum S made of metal such as aluminum is used.
The photosensitive layer 1 is formed by forming a photosensitive layer L made of a-silicon, which has a fatigue effect of increasing its electrical resistance when irradiated with light, on the outer peripheral surface of the photosensitive member 1, as shown in FIG. As shown in the figure, a conductive drum S is installed to rotate in the direction of the arrow and is grounded, and an exposure mechanism 2 that irradiates a light image from a document onto its outer peripheral area, a corona charger 3, a developer 4, and a transfer drum S. An image in which dischargers 5 are arranged in this order in the rotational direction of the photoreceptor 1, and furthermore, following the transfer discharger 5, a static elimination discharger 6, a toner cleaner 7, a heater 8, and an infrared lamp 9 are provided in this order. A copy image is formed by the following method using a forming apparatus.

即ち、感光体1を回転せしめながら、先ず露光
機構2により、感光層Lの電気抵抗が増大しそれ
が疲労として残留する程度以上のエネルギー、例
えば60nW・秒/cm2以上の白色光によつて原稿画
像の露光を行なう。このような光の照射によつて
電気抵抗に関する疲労効果がa−シリコンにおい
て生ずる現像はステブラー・ロンスキー効果とし
て知られており、この効果の大きいa−シリコン
は例えば後述する実験例において説明するような
方法によつて形成することができる。そしてこの
露光によつて光が照射された部分、即ち原稿画像
の非画像部に対応する部分の感光層Lにおける電
気抵抗が増大し、この結果、いわば抵抗値の分布
による画像が増大し、この結果、いわば抵抗値の
分布による画像が形成される。
That is, while rotating the photoreceptor 1, the exposure mechanism 2 first applies white light of 60 nW·sec/cm 2 or more with energy that is more than enough to increase the electrical resistance of the photoreceptor layer L and cause it to remain as fatigue. Expose the original image. The development in which a fatigue effect related to electrical resistance occurs in a-silicon due to irradiation with light is known as the Stabler-Wronski effect, and a-silicon, which has this large effect, has a It can be formed by a method. This exposure increases the electrical resistance in the photosensitive layer L of the portion irradiated with light, that is, the portion corresponding to the non-image area of the original image, and as a result, the image due to the distribution of resistance values increases, and this As a result, an image is formed based on the distribution of resistance values.

次にコロナ帯電器3により、上述の露光を受け
た感光層Lに静電荷を付与する。その静電荷は正
であつても負であつてもよい。そしてこの帯電工
程により、電気抵抗が増大した部分においては電
荷が保持されるが、光の照射を受けていない画像
部に対応する部分に付与された電荷は、感光層L
及び導電性ドラムSを介して逃げ或いは導電性ド
ラムSより感光層Lを介して反対電荷の注入を受
けることにより、消滅し、この結果、原稿画像に
対してはネガの関係にある静電荷像が形成され
る。
Next, a corona charger 3 applies an electrostatic charge to the exposed photosensitive layer L described above. The electrostatic charge may be positive or negative. Through this charging process, charge is retained in the portions where the electrical resistance has increased, but the charges imparted to the portions corresponding to the image areas that are not irradiated with light are transferred to the photosensitive layer L.
The electrostatic charge image disappears through the conductive drum S or is injected with an opposite charge from the conductive drum S through the photosensitive layer L, and as a result, the electrostatic charge image that has a negative relationship with the original image is formed.

この静電荷像を現像器4においてトナーにより
現像する。ここに通常の現像法によれば、形成さ
れるトナー像は陰画となるが、反転現像法を利用
すれば、陽画のトナー像が得られる。
This electrostatic charge image is developed with toner in a developing device 4. If a normal developing method is used, the toner image formed will be a negative image, but if a reversal developing method is used, a positive toner image will be obtained.

斯くして得られたトナー像を、転写材通路Pに
沿つて同期して送られて来る転写紙等の転写材に
転写せしめる。ここに転写のための具体的手段と
しては、図示の例におけるように転写用放電器5
による静電転写方式を利用することができ、その
後定着せしめることによつて前記原稿の複写画像
が得られる。転写方式としては加熱転写方式も有
効でこの場合には、同時に定着せしめることも可
能である。
The toner image thus obtained is transferred onto a transfer material such as transfer paper that is synchronously fed along the transfer material path P. Here, as a specific means for transfer, a transfer discharger 5 is used as in the illustrated example.
An electrostatic transfer method can be used, and a copied image of the original can be obtained by fixing the image. As a transfer method, a heat transfer method is also effective, and in this case, it is also possible to fix the images at the same time.

図示の例において、この転写工程を経た感光層
Lには除電用放電器6により、前記コロナ帯電器
3により付与された電荷とは反対の電荷が付与さ
れて感光層Lの残留電荷が中和消失せしめられ
る。そしてその後トナークリーナー7によつて残
留トナーが除去される。
In the illustrated example, the photosensitive layer L that has undergone this transfer process is given a charge opposite to the charge given by the corona charger 3 by the static eliminating discharger 6, and the residual charge on the photosensitive layer L is neutralized. be made to disappear. Then, residual toner is removed by a toner cleaner 7.

而してこの状態における感光層Lにおいては依
然として抵抗値の分布はそのまま保持されてお
り、従つて再びコロナ帯電器3による帯電を行な
うことによつて、既述のプロセスにおける同一の
静電荷像が形成され、従つて同一の工程を行なう
ことによつて繰り返して同一の複写画像を得るこ
とができる。このように、この装置はデユプリケ
ーターとしての機能を有する。
In this state, the distribution of resistance values is still maintained in the photosensitive layer L, and therefore, by charging again with the corona charger 3, the same electrostatic charge image in the process described above can be obtained. The same copy image can therefore be obtained repeatedly by performing the same steps. Thus, this device has the function of a duplicator.

一方、ヒーター8を付勢して前記感光層Lを加
熱すると共にこれを続いて赤外線ランプ9よりの
赤外線を照射すると、感光層Lにおける疲労が回
復し、抵抗値が増大していた状態が消失し、これ
によつて感光層Lは当初の状態に復帰し、次の原
稿による複写画像の形成に供される。ここに照射
すべき赤外線は近赤外領域の波長を有するものが
好適である。この疲労の回復のためには感光層L
が加熱された温度状態で赤外線照射を行なうこと
が必要であり、加熱温度Tは約200〜300℃であ
る。そしてこの疲労回復により、新たな原稿によ
り画像を連続して形成することができる。
On the other hand, when the heater 8 is energized to heat the photosensitive layer L and subsequently irradiated with infrared rays from the infrared lamp 9, the fatigue in the photosensitive layer L is recovered and the increased resistance value disappears. As a result, the photosensitive layer L returns to its original state and is used for forming a copy image of the next original. The infrared light to be irradiated here preferably has a wavelength in the near-infrared region. To recover from this fatigue, the photosensitive layer L
It is necessary to perform infrared irradiation at a heated temperature, and the heating temperature T is about 200 to 300°C. By recovering from this fatigue, images can be continuously formed using new documents.

第3図は、感光層Lにおける露光から疲労回復
までの抵抗値変化を示し、露光機構2による露光
により抵抗値がr0はr1まで増大し(線)、加熱
によつて温度上昇と共に抵抗値が減少して温度T
においてr2となり(線)、赤外線照射によつて
抵抗値は、露光しない部分の温度Tのときの値r3
まで低下し(線)、室温に冷却することによつ
て線に沿つて最初の値r0に復元される。そして
r0の値が108Ω・cmである場合に、r1の値は1012
Ω・cm以上となり、十分な電荷保持能が得られ
る。
Figure 3 shows the change in resistance value in the photosensitive layer L from exposure to fatigue recovery; exposure by the exposure mechanism 2 increases the resistance value from r0 to r1 (line), and the resistance value increases as the temperature rises due to heating. decreases and temperature T
, the resistance value becomes r2 (line), and the resistance value due to infrared irradiation becomes the value r3 when the temperature of the unexposed part is T.
(line) and is restored along the line to its initial value r0 by cooling to room temperature. and
When the value of r0 is 10 8 Ω・cm, the value of r1 is 10 12
It is Ω・cm or more, and sufficient charge retention ability can be obtained.

以上のように本発明によれば、物質として又製
造上他の光導電材料より好ましいa−シリコンよ
り成る感光層を有する感光体を用いて、簡単な方
法により、原稿画像と対応した複写画像を確実に
形成することができ、更に同一の複写画像を複数
形成するときにも画像露光は1回でよいので極め
て便利であり、又必要に応じて最初の状態に復帰
せしめることが自由であるので経済的であり、簡
単な構成の装置においてデユプリケーターとして
極めて大きな有用性が得られる。
As described above, according to the present invention, a copy image corresponding to an original image can be produced by a simple method using a photoreceptor having a photosensitive layer made of a-silicon, which is more preferable as a material and in manufacturing than other photoconductive materials. It is extremely convenient because image exposure can be performed reliably and only one image exposure is required even when multiple copies of the same image are to be formed, and it is possible to return to the initial state as necessary. It is economical and has great utility as a duplicator in a device of simple construction.

本発明において用いる感光体の感光層は、従来
知られているa−シリコンの製造法、具体的にグ
ロー放電法、スパツタリング法、インプレーテイ
ング法、放電により活性化した水素ガス雰囲下で
の蒸着法等によつて製造することができる。但
し、疲労効果の大きい特性を有するものであるこ
とが必要である。
The photosensitive layer of the photoreceptor used in the present invention can be formed by conventionally known a-silicon manufacturing methods, specifically glow discharge method, sputtering method, in-plating method, or vapor deposition in a hydrogen gas atmosphere activated by discharge. It can be manufactured by the method etc. However, it is necessary that the material has characteristics that have a large fatigue effect.

前記感光体はドラム状のものに限られず、平板
状のものであつてもよいことは勿論である。
It goes without saying that the photoreceptor is not limited to a drum shape, but may also be a flat plate shape.

以下本発明の実験例について説明する。 Experimental examples of the present invention will be explained below.

真空槽内に直径10cmのアルミニウムドラムを配
置し、当該真空槽内を排気した上シランガス及び
水素ガス円1:10の割合で混合したガスを導入し
て10-2Torrの圧力状態とし、前記真空槽に設け
た高周波コイルに周波数13.56MHz、500Wの高周
波電力を印加して内部にグロー放電を生ぜしめ、
温度250℃に加熱した前記ドラムの外周面に厚さ
30μのa−シリコンを被着せしめ、以つて感光体
を形成した。
An aluminum drum with a diameter of 10 cm is placed in a vacuum chamber, and a mixture of 1:10 silane gas and hydrogen gas is introduced into the vacuum chamber to create a pressure state of 10 -2 Torr. High frequency power of 500W at a frequency of 13.56MHz is applied to the high frequency coil installed in the tank to generate a glow discharge inside.
Thickness is applied to the outer peripheral surface of the drum heated to a temperature of 250℃.
30μ of a-silicon was deposited to form the photoreceptor.

この感光体を用いて第2図に示した構成の装置
を構成せしめ、感光体を2r.p.m.の速度で回転せ
しめながら、原稿光像を60mW・秒/cm2のエネル
ギー量で露光せしめた後、6kVの電圧により作動
せしめたコロナ帯電器により静電荷を付与し、得
られた静電荷像を反転現像せしめてトナー像を
得、これを転写紙に転写して現像したところ、実
用上価値のある複写画像が得られた。
Using this photoreceptor, a device having the configuration shown in Fig. 2 was constructed, and while the photoreceptor was rotated at a speed of 2 rpm, the original optical image was exposed to an energy amount of 60 mW・sec/cm 2 . , an electrostatic charge was applied using a corona charger operated with a voltage of 6 kV, and the resulting electrostatic charge image was reversely developed to obtain a toner image, which was then transferred to transfer paper and developed. A duplicate image was obtained.

その後、感光層の除電及び残留トナーの除去を
行なつた後再び前記帯電及びこれに続く工程を繰
り返すことにより、複数の同一の複写画像を得る
ことができた。
Thereafter, after the photosensitive layer was neutralized and residual toner was removed, the charging and subsequent steps were repeated again, thereby making it possible to obtain a plurality of identical copied images.

そして前記感光層を200℃となるように加熱し
て入力電力200Wの赤外線ランプよりの赤外線を
照射した上で他の原稿を用いて上述と同様の操作
を行なつたところ、同様に良好な複写画像が得ら
れた。
Then, when the photosensitive layer was heated to 200°C and irradiated with infrared rays from an infrared lamp with an input power of 200 W, the same operation as described above was performed using another original, and similarly good copies were obtained. Image obtained.

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

第1図は本発明画像形成方法において用いられ
る感光体についての説明図、第2図は本発明方法
の実施に用いられる本発明装置の一例の構成を示
す説明図、第3図は感光体の感光層の電気抵抗の
変化についての説明用線図である。 S…導電性ドラム、L…感光層、1…感光体、
2…露光機構、3…コロナ帯電器、4…現像器、
5…転写用放電器、6…除電用放電器、7…トナ
ークリーナー、9…赤外線ランプ。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the photoconductor used in the image forming method of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an example of the apparatus of the present invention used to carry out the method of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the photoconductor used in the image forming method of the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining changes in electrical resistance of a photosensitive layer. S... Conductive drum, L... Photosensitive layer, 1... Photoreceptor,
2...Exposure mechanism, 3...Corona charger, 4...Developer,
5...Discharger for transfer, 6...Discharger for static elimination, 7...Toner cleaner, 9...Infrared lamp.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光の照射によつてその電気抵抗が増大する疲
労効果を有するアモルフアスシリコンより成る感
光層を導電性支持体上に設けて成る感光体の前記
感光層に画像露光を行なう露光工程と、この露光
された感光層に静電荷を付与して静電荷像を形成
する帯電工程と、この静電荷電像をトナーにより
現像する現像工程とを含むことを特徴とする画像
形成方法。 2 前記現像工程において得られたトナー像を転
写材に転写し定着する工程と、この転写工程を経
た前記感光体の感光層を除電した後再び帯電せし
め、現像し、転写して同一の画像を繰り返して形
成する特許請求の範囲第1項記載の画像形成方
法。 3 光の照射によつてその電気抵抗が増大する疲
労効果を有するアモルフアスシリコンより成る感
光層を導電性支持体上に設けて成る感光体と、こ
の感光体の前記感光層に画像露光を行なう露光機
構と、この露光機構により露光された感光層に静
電荷を付与する帯電機構と、この帯電機構の帯電
により形成された静電荷像をトナーによつて現像
する現像器と、この現像器による現像によつて形
成されたトナー像を転写材に転写する転写機構
と、前記感光体の感光層にこれを加熱しながら赤
外線を照射する疲労回復機構とを具えて成ること
を特徴とする画像形成装置。
[Scope of Claims] 1. Imagewise exposure of the photosensitive layer of a photosensitive member comprising a photosensitive layer made of amorphous silicon, which has a fatigue effect such that its electrical resistance increases when irradiated with light, is provided on a conductive support. an electrification step of imparting an electrostatic charge to the exposed photosensitive layer to form an electrostatic image; and a developing step of developing the electrostatic image with toner. Method. 2. A step of transferring and fixing the toner image obtained in the development step to a transfer material, and removing the charge from the photosensitive layer of the photoreceptor that has undergone this transfer step, and then charging it again, developing it, and transferring it to form the same image. The image forming method according to claim 1, wherein the image forming method is repeated. 3. A photoreceptor comprising a photoreceptor layer made of amorphous silicon, which has a fatigue effect that increases its electrical resistance when irradiated with light, on a conductive support, and imagewise exposure of the photoreceptor layer of this photoreceptor. an exposure mechanism, a charging mechanism that applies an electrostatic charge to the photosensitive layer exposed by the exposure mechanism, a developer that develops an electrostatic image formed by charging of the charging mechanism with toner, and Image formation characterized by comprising a transfer mechanism that transfers a toner image formed by development onto a transfer material, and a fatigue recovery mechanism that irradiates infrared rays while heating the photosensitive layer of the photoreceptor. Device.
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