JPS59143166A - 複写方法 - 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】 技術分野 本発明ハアモルファスシリコンやゲルマニウム等の光導
電層を含む感光体を用いた複写方法に関する。

従来技術 近年、グロー放電分解法やスパッタリング法によって生
成されるアモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　
ｓｉｌ　１ｃｏｎ　、以下ａ−５ｉ　　と略す）の電子
写真感光体への応用が注目されてきている。これは　ａ
−８ｉが従来のセレンやＣｄＳ感光体等と比して環境汚
染性、耐熱性、摩耗性等において一段と優れているため
である。更にゲルマニウムを加えて長波長側に感度を持
たせて半導体レーザーによる作像を可能としたアモルフ
ァスシリコン−ゲルマニウムも注目されてきている。

ところがこれらアモルファスシリコンやアモルファスシ
リコン−ゲルマニウムを光導電層とする感光体はその暗
抵抗が一般に必要とされる１ｏ１３Ω側には満たず、所
望の初期表面電位には帯電できないばかりか画像流れが
起こり良好な画像が得られるものではなかった。このた
め、光導電層中に酸素、窒素、炭素等を比較的多量に添
加して暗抵抗の向上を図ることが提案されているが、こ
れらの多量の添加は逆に光感度を著Ｌ〈低下させるとい
う欠点がある。このことより上記光導電層上に高抵抗の
オーバコート層を積層して電荷保持能力の向上を図るこ
とか考えられる。この場合、光導電層も優ねた光感度特
性を保持でき良好な複写を期待できる。しかしながら、
このようｆｘ感光体を反復使用したとき、オーバコート
層と光導電層との抵抗値の差によりその界面に徐々にヂ
ャーシキャリアか蓄積され、数回の繰り返しでかなりの
量のチャ〜ジキャユノアが蓄積される。そして結果的に
蓄積されたナヤージキャリアが界面において横方向に流
れたり寸−バコード層にかかる電界か増大する等によっ
て画像流れを起こすという欠点がある。

発明の目的 本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、その目的
とするところは、反復複写によっても画像流れを起こす
ことがなく長期に渡って良好な複写を行うことのできる
複写方法を提供すること（Ｃある。

発明の要旨 本発明の要旨は、感光体として少なくともアモルファス
シリコンを含む光導電層と、その上に絶縁透光性のオー
バコート層を積層してなるものを用い、該感光体に対し
静電潜像形成時の帯電とは逆極性乃至は交流による帯電
と均一光照射を行い、引き続いて静電潜像形成のための
均一帯電と画像露光を行うことを特徴とする複写方法に
ある。

実施例 本発明において使用される感光体は、導電性基板上に少
なくとも　ａ−５ｉを含む光導電層とその上で含みグロ
ー放電分解法やスパンタリング法によって生成される。

グロー放電分解法でもってａ−５ｉ光導電層を生成する
場合は、後でも述べるがＳ汀Ｉ４．５ｉ２Ｈｓカス等を
水素、アルゴン等をギヤリアーガスとして導入し高周波
電力印加の下で分解させて加熱された導電性基板」二に
分解ガスを付着させることにより水素を含む　ａ−８ｉ
光導電層が得られる。

ａ−５ｉ：Ｇｅ光導電層も同様して生成することができ
、Ｇｅ１−１４ガスを並行して導入すればよい。もっと
もこのようにして得られる光導電層は暗抵抗が不充分に
低いので、暗抵抗の向上の目的のために周期律表第１Ｔ
１．　Ａ族不純物（好ましくは硼素）、微量の酸素、炭
素、窒素等を含有させてもよい。これに関し光感度特性
をさほど低下きせることなくｉ量の酸素と１０乃至２０
０００　＋）Ｐｍの硼素を含有してなるａ−３ｉ　　光
導電層の一例として特開昭５６−１５６８３４号公報に
示されるものがある。尚、光導電層の膜厚は５乃至６０
ミクロン、好適には１０乃至３０ミクロンとするのが望
ましい。

光導電層」−に積層される絶縁透光性のオーバコート層
は光導電層より高抵抗で電荷保持能力に優れているもの
であれば任意の材質のものを使用することができ、膜厚
にして約０．０１乃至３ミクロンに形成するのが望まし
い。オーバコート層を構成するものの一例として　ａ−
８ｉに比較的多量の、具体的に約１０乃至５０ａｔｏｍ
ｉｃ％の酸素、炭素、窒素を含有してなるものを使用す
ることができる。この場合、光導電層を生成する製造装
置と同一装置でもって製造できるという利点があり、ま
た材質面でも光導電層と類似していることより　ａ−３
ｉ本来の有する優れた耐熱性、硬度、摩耗性等の特徴を
オーバコート層においても備えることかできる。

またＡ−バコード層はアクリル樹脂、シリコン樹脂等の
熱乃至は光硬化性樹脂を溶剤に分散して塗布することに
よって形成してもよい。尚、これらオーバコート層は優
れた電荷保持特性を保証するために１０１３０α以上の
抵抗を有するものを用いる必要がある。

第１図は本発明において用いられる感光体を製造するた
めの容量結合型グロー放電分解装置の概略構成を示し、
図中の第１、第２、第３、第４、第５タンク（１）、（
２）、（３）、（４）、（５）には夫々Ｉ−（２，５ｉ
Ｔ（４、Ｂ１１−１６．０２、Ｃ２Ｈ４ガスが密封され
ている。ここで第１タンク（１）のＨ２ガスは５ｉＩ（
４ガスのキャリアーガスである。但し　Ｈ２カスに代っ
てＡｒｊ（ｃを用いてもよい。また　Ｂ２Ｈ６ガスのキ
ャリアーも水素である。

尚、第５タンク（５）の　Ｃ２Ｈ４ガスはオーバコ−１
・層に含有されるものであるが例えば窒素を含有すると
きはＮ１４３カスであってもよく、更に酸素のときは第
５タンクは不要である。これら第１〜第５タンクのガス
は第１、第２、第３、第４、第５調整弁（６）、（７）
、（８）、＋９＋　、ｆｉｏ＋を開放することにより放
出され、その流量かマス７０−コントローラ（１１）、
（１２）、（１３）、（１４）、（１５）により規制さ
れ、第１乃至第３タンク（１）、（２）、（３）からの
ガスは第１主管（１６）へと、また第４タンク（４）か
らの酸素ガスは第２主管（１７）へと、そして第５タン
ク（５）からノの　Ｃ２Ｈ４ガスは第３主管（１８）へ
と送られる。尚、（１８）、（１９）、（２０）、（２
１）、（２２）、（２３）、（２４）、（２５）は止め
弁である。

第１、第２、第３主管（１６）、（１７）、（１８）を
通して流れるガスは反応室（２６）において第４主管（
２７）で合流する。反応室（２６）内にはその表面に　
ａ−８ｉ光導電層が形成されるアルミニウム、ステンレ
ス、ＮＥＳＡガラスのような導電性基板（２８）がモー
タ（２９）により回転可能であるターンテーブル（３０
）上に載置されており、該基板（２８）自体は電気的に
接地されるとともに適当な加熱手段により約１００乃至
４００℃、好ましくは１５０乃至３００℃の温度に均一
加熱されている。（３１）は導電性基板（２８）を包囲
する関係に設けられた円筒状の電極板で高周波電源（３
２）に接続されるとともに、その内部は空洞に形成され
外壁部に第４、第５主管（２７）、（３３）が接続され
ている。また電極板（３１）の内壁面には図示しないガ
ス放出孔が形成され第４主管（２７）より導入される生
成ガスを導電性基板（２８）表面に噴出させる。噴出孔
より放出されたカスは分解される一方、やはり内壁面に
形成したガス吸引孔より吸引されて第５主管（３３）を
介して排出されるようになっている。尚、高周波電源（
３２）からは電極板（３１）に約０．０５乃至１，５ｋ
　ｉ　ｌ　ｏｗａｔ　ｔ　ｓの高周波電力が印加される
ようになっており、その周波数は１乃至５　ＱＭＨｚが
適当である。更に反応室（２６）の内部は光導電層及び
オーバコート層形成時に高度の真空状態（放電圧＝０５
乃至２．ＯＴｏｒｒ）を必要とすることにより回転ポン
プ（３４）と拡散ポンプ（３５）に連結されている。

以上の構成の容量結合型グロー放電分解装置において、
まず　ａ−８ｉ光導電層を導電性基板（２８）上に形成
するに際しては第１、第２調整弁（６）、（７）を開放
して適当な流量比で第１、第２タンク（１）、（２）よ
りＮ２．５ＩＨ４ガスを、また必要に応じて第４調整弁
（９）を開放して第４タンク（４）より酸素ガスを、更
に硼素を含有するときは第３調整弁（８）を開放して第
３タンク（３）より　Ｂ２Ｈ６ガスを放出する。放出量
はマスフローコントローラ（１１）、（１２）、（１３
）、（１４）により規制され、Ｎ２をキャリアーガスと
する５ｉＩ（４ガスあるいはそれにＢ２Ｈ６ガスが混合
されたガスが第１主管を介して、またそれとともに　Ｓ
ｉＨ４に対し一定のモル比にある酸素ガスが第２主管（
１７）を介して送られ、反応室内部の第４主管（２７）
で合流し電極板（３１）内に送られる。そしてガス放出
孔からガスが均一放出されることに加えて、反応室（２
６）内部か０５乃至２００　Ｔｏｒｒ程度の真空状態、
基板温度が１００乃至４００℃、電極板（３１）への高
周波電力が００５乃至１．５ｋｉｌｏｗａＬｔｓ　、ま
た周波数が１乃至５Ｑ　Ｍｌ（ｚに設定されていること
に相俟ってグロー放電が起こり、ガスが分解して基板上
に少なくとも水素を含有した　ａ−５ｉ光導電層が約０
５乃至５ミクロン／６０分の早さで形成される。

所望の膜厚の　ａ−８ｉ光導電層が形成されると、一旦
高周波電源（３２）をＯＦＦとするとともにガスの供給
を停止し反応室（２６）内部を脱気する。そして第１、
第２タンク（１）、（２）よりＩ−Ｉ　２．５ｉＩ（＋
ガスを、また第５タンク（５）よりＣ２Ｈ４ガスを流し
反応室（２６）を所定の内圧にした状態で再び高周波電
源（３２）を　ＯＮにしてグロー放電を起こす。これに
より　ａ−５ｉ光導電層上に　ａ−５ｉに炭素を含有し
てなる絶縁透光性のオーバコート層が形成される。尚、
オーバコート層はグロー放電によらず、崩脂を塗布によ
り形成してもよいことは前述した通りである。

ところでこのようにして得られた感光体に対し、通常の
複写プロセス、つまり帯電、画像露光、現像、転写、清
掃、除電のプロセスを繰り返した場合、画像流れが生じ
良好な画像を得られなかった。

これは光導電層とオーバコート層の抵抗値の差によりそ
の界面にチャージキャリアが徐々に蓄積することによる
。つまりチャージキャリアの蓄積によりそれらが横方向
に流れたりあるいはぢ一バコード層にかかる電界が増大
し画像流れが生じて得られる像が滲んだものとなる。そ
してこのチャージキャリアの蓄積は繰り返し複写により
増大し画像流れもより顕著となる。

本発明は上記画像流れの発生を防止ずへく静電潜像形成
時の帯電とは逆極性乃至は交流による帯電と均一光照射
を行い、引き続いて静電潜像形成のプこめの均一帯電と
画像露光を行うようにしたものである。具体的に第２図
は本発明に係る複写方法が実施■］能な複写機の概略構
成を示し、図中、（４０）は上述した構成の感光体でそ
の周囲には、該感光体を所定の極性に均一帯電するため
のメインコロナチャージャ（４１）、複写すべき像を遂
次感光体トに投影するための露光スリブ）　（４２）、
静電潜像を現像するための現像装置（４３）、現像され
た像を転写紙に転写するための転写チャージャ（４４）
、転写紙を感光体より剥離するための分離チャージャ（
４５）、残留トナーを除去するだめのブレードクリーナ
（４６）、制御コロナチャージャ（４７）並びに光イレ
ーザ（４８）が配設されている。

」二記制御コロナチャージャ（４７）はメインコロナチ
ャージャ（４１）と逆極性の電荷を付与するよう構成さ
れている。もっとも後述するか交流による帯電でもよい
。今、仮に上記制御コロナチャージャ（４７）はそのコ
ロナ電極に負極性の直流高電圧源に接続されているもの
として複写方法について述べると、まず感光体（４０）
はメインコロナチャージャ（４１）により正極性に所定
の表面電位に帯電される。続いて画像露光されるが、こ
の際、光導電層の光照射部にはチャージキャリアか発生
し正のチャージキャリアは導電性基板側に逃げる一方、
負のチャージキャリアは感光体表面の正電荷を中和する
。しかしながら、前述した通り、光導電層と司−バコー
ト層の抵抗値の差により一部のチャージキャリアが界面
を移動できず蓄積される。この蓄積量は繰り返しにより
増大し、その−１８までは光導電層の抵抗値が低い故に
横方向に流れて画像流れが生じる。

そして感光体は現像、転写、クリーニングの工程を経て
、制御コロナチャージャ（４７）により負極性帯電され
る。これにより、感光体のオーバコート層表面は負電荷
が付与される一方、導電性基板には正電荷か誘導される
。このときの制御コロナチャージャ（４７）　Ｋよる帯
電は後述の実験例からも明らかとなるか、そのコロナ電
流がメインコロナチャー７ジヤ（４１）のコロナ電流と
略等り、　ｔ／−か幾分高いめに設定する。これは制御
コロナチャージャ（４７）のコロナ電流が不充分に低い
と続く光イレーザ（４８）による光照射時に界ｉ１′Ｉ
ｊＫ蓄積されたチャージキャリアを解放消滅することが
できず、また逆に高ずきるとメインコロナチャージャ（
４１）により所定の表面電位に帯電できなくなるブこめ
である。制御コロナチャージャ（４７）による帯電に続
し〕て感光体は光イレーサー（４８）により均一照射さ
れ、これに伴って光導電層内部でオーバフート層界面近
傍に正と負のチャージギヤリアが発生する。正のチャー
ジキャリアは界面に蓄積された負のチャージキャリアを
中和し、ま７こ光イレーザの照射て発生した負のチャー
ジキャリアは基板の正電荷に誘導されて基板側へと逃げ
る。こうして界面のチャージキャリアは複写毎に解放消
滅される。尚、オーバコート層表面には負電荷か残留す
るが、続くメインコロナチャージャ（４１）により中和
され且つ感光体は所定の表面電位に正帯電されるので問
題はない。

制御コロナチャージャ（４７）はそのコロナ電極を交流
電源に接続して交流帯電するようにしてもよい。

この場合、感光体は負帯電されるのでメインコロナチャ
ージャ（４１）は正帯電に特定される。しかし直流電圧
を併用することにより正帯電乃至はＯＶ　Ｋ帯電するこ
とも可能である。まプこ光イレーザ（４８）の光源とし
ては好ましくはタングステンランプのような長波長領域
に及ぶものを用いる。これはａ−５ｉを含む光導電層で
は負極性帯電のときの分光感度か長波長領域にしかない
ためで、負のチャージキャリアを基板側に移動するため
にタングステンランプのような長波長に感度を持つもの
を用いるのが望ましい。

第３図は本発明に係る複写方法が実施可能な複写機の別
実施例を示Ｌ１第２図における制御用コロナチャージャ
（４７）と光イレーザ（４８）を一体構成としたもので
その余の構成は第２図と同一である。具体的に（４９）
は帯電同時光照射の制御ユニットでコロナチャージャ（
５０）１面に開口部（５１）を形成して光イレーザ（５
２）を配設したもので、感光体は帯電と同時に光照射さ
れる。これによりオーバコート層表面には例えば負電荷
が伺与される一方、基板側に正電荷が形成され両者間に
電場かかかり、光導電層中に正と負のチャージキャリア
が発生する。発生Ｌプこチャージキャリアの中で正のも
のは界面に蓄積された負のチャージキャリアと中和し、
他方、発生した負のチャージキャリアは基板側に逃げる
。

従って界面のチャージキャリアは解放され、続いてメイ
ンコロナチャージャ（４１）による帯電と画像露光を行
うので画像流れが生しるということはない。

実施例 第１図に示すグロー放電分解装置において、まず回転ポ
ンプ（３４）を、それに続いて拡散ポンプ（３５＋を作
動させ反応室（２６）の内部を１Ｏ−６ＴＯｒｒ　　程
度の高真空にした後、第１乃至第４調整弁（６）、（７
）、（８）、（９）を開放し、第１タンク（１）よりＩ
２ガス、第２タンク（２）より　Ｔ−１２で３０％に希
釈された　５ｉＩ（＋ガス、第３タンク（３）より　Ｉ
−１２で４００ＰＰｍ　に希釈されたＢ２Ｈ６ガス、更
に第４タンク（４）より　０２ガスを出力圧ゲージ］、
　Ｋ９／ｃｎｉの下でマスフローコントローラ（１１）
、（１２）、（１３）、（１４）、内へ流入させた。そ
して各マス７０−コントローラの１］盛を調整して、ｌ
−１２の流量を２５０ｓ　ｃ　ｃｍＸＳ　ｉＨ４を３０
０ｓｃｃｍ、　Ｂ２ｌ−Ｉ６を４５ｓｅｃｍ、０２を２
０ｓｅｃｍ　　となるように設定して反応室（２Ｇ）内
へ流入させた。尚、このときのＢ　２Ｈ６７Ｓｉｆ−Ｉ
４の流量比は１０−４である。夫々の流量が安定した後
に、反応室（２６）の内圧か１．ＯＴＯｒ　ｒ　　とな
るように調整した。一方、導電性基板（２８）としては
直径１２０ｗＬｌのアルミニウムドラムを用い　２００
℃に予しめ加熱しておき、各ガスの流量か安定し内圧か
安定した状態で高周波電源（３２）を投入し電極板（３
１）に３ＱＱ　ｗａｔｔｓの電力（周波数１３，５５　
Ｍｌ（ｚ）を印加してグロー放電を発生させた。

このグロー放電を約７時間持続して行い、導電性基板（
２８）上に水素、硼素並びに微量の酸素を含む厚さ約　
２０ミクロンの　ａ−５ｉ光導電層を形成しブこ。

ａ−３ｉ光導電層が形成されると、高周波電源（３２）
からの電力印加を停止するとともに、マスフローコント
ローラの流量をＯ設定にし、反応室（２６）内を１−分
脱気した。その後、第１タンク（１）より　Ｉ２ガスを
２１Ｑｓｃｃｍ　、第２タンク（２）より　Ｉ２で３０
％　に希釈された　５ｉｌ−１４ガスを３０Ｑｓｃｃｍ
　、更に第５タンク（５）より　１．００％Ｃ２Ｔ−１
４ガスを　９Ｑｓｃｃｍ反応室内部に流入させ、内圧を
］０］”ｏｒｒに調整した下で高周波電源（３２）を投
入して３００　ｗａｉｔｓの電力を印加し、グロー放電
を起こし、１分開成膜を行って　ａ−５ｉ光導電層−に
に厚さ約００５ミクロンの水素と炭素を含む　ａ−５ｉ
−Ａ−バコード層を形成した。こうして形成された感光
体を試料Δとする。

次に同様の方法で、但しオーツ・コート層形成時Ｅ　　
Ｃ２１−Ｌガスニ代って第４タンク（４）より９Ｑｓｃ
ｃｍの０２ガスを放出した以外は同一条件の下に感光体
を作成した。これを試料Ｂとする。

次に試料Ａを第３図に示した複写機の感光体として、ま
た試料１３を第２図及び第３図の複写機の感光体として
用い、下記の４通りの実験１．２．３．４を行った。実
験条件及び結果は下記する第１表に示す通りで、同表に
おいて、（Ｉｐ＋）はメインコロナチャージャ（４１）
の出力コロナ電流（μＡ）、（Ｖｏ　１）は第３図の制
御ユニット（４０）のコロナチャージャ（５Ｑｊ乃至は
第２図の制御コロナチャージャ（４７）か不動の下ての
メインコロナチャージャ（４１）による帯電電位、（Ｉ
Ｐ２）は第２図の制御コロナチャージャ（４７）乃至は
第３図のコロナチャージャ（５０）のコロナ電流、（ｖ
０２）は制御コロナチャージャ（４７）乃至は光イレー
ザ（４８）の照射と同時帯電するコロナチャージャ（５
０）による帯電電位、ＮＯ）は■０２）の帯電に引き続
きメインコロナチャージャ（４１）により帯電したとき
の電位、また　（ト）肉は光イレーザ（４８＋　、　（
５２ｊのタングステンランプの露光量（ｌｕｘ−ｓｅｃ
）である。

（、，１１人　下　＃、、　１凹　） 第　　　　　１　　　　　表 具体的に各実験において、コロナチャージャ（４１）乃
至は制御コロナチャージャ（４７）を不作動にした状態
で上記条件の下に連続複写を行ったところ、徐々に画像
流れが認められ、複写枚数の増加に伴って顕著となった
。これに対しコロナチャージャ（４７）。

（閏）を含めて全てを作動状態として連続複写を行った
ところ、何れの場合においても画像流れは一切認められ
ず、５０００枚目の複写においても良好な画像が得られ
た。しかしながら各実験において、（■Ｐ２）を上表よ
り約／３にしたときは画像流れが生じ、また　１５倍弱
としたときけ（ｖＯ）が低下し反転メモリーが現われた
。このことは（Ｉ　Ｐ　２）は（Ｉｐ＋）と略等しいか
多くても　（Ｉｐ＋）に２０μＡ　加えプこ程度とする
のか必要であることを意味している。

効　　果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る複写方法
によれば反復複写によっても画像流れを起こすことがな
く長期に渡って良好な複写画像を得ることかできるもの
である。また、複写方法そのものも簡素で設定条件も容
易で、感光体の長期使用が可能となる等、優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複写方法に用いられる感光体を製
造するための容量結合型グロー放電分解装置の概略断面
構成を示す図、第２図及び第３図は本発明の複写方法が
実施可能な概略構成を示す図である。 （１）・・・Ｈ２ガスが密封された第１タンク、［２１
−５ＩＴ−にガスが密封された第２タンク、（３）・Ｂ
２Ｈ６か密封された第３タンク、（４）・・０２ガスが
密封された第４タンク、（５）・Ｃ２１−１４ガスが密
封された第５タンク、（２８）・導電性基板、（３１）
・円筒電極板、（３２）・・高周波電源、（４０）・感
光体、（４１）・・メインコロナチャージャ、（４７）
・・制御コロナチャージャ、 （４８）　　光イレーザ。 出願人　ミノルタカメラ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性基板上にアモルファスシリコンヲ含む光導
   電層とその上に絶縁透光性オーバコート層を積層して成
   る感光体に対し、静電潜像形成時の帯電とは逆極性乃至
   は交流による帯電と光照射を行い、引き続いて静電潜像
   形成のための帯電と画像露光を行うことを特徴とする複
   写方法。
2. （２）前記逆極性の帯電時におけるコロナ電流は静電潜
   像形成時の帯電のコロナ電流と略等しいかそれより幾分
   大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複
   写方法。