JPH0131608B2

JPH0131608B2 -

Info

Publication number: JPH0131608B2
Application number: JP2773480A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kitajima; Shunichi Ishihara; Juji Nishitsune; Nobuko Kitahara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1989-06-27
Also published as: JPS56123562A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子写真法、特には光導電層の抵抗の
変化による分配電圧の差を利用して電位像を形成
するための電子写真法に関する。従来、電子写真法としては種々のものが知られ
ている。最も一般的な電子写真プロセスは、帯電
し、画像露光を行つて静電像を形成するプロセス
である。静電像は一般に、コロナ放電により感光体表面
を帯電し、次いで画像露光により露光部の帯電電
荷を選択的に消失させて形成されるものである。
この静電像は、静電像に対して反対極性の電荷に
帯電されているトナーで現像され、転写紙に転写
される。このような電子写真プロセスにおいて
は、コロナ帯電を行うためのワイヤーやシールド
ケース、また、コロナ放電を生ぜしめるための高
電圧を必要とするため、装置のコンパクト化が困
難であることが指摘される。これに対して電子写真法として装置のコンパク
ト化が容易なものも提案されている。その代表的
なものとして、特開昭48−68238号公報、特開昭
51−150342号公報、特開昭53−1027号公報、特開
昭54−61534号公報および特開昭54−61537号公報
などに開示されている。これらの方法はコロナ帯
電を必要としないで荷電トナーによる現像が可能
な電位像を形成できるものである。即ち、電極が
設けられている光導電層に電圧を印加して画像露
光を行うことにより、印加されている電圧につい
て露光部と未露光部とにおいて分配電圧の差を生
ぜしめることによつて電位像を形成するものであ
る。電位像を形成する感光体に用いられる光導電層
は従来の感光体の光導電層形成材料と同じ材料で
形成され得るが、形成される画像の解像力が感光
体の電極および後述する孤立導電体の緻密さに依
存するため、一般に複写する画像面積に対応する
面積を有し、且つ微細なパターン電極および孤立
導電体を有する感光体を製造することは容易でな
いという欠点がある。また、従来、電子写真感光体を用いてカラー画
像を形成するためには、原画像のカラー画像を少
くとも３回露光し、露光はカラーフイルター、一
般に赤、緑および青のカラーフイルターを介して
行うものである。また３回の露光ごとに、カラー
フイルターの色と補色の関係にあるトナーを用い
て電子写真手法に従つてトナー画像を形成するも
のである。例えば、感光体を帯電し、赤フイルタ
ーを介して画像露光を行い、シアントナーで現像
し、これを転写紙に転写する。次に全く同じ工程
をカラーフイルターを緑フイルターおよび青フイ
ルターに代え、また現像剤をマゼンタトナーおよ
びイエロートナーに代えて行うことによつてカラ
ー画像を形成するものである。このような従来の電子写真手法によるカラー画
像の形成方法においては、少なくとも３回の画像
形成を完全に独立して繰返す必要がある。このた
めに、形成される画像に色ずれが生じ易く、鮮明
な画像形成が非常に難しくまた所要時間が長くな
る欠点があつた。而して本発明はこのような欠点のない、即ち、
複写しようとする画像面積に対応する面積が必要
とされない感光体を用い得る電子写真法を提供す
ることを主たる目的とする。また本発明は、色ずれが生じないで、且つ、所
要時間が短いカラー画像の形成方法を提供するこ
とを他の目的とする。本発明による電子写真法は、透明支持体に接す
る透明電極および不透明電極を備えた光導電層を
透明支持体上に有し、該光導電層上には画素を形
成する孤立導電体が設けられており、透明電極お
よび不透明電極は孤立導電体の下部に位置する様
に配置されており、且つ透明電極および不透明電
極はお互いに対応して配置されている電子写真感
光体の透明電極と不透明電極との間に電圧を印加
した状態で画像露光を行い透明電極と孤立導電体
との間および孤立導電体と不透明電極との間の分
配電圧について透明電極を光が透過した区域と透
過しない区域との間で差を生ぜしめ、此の分配電
圧の差に対応して生ずる孤立導電体の電位変化で
形成される電位像による電界によつて現像剤を受
像部材に付着させながら受像部材と電子写真感光
体に照射される光学画像とを相対的に移動させる
ことを特徴とするものである。本発明は画像形成において受像部材が走行する
ことにより、感光体の必要な面積は形成しようと
する画像面積より遥かに小さくて済み、感光体の
製造を飛躍的に容易にできるものであり、またカ
ラー画像を、１回の画像露光によつて形成するこ
とができ、従つて色ずれが生じないカラー画像の
形成方法を提供できるものである。次に図面により本発明を具体的に説明する。第
１図は本発明に用いる感光体の一態様の断面図で
あり、透明な支持体１、透明電極２、不透明電極
３、光導電層４および孤立導電体５から構成され
ている。感光体の支持体１と光導電層４、透明電
極２および不透明電極３との断面形状は第２図に
示されている。両電極はストライプ状になつてい
る。感光体の孤立導電体５側の表面は第３図に示
されているように、孤立導電体は相互に孤立した
状態で形成されている。上記の透明電極２、不透明電極３、及び孤立導
電体５が微細であればある程画像の分解能がよ
い。しかし微細になると大面積のパターンの製造
がそれだけ困難になる。又孤立導電体５は必ずしも第３図の如く一例で
ある必要はなく、製造可能な範囲で何列か平行に
並べてもよい。例えば、第４図および第５図に示
した如く透明電極と不透明電極の対電極および孤
立導電体が相当数集合したものであつてもよい。
第４図は光導電層４４、透明電極４２および不透
明電極４３の断面形状である。l₁は約300mm、l₂は
約５mm、透明電極４２のl₃は10μｍ、不透明電極
４３のl₄は30μｍ、第５図に示される感光体の孤
立導電体４５側のl₅とl₆は50μｍである。感光体の支持板は透光性であり、ガラス、樹脂
などで形成される。透明電極および不透明電極は
種々の方法により形成されるが、その代表的な製
法は、蒸着とホトレジストを用いた化学エツチン
グによる方法である。この方法による場合は、支
持体の表面にまず透明電極を形成する材料、例え
ば、In₂O₃、SnO₂などを支持体に蒸着した後、ホ
トレジストを用いてストライプ状のマスキングパ
ターンを形成し、次いで酸又はアルカリなどの所
定のエツチング液を用いてIn₂O₃等の層を選択的
にエツチング除去した後、ホトレジストのマスキ
ングパターンを除去して透明電極を形成できる。
また不透明電極も全く同様にして支持体上に形成
される。不透明電極形成材料としては、Al、
Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、
Ta、Ｕ、Ti、Ptなどの各種金属が用いられる。これらの金属は、蒸着、電子ビーム蒸着、スパ
ツタリング蒸着等によつて層に形成される。ホトレジストとしては、従来一般に使用される
物質を任意に使用できる。例えば市販のものとし
て、商品名：KPR（Kodak Photo Resist、コダ
ツク製…現像液：メチレンクロライド、トリクレ
ンなど）、商品名：KMER（Kodak Metal Etch
Resist、コダツク製…現像液：キシレン、トリク
レンなど）、商品名：TPR（東京応化製…現像
液：キシレン、トリクレンなど）、商品名：シツ
プレーAZ1300（シツプレー製…現像液：アルカリ
水溶液）、商品名：NTFR（Kodak Thin Film
Resist、コダツク製…現像液：キシレン、トリク
レンなど）、商品名：FNRR（富士薬品工業…現
像液：クロロセン）、商品名：FPER（Fuji Photo
Etching Resist、富士写真フイルム製…現像液：
トリクレン）、商品名：TESH DOOL（岡本化学
工業製…現像液：水）、および商品名：フジレジ
ストNo.７（富士薬品工業製…現像液：水）などが
ある。尚マスクの使用後マスクの除去は、トリク
レン、メチレンクロライド、商品名：AZリムー
バー（シツプレー製）、硫酸などが用いられる。
透明電極および不透明電極の形成は、くし形状の
開口部を有するマスクを介して電極形成材料を支
持体上に蒸着した後、マスクを除去することによ
つても形成できる。透明電極の厚さは、通常500
Å〜6000Å程度に、また不透明電極の厚さは、通
常500Å〜2μ程度にされる。光導電層は、Ｓ、Se、PbO及びＳ、Se、Te、
As、Sb等を有した合金や金属間化合物等の無機
光導電材料を真空蒸着して形成される。またスパ
ツタリング法による場合、ZuO、CdS、CdSe、
TiO₂等の高融点の光導電物質を支持体に付着さ
せてて光導電層とすることもできる。更にグロー
放電により形成した非晶質Siも光導電層とするこ
とが出来る。また塗布により光導電層を形層する
場合、ポリビニルカルバゾール、アントラセン、
フタロシアニン等の有機光導電材料、及びこれら
の色素増感やルイス酸増感をしたもの、さらにこ
れらの絶縁性バインダーとの混合物を用いる。ま
たZnO、CdS、TiO₂、PbO等の無機光導電体の
絶縁性バインダーとの混合物も適する。なお絶縁
性のバインダーとしては、各種樹脂が用いられ
る。光導電層の厚さは、使用する光導電物質の種
類や特性にもよるが、一般には１〜100μ、特に
は５〜50μ程度が好適である。孤立導電体は不連続な島状導電体であり、形成
する画像の画素となる重要な導電体である。孤立
導電体の形状は第３図の平面図に示されるよう
に、四角形になつているが円形等、他の形状であ
つてもよい。孤立導電体の形成は透明電極又は不
透明電極の場合と全く同様にして行われ得る。次に第４〜５図に示す感光体を用いて画像を形
成する代表的なプロセスを第６図に示す。まず原
稿６２をレンズ６６で感光体６１に結像する紙、
フイルム等の受像部材６５と感光体６１との間に
現像剤を含んだメツシユスクリーン６４があり常
に新しい現像剤が現像剤補給部６３によつて供給
される受像部材６５をはさんでメツシユスクリー
ン６４の反対側に現像電極６７が設置される。透明電極６８と不透明電極６９の間には電圧
Vaが印加されており現像電極６７にも電圧Vbが
印加される。Vbは現像剤の種類や孤立導電体６
１０の電位によつて画像状態を見ながら適宜選択
される。受像部材６５は矢印６１２の方向にまた
原稿６２は矢印６１１の方向に移動する。もつと
も一般の電子写真複写機に見られるように原稿を
固定しておき感光体に光学画像を照射するための
光学系を移動させて感光体に照射される光学画像
を移動させてもよい。原稿６２と受像部材６５は
図の如くそれぞれ反対方向に同じ速度で移動する
ことにより原稿６２の画像が受像部材６５にうつ
し出される。すなわちこのときの感光体の等価回路は第７図
のように表わされる。 R₁は不透明電極６９と孤立導電体６１０との
間の抵抗であり、R₂は孤立導電体６１０と透明
電極６８との間の抵抗である。孤立導電体６１０
における電位Voは透明電極６８と孤立導電体６
９との間における分配電圧であり、 Vo＝R₁／R₁＋R₂Va …式(1) で示される。電圧Vaを印加した状態でカラーフ
イルター側から画像露光を行うことにより、透明
電極を光が透過した区域と透過しない区域とにお
ける孤立導電体の電位に差を生ずる。透過部につ
いては、不透明電極で遮光されている部分は露光
の光が光導電層に到達しないので、不透明電極と
孤立導電体との間の抵抗であるR₁は不変である。
また透明電極の部分は露光の光が光導電層に到達
するので、孤立導電体と透明電極との間の抵抗
R₂は減少する式(1)を Vo＝１／R₂／R₁＋１Va …式(2) と変形すれば直接示されるように抵抗R₂が減少
すれば孤立導電体の電位は増加する。他方、非透
過部ではR₁およびR₂とも変化は生じないので孤
立導電体の電位は変化しない。そこで、透過部で
は電位が高く非透過部は電位が低くなつて電位像
が形成される。例えば、透過部でR₂が３けた以
上低下すれば、R₂／R₁≒０となりVo≒Vaとな
る。このとき、非透過部ではR₁≒R₂であるがVo
≒１／２Vaとなる。次に本発明の目的の１つであるカラー画像を形
成する態様を第８図に示す。基本的には第６図の
場合と同じであるが感光体を３組設置することに
より１回の画像露光でカラー画像を出すものであ
る。８０５は不透明電極、８０６は透明電極およ
び８０７は光導電層である。感光体の支持体８０
４の上にカラーフイルター８０１，８０２，８０
３を設けてあり他は第１図と基本的に同じもので
ある。カラーフイルター８０１，８０２，８０３を支
持体８０４の上に形成するには、従来のカラーフ
イルターの製造に用いると同様な方法でよい。例
えば代表的な方法としては、蒸着法と染着法が挙
げられる。蒸着法というのは干渉フイルターによつてカラ
ーフイルターを製造するものであり、支持体上に
屈折率の異なる薄膜を所定の厚さに幾層も蒸着
し、光の干渉効果により所望の波長領域（色）の
みを透過せしめるようにして赤、緑および青色の
カラーフイルターを形成するものである。また染着法は、支持体上にポリビニールアルコ
ール、ゼラチン、ポリウレタン、ポリカーボネー
トなどの樹脂を塗布して染料受容層を形成し、こ
れに染料を付与してフイルターを形成するもので
あり、カラーフイルターに用いる代表的な染料を
挙げると、 (1) 昇華性赤色染料として適するものは、セリト
ンスカーレツトＢ（バデイツシユ製）、ダイア
セリトンフアストピンクＲ（三菱化成製）、チ
ラシルブリリアントピンク4BN（チバガイキ
ー製）、カヤロンレツドＲ（日本化薬製）、ス
ミカロンレツドＥ−FBL（住友化学製）、レゾ
リンレツドFB（バイヤーAG製）、スミアク
リルローダミン6GCP（住友化学製）、アイゼ
ンカチロンピンクFGH（保土谷化学製）、マ
キロンブリリアントレツド4G（チバガイキー
製）、ダイアクリルスプラブリリアントピン
クＲ−Ｎ（三菱化成製）などが挙げられる。塗布用として適する赤色染料としては、スミ
ノールフアーストレツドBconc（住友化学
製）、アイゼンブリリアントスカーレツト
3RH（保土谷化学製）、アゾルビノール3GS250
％（三菱化成製）、カヤクアシツドローダミ
ンFB（日本化薬製）、アツシドアントラセン
レツド3B（中外化成製）、ベンジルフアー
ストレツドＢ（チバガイギー製）、パラチン
フアーストレツドRN（バデイツシユ製）ナイ
ロミンレツド 2BS（アイシーアイ製）、ラナ
フアストレツド2GL（三井東圧化学製）、ロー
ズベンガル（癸己化成製）などが挙げられる。 (2) 昇華性緑色染料として適するものは、アイゼ
ンダイアモンドグリーンGH（保土谷化学
製）、アイゼンマラカイトグリーン（保土谷
化学製）、ブリリアントグリーン（デユポン
製）、フアーストグリーンJJO（チバガイギー
製）、シナクリルグリーン（アイシーアイ製）、
ビクトリアグリーン（デユポン製）などが挙げ
られる。塗布用として適する緑色染料としては、カヤ
カランブルーブラツク 3BL（日本化薬製）、
スミラングリーンBL（住友化学製）、アイゼ
ンフロースランオリーブグリーンGLH（保
土谷化学製）、ダイアシドサイアニングリーン
GWA（三菱化成製）、チバラングリーンGL
（チバガイギー製）、カルボランブリリアント
グリーン5G（アイシーアイ製）、パラチンフ
アーストグリーンBLN（バデイツシユ製）、ア
シツドグリーンGBH（高岡化学製）、アシツ
ドブリリアントミリンググリーンＢ
（三井東圧化学製）などが挙げられる。又緑色は青色の染料と黄色の染料とを組合せ
る事によつても作る事が可能である。 (3) 昇華性青色染料として適するものは、ミケト
ンフアーストブルーエクストラ（三井東圧
化学製）、カヤロンフアーストブルーFN（日
本化薬製）、スミカロンブルーＥ−BR（住友
化学製）、チラシルブルー 2R（チバガイギ
ー製）、バラニルブルーＲ（バデイツシユ製）、
アイゼンブリリアントベーシツクサイアニン
6GH（保土谷化学製）、アイゼンカロチンブ
ルーGLH（保土谷化学製）、チバセツトブルー
F3R（チバガイギー製）、ダイアセリトンフア
ーストブリリアントブルーＢ（三菱化成製）、デ
スバゾールブルーBN（アイシーアイ製）、レゾ
リンブルーFBL（バイヤーAG製）、ラチルブル
ーFRN（デユポン製）、セブロンブルーER（デ
ユポン製）、ダイアクリルブリリアントブル
ーH2R−Ｎ（三菱化成製）などが挙げられる。塗布用として適する青色染料としては、オリ
エントソリユブルブルー OBC（オリエン
ト化学製）、スミノールリベリングブルー
4GL（住友化学製）、カヤノールブルーN2G
（日本化薬製）、ミツイアリザリンサフイロ
ールＢ（三井東圧化学製）、キシレンフアー
ストブルーBL200％（三菱化成製）、アリザ
リンフアーストブルーＲ（チバガイギー製）、
カルボランブリリアントブルー2R（アイシー
アイ製）、パラチンフアーストブルーGGN
（バデイツシユ製）、アイゼンオーパルブル
ーニユーconc（保土谷化学製）、フアストゲン
ブルー SBL（大日本インキ化学製）など。カラーフイルターは第８図に示されるように支
持体上に形成されるほか、光導電層、透明電極お
よび不透明電極面に直接形成されてもよい。また
カラーフイルターは感光体の全面に形成されてあ
る必要はなく、透明電極の上方部位に選択的に形
成されていてもよい。カラー画像原稿の各色彩部に対応して生ずる赤
フイルタ８０１、緑フイルター８０２および青フ
イルター８０３に対応するそれぞれの孤立導電体
８０８の電位との関係は次の表に示される。なお、赤フイルターを備えた感光体によつて受
像部材に付着される現像剤のトナーはシアン色、
緑フイルターを備えた感光体ではマゼンタ色、お
よび青フイルターを備えた感光体ではイエロー色
の各トナーとする。

【表】

【表】赤フイルターを備えた感光体におけるトナーの
受像部材への付着は、原稿の白部と赤部では孤立
導電体と導電性基板との間には電界が生じない
が、その他の色彩部では孤立導電体と導電性基板
の間に電界が形成される。そこで、Vaと同極性
のシアントナーを供給すれば、白、赤部ではトナ
ーはスクリーンメツシユ上にあるが、その他の色
彩部では受像部材へトナーの移動が起こる。受像
部材へ移動したトナーは、ヒーターにより受像部
材がトナーの融点まで加熱されているため、トナ
ー像が定着される。この工程に続いて緑フイルター及び青フイルタ
ーの感光体に受像部材が移動し、それぞれマゼン
ダ、イエローの色の同極性のトナーで現像、定着
を行なうことにより上記表に従つた色彩画像が形
成される。現像電極８１４には、カブリ等を防止するため
アースの代りにVaと同極性でVaより若干低い電
圧（１／２Vaより大きい）を印加してもよい。透明電極および不透明電極の構造の具体的な違い、印
加する電圧の大きさあるいは光導電層の特性によ
つて、孤立導電体の電位は１／２VaまたはVaを中心として許容範囲内において適宜変わつてくるも
のである。また、極性についても、透明電極側を
アースにすることによつて、上記表と全く反対の
電位を孤立導電体に生じさせることができる。こ
の場合にも使用するトナーの極性を変えれば、同
じようにカラー画像が形成される。また、カラー
画像の画質、特に黒色部を鮮明に再現するため
に、カラーフイルターを備えていない感光体を併
用して、感光体によつて黒色トナーを受像部材に
付着させることも有効である。また、本発明の他の実施態様としてカラーフイ
ルターを感光体から分離させて、カラーフイルタ
ーと感光体と同時に走行させてもよい、またこの
場合、１つの感光体を例えば３回繰返し走行さ
せ、その都度カラーフイルターを交換することに
よりカラー画像を形成することもできる。以上はカラー画像の形成方法についてである
が、一般の黒色画像の形成の場合には、カラーフ
イルターが不要である感光体を用いて、これを画
像露光区域内に走行させながら現像することによ
り、画像形成ができるものである。このようなカ
ラー画像でない画像の形成には、１つの感光体で
よい。尚、本発明において透明および不透明とは画像
露光に用いる光に対して透明であり、不透明であ
ることを意味するものであり、視覚的に透明又は
不透明であることに限らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる電子写真感光体の１態
様を示す。第２図は第１図に示す電子写真感光体
の断面図である。第３図は第１図に示す電子写真
感光体の表面図である。第４図は本発明に用いる
電子写真感光体の他の１態様を示す。第５図は第
４図に示す電子写真感光体の表面図である。第６
図は本発明による電子写真法の１態様を示す。第
７図は第６図に示す電子写真感光体の等価回路を
示す。第８図は本発明による電子写真法の他の１
態様を示す。１……支持体、２……透明電極、３……不透明
電極、４……光導電層、５……孤立導電体、６２
……原稿、６３……現像剤補給部、６４……メツ
シユスクリーン、６５……受像部材、６６……レ
ンズ、６７……現像電極、６８……透明電極、６
９……不透明電極、６１０……孤立導電体。

Claims

【特許請求の範囲】１透明支持体に接する透明電極および不透明電
極を備えた光導電層を透明支持体上に有し、該光
導電層上には画素を形成する孤立導電体が設けら
れており、透明電極および不透明電極は孤立導電
体の下部に位置する様に配置されており、且つ透
明電極および不透明電極はお互いに対向して配置
されている電子写真感光体の透明電極と不透明電
極との間に電圧を印加した状態で画像露光を行い
透明電極と孤立導電体との間および孤立導電体と
不透明電極との間の分配電圧について透明電極を
光が透過した区域と透過しない区域との間で差を
生ぜしめ、此の分配電圧の差に対応して生ずる孤
立導電体の電位変化で形成される電位像による電
界によつて現像剤を受像部材に付着させながら、
受像部材と電子写真感光体に照射される光学画像
とを相対的に移動させることを特徴とする電子写
真法。２透明支持体に接する透明電極および不透明電
極を備えた光導電層を透明支持体上に有し、該光
導電層上には画素を形成する孤立導電体が設けら
れており、透明電極および不透明電極は孤立導電
体の下部に位置する様に配置されており、且つ透
明電極および不透明電極はお互いに対向して配置
されている電子写真感光体の透明電極と不透明電
極との間に電圧を印加した状態でカラーフイルタ
ーを介して画像露光を行い透明電極と孤立導電体
との間および孤立導電体と不透明電極との間の分
配電圧について透明電極を光が透過した区域と透
過しない区域との間で差を生ぜしめ、此の分配電
圧の差に対応して生ずる孤立導電体の電位変化で
形成される電位像による電界によつて透明電極を
透過したカラー光に対応するカラー現像剤を受像
部材に付着させながら、受像部材と電子写真感光
体に照射される光学画像とを相対的に移動させる
ことを特徴とする電子写真法。３カラーフイルターとして赤フイルター、緑フ
イルターおよび青フイルターの３種のフイルター
を用いる特許請求の範囲第２項記載の電子写真
法。４カラーフイルターが電子写真感光体と一体に
なつている特許請求の範囲第２項記載の電子写真
法。