JPH02244053A - 電荷保持媒体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報を静電的に記録し、任意時点で情報再生
を行うことができる電荷保持媒体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真技術等において電極層上に光導電層を蒸
着させ、その光導電層上を全面帯電させた後像露光し、
露光部の電荷をリークさせることにより光導電層上に静
電潜像を光学的に形成させ、その残留電荷と逆極性の電
荷を有するトナーを付着させ、紙等に静電転写して現像
するものが知られている。これは主として複写用に使用
されているが、記録媒体としての光導電層における静電
荷の保持期間を短くし静電潜像形成後は直ちにトナー現
像されるものであり、これを例えば過剰用とすると低感
度のためとても使用できない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者等は、先に前面に電極を設けた光導電層からな
る感光体と、後面に電極が設けられた電荷保持層からな
る電荷保持媒体とを対向させて配置し、両電極間に電圧
印加した状態で像露光した後、電荷保持媒体を分離し、
電荷保持層面に像情報として蓄積される表面電位を増幅
し像再生出力させることにより極めて鮮明に情報を再生
しうろことを見出し、その電荷保持媒体について出願し
た（特願昭６３−１２７５５５号）。

本発明は１ｉ荷荷保持体の改良を目的とするものであり
、電荷保持特性を向上させることができる電荷保持媒体
の製造方法の提供を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の電荷保持媒体の製造方法は、電極上
に電荷保持層を形成するにあたり、電極を加熱しつつ電
荷保持層形成材料を蒸着法、又はスパッタ法により積層
して電荷保持層を形成するか、又は！荷保持層材料を蒸
着法、又はスパッタ法により蒸着させて積層した後、加
熱することにより電荷保持層を形成することを特徴とす
るものである。

本発明により製造される電荷保持媒体を第１図に断面図
により示す、第１図（ａ）は支持体を有しない場合、第
１図（ｂ）は支持体を有する場合を示す。図中３は電荷
保持媒体、１１は電荷保持層、１３は電極層、１５は支
持体、２０は保護層を示す。

電荷保持層１１は電荷の移動を抑えるため高絶縁性の高
分子材料からなるものであり、比抵抗で１０′′Ω・Ｃ
ｆｆ１以上の絶縁性を有することが要求される。

このような高分子材料としては、例えばポリエチレン、
塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、スチレン樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、アクリ
ロニトリル−スチレン系樹脂、塩化ビニリデン樹脂、Ａ
ＡＳ　（ＡＳＡ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、繊維素誘導体樹脂
、熱可塑性ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポリ
−４−メチルペンテン−１、ポリブテン−１，ロジンエ
ステル樹脂等、更に弗素樹脂としては、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＥ
）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体（ＦＥＰ＞、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体（ＥＰＥ）　、テトラフルオロエチレン
−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）　、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）　、クロロトリフルオロ
エチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等を使用す
ることができ、またボｉ！パラキシリレンの下記構造式
で示されるもの、 （尚、上記Ｃタイプは上記構造のもののみでなく、ベン
ゼン環における主鎖結合部位以外の部位の内１つが塩素
で置換されているもの、またＤタイプはその２つが塩素
で置換されているものであればよい）等を使用すること
ができるや次に本発明の電荷保持媒体の製造方法を説明
する。

電荷保持媒体３における電荷保持層は、絶縁性材料によ
り形成され、本発明はこれら絶縁性材料の形成方法に特
徴を有するものである。まｒ絶縁性材料を電極上に積層
して電荷保持層とするには、まず電極を抵抗加熱（電極
層に通電することによる加熱）により加熱しつつ、絶縁
性材料を蒸着させ、加熱された電極層上に積層するか、
または絶縁性材料をアルゴン放電を使用してスパッタリ
ングして加熱された電極層上に積層するとよい。

また、まず常温で絶縁性材料を電極層上に蒸着法、又は
スパッタ法により積層した後、電荷保持媒体をオーブン
等により加熱してもよい。

この電荷保持層は絶縁性の点からは少なくても１０００
人（０，１μｍ）以上の厚みが必要であり、フレキシビ
ル性の点からは１００μｍ以下が好ましい。

情報電荷を！荷保持層に記録後、電荷保持層上に保護膜
を積層することができる。上記絶縁性高分子材料を溶剤
に溶解させ、スピンナーコーティング法等により数百〜
数十μｍの膜ｊ７に電荷保持層上に形成される。

次に図面により電荷保持媒体の形状を説明する。

まず第１図（ａ）に示す電荷保持媒体の場合は、積層さ
れる絶縁性材料が一定の膜厚を有し、それ自体強度を有
している場合であり、薄膜状の電極層上に積層されるこ
とにより形成されるものである。又電極としてＡ１板等
の強度を有するものを使用する場合でもあり、これらの
場合には後述する支持体は不用である。

第１図（ｂ）に示す電荷保持媒体は支持体を設ける場合
を示すが、支持体１５は、電荷保持層等を強度的に支持
するものであり、電荷保持層を支持することができるあ
る程度の強度を有していれば、その材質、厚みは特に制
限がなく、例えば可撓性のあるプラスチックフィルム、
金属箔、紙、或いは硝子、プラスチックシート、金属板
（電極を兼ねることもできる）等の剛体が使用される。

光透過性が要求される場合には透明なものが使用される
。光透過性が要求される場合、必要に応じて反射防止効
果を有する層、また反射防止効果を発現しうる膜厚に調
整するか、両者を組み合わせることにより反射防止性を
付与することができる。

また電荷保持媒体３がフレキシブルなフィルム、テープ
、ディスク形状をとる場合には、フレキシブル性のある
プラスチックフィルムが使用され、強度が要求される場
合には剛性のあるシート、ガラス等の無機材料等が使用
される。

電極層１３は、支持体上に接着層を介するか、或いは直
接形成され、その材質は比抵抗値が１０６Ω・Ｃｌ１１
以下であれば限定されなく、無機金属導電板、又は無機
金属導電膜、無機金属酸化物導電膜、四級アンモニウム
塩等の有機導電膜等を使用できる。このような電極層は
その支持体上に接着、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、
コーティング、メツキ、ディッピング、電解重合等の方
法により形成される。またその膜厚は電極を構成する材
料の電気特性、および情報記録の際の印加電圧により変
化させる必要があるが、例えばアルミニウムであれば１
００〜３０００人程度であり、支持体と電荷保持層との
間の全面、或いは電荷保持層の形成パターンに合わせて
形成される。

次ぎに本発明の電荷保持媒体の使用方法の１つである静
電画像記録方法について説明する。

第２図は静電画像記録方法を説明するための図で、図中
１は感光体、５は感光体支持体、７は感光体電極、９は
光導電層、１７は電源である。

まず１ｆｌ厚のガラスからなる光導電層支持体５上に１
０００人厚のＴＴＯからなる透明な感光体電極７を形成
し、この上に１０μｍ程度の光導電層９を形成して感光
体１を構成している。同図（ａ）に示すようにこの感光
体ｌに対して、１０μｍ程度の空隙を介して電荷保持媒
体３が配置される。

次いで同図（ｂ）に示すように電源１７により電極７．
１３間に電圧を印加する。暗所であれば光導電Ｎ９は高
抵抗体であるため、空隙に加わる電圧がパッシェンの法
則に従う放電開始電圧以下であれば、電極間には何の変
化も生じない。また放電開始電圧以上の電圧が外部電源
により空隙に印加されると放電が起こり、電荷保持媒体
表面に電荷が蓄積され、放電開始電圧に下がるまでその
状態が続き、カブリ電荷となる。感光体１側より光１８
が入射すると、光が入射した部分の光導電Ｎ９は導電性
を示し放電が生し、電荷保持媒体表面に電荷が蓄積され
る。また予め均一なカブリ電荷がある場合でも、光が入
射した部分では更に電荷が蓄積される。次いで電源１７
をＯＦＦとし、電荷保持媒体３を感光体１から剥離する
ことにより静電潜像の形成が終了する。

この静電画像記録方法は面状アナログ記録とした場合、
銀塩写真法と同様に高解像度が得られ、また情報電荷は
電荷保持層に保護され、放電せず長期間保存される。

本発明の電荷保持媒体への情報入力方法としては高解像
度静電カメラによる方法、またレーザーによる記録方法
がある。まず高解像度静電カメラはｊ１常のカメラに使
用されている写真フィルムの代わりに、前面に感光体電
極７を設りた光導電層９からなる感光体１と、感光体１
に対向し後面に電荷保持媒体電極１３を設けた電荷保持
層１．１からなる電荷保持媒体とにより記録部材を構成
し、画電極へ電圧を印加し、入射光に応じて光導電層を
導電性として入射光量に応じて電荷保持層上に電荷を蓄
積させることにより入射光学像の静電潜像を微粒子中に
形成するもので、機械的なシャッタも使用しうるし、ま
た電気的なシャンクも使用しうるちのであり、また静電
潜像は明所、暗所に関係なく長期間保持することが可能
である。またプリズムにより光情報を、Ｒ，Ｇ、Ｂ光成
分に分離し、平行光として取り出すカラーフィルターを
使用し、Ｒ，Ｇ、Ｂ分解した電荷保持媒体３セツトで１
コマを形成するか、または１千面上にＲ１ＧＳＢ像を並
べて１セツトで１コマとすることにより、カラー撮影す
ることもできる。

またレーザーによる記録方法としては、光源としてはア
ルゴンレーザー（５１４，４８８ｎｍ）、ヘリウム−ネ
オンレーザ−（６３３ｎｍ）、半導体レーザー（７８０
ｎｍ、８１０ｎｍ等）が使用でき、感光体と電荷保持媒
体を面状で表面同志を、密着させるか、一定の間隔をお
いて対向させ、電圧印加する。この場合感光体のキャリ
アの極性と同じ極性に感光体電極をセントするとよい、
この状態で画像信号、文字信号、コード信号、線画信号
に対応したレーザー露光をスキャニングにより行うもの
である。画像のようなアナログ的な記録は、レーザーの
光強度を変調して行い、文字、コード、線画のようなデ
ジタル的な記録は、レーザー光の０Ｎ−ＯＦＦ？！Ｉｔ
御により行う、また画像において網点形成されるものに
は、レーザー光にドツトジェネレーター０Ｎ−ＯＦＦ制
御をかけて形成するものである。尚、感光体における光
導を層の分光特性は、パンクロマティ７りである必要は
なく、レーザー光源の波長に感度を有していればよい。

次に記録された静電画像の再生方法について説明する。

第３図は本発明の電荷保持媒体の静電画像再生方法にお
ける電位読み取り方法の例を示す図で、第１図と同一番
号は同一内容を示している。なお、図中２１は電位読み
取り部、２３は検出電極、２５はガード電極、２７はコ
ンデンサ、２９は電圧計である。

電位読み取り部２１を電荷保持媒体３の電荷蓄積面にそ
の保護膜上から対向させると、検出電極２３に電荷保持
媒体３の電荷保持層１１上に蓄積された電荷によって生
じる電界が作用し、検出電極面上に電荷保持媒体上の電
荷と等量の誘導電荷が生ずる。この誘導電荷と逆極性の
等量の電荷でコンデンサ２７が充電されるので、コンデ
ンサの電極間に蓄積電荷に応じた電位差が生じ、この値
を電圧計２９で読むことによって電荷保持体の電位を求
めることができる。そして、電位読み取り部２１で電荷
保持媒体面上を走査することにより静電潜像を電気信号
として出力することができる。

なお、検出電極２３だけでは電荷保持媒体の検出電極対
向部位よりも広い範囲の電荷による電界（電気力′ｌ１
ｉＡ）が作用して分解能が落ちるので、検出電極の周囲
に接地したガードを極２５を配置するようにしてもよい
。これによって、電気力線は面に対して垂直方向を向（
ようになるので、検出電極２３に対向した部位のみの電
気力線が作用するようになり、検出電極面積に略等しい
部位の電位を読み取ることができる。電位読み取りの精
度、分解能は検出電極、ガード電極の形状、大きさ、及
び電荷保持媒体との間隔によって大きく変わるため、要
求される性能に合わせて最適条件を求めて設計する必要
がある。

また電荷保持媒体における像電荷を、反射防止膜を設け
た１ｉ倚保持媒体電極側からレーザー光等を照射し、電
気光学結晶を介して情報として再生してもよい。この場
合電荷保持媒体はその構成材料は透明材料で形成する必
要がある。また電気光学結晶はその光路中に配置すると
よく、このような電気光学結晶としてはチタノ酸バリウ
ム、タンクル酸リチウム（ＬｉＴａ０ｚ）等電気光学効
果を有するものを使用するとよい。

第４図は静電画像再生方法の概略構成を示す図で、図中
６１は電位読み取り装置、６３は増幅器、６５はＣＲＴ
、６７はプリンタである。

図において電位読み取り装置６１で電荷電位を検出し、
検出出力を増幅器６３で増幅してＣＲＴ６５で表示し、
またプリンタ６７でプリントアウトすることができる。

この場合、任意の時に読み取りたい部位を任意に選択し
て出力させることができ、また反復再生することが可能
である。また静電画像が電気信号として得られるので、
必要に応じて他の記録体への記録等に利用することも可
能である。

〔作用及び発明の効果〕

電荷保持媒体における電荷保持層１１は電荷の移動を抑
えるため高絶縁性の高分子材料から形成されることが必
要であり、比抵抗で１０１４Ω・Ｃ１１以上の絶縁性を
有することが要求される。従来高分子材料は一般に絶縁
性であることは知られているが、その電荷保持特性の観
点から高分子材料の種類、又電荷保持条件についてはい
ままで検討されたことはなかった。

本発明者等は、電荷保持媒体を作製するにあたって絶縁
性高分子材料の積層の仕方によりその電荷保持特性が著
しく変化することを見出した。即ち、電荷保持層を電極
層上に形成するにあたり、電極層を加熱しつつ絶縁性材
料を蒸着、又はスパッタリングして形成するか、又は絶
縁性材料を蒸着、又はスパッタリングにより積層した後
、加熱して電荷保持層とすることにより、常温下で作製
した電荷保持層に比して電荷保持特性が向上することを
見出したものである。

その詳細な理由は不明であるが、絶縁性高分子材料を蒸
着法、スパッタ法により電極層上に積層する際に、常温
下では絶縁性材料は電極層上にアイランド状に積層され
ていき、その表面積が広いために電荷保持層上に情報電
荷を蓄積させても、空気放電等によりリークしやすいも
のと思われる。

しかしながら電極層を加熱しつつ絶縁性材料を積層して
電荷保持媒体を形成すると、高分子材料の融解、また分
子運動の活発化によりその蒸着膜、又はスパッタ法によ
り形成される膜表面を均一に形成することができるので
、このようにして形成された電荷保持層に情報電荷を蓄
積した場合、その電荷保持特性が向上するものと思われ
る。

本発明により製造される電荷保持媒体は、例えば電極針
ヘッド、或いはイオン流ヘッドを用いた静電記録或いは
レーザープリンター等の光プリンター等に使用すること
ができるが、本発明で作製した電荷保持媒体を、感光体
を使用した静電画像記録媒体として使用する場合には、
蓄積された情報電荷は電荷保持層に安定に保持されるも
のであるので、任意の時点での情報再生が可能であり、
また情報再生に際しては電極と表面電位との電位差を計
測することにより容易にその電位差を検出することがで
き、高品質、高解像度の情報を再生できるものである。

以下、実施例を説明する。

〔実施例１〕 １ｍｆｆ１厚のガラス基板上に、真空蒸着（１０−’Ｔ
。

ｒｒ）法でＡＩ電極を１０００人の膜厚で積層する。そ
のＡＮ電極上にクロルトリフルオロエチレンＣＴＦＥ（
ダイキン工業■製）パウダーを使用し、真空蒸着（１０
づＴｏｒｒ）法で、莫発速度０．８〜１゜８μｍ／ｍｉ
ｎ、、電極基板温度を室温、抵抗加熱により４５℃、６
５℃、１０５℃の各条件下で加熱しつつ、膜厚約１７〜
２０μｍに積層して電荷保持媒体をそれぞれ作製した。

以上により得られた各電荷保持媒体上にコロナ帯電によ
り＋１００Ｖ、また−１００ｖの表面電位になるように
帯電さゼ、その電荷保持性能を測定した。

その結果を、第５図＜ａ＞に十帯電した場合、第５図（
ｂ）に−帯電させた場合を示す。

第５図かられかるように加熱して形成した電荷保持媒体
は、１０日放置しても殆ど電荷はリークしていないが、
基板温度を室温状態として、積層した場合には、１日月
で電荷保持層における電荷が急激に減衰していることが
わかる。

〔実施例２〕 １ａｉｌＷ厚のガラス基板上に、真空蒸着（ｔｏ−’Ｔ
。

ｒｒ）法でＡ１電極を１０００人の膜厚で積層する。そ
のＡｊＩｉｉｌｉ上にクロルトリフルオロエチレンＣＴ
ＦＥ（ダイキン工業側製）パウダーを使用し、真空蒸着
（１０づＴｏｒｒ）法で、謂発速度０．８〜１゜８μｍ
／ｍｉｎ、、電極基板温度を室温条件下で膜厚約１７〜
２０μｍに積層し、次いでオーブンにより２００℃に加
熱して電荷保持媒体を作製した。

以上により得られた電荷保持媒体上にコロナ帯電により
＋１００ｖ、また−１００ｖの表面電位になるように帯
電させ、その電荷保持性能を測定した。その結果、電荷
保持媒体は１０日放置しても殆ど電荷はリークしていな
く９８Ｖの表面電位を保持していた。

〔実施例３〕 ＩＩＩ＋１厚のガラス基板上に、真空蒸着（１０−’Ｔ
。

ｒｒ）法でＡＩＴ！ｌ極を１０００人の膜厚で積層する
。その＾ｌ電極上にポリテトラフルオロエチレンＰＴＦ
Ｅ（ダイキン工業特製）パウダーを使用し１．真空蒸着
（１０−’Ｔｏｒｒ）法で、蒸発速度０．８〜１゜８μ
ｍ／ｍｉ、ｎ、、電極基板温度を１５０℃条件下で膜厚
約１７〜２０μｍに積層し電荷保持媒体を作製した。

以上により得られた電荷保持媒体上にコロナ帯電により
＋１００Ｖ、また−１００Ｖの表面電位になるように帯
電させ、その電荷保持性能を測定した。その結果、電荷
保持媒体は１０日放置しても殆ど電攬はリークしていな
く９９Ｖの表面電位を保持していた。

〔参考例１　）　・ｊｌ、層系有機感光体（ＰＶＫ　−
ＴＮＦ　）作製方法 ボＩＪ　　Ｎ−ビニルカルバゾールｌｏｇ（亜南香料（
株）製）、２，４．７−）リニトロフルオレノン１０ｇ
１ポリエステル樹脂２ｇ（バインダー：バイロン２００
東洋紡（株）製）、テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）９
０ｇの組成を有する混合液を暗所で作製し、Ｉｎ２Ｏ，
Ｊ−ＳｎＯｘを約１０００人の膜厚でスパッターしたガ
ラス基板（ｉｎ厚）に、ドクターブレードを用いて塗布
し、６０℃で約１時間通風乾燥し、膜厚約１０μｍの光
導電層を有する感光層を得た。又完全に乾燥を行うため
に、更に１日自然乾燥を行って用いた。

〔実施例４〕・・・静電情報記録、再生方法第２図に示
すように参考例１で作製した単層系存機感光体（ＰＶＫ
　−ＴＮＦ）　１と、実施例１で作製した電荷保持媒体
とを、膜厚１０μｍのポリエステルフィルムをスペーサ
ーとし、電荷保持媒体表面を上記感光体の光導電層面に
対向させて接地した。

次いで両電極間に、感光体側を正、樹脂層側を負にして
、１ｏｏｖの直流電圧を印加した。

電圧の印加状態で、感光体側より照度１０００ルツクス
のハロゲンランプを光源とする露光を１秒間行い、静電
潜像の形成が終了する。

次いで媒体の表面電位を測定した結果、媒体表面に１０
０■の表面電位が表面電位計により測定されたが、未露
光部での表面電位はＱＶであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造される電荷保持媒体の断面図
、第２図は本発明の電荷保持媒体への静！画像記録方法
を説明するための図、第３図は直流増幅型の電位読み取
り方法の例を示す図、第４図は本発明のｔｆＴ保持媒体
を使用した静電画像記録再生方法の概略構成を示す図、
第５図は電荷保持媒体の形成温度と電荷保持特性との関
係を示す図である。 １は感光体、３は電荷保持媒体、５は光導電層支持体、
７は感光体電極、９は光導電層、１１はｔ荷保持層、１
３は電極層、１５は支持体、１７は電源、１８はパター
ン露光光、２０は保護層、２１は電位読み取り部、２３
は検出電極、２５はガード電極、２７はコンデンサ。 出 願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極上に電荷保持層を形成するにあたり、電極を
   加熱しつつ電荷保持層形成材料を蒸着法、又はスパッタ
   法により積層して電荷保持層を形成するか、又は電荷保
   持層材料を蒸着法、又はスパッタ法により蒸着させて積
   層した後、加熱することにより電荷保持層を形成するこ
   とを特徴とする電荷保持媒体の製造方法。